活塞式压缩机受力分析小结
第4章-活塞式压缩机中作用力分析2
飞轮轮缘截面重心所组成圆的直径 飞轮轮绿部分的重力，它约等于整个 飞轮重力的0.9倍
来表示一转中角速度变化的大小
m =
n
30
可以近似地取
max +min
Xi’an Jiaotong University
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各力对压缩机的作用 b
M N Fp r sin( ) cos
M N FP sin sin( ) (l cos +r cos )=Fp r cos cos
2 rFTm n rFTm n = 60 30 平均切向力 由热力计算而得的压缩机轴功率(W) 30 N Z FTm = rn 压缩机转速(r／mi n) NZ
Wy
2
0
M y d
2
0
FTZ rd
驱动力矩 M d 是常数
M d FTm r
驱动力矩在压缩机一转中所做的功为
180 360
sin
1 2 sin 2
顺旋转方向压向气缸(或十字头 导轨)的侧向力为正
为负值
连杆力Fl沿着连杆轴线传到曲柄销中心点B，它对曲轴产生 两个作用 一个作用是连杆力相对于曲轴中心构成一个力矩，其值为
连杆力 连杆是摆动的，设它和气缸轴线间摆动的夹角为 ，并假定向曲 轴旋转的同方向摆动为正值，向旋转的相反方向为负值，活塞力 分为两个力，连杆力Fl和侧向力FN
为压缩机组中的全部旋转质量的转动惯量 为曲轴瞬时角加速度
，所以
cos( ) cos
切向力和法向力的大小及方向均随曲柄 转角 而变化，这里规定与曲轴旋转 方向相反的切向力为正、由曲轴中心向 外指向的法向力为正
活塞式压缩机的故障及其原因和措施
活塞式压缩机的故障及其原因和措施作者：任玉祥出处：阅读：发布时间：2006-10-17 9:06:00供稿：（一）、常见故障及其原因和措施1.排气量不足：1.1 进气滤清器的故障：积垢堵塞，使排气量减少；吸气管太长，管径太小，致使吸气阻力增大影响了气量，要定期清洗滤清器。
1.2 压缩机转速降低使排气量降低：空气压缩机使用不当，因空气压缩机的排气量是按一定的海拔高度、吸气温度、湿度设计的，当把它使用在超过上述标准的高原上时，吸气压力降低等，排气量必然降低。
1.3 气缸、活塞、活塞环磨损严重、超差、使有关间隙增大，泄漏量增大，影响到了排气量。
属于正常磨时，需及时更换易损件，如活塞环等。
属于安装不正确，间隙留得不合适时，应按图纸给予纠正，如无图纸时，可取经验资料，对于活塞与气缸之间沿圆周的间隙，如为铸铁活塞时，间隙值为气缸直径的0.06／100～0.09／100；对于铝合金活塞，间隙为气径直径的0.12／100～0.18／100；钢活塞可取铝合金活塞的较小值。
1.4 填料函不严产生漏气使气量降低。
其原因首先是填料函本身制造时不合要求；其次可能是由于在安装时，活塞杆与填料函中心对中不好，产生磨损、拉伤等造成漏气；一般在填料函处加注润滑油，它起润滑、密封、冷却作用。
1.5 压缩机吸、排气阀的故障对排气量的影响。
阀座与阀片间掉入金属碎片或其它杂物，关闭不严，形成漏气。
这不仅影响排气量，而且还影响间级压力和温度的变化；阀座与阀片接触不严形成漏气而影响了排气量，一个是制造质量问题，如阀片翘曲等，第二是由于阀座与阀片磨损严重而形成漏气。
1.6 气阀弹簧力与气体力匹配的不好。
弹力过强则使阀片开启迟缓，弹力太弱则阀片关闭不及时，这些不仅影响了气量，而且会影响到功率的增加，以及气阀阀片、弹簧的寿命。
同时，也会影响到气体压力和温度的变化。
1.7 压紧气阀的压紧力不当。
压紧力小，则要漏气，当然太紧也不行，会使阀罩变形、损坏，一般压紧力可用下式计算：p=kπ/4 D2P2，D为阀腔直径，P2为最大气体压力，K为大于1的值，一般取1.5～2.5，低压时K＝1.5～2.0，高压时K＝1.5～2.5。
简述活塞式空气压缩机工作原理
活塞式空气压缩机是一种常用的空气压缩设备，广泛应用于各个领域。
它通过活塞的往复运动，将空气压缩到一定压力，以满足工业生产和生活用气的需求。
本文将对活塞式空气压缩机的工作原理进行深入探讨，希望能让读者对这一设备有更加全面深刻的了解。
一、活塞式空气压缩机的组成部分活塞式空气压缩机由许多不同的部件组成，主要包括气缸、活塞、曲轴、连杆、气阀、进气口、出气口等。
这些部件通过精密的设计和配合，共同工作以实现将空气压缩的目的。
二、活塞式空气压缩机的工作原理1. 进气过程当活塞向下运动时，气缸内的压力降低，进气阀打开，大气压力将空气送入气缸内。
气缸内的空气受到气缸内气体和活塞上的压力的作用，开始压缩。
2. 压缩过程当活塞开始向上运动时，气缸内的空气被逐渐压缩，气体压力升高，同时进气阀关闭，防止气体回流。
活塞继续向上运动，气体得到更大的压缩。
3. 出气过程当气体达到一定的压力后，出气阀打开，将压缩好的气体送出。
活塞再次开始向下运动，气缸内的压力再次降低，出气阀关闭，同时进气阀打开，准备开始下一轮的压缩循环。
三、活塞式空气压缩机的优点和应用活塞式空气压缩机具有结构简单、制造成本低、压缩比大等优点，因此在各个行业都有广泛的应用。
特别是在制药、化工、建筑、采矿等领域，活塞式空气压缩机是不可缺少的重要设备。
四、活塞式空气压缩机的维护和注意事项1. 定期更换润滑油，保持润滑系统的正常运转。
2. 定期清洗进气过滤器，防止进气口被灰尘或杂质堵塞。
3. 注意保持压缩机周围的通风良好，避免过热影响设备的正常工作。
4. 定期检查活塞、活塞环、气缸等部件的磨损情况，及时更换磨损严重的部件。
五、总结通过本文对活塞式空气压缩机的工作原理进行简要介绍，我们可以了解到这一设备的工作原理和优点，以及日常维护和注意事项。
活塞式空气压缩机在现代工业生产中扮演着非常重要的角色，希望通过更多人对其工作原理的了解，能够更好地推动其在各个领域的应用和发展。
活塞式压缩机常见故障分析及检修
活塞式压缩机常见故障分析及检修摘要针对活塞式压缩机在运行过程中易出现的各种故障进行分析诊断，并给出了切实可行的解决办法和合理化建议。
关键词压缩机；故障分析活塞式压缩机因具备结构简单、使用成本低廉、操作维修方便等优点，目前仍被采矿、纺织、冶金、机械制造、制药、交通、制冷与气体分离工程等行业广为使用。
压缩空气作为动力用气或工艺用气，其供气状况的优劣不仅关系到下游产品的质量和产量，而且还会影响到企业的正常生产，因此做好压缩机的平稳运行、降低故障发生对使用单位的节能降耗起着举足轻重的作用。
由于压缩机的故障多种多样，造成的危害和后果也有轻有重，因此分析常见故障及产生原因，对于提高压缩机运行的可靠性和经济性有着非常重要的意义。
1压缩机常见故障分析1.1排气量不足产生原因排除方法进气滤清器阻塞更换或定期清洗过滤网气阀工作不正常拆下气阀用火油渗漏。
对于进气阀检查，可在开机状态手摸进气阀盖，若阀盖温度异常，说明该气阀密封性不良活塞环磨损漏气检查活塞环的磨损和安装情况。
活塞杆填料函漏气检查密合圈质量排气管路或安全阀有漏气检查供气管路及安全阀的密封性压缩机转速降低检查三角皮带的松紧度，对不合适的要调整，防止转速降低1.2排气压力不正常产生原因排除方法吸排气阀有漏气检查气阀气密性，更换不良零件中冷器气道有阻塞、不畅检查气流通道、排除污垢某个活塞有漏气检查或更换活塞环1.3排气温度过高产生原因排除方法冷却水不足，或冷却水中断适当加大冷却水的流量，调节冷却水的进水温度不要太高，检查供水管道，堵塞时要进行清洗气缸水腔积垢严重，传热太差用苛性苏打水（比重1.16，波美度20）清洗冷却水道中的积垢中冷器内存在串气，冷却效果下降检查中冷器内密封垫片有无失效气阀漏气检查气阀气密性，更换不良零件。
活塞、活塞环发生故障或气缸中缺油引起干磨擦检查活塞、活塞环和注油器给气缸注油情况1.4填料函漏气产生原因排除方法密封圈、挡油圈磨损检查或更换活塞杆拉毛修复活塞杆或更换新活塞杆密封圈、挡油圈上的拉簧失效检查弹簧是否有折断，对弹力小的弹簧要更换新的填料函内的零件安装不正确按图样要求正确装配1.5气缸内有水产生原因排除方法气缸垫损坏或未压紧更换修复中冷器中芯子部件漏水检查并修复或更换中冷器芯子中冷器下部的气水分离器内积液过多及时排放冷凝水，特别是空气湿度大的天气1.6冷却水中有气泡产生原因排除方法中冷器中垫片漏气换垫片中冷器中芯子部件漏气检查并修复或更换中冷器芯子气缸垫破裂漏气换气缸垫1.7压缩空气中含油水过多产生原因排除方法注入气缸的润滑油量过多按使用说明书要求调整注油量填料函中挡油圈失效，机油上窜过多检查并更换挡油圈环境空气湿度过大设法改善进气条件中冷器下部的气水分离器内积液过多及时排放存液（2~4次/每班）2保障压缩机组完好运行的几点建议1）严格按压缩机的操作规程和维护保养制度对压缩机进行操作和保养。
第三节 活塞式压缩机热力学性能
L Vs 则 qV
特点：结构简单、操作方便、功耗低，阀片寿命降低。 种类：① 全顶开进气阀调节，机器启动时采用。 ② 部分顶开进气阀，减少排气量。
（4）补充余隙容积调节
增加余隙容积 V0 ，使吸气量减少，从而调节排气量。
2D 4
2
d s
m
3
(二）理论压缩循环功
气体压缩，体积减少，温度升高，热量散发。致使这个热力
过程的能量计算较复杂，热力学中给出了五种计算方法： 等容过程、等压过程、等温过程、等熵过程、多变过程
理想气体状态方程式：
pv RT pV MRT
式中： R=8314/μ；
功 W
i
μ—气体分子量；υ——气体比容
综上所述，排气系数
0 V P T L
提高排气量 的措施
V V PT LVh n
措施： 提高转速 增大汽缸的行程容积 其他措施：提高一级汽缸的进口压力也就是减小压力比；改善气体的 吸气温度或者改善汽缸的冷却效果，寻求有效地耐磨填料；采用调整 吸气系统管网及附属配置，以减少阀门和管路的阻力损失。
多级压缩
往复式压缩机一般为多级气缸串联组成，逐级增压， 最终使排出压力达到某一较高压力。 采用多级压缩的原因： ① 降低排气温度。气体压缩后升温，采用级间冷却。 ② 降低功率消耗。级数越多，越省功。 ③ 提高气缸容积系数。 λV↑ ④ 降低活塞受力，使各级活塞受力均匀。
（2）级数 z 的选择原则
Vh ( D12 d12 ) S 4 d1：活塞杆的直径， S：活塞的行程
V Vh n0
Λ0：排气系数，表示实际排气与理论排气量的比值。
往复活塞式压缩机结构及力学分析
1往复活塞式压缩机结构及力学分析1.1往复活塞式压缩机活塞杆与十字头组件1.1.1活塞杆与十字头组件的组成1.1.2活塞杆与压缩机装配后的垂直跳动量限制与分析1.1.3活塞杆结构设计1.1.4活塞杆与十字头连接方式1.1.5十字头体、滑履、十字头销1.2活塞组件1.2.1活塞结构1.2.2柱塞结构1.2.3毂部设计及与活塞杆的连接方式1.2.4活塞的材料及其质量支承面1.2.5双作用活塞主要尺寸确定和强度计算1.2.6活塞组件失效与修理1.3往复活塞式压缩机活塞杆所受综合活塞力的计算1.3.1往复压缩机的气体力1.3.2往复压缩机的惯性力1.3.3相对运动表面间的摩擦力1.3.4活塞杆所受综合活塞力1.4 往复活塞式压缩机活塞杆强度校核1 往复活塞式压缩机结构及力学分析1.1 往复活塞式压缩机活塞杆与十字头组件1.1.1 活塞杆与十字头组件的组成该组件包括活塞杆、十字头及十字头销三个主要零件，此外还有相应的一些联结零件。
它们处于气缸与机身之间，其一端连接活塞，另一端连接连杆，而十字头滑履又支承在机身滑道上，故处于极为重要的部位。
在压缩机的运行中，该处极易发生事故，并造成重大的破坏，例如连杆小头衬套烧损、活塞杆断裂等。
此外，活塞环、填料非正常失效，往往是活塞杆倾斜引起的。
并且，十字头滑履与滑道之间的间隙还是检验其机身与曲轴、连杆等运动部件总体精度的重要指标，新压缩机的十字头滑履与滑道的间隙应控制在()0.8 1.20000~1Dδ=，其中D 为十字头直径。
1.1.2 活塞杆与压缩机装配后的垂直跳动量限制与分析活塞杆在压缩机运行过程中能否平直运动十分重要。
API618中，对活塞杆的径向跳动的公差作了规定，即水平径向跳动量为0.064mm ±，其垂直径向跳动为在活塞杆热态预期径向跳动的基础上每1mm 行程不大于0.00015Smm ±（S 为活塞行程）。
另有资料指出：活塞杆水平跳动时，如安装合适则一般无需调整，其跳动量一般不会超过0.08mm 。
活塞式压缩机常见故障及原因
活塞式压缩机常见故障及原因活塞式压缩机是一种常用的压缩机类型，广泛应用于各个领域，包括制冷、空调、化工等。
然而，在使用过程中，活塞式压缩机也会遇到一些常见故障，影响其正常运行。
本文将介绍一些常见的故障及其原因，并提供一些解决方法。
一、活塞密封失效活塞密封是活塞式压缩机的核心组件之一，负责保持气缸与活塞之间的密封性。
如果活塞密封失效，将导致压缩机无法正常工作。
常见的原因包括密封件老化、磨损以及不当组装。
解决方法可以是更换密封件或者重新组装活塞密封。
二、气缸内部堵塞气缸内部堵塞是指气缸内部的污染物或异物导致压缩机运行不畅或卡死。
例如，过量的沉淀物或者金属碎屑都可能引发气缸内部堵塞。
这种情况下，需要对压缩机进行清洗，去除堵塞物，并确保日常维护和清洁工作的恰当性。
三、压缩机噪音过大压缩机噪音过大通常是由于机械部件磨损、不平衡或不正确的安装引起的。
噪音过大可能会对压缩机的正常运行产生影响，同时也会造成工作环境的不适。
为了解决这个问题，可以考虑更换磨损的机械部件，重新平衡压缩机或者重新安装。
四、压缩机过热压缩机过热是一个常见的故障现象，它会降低压缩机的效率，甚至会导致机械部件损坏。
过热的原因可能包括冷却系统故障、电机故障或者制冷剂不足等。
要解决这个问题，需要检查和修复冷却系统、电机，并确保制冷剂的充足。
五、润滑油不足或污染压缩机中的润滑油起着保护和润滑机械零件的作用。
如果润滑油不足或者被污染，将导致机械部件的磨损和故障。
因此，定期更换润滑油并保持润滑系统的清洁是非常重要的。
同时，润滑油的选择也需要根据具体的压缩机型号和操作条件来确定，以确保其良好的润滑效果。
六、电气故障电气故障是活塞式压缩机常见的故障之一。
例如，电机启动困难、断电等问题，都可能影响到压缩机的正常运行。
要解决这种问题，需要检查电气系统的连接情况，确保电源供应和电路正常。
如果发现电气部件损坏或老化，需要及时更换。
综上所述，活塞式压缩机常见故障可能包括活塞密封失效、气缸内部堵塞、压缩机噪音过大、压缩机过热、润滑油不足或污染以及电气故障等。
(完整版)活塞式压缩机的受力分析
I I I II
因动力计算中规定使连杆产生拉伸应力的 力为正，反之为负故式中将负号去掉。
2
一阶往复惯性力
II msr 2 cos 为一阶往复惯
性力。其变化的周期等于曲轴转一周的时 间。
当 00 时，为最大值:
旋转的作用，故称为阻力矩。
自由力
至于PL 又可（ P / PL cos ）再分解
为一个侧向力 N 和活塞力 P 。 N
和十字头销上的 N 构成一个力矩 Nh'
(图2)；
活塞力 P Pg I 。
自由力
气体力和从固定件传来的气体力相互
抵后，主轴O点处只作用着惯性力 I 。
它和曲柄销中心B点处作用着的旋转惯 性力（离心力），这两个力无法在内部 平衡，都会传到机器外，故称自由力或 外力。
卧式机器设计支承的问提
卧式机器由于气缸轴线方向串联有机身、 中体、接筒以及级差式气缸等零件而使机器 过长，为支承其重量应设计成为不要限制其 轴向位移的支承。否则会使中体与机身连接 法兰处受力不均，甚至造成中体连接螺栓在 下半周者断裂事故。
惯性力、活塞力
2）、惯性力 I ，也是交变力。其 和气体力构成活塞力。即：P Pg I
旋转惯性力
旋转惯性力的作用方向始终沿着曲柄
半径指向外，而且规定使曲柄承受拉伸为
正值，受压缩为负值，故式中负号可不顾
及。
mr —旋转质量=曲轴的旋转质量+
（0.6－0.7）连杆质量。
第二节、压缩机中的作用力
一、压缩机运行时的作用力
①空负载运行中：曲柄连杆机构只产生惯 性力和摩擦力。
②满负载运行而突然在止点停车时，压缩 机中只有最大气体力作用在有关零件上。
活塞式压缩机结构、运转及性能实验
活塞式压缩机结构、运转及性能实验实验项目性质：综合性所属课程名称：过程流体机械计划学时：4学时一、实验目的及任务1. 实验目的本实验室过程流体机械实验课中的一项综合性实验，包括两部分：活塞式压缩机结构和活塞式压缩机运转性能测定。
实验目的有二：（1）通过观察多种结构的压缩机和拆解一台空气压缩机，把课堂教学与实际应用有机地结合起来，达到获得对实际往复活塞压缩机内外各部件的感性认识的目的。
了解气阀、活塞、十字头、曲柄连杆机构与曲轴箱之间的相对位置，以及他们的形状与作用。
认识气体进出压缩机的途径，压缩机的冷却方式，润滑方法。
掌握各主要零部件的拆装步骤及方法。
（2）通过实验测量一台活塞式压缩机运转性能，进一步理解活塞式压缩机的基本理论，掌握过程流体机械的实验研究方法和手段。
本实验通过测定一台活塞式压缩机的排气量、功率、转速来研究和分析活塞式压缩机的运转性能和影响活塞式压缩机性能的因素，同时观察压缩机气缸内部的工作过程—示功图。
2. 任务（1）观察多种结构的压缩机并拆解一台空气压缩机。
（2）测定在一定转速下和一定工况下，压缩机的排气量Q、指示功率、轴功率Nz并与理论计算值比较；观察示功图。
（3）了解计算机控制的参数采集系统的工作机理（包括信号与采集、运算处理、结果显示及结果打印）；二、实验内容及要求1. 活塞式压缩机结构实验a. 实验压缩机压缩机3台：立式单级单作用空压机1台，W型单级单作用空压机1台，L型两级双作用空压机（可动有机玻璃模型机）1台。
b. 压缩机的总体结构及主要零部件介绍工作机构工作机构是实现空气压缩的主要部件。
由气缸、气阀、活塞组件等组成。
气缸呈圆筒形，在气缸盖（及汽缸座）设有若干吸气阀与排气阀。
活塞由曲柄连杆机构带动在气缸中做往复运动。
L型压缩机有两个气缸，通常垂直列为一级缸，水平列为二级缸。
空气吸入一级气缸经过压缩后，进入中间冷却器降温，再进入二级气缸压缩，最后排出到输气管路供使用。
运动机构运动机构由曲轴、连杆、十字头（用于双作用压缩机，对单作用压缩机为连杆）组成，用于传递动力，将曲轴的旋转运动变成往复运动。
活塞式空气压缩机的振动分析与处理
活塞式空气压缩机的振动分析与处理活塞式压缩机是通过气缸、气阀和活塞构成的不断变化的容积来完成工作的，本文将从惯性力、气流脉动等方面来分析其产生振动的原因，并从设备的安装、检修、维护和操作等方面提出了减小振动的有效方法。
1.概述空气压缩机作为矿山风动设备、工具动力的提供者，被广泛应用。
玉溪矿业大红山铜矿作为全国最大的井采矿山之一，专门设置了地表集中供风站，为井下风动设备提供高压用风。
空压站主要安装有7 台D-100/8e 型活塞式空气压缩机，压缩机零部件使用寿命、连接件的强度和密封性受到其安装质量、气流的脉动和本身的惯性力所引起的机组和管道震动的影响，导致压缩机出现曲轴箱地脚螺栓松动、裂纹、中体支座螺栓振断、风包支撑点裂纹等一系列问题，严重影响压缩机的安全运行。
因此，不仅设计部门要重点考虑减少压缩机震动的问题，我们使用单位也应在安装、检修、维护和操作中特别注意这一问题。
2.振动分类及产生的原因活塞式压缩机的振动就其产生的原因可分为两大类：惯性力引起的机械振动；气流脉动引起的振动。
它包括气柱共振和管道机械共振。
2.1.由于惯性力引起的机械振动活塞式压缩机的惯性力分为两种：曲轴旋转的旋转惯性力和十字头组件、活塞往复运动的往复惯性力。
其中，旋转惯性力Ir=MrR 2；往复运动惯性力Is= MsR2(cos+cos2)。
从计算公式可知，在设计时，可以通过曲拐错角、列和级的合理配置来减小或平衡往复惯性力，或是通过加平衡块来平衡旋转惯性力。
但是，在实际工作中，总会有一部分无法达到平衡的往复惯性力，而这部分往复惯性力就是产生机组机械振动的根源。
2.2. 气流脉动引起的振动活塞式压缩机在运转过程中，由于吸气、排气的间歇性使得管路中气流的速度和压力呈现出周期性的变化，这便是气流脉动现象。
在设计过程中，我们要想降低气流脉动，可以采用多级配置的方式来减小压力差。
2.2.1.气柱共振：管路系统内所容纳的气体称为气柱。
第4章-活塞式压缩机中作用力分析2概要
MN 力矩的方向是顺着曲轴的旋转方向，该力矩在立式压压缩 机中，有使机器顺着旋转力向倾倒的趋势，所以习惯上就称 做倾覆力矩。 倾覆力矩与阻力矩大小相等，方向相反。但是，因为倾覆 力矩是作用在机身上，而阻力矩是作用曲轴上，故二者在 压缩机内不能相互抵消 当惯性力平衡好时，空负荷机器运转很平稳，但正常运转时 机器就晃动起来，原因就在于此
侧向力及倾覆力矩
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压缩机的阻力矩
M y Fl h Fp r
sin( ) cos
压缩机的阻力矩是随转角 周期地变化的，而驱动机的驱 动力矩Md一般是一个不变的数值。虽然在机器每一转之中， 阻力矩所消耗的功与驱动力矩所供给的功保持相等，由此 维持压缩机的每分钟转数不变，但一转中的每一瞬时二者 的数值是不相等的，因此要使主轴产生加速或减速现象
连杆力 连杆是摆动的，设它和气缸轴线间摆动的夹角为 ，并假定向 曲轴旋转的同方向摆动为正值，向旋转的相反方向为负值，活塞 力分为两个力，连杆力Fl和侧向力FN
Fl F p / cos F p 1 1 2 sin2
使连杆受拉伸的连杆力为正
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各力对压缩机的作用
气体力
是不会传递到机器外边来的，它在 机器内部互相平衡了。气体力只使 气缸、中体和机身等有关部分，以 及它们之间的连接螺钉等承受拉伸 或压缩载荷，故称为内力。
惯性力 作用在主轴承上的活塞力中，气体力部分巳在机器内部平衡掉 了，而余下的往复惯性力部分未被平衡，它能通过主轴承及机 体传到机器外面来．故惯性力称为外力，或称为自由力 往复摩擦力 内力
2.5 活塞压缩机动力性能
用于曲柄销上的一种阻力，而非
真正的表面摩擦力
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往复惯性力曲线
5活塞力FP
——压缩机中的气体力、往复惯 性力、往复摩擦力代数和
Fp Fg FIS FfS
压缩机空负荷运行时，FP仅 是往复惯性力和往复摩擦力 之和，带载时包括气体力
两列双作用对动式压 缩机总切向力曲线
四列对动式压缩 机总切向力曲线
11、压缩机的动力性能和计算
三列M形压缩机 总切向力曲线
双作用L形压缩 机总切向力曲线
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12、压缩机的动力性能和计算
双W形压缩机 总切向力曲线
13、压缩机的动力性能和计算
3、惯性力及其力矩的平衡
14、压缩机的动力性能和计算
例1. 立式和一般卧式压缩机
FIS ms ms r2 cos
F IS
ms
ms r 2
cos
2
FIr mr mr r2
M msb msc r2 cos
M msb msc r2 cos 2
Mr mrb mrc r2 两列
立式或一般卧式压缩机运动关系图
三列立式压缩机中只残余了幅值不大的一阶和二阶往复惯性力矩，且二者还可以部分相互抵 消；由此可见， =120的三列立式或卧式压缩机的动力平衡情况是非常好的，在立式压缩 机中应用较多
15、压缩机的动力性能和计算
例2. 对动式压缩机(D型为例)
两列对动式压缩机一阶和二阶往复惯性力、旋转惯性力都相互抵消
可见FIr=0；MⅡ=0，Mr可用平衡重平衡掉，而 FI 和MⅠ则无法平衡；这种压缩机因各气缸
并排布置，所以列间距a较大，故两列立式或卧式压缩机外传惯性力矩 M 较大，因此振动
第4章-活塞式压缩机中作用力分析1
各种作用力是进行压缩机零部件计算的依据，并为所需要的飞 轮矩提出计算方法，为评价各类型压缩机的动力平衡奠定基础。
压缩机正常运转时产生的作用力主要有三类 (1)往复和不平衡旋转质量造成的惯性力 (2)气体压力所造成的作用力 (3)接触表面相对运动时产生的摩擦力
曲柄连杆机构的运动分析
6
曲柄连杆机构的质量转化 转化的原则是保持系统的动力学上的等效性 活塞运动部件的质量 m p
连杆作摆动，它的大头装在曲柄销上，随曲轴作旋转运 动；小头与活塞销(或十字头销）相连，作往复运动， 整个连杆是作平面运动。由于连杆的大部分质量集中在 大、小头上，通常将连杆的质量转化为两部分。
7
运动质量确定
' Fg d pd Ag pd (1 d ) Ag
c i 2
18
盖侧气缸工作容积指示图计算表
19
轴侧气缸工作容积指示图按照同样的方法计算，只 是相对于不同曲柄转角下 的活塞位移
x 2 r r[(1 cos ) =r[(1+cos )1 1
(1 1 2 sin 2 ）]
vr r ar r
2
连杆摆角位移、速度和角速度
arcsin( sin )
c
d cos dt 1 2 sin 2
d 2 sin 2 2 c 2 (1 ) dt (1 2 sin 2 )3/ 2
根据力学，惯性力的大小，决定于运动零件的质量和加速度。 因此，要讨论曲柄连杆机构的惯性力，除前面已经分析的运动 关系外，还必须确定运动件的质量。
直至
17
进气过程气体力
Fg s ps' Ag ps (1 s ) Ag
活塞式压缩机惯性力平衡素材课件
进一步研究活塞式压缩机
1
的动力学特性和惯性力产
生机理，为优化平衡技术
提供理论支持。
4
推动相关标准的制定和完 善，促进活塞式压缩机行 业的健康发展。
2
探索新型的平衡方法和材
料，提高平衡效果和压缩
机的性能。
3 加强智能化技术在活塞式
压缩机惯性力平衡中的应
用，实现实时监测和自动
调整。
THANKS
感谢您的观看
压缩过程
气体通过进气阀进入气缸 ，然后被活塞压缩，最后 通过排气阀排出气缸。
动力来源
活塞式压缩机的动力来源 于电动机或发动机，通过 曲轴连杆机构将旋转运动 转换为活塞的往复运动。
活塞式压缩机的结构
主要组成
活塞式压缩机主要由气缸 、活塞、曲轴连杆机构、 进排气阀等部分组成。
气缸排列
根据需要，气缸可以单列 或双列排列，以适应不同 压力和流量的需求。
可靠性高
活塞式压缩机的结构简单，各部 件之间的连接和配合都比较可靠 ，因此具有较高的可靠性。
Part
02
惯性力的产生与影响
惯性力的定义
总结词
惯性力是指物体在加速或减速运动时 ，由于物体具有的惯性而产生的力。
详细描述
惯性力是由于物体质量的存在，在运 动状态改变时产生的力。它是一种假 想的力，实际上并不存在，只是为了 描述物体运动状态改变的原因。
惯性力的产生原理
总结词
惯性力的大小与物体的质量成正比，与物体的加速度大小成正比。
详细描述
根据牛顿第二定律，当物体受到外力作用时，会产生加速度，改变物体的运动状 态。由于物体具有惯性，它会对这个外力产生反抗作用，这个反抗作用就是惯性 力。惯性力的大小与物体的质量成正比，与物体的加速度大小成正比。
活塞式压缩机的结构和工作原理
活塞式压缩机的结构和工作原理活塞式压缩机是一种常见的压缩机类型，广泛应用于制冷、空调、气体输送等领域。
它以其简单可靠的结构和高效的工作原理而受到大家的青睐。
活塞式压缩机的结构包括气缸体、气缸盖、活塞、连杆、摇臂、阀板和阀片等组成。
气缸体和气缸盖通过螺栓连接在一起，构成了密封的气缸腔。
活塞则被插入到气缸体内，与气缸腔形成密闭的容积。
连杆连接在活塞和摇臂上，通过摇臂传递活塞的往复运动。
阀板和阀片位于气缸体与气缸盖之间，起到控制气体流动的作用。
活塞式压缩机的工作原理是通过活塞在气缸内的往复运动来压缩气体。
其工作过程主要可分为吸气、压缩和排气三个阶段。
在吸气阶段，活塞向下运动，气缸内的体积增大，形成了一定的负压。
此时，气缸腔内外的压力差促使气体从外部环境经过吸气阀进入气缸腔内。
接下来是压缩阶段，活塞向上运动，由于气缸腔的体积减小，吸入的气体被压缩，压力逐渐升高。
当气体压力达到设定值时，压缩阀片会关闭，防止气体回流。
最后是排气阶段，压缩后的气体通过排气阀片流出气缸腔，进入压缩机系统中的下一个阶段或设备。
此时，活塞向下运动，气缸内的体积再次增大，排气阀片关闭。
活塞式压缩机的工作原理基于热力学原理，通过活塞的往复运动改变气缸腔的体积来实现气体的压缩。
它的结构简单、可靠性高，且适用于多种气体的压缩，因而被广泛应用于多个领域。
当然，活塞式压缩机在实际应用中也存在一些问题。
例如，由于活塞的往复运动会产生较大的振动和噪音，需要采取相应的措施进行减震和降噪。
此外，活塞与气缸之间的密封性也需要保持良好，以防止气体泄漏和能量损失。
总的来说，活塞式压缩机以其简单可靠的结构和高效的工作原理在各个领域发挥着重要作用。
通过不断的技术创新和改进，相信活塞式压缩机在未来会有更广泛的应用前景。
4.3活塞式式压缩机动力学
Fp Fg FIs Ffs
2 2 ② 连杆力 Fl Fp / cos β Fp / 1 λ sin θ
③ 侧向力及倾覆力矩 FN Fp tan β Fp λ sin θ/ 1 λ 2 sin 2 θ
M N FN b Fp tan β
④ 阻力矩My M y Fl h
水平列的往复惯性力：
I1" ms rω2 cos(270 ) ms rω2sin I 2" ms rω 2 cos2(270 )
ms rω 2 cos2
将两列的惯性力合成得：
I 1 (I 1' ) 2 (I 1" ) 2 ms rω 2
4.3 活塞式压缩机动力学
4.3.1 压缩机中的主要作用力 三大类：惯性力、气体力和摩擦力等。
一、惯性力
F=ma
往复惯性力：由往复质量产生。
①分类
ms m p ml'
旋转惯性力：由旋转质量产生。
mr mc ml''
Fmr mr rω
2
②往复运动加速度
活塞位移x为： x
l r ( l cos β r cos )
I 2 (I 2 ' )2 (I 2 ")2 2ms rω2cos2
一阶惯性合力的方向角为：
tg '
I1 " sin tg I1 ' cos
二阶惯性合力的方向角为：
tg "
I 2 " cos 2 1 I2 ' cos 2
" 45
活塞加速度： a rω2 (cos λ cos2 ) 往复惯性力：
活塞式压缩机的效率是多少啊
活塞式压缩机的效率是多少啊活塞式压缩机是一种常见的压缩机类型，广泛应用于气体压缩领域。
那么，活塞式压缩机的效率是多少呢？下面我们将对活塞式压缩机的效率进行详细探讨。
首先，我们需要了解活塞式压缩机的工作原理。
活塞式压缩机通过往复运动的活塞，将气体吸入气缸内，然后通过压缩、排气的过程，将气体压缩成高压气体。
这种压缩方式具有结构简单、维护方便等优点，因此得到了广泛应用。
活塞式压缩机的效率主要由两个方面决定，即绝热效率和机械效率。
绝热效率是指在压缩过程中，气体与活塞和气缸之间没有热量交换的情况下，活塞式压缩机所具有的压缩效率。
绝热效率越高，表示在压缩过程中损失的热能越少，压缩机的效率越高。
绝热效率的计算公式为：绝热效率 = （T1 / T2）^((γ - 1) / γ) * 100%其中，T1为进气温度，T2为排气温度，γ为气体的绝热指数。
机械效率是指活塞式压缩机在工作过程中所损失的机械能与功率输入之间的比例。
机械效率越高，表示压缩机的工作越顺畅，能量损失越少，效率越高。
机械效率的计算公式为：机械效率 = （输入功率 - 摩擦功率）/ 输入功率 * 100%其中，输入功率指的是驱动活塞运动所需的功率，摩擦功率指的是活塞与气缸之间的摩擦损失功率。
总的来说，活塞式压缩机的效率受到多种因素的影响，如绝热效率、机械效率、气体性质和操作条件等。
绝热效率和机械效率对决定活塞式压缩机效率的影响最为重要。
为了提高活塞式压缩机的效率，可以采取以下措施：1.选择合适的工作参数，如进气温度、排气温度和工作压力等，以提高绝热效率；2.提高活塞和气缸之间的密封性，减少漏气现象，以提高机械效率；3.采用高效的润滑和冷却系统，减少摩擦损失和热量损失；4.进行定期维护和保养，及时更换磨损部件，确保压缩机的正常运行。
综上所述，活塞式压缩机的效率主要由绝热效率和机械效率决定。
在实际应用中，我们可以通过优化工作参数、提高密封性、改进润滑和冷却系统等措施来提高活塞式压缩机的效率。
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4
D2
内止点
外止点
三、摩擦力
270
0
90
180
360
F f
0
180
360
2、旋转惯性力：
Fmr mr r 2
m0 r0 2 mr r 2
1
四川理工学院过控系周（欢迎批评指正）
受力分析
1、活塞组件
F Fq Fm F f
Fq
0
Fm
F பைடு நூலகம்
180 360
Fm
F
F f
Fq
F Fq Fm F f
2、十字头
有三个力：活塞杆作用力 F 、 连杆力 Ft、十字头侧向力 Fn
Ft
F
Fn
F F ＝ cos 1－2 sin 2 F sin Fn Ftg ＝ 1 2 sin 2 Ft
2
四川理工学院过控系周（欢迎批评指正）
基础
1、侧向力及侧覆力矩：
sin( ) Fn A F r Ft r M cos
Mh
2、总阻力矩： M h M M f Ft F fR r F0 r 3、基础受到的净力矩
Fmr G Fm
W M e M h J
Me
4
小结
惯性力
0
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Ft＝Ft sin M Ft r
Fq F f Fn Ft Fmr
W M e M h J
5
3、连杆
F F Ft ＝ cos 1－2 sin 2
4、曲轴
cos Ft＝Ft cos ＝F cos
Ft
Ft
Ft＝Ft sin ＝F
sin cos
E
总阻力矩
Mh M M f
切向力矩 旋转摩擦阻力矩
M Ft r
Fm
F f
180 360
三种力
气体力 摩擦力
Fq
F Fq Fm F f
1、活塞组件 2、十字头
F Fq Fm F f
Ft F / cos Fn Ftg Ft F / cos
受力 分析
3、连杆 4、曲轴 5、机身 6、基础
Ft ＝Ft cos
M f F fR r
驱动力矩 M e
M e M h J
3
四川理工学院过控系周（欢迎批评指正）
机身
1）作用在气缸盖上的气体力(-Fq)
2）摩擦力(-Ffω ) 3）滑道受到侧向力Fn
4）机身主轴承处受有曲轴传来的
连杆力Ft和回转惯性力Fmr；
往复惯性力I传到基础上； 旋转惯性力Ir作用在主轴 承上，它也能引起机器的振 动。 气体力和摩擦力对机身而 言都是内力，不传给基础。
压缩机中的三种力
一、惯性力
1、往复惯性力：
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二、气体力
Fq p
Fm m s r 2 cos m s r 2 cos 2
外止点
Fm Fm 1 Fm 2
Fm 1 m s r 2 cos
Fm 2 m s r 2 cos 2