空气压缩机工作原理图文版

空气压缩机工作原理(图文版）

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滑片式空气压缩机节能探索与研究（上) 前言:空气压缩机是工业现代化的基础产品,常说的“电气自动化”里“气”就有气动的含义，而空气压缩机就是提供气源动力,是气动系统的核心设备。一台空气压缩机在寿命周期内，其初期购置成本仅占运行电费的1/２0~1／15，其是否节能直接导致用户能否降本增效。而且我国是一个能耗大国，能源供应十分紧张,节能减排任务十分艰巨,推广应用节能新技术或节能产品也符合国家的大政方针。本文深入分析比较各类型空气压缩机的结构和工作原理，以及在工业运用中跟踪检测能耗情况，得出的实际节能比例让事实说话,供各位领导及同行参考。

一、空气压缩机的分类。

空气压缩机是机械工业的基础产品，其广泛应用于各行业。空气压缩机是将驱动机(电动机或柴油机)输出的旋转机械能转换为气体的压力能，为气动系统（或气力吹扫点）提供动力的核心设备。空气压缩机(以下简称空压机）分类，按结构和工作原理不同,可分为活塞式空气压缩机(简称活塞机）、螺杆式空气压缩机（简称螺杆机）、滑片式空气压缩机(简称滑片机）、离心式空气压缩机（简称离心机）、涡旋式空气压缩机（简称涡旋机）五类；按工作压力等级，可分为低压（供气压力≤1.３MPa）、中压（供气压力为1.3~4.0ＭPa）、高压(供气压力为4.0~４０MPａ及以上)三类;按压缩气体的形式，可分为容积式和速度式两种；按气体压缩过程是否与润滑油混合，可分为有油润滑和无油润滑两种空压机；按使用过程是否需要移动分为固定式和移动式空压机,移动式根据动力提供类型分为柴油移动机和电动移动机两种。

1、活塞机简介。

活塞机的电动机驱动曲轴产生旋转运动,曲轴带动连杆使活塞产生往复运动，引起气缸容积变化。由于气缸内压力的变化，空气经过空气滤清器(消声器）和吸气阀进入气缸，在压缩行程中，随着气缸容积的缩小,产生压缩空气。

主要运转零件较多，有曲轴(1件）、曲柄（2件)、连杆（2件)、活塞（2件)、吸排气阀（阀片、弹簧若干）、轴承（２件)等。

单台产气由一般为０.15~１0０m3/miｎ，主电机功率由2.２kｗ～５５０kw。

活塞机运转部件较多，吸排气阀片及弹簧容易磨损和疲

劳损坏，导致压缩效率降低,能耗增大，维修工作量大。但其价

格低廉，国内有大量厂家可自主生产,属于低端高耗产品，市场

在逐渐淘汰。

2、螺杆机简介。

螺杆机又分为单螺杆和双螺杆,其工作原理是旋转的相互

啮合的螺杆，将油和空气从进气端一起吸入，随着螺杆的旋转

和输送,啮合容积逐渐减小,在螺杆的另一端压缩出油气混合物。

油气混合物经过油气分离后，排除可用的压缩空气。

螺杆机的主要运转零件也较多，如图1所示,直连驱动的有主被动齿轮1对（皮带传动的还要增加皮带轮2件、皮带３条）、轴承（6件)、阴阳转子（1对)等。

螺杆机单台产气量一般为0.8~60ｍ3／mｉｎ，主电机功率为5.5ｋw~3５5kｗ。

螺杆机目前是空压机市场的主流,国内已经有大量的厂家能自主生产,在中小型用气量的空压站或单体设备配置中，占有主要地位。缺点是主机阴阳转子磨损后产气量衰减较大，加卸载越来越频繁,能耗损失越来越大,机头装配精密度高、用户现场无法修复等。

3、滑片机简介。

滑片机工作原理，如图2所示，电机直接连接到主机内偏心安装的转子轴上，转子上开有径向滑槽，转动时滑片沿径向滑动，与定子形成密封腔。随着转子转动，滑片与定子间的密封腔容积变化，将油气混合物吸入和压缩,经过油气分离器后产生压缩空气。

滑片机主要运转部件最少,仅有一个转子和滑片。

产气量一般由0.16~４40.８~60ｍ3／min,主电机功率为

１.５ｋｗ~250kw。

滑片机的优点是滑片具有自补偿性,压缩容积和效率不会随

着使用时间增加而衰减,产气量始终如一，具有显著的节能效果，

运行费用低，主机现场拆卸检修非常方便，可维修性强，转子转

速低,无滚动轴承而使用轴瓦,主机寿命长等。其缺点是制造技术和

材质要求高，单机产气量较小仅达44m3/min以下,国内还不能自

主生产，只能组装90kw以下机型,价格比螺杆机稍贵。

滑片机几乎与螺杆机同时问世,起源于上世纪三十年代意大利一名叫玛泰（Ｍａttｅi）先生的艰苦奋斗。早期滑片机进入国内是在铝行业，19８1年随着大型预焙阳极电解槽EＣL多功能机组的进口而引入贵州铝厂(当前叫中国铝业股份有限公司贵州分公司）,1９８7~1９８8年购置的玛泰Ｃ２60型５5kｗ滑片空压机，至今还在多功能机组上承担着主力机型的任务,运行良好。经过长期的工业实践检验，玛泰机被公认是最适于高温、高氧化铝粉尘、强磁场、振动、移动、氟化氢气体腐蚀等恶劣环境下稳定工作。因此，世界各知名铝业均在使用玛泰滑片机作为多功能机组配套设备,已经成为铝行业的明星品牌。

随着技术发展和国内节能减排力度的加大,在中小型空压站建站和单机配置中，因其节能降耗效果显著,有逐渐替代螺杆机的趋势，目前在沿海发达城市的中小企业已经大量使用滑片机。

４、离心机简介。

离心机的工作原理，如图3的所示,电机

直接驱动主动大齿轮,带动锥状的叶片（叶轮）

高速旋转(叶轮轴转速可达4０000rpm）将空气

向离心方向加速,从而产生压力。一般需要经过

三级压缩叶轮加压,才能产生0.４~０．８MPa

的压缩空气。

离心机的结构复杂，运转部件较多,有主动齿

轮（１套）、一至三级叶轮（３套)、滚动轴承

（8付）等，体积也较大。

单台离心机的产气量一般为26~530m3/min,

主电机功率为1３0ｋw~４200kｗ。

离心机适于大型企业集中建站，投资巨大,运行费用昂贵，国内没有自主品牌，基本上都是国外品牌在中国建立合资企业进行组装。

5、涡旋机简介。

涡旋机是由两个双函数方程型线的动、静涡盘相互啮合而成。在吸气、压缩、排气工作过程中,静盘固定在机架上，动盘由偏心轴驱动并由防自转机构制约，围绕静盘基圆中心，作很小半径的平面转动。气体通过空气滤芯吸入静盘的外围,随着偏心轴旋转，气体在动静盘噬合所组合的若干个月牙形压缩腔内被逐步压缩,然后由静盘中心部件的轴向孔连续排出。

涡旋机是近年来开发出来的最新型的空压机,它与传统空压机相比,具有结构新颖、体积小、重量轻、噪音低,输气平稳连续,操作简便, 维护费用少等一系列优异的技术性能。其缺点是产气量和装机功率较小，一般在37kw以下,国内无组装厂,价格昂贵,市场基本上处于培育状态。

二、滑片空压机与螺杆空压机的性能对比。

１、滑片机与螺杆机工作原理及传动效率。

●滑片机的工作原理。如图4~6所示.