往复式压缩机的基本知识及原理

往复式压缩机的基本知识及原理压缩机的分类压缩机种类很多，按照工作原理可分为容积式和速度式：容积式包括：往复式和回转式。

往复式包括：活塞式和膜片式。

回转式包括：螺杆式、滑片式和转子式速度式包括：离心式、轴流式和混流式。

容积式压缩机：指气体直接受到压缩，从而使气体容积缩小，压力提高的机器。

一般这类压缩机具有容纳气体的气缸。

以及压缩气体的活塞。

按容积变化方式的不同，有往复式和回转式两种结构。

往复式压缩机往复式压缩机有活塞式和膜片式两种式。

在圆筒形气缸中有一个可做往复运动的活塞，气缸上有可控制进、排气阀。

当活塞做往复运动时，气缸容积便周期性的变化，借以实现气体的吸进、压缩和排出。

一、往复式压缩机的特点1、往复式压缩机与离心式压缩机比较（1）无论流量大小都能达到所需压力，一般单级終压可达0、3至0。

5MPa，多级压缩可达到100MPa。

（2）效率较高。

（3）气量调节时排气压力几乎不变。

（4）在一般压力范围内，对材料的要求不高，可用普通的金属材料。

2、主要缺点（1）转速底，排气量较大时机器显得笨重。

（2）结构复杂，易损件多，日常维修量大。

（3）动平衡性差，运转时有振动，噪音大。

（4）排气量不连续，气流不均匀。

3、各类压缩机的使用范围活塞式适用于中小输气量，排气压力可由低压到超高压；离心式和阻流式适用于输送大气量，中低压情况；回转式适用于中小输气量、中低压情况。

二、往复式压缩机的工作原理：依靠气缸工作容积周期性的变化来压缩气体，以达到提高工作压力的目的。

（活塞在气缸内的往复运动造成减压将气体吸入，继而将气体压缩至一定压强而将它送出）活塞式压缩机的工作原理。

压缩机是用以将低压力的气体压缩至高压力的机器，在完成这项任务时，多采用逐次的多级压缩，每级气缸中都有相同的吸气、压缩和排气过程。

1、压缩机的理论循环气体在气缸内的理论循环，具有以下特点，即压缩机在吸气、排气时，不存在进排气阀处的压力损失，进排气过程压力处保持恒压，压缩过程指数量是一个定值，故气体在压缩时与气缸壁等处皆不发生热脚换，缸内不存在余隙容积以贮留小部分高压气体，全部气体均能排出气缸外。

2、压缩机的实际循环有余隙容积，在压力比和膨胀指数相同的条件下，相对余隙容积增大，容积减小。

一般为了提高容积效率，余隙容积要尽量减小些。

三、活塞式压缩机的基本结构及工作过程活塞式虽然种类繁多、结构复杂、但是基本原理大致相同，具有十字头的活塞式压缩机，主要有机体、工作机构[气缸、活塞、气阀等]及运动机构[曲轴、连杆、十字头等]。

运动过程：曲轴由电机带动做旋转运动，曲轴上的曲柄带动连杆大头回转并通过连杆小头做往复运动，活塞由活塞杆通过十字头与连杆小头连接，从而做往复直线运动。

工作过程由若干连续的循环组成。

当活塞在最高点向下运动时吸气阀打开，气体从吸气阀进入气缸，充满气缸与活塞端面之间的整个容积，直到活塞运行到最低点，吸气过程结束。

当活塞从最低点向上运动时吸气阀关闭，气体被密封在空间。

活塞继续向上运动，迫使空间越来越小，因而使气体压力升高，当压力达到工作要求的数值时，压缩过程完成，这时排气阀被迫打开，气体在该压力下排出，直到活塞运行到最高点为止，排气过程完成。

活塞处于最高点称上止点（前止点），最低点时称下止点（后止点）。

活塞从上止点开始运动又回到上止点的整个过程称为一个循环，上止点到下止点之间的距离称为行程。

1、活塞式压缩机的分类（1）按达到的排气压力分类名称压力/105Pa鼓风机〈3低压压缩机3——10中压压缩机10——100高压压缩机100——1000超高压压缩机〉1000（2）按排气量分类名称排气量分类(按进气状态计m3/min)微型压缩机〈1小型压缩机1——10中型压缩机10——60大型压缩机〉60（3）按气缸中心线位置分类立式压缩机：气缸中心线与地面垂直。

卧式压缩机：气缸中心线与地面平行，气缸只布置在机身一侧。

对置式压缩机：气缸中心线与地面平行，气缸布置在机身两侧。

如果相对列活塞相向运动又称对称平衡式。

角度式压缩机：气缸中心线成一定角度，按气缸排列的所呈现的形状。

有分L型、V型、W型和S型。

（4）按气缸达到终了压力所需压级数分类单级压缩机：气体经过一次压缩到终压。

两级压缩机：气体经过二次压缩到终压。

多级压缩机：气缸经三次以上压缩到终压。

（5）按活塞在气缸内所实现气体循环分类单作用压缩机：气缸内仅一端进行压缩循环。

双作用压缩机：气缸内两端进行同一级次的压缩循环。

级差式压缩机：气缸内一端或两端进行两个或两个以上的不同级次的压缩循环。

（6）按压缩机具有的列数分类单列压缩机：气缸配置在机身的一中心线上。

双列压缩机：气缸配置在机身一侧或两侧的两条中心线上。

多列压缩机：气缸配置在机身一侧或两恻的两条以上中线上。

2、活塞式压缩机的型号表示法如：4M12——45/210型压缩机：4列、M型、活塞推力12×10N、额定排气量45m3/min、额定排气压力210x105Pa。

3、压缩机的实际工作过程（1）余隙与膨胀实际工作的压缩机，必须存在一定的余隙容积，包括活塞运动到止点时与盖端之间的间隙和阀座下面的空间及其它死角。

留此间隙﹝一般为1、5——4mm﹞的的目的是为了避免因活塞杆、活塞的热膨胀和弹性变形而引起的活塞与气缸的碰撞，同时以可防止气体带液而发生事故。

防止液击的方法在设计上，每级压缩冷却后析出的冷凝液在设计上设置分离器进行气液分离。

余隙内的气体是排不出去的，当活塞离开而返回运动时，这部分气体（排出时的压力）开始膨胀，直至压力降至吸气入开始时的压力，新鲜气体才能进入。

可见余隙的存在，使气缸的实际吸入量小于气缸的行程容积，即减少了新鲜气体的吸入量，降低了生产能力。

因此，余隙容积在保证运行可靠的基础上，应尽量减小。

（2）气阀的阻力损失通道和气阀不可能绝对光滑曲折，所以气体通过气阀和管道时，必须会产生阻力损失。

因此气缸内的吸入压力总低于管道中的压力，气缸内实际排出压力总是高于排出管道的压力。

（3）气体温度升高压缩机工作一段时间后，气缸各部分温度基本为一稳定值，它高于气体的吸入温度，低于排出温度。

而气体每一循环中，传热情况是不断变化的。

如压缩开始时气体温度较气缸温度低，于是气体自气缸吸取热量而提高本身温度，随着压缩机过程的进行，气体温度高于气缸温度。

（气体加热后体积会产生膨胀）所以每经一级压缩后的气体都须经冷却器冷却后才进行下一级压缩。

（温度累加后影象打气量及气缸温度，设计上排气温度一般≤180O C）（4）泄漏（化工压缩的气体大多属有毒有害气体和易燃易爆气体，若泄漏发生轻则影响环境，重则爆炸着火。

）气体泄漏的主要途径是经气阀、活塞环和填料处泄漏。

〈1〉气阀泄漏：气体得不到充分压缩就排出，吸气时又漏到气缸中如此反复循环（此时泄漏阀门压盖迅速升温），影响了下一级的吸收，本级吸收的新鲜气体就减少。

〈2〉活塞环泄漏：如活塞环断裂、磨损过大时，压缩时气体会漏到吸气端或平衡缸，吸气时又漏回来。

串气影响打气量。

〈3〉填料泄漏：填料磨损过大时，高压气体就会从填料处大量泄漏到大气中。

各部件的功用及安装方法往复式压缩机分主机和辅机两部分。

主机负责把机械能转变为工作能，包括三部分即：工作部分（指气缸部件）、传动部分（指主轴、连杆、十字头、活塞杆及活塞）、支撑部分（曲轴箱、中体等）。

辅机是负责保证工作正常的系统，包括四部分即：润滑系统、冷却系统、调节系统、气路系统。

一、机身、中体机身和中体起支撑作用，其它零件都要在机身上安装，因此机身安装的关键是要保证其纵向水平和横向水平在允许的偏差范围内。

基础验收合格后，据图纸在基础上用墨线准确地画出主轴中心线，电动机中心线，各列气缸中心线。

打麻面放置垫铁和地脚螺栓。

先将机身上的污垢,铁锈除尽内部倒入煤油,油量要高于曲轴箱油面线以上保持4 —6小时，不准有渗漏现象。

为了机身找正找平，通常都用三点找正法。

在便于调整的地方放置千斤顶。

机身上各中心和基础上对应墨线吻合，定位偏差应在±5mm以内。

初步确定标高，其偏差应在±10mm 以内。

机身横向水平的測量以主轴瓦窝为基准，在沿轴方向两个位置测量。

允许电机方向高0、03mm/m，装上电机转子后将会使机身向电机方向傾斜。

纵向水平的调整应以滑道为基准。

检查时应在滑道弧面上前、中、后三个部位分别测量。

以前后两为准，中间供叁考。

允许向气缸方向高0、03mm/m，因装上气缸和活塞后，滑道前端会稍微下倾。

调整时纵向要同时测量。

清理表面和地脚螺栓孔，除去油污、杂物、木屑、尘土等杂物。

各组垫铁点焊准备二次灌浆。

a)曲轴连杆机构曲轴：带动各连杆作旋转运动。

连杆：改变运动方式大头作旋转运动，杆作摆动运动，小头往复运动。

二、轴瓦压缩机所用的主轴瓦有厚壁瓦和薄壁瓦之分。

由于后者比前者具有较多的优点，所以目前设计制造的对动式压缩机中，多使用薄壁瓦。

1、厚壁瓦在安装前，首先检查轴承巴氏合金浇铸质量，然后用涂色法检查瓦背与瓦窝接合面，使均匀接触达到50%以上。

如果瓦背与轴承之间存在较大的间隙时，将会引起轴瓦变形，并影响轴承的散热性能。

对于四剖分轴瓦要按图组对好主轴承，并用塞尺检查，下瓦和边瓦接触面间不应有间隙。

反复提放楔形斜铁，并用涂色法检查斜铁与边瓦背接触情况。

必要时进行刮研，使接触面平均接触达70%以上。

以上工作完成后，才能在主轴颈上涂以红铅油，将主轴安装至轴承，并旋转主轴再吊离主轴，检查各瓦工作表面的接触情况。

如此反复检查、刮研，直到下瓦与主轴均匀接触达70%以上，边瓦与主轴均匀接触达60%以上，上瓦与主轴均匀接触达50%以上为止。

检查各瓦工作表面的接触情况，下瓦承受负荷部分要有900——1200的弧度接触，接触点不小于该弧面面积的70%。

轴瓦刮研完毕后，要将油槽开好。

2、簿壁瓦近年来，在压缩机中采用了薄壁精密滑动轴承，就是俗语所说的簿壁瓦，这种轴瓦装配、维护方便，使用效果也很优良。

它的特点是：弹性大、导热快、精度高。

又于薄壁瓦具有其自身的特点，故必须针对其特点进行安装。

薄壁瓦是相对于厚壁瓦而言的，即轴瓦的内径对于轴瓦厚度的比值较小，薄壁蛙大多为对开型的，在两半瓦口上不放置垫片，要靠精密加工保证必须的间歇。

但轴瓦磨损到一定程度后应予更换，为了保证舟瓦与轴承座贴合紧密，轴承外表面半圆周的长度比舟承座孔半圆周的长度稍长。

了解薄壁瓦的特点，才能正确的进行安装和检修，以预防出现任何故障。

即第一点，由与两半舟瓦的装配是采取“余面高度过盈”的方式抠紧的，在检测轴与轴瓦间隙前，应按正常情况把紧瓦盖，然后用塞尺或压铅法检测。

第二点，为了防止工作时薄壁瓦轴向串动或转动，常采用定位折边进行定位，或定位销、定位套来定位。

第三点，由于薄壁瓦的基本特性是易于变形适应轴颈，因而在一般情况下靠加工精度保证不需刮研，只在特殊必要时，少量刮研。