往复式压缩机培训教材

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往复式压缩机的结构－活塞 组件
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往复式压缩机的结构－活塞
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往复式压缩机的结构－活塞 环
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往复式压缩机的结构
• 气阀与轴封： 气阀是压缩机的一个重要部件，属于易
损件。它的质量及工作的好坏直接影响压 缩机的输气量、功率损耗和运转的可靠性 。气阀包括吸气阀和排气阀，活塞每上下 往复运动一次，吸、排气阀各启闭一次， 从而控制压缩机并使其完成吸气、压缩、 排气等四个工作过程。
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往复式压缩机
• 往复式压缩机的主要特点： • 1）适用压力范围广，不论流量大小，均能达到所需压力
； 2）热效率高，单位耗电量少； 3）适应性强，即排气 范围较广，且不受压力高低影响，能适应较广阔的压力范 围和制冷量要求； 4）可维修性强； 5）对材料要求低， 多用普通钢铁材料，加工较容易，造价也较低廉； 6）技 术上较为成熟，生产使用上积累了丰富的经验； 7）装置 系统比较简单； • 缺点： 1）转速不高，机器大而重； 2）结构复杂，易损 件多，维修量大； 3）排气不连续，造成气流脉动； 4） 运转时有较大的震动。 活塞式压缩机在各种用途，特别 是在中小制冷范围内，成为制冷机中应用最广、生产批量 最大的一种机型。
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往复式压缩机的结构－曲轴
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往复式压缩机的结构
• 连杆： 连杆是曲轴与活塞间的连接件，它将曲轴的
回转运动转化为活塞的往复运动，并把动力传递 给活塞对气体做功。连杆包括连杆体、连杆小头 衬套、连杆大头轴瓦和连杆螺栓。
连杆体在工作时承受拉、压交变载荷，故一 般用优质中碳钢锻造或用球墨铸铁（如QT40－10 ）铸造，杆身多采用工字形截面且中间钻一长孔 作为油道。
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压缩机的分类
• 按压缩机的排气终压力可分为 1）低压压缩机：排气终了压力在3～10标 压。 2）中压压缩机：排气终了压力在10～100 标压。 3）高压压缩机：排气终了压力在100～ 1000标压。 4）超高压压缩机：排气终了压力在1000标 压以上。
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往复式压缩机分类
• 按排气量（进口状态）分类
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往复式压缩机的结构－润滑 系统
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往复式压缩机典型故障及事
故分析
• 排气温度不正常
排气温度不正常是指其高于设计值。影响排 气温度增高的因素有：进气温度、压力比、以及 压缩指数（对于空气压缩指数K＝1.4）。影响到 吸气温度高的因素如：中间冷却效率低，或者中 冷器内水垢结多影响到换热，则后面级的吸气温 度必然要高，排气温度也会高。气阀漏气，活塞 环漏气，不仅影响到排气温度升高，而且也会使 级间压力变化，只要压力比高于正常值就会使排 气温度升高。此外，水冷式机器，缺水或水量不 足均会使排气温度升高。
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往复式压缩机的结构
• 往复式压缩机的结构：压缩机主要由机体、曲轴、连杆、活塞 组、阀门、轴封、油泵、能量调节装置、油循环系统等部件组 成。
•往复式压缩机结构示意图
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往复式压缩机的结构－机体
• 机体： 包括气缸体和曲轴箱两部分，一般采用
高强度灰铸铁（HT20-40）铸成一个整体。 它是支承气缸套、曲轴连杆机构及其它所 有零部件重量并保证各零部件之间具有正 确的相对位置的本体。气缸采用气缸套结 构，安装在气缸体上的缸套座孔中，便于 当气缸套磨损时维修或更换。
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往复式压缩机
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压缩机剖面动
态图 •连杆通过
大头瓦与曲 •刮油盘根
•盘根注油
轴相连
•活塞杆 盘根
•进气阀
•曲轴箱
•连杆通过 小头瓦与十 字头相连
•活塞杆
•排气阀
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往复式压缩机
• 往复式压缩机的主要性能指标 1）额定排气量：即为压缩机铭牌上标注的排气量，指压 缩机在特定进口状态下的排气量。常用单位m³/min，m³/h 。 额定排气压力：即为压缩机铭牌上标注的排气压力，常用 单位MPa，bar。 2）排气温度：考虑到积炭和安全运行，对于相对分子量 小于或等于12的介质，排气温度不超过135℃；对乙炔、 石油气、湿氯气排气温度不超过100℃；其他气体建议不 超过150℃。 3）活塞力：活塞在止点出所受到的气体力最大，因此将 这时的气体力称为活塞力。 4） 级数：大中型往复压缩机以省功原则选择级数，通常 情况下其各级压力比≤4。
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往复式压缩机典型故障及事
故分析
• 过热故障 在曲轴和轴承、十字头与滑板、填料与活塞
杆等摩擦处，温度超过规定的数值称之为过热。 过热所带来的后果：一个是加快磨擦副间的磨损 ，二是过热量的热不断积聚直致烧毁磨擦面以及 烧抱而造成机器重大的事故。造成轴承过热的原 因主要有：轴承与轴颈贴合不均匀或接触面积过 小；轴承偏斜曲轴弯曲、扭；润滑油粘度太小， 油路堵塞，油泵有故障造成断油等；安装时没有 找平，没有找好间隙，主轴与电机轴没有找正， 两轴有倾斜等。
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往复式压缩机分类
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往复式压缩机
• 往复式压缩机的工作原理： • 当曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞便做往复运动，由气缸内壁、
气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞从气 缸盖处开始运动时，气缸内的工作容积逐渐增大，这时，气体即沿着 进气管，推开进气阀而进入气缸，直到工作容积变到最大时为止，进 气阀关闭；活塞反向运动时，气缸内工作容积缩小，气体压力升高， 当气缸内压力达到并略高于排气压力时，排气阀打开，气体排出气缸 ，直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关闭。当活塞再次反向运动 时，上述过程重复出现。总之，曲轴旋转一周，活塞往复一次，气缸 内相继实现进气、压缩、排气的过程，即完成一个工作循环。 • 压缩机的理想工作过程是：①压缩机没有余隙容积，②吸、排气过程 没有阻力损失，③吸、排气过程中与外界没有热量交换；④没有泄漏 。其过程如图所示。图2－3为活塞运动时气缸内气体压力与容积的变 化，活塞式压缩机对气体的压缩，是由活塞在气缸内的往复运动来完 成的。整个工作过程分吸气、压缩和排气三个过程。
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往复式压缩机的结构－连杆
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往复式Fra Baidu bibliotek缩机的结构
• 活塞组： 活塞组是活塞、活塞销及活塞环的总称。活塞组在连
杆带动下，在汽缸内作往复直线运动，从而与汽缸等共同 组成一个可变的工作容积，以实现吸气、压缩、排气等过 程。 • 活塞---活塞可分为筒形和盘形两大类。活塞的材料一般为 铝合金或铸铁 • 活塞销---活塞销是用来连接活塞和连杆小头的零件，在工 作时承受复杂的交变载荷。 • 活塞环---活塞环包括气环和油环。汽环的主要作用是使活 塞和气缸壁之间形成密封，防止被压缩气从活塞和气缸壁 之间的间隙中泄漏；油环的作用是布油和刮去气缸壁上多 余的润滑油。
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往复式压缩机的结构－气阀 组
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往复式压缩机的结构－轴封
• 轴封---轴封的作用在于防止压缩气体沿曲轴伸出端向外泄 漏，或者是当曲轴箱内压力低于大气压时，防止外界空气 漏入。
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往复式压缩机的结构－润滑 系统
• 润滑的作用 • 润滑是压缩机中的重要问题之一，它不仅影响到压缩机的
性能指标，而且对压缩机的寿命、可靠性、安全性也直接 相关。 • 润滑的作用如下： • 1)使摩擦表面(即轴与轴承、活塞环与气缸壁等运动部件接 触面)被油膜分隔，形成液体摩擦或半干摩擦，从而降低 压缩机的摩擦功、摩擦热和零件的磨损，提高压缩机的机 械效率，增加压缩机的可靠性和耐久性。 • 2)带走摩擦热，使摩擦表面温度不致过高。 • 3)润滑油充满活塞与气缸的间隙和轴封的摩擦表面之间， 增强了密封作用。 • 4)带走磨屑，改善摩擦表面的工作情况。 • 5)压缩机的润滑系统还向能量调节装置供油。
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往复式压缩机典型故障及事 故分析
• 断裂事故
断裂事故发生的部位主要有：曲轴断裂 ：其断裂大多在轴颈与曲臂的圆角过渡处 ；连杆的断裂：连杆螺钉断裂；气缸、缸 盖破裂：主要原因：对于水冷式机器，在 冬天运转停车后，若忘掉将气缸、缸盖内 的冷却水放尽，冷却水会结冰而撑破气缸 以及缸盖； 活塞杆断裂。
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类型
排气量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
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往复式压缩机分类
• 按结构形式分类 可分为立式、卧式、角度式、对称平衡型和对制 式等。一般立式用于中小型；卧式用于小型高压 ；角度式用于中小型；对称平衡型使用普遍，特 别使用于大中型往复式压缩机；对制式主要用于 超高压压缩机。 国内往复式压缩机通用结构代号的含义如下：立 式－Z。卧式－P，角度式－L、S，星型－T、V 、W、X，对称平衡型－H、M、D，对制式－DZ 。
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往复式压缩机的结构－润滑 系统
• 润滑方式及润滑系统 压缩机的润滑方式可分为飞溅润滑和压力润
滑两种类型。飞溅润滑是利用运动零件的机械作 用，将润滑油送至需要的摩擦表面，半封闭压缩 机就有很多的采用飞溅润滑。一方面在连杆大头 下端装设甩油勺，将曲轴箱中的油甩向气缸镜面 ，润滑活塞与气缸壁之间的摩擦表面；另一方面 ，在电动机一端的轴上装有甩油盘，将油甩起并 收集在电动机侧端盖的集油小室上，通过曲轴中 的油道，润滑主轴承和连杆轴承。在某些小型立 式开启式压缩机中，飞溅润滑仅依靠曲柄连杆机 构的运动来实现。
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往复式压缩机的结构－机体
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往复式压缩机的结构
• 曲轴： 曲轴是往复式压缩机的主要部件之一，
传递着压缩机的全部功率。其主要作用是 将电动机的旋转运动通过连杆改变为活塞 的往复直线运动。曲轴在运动时，承受拉 、压、剪切、弯曲和扭转的交变复合负载 ，工作条件恶劣，要求具有足够的强度和 刚度以及主轴颈与曲轴销的耐磨性。故曲 轴一般采用40、45或50号优质碳素钢锻造 。
往复式压缩机典型故障及事
故分析
• 活塞杆断裂：
主要断裂的部位是与十字头连接的螺纹处以 及紧固活塞的螺纹处，此两处是活塞杆的薄弱环 节，如果由于设计上的疏忽，制造上的马虎以及 运转上的原因，断裂较常发生。若在保证设计、 加工、材质上都没有问题，则在安装时其预紧力 不得过大，否则使最大作用力达到屈服极限时活 塞杆会断裂。在长期运转后，由于气缸过渡磨损 ，对于卧式列中的活塞会下沉，从而使连接螺纹 处产生附加载荷，再运转下去，有可能使活塞杆 断裂，这一点在检修时应特别注意。此外，由于 其它部位的损坏，使活塞杆受到了强烈的冲击时 ，都有可能使活塞杆断裂。
往复式压缩机培训教材
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压缩机的分类
• 按工作原理分类
•压缩机
•容积式
•往复式 •回转式
•流体动力式
•透平式 •喷射式
•活塞式 •隔膜式 •斜盘式 •自由活塞
•螺杆式 •罗茨式 •液环式 •滑片式 •回转活塞 •离心式
•轴流式
•混流式
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压缩机的分类
• 按活塞的压缩动作可分为 1）单作用压缩机：气体只在活塞的一侧进 行压缩又称单动压缩机。 2）双作用压缩机：气体在活塞的两侧均能 进行压缩又称复动或多动压缩机。 3）多缸单作用压缩机：利用活塞的一面进 行压缩，而有多个气缸的压缩机。 4）多缸双作用压缩机：利用活塞的两面进 行压缩，而有多个气缸的压缩机。