往复式压缩机基础知识讲座2011-1-12

2、曲轴
• 曲轴是压缩机中传递动力的重要零件，承受很大 的交变载荷和磨损，所以对其疲劳强度和耐磨性 要求较高。压缩机中的曲轴有两种：曲柄轴和曲 拐轴，曲轴主要包括主轴颈、曲柄、曲拐销。(曲 柄轴仅一端有曲柄，另一端为开式，采用悬臂式 支撑）。曲拐轴简称曲轴。曲轴运转中需要润滑。 轴颈与曲柄连接处是最严重的应力集中点， 最容易发生疲劳断裂。此处的圆角过渡半径选择 十分重要(图中A点)。
6、活塞
• 常见的有筒形活塞、盘(鼓)形活塞和级差活 塞。上面设置刮油环起刮油和布油两个作 用，下行时刮油，上行时布油。
活塞环密封
活塞环道数：取决于环耐磨性、压差、速度、
结构形式，1～24道——失效
活塞环材料：
金属：铸铁——价廉；铜——质软，忍让性好
非金属：可减少气缸磨损，实现无油润滑
复合材料：浸渍，复合层
往复式压缩机工作过程
• 【活塞式压缩机的工作原理：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】 • 原动机带动曲轴旋转，而曲轴通过连杆与 活塞杆相连，连杆将曲轴的旋转运动转换 为活塞的往复运动，活塞在汽缸内对气体 进行压缩． • 整个工作过程分吸气、压缩和排气三个过 程
填料函
气缸与活塞杆之间的间隙用填料密封。高压 压缩机一般采用三、六瓣密封圈，如图所 示。三瓣密封圈必须位于靠近气缸一侧， 绝不能将三、六瓣封圈位置倒置，否则会 失去密封作用。高压气体沿径向间隙将密 封环均匀压紧在活塞杆上，起密封作用的 是六瓣密封环。
填料
密封机理： 活塞环——外缘面 填料 ——内缘面，阻塞作用更主要
• 活塞力 • 往复式压缩机运行中，活塞受到的力有：气体 力、惯性力、摩擦力等。由于活塞在止点处所受 到的气体力最大，因此将此时的的气体力称为活 塞力。并按公称活塞力的大小来制定往复式压缩 机的系列。 • 功率 • 往复式压缩机的绝热功率为各级绝热功率的总 和，然后确定轴功率，选择驱动机的功率。
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二、压缩机分类
4、轴身 曲轴除曲柄、曲柄销、主轴颈这三部 分之外，其余部分称为轴身。它主要用来装配 曲轴上的其他零件、部件的，如齿轮油泵等 （一般装在轴端，轴端设计成1：10的锥度或
3、连杆
• 连杆是连接曲轴和十字头的部件，包括连 杆体、大头和小头三部分。连杆大头与曲 拐销配合，连杆小头与十字头销相配合， 连杆螺栓是连杆组件中最重要的零件。它 承受活塞力的作用和数倍于此预紧力作用。
气缸和填料函润滑系统：
• 它们由专门的注油器供给压力油。应用较 普遍的是单柱塞滴油式注油器。该注油器 实质上一组往复柱塞泵。每一注油点由单 独的油管供油。注入的油量必须适当，量 过少会导致发热量大，密封不好，油量过 多，会导致结焦后加快磨损；气体带油影 响气阀启闭
附属设备
压缩机根据气体压缩的工艺过程要求，均配 备大小不同、结构形式不一的空气滤清器、 冷却器、液器分离器（油水分离器）、缓 冲器或储气罐等附属设备，以及连同的工 艺管道(工艺介质、冷却水、循环油路管道)。 一般小型压缩机的附属设备级连通管道均 与压缩机组成一体。
活塞式压缩机润滑系统
为了减少磨损，降低摩擦功耗；带走摩擦热，冷却 摩擦面，防止温度过高和运动件卡住；提高活塞 环、填料的密封能力，活塞式压缩机要求在所有 作相对运动的表面上注入润滑油。 • 活塞式压缩机的润滑系统分为两部分：一为机身 传动件的润滑系统，润滑曲轴、连杆、十字头等 运动部件上的摩擦副；另一为气缸内活塞组件和 填料函润滑系统；每一注油点均采用单柱塞高压 油泵。
7、汽缸
• 汽缸是活塞式压缩机零部件中最复杂的一 个。它承受气体压力；活塞在缸中作往复 运动；气缸上要安装气阀和填料并要进行 冷却。
8、气阀
• 气阀是往复压缩机中最关键的部件，并且 是易损件，往复压缩机的生存发展有赖于 气阀的好坏。压缩机气阀是自动阀，其启 闭由阀片两边的压力差与弹簧力实现。这 种气阀结构简单，且能适应压缩机改变工 况的要求。分为4个部分：阀座、阀片、弹 簧、升程限制器 。 对气阀的要求：工作可靠、阻力损失小、形 成余隙容积较小
• V、W型压缩机：在机型代号前冠以数字， 分别表示气缸列数，单缸者可以省去“l”。 • Z、P、M、H、D型压缩机：在机型代号前 冠以数字，分别表示气缸列数；在机型代 号后用数字代表机列活塞力(tf)，活塞力后 还以分式表示压缩机的排气量及排气压力。
举例
• 解化合成氨分厂合成车间现在的两种压缩 机： • H22Ⅷ-18/14-320型氢氮气压缩机 • H-机型代号，表示H型对称平衡式；22-表 示活塞力22tf （实际是21.56 tf）；18-表示 3 排气量 18m /min ；14-表示一级入口压力， 2 单位Kgf/cm ；320表示末级出口压力，单 2 位Kgf/cm • 3D22(Ⅱ)-14.5/14-320型氢氮气压缩机
• 压缩机在近代工业中，特别是在化学与 石油工业中得到广泛的应用和发展。虽 然类型繁多，但从原理来看，基本上可 以划分为两大类：即容积型压缩机与速 度型压缩机。 容积型压缩机：是依靠机械运动，直接 使气体的体积变化而实现提高气体压力。
•
• 速度型压缩机：是靠高速旋转叶轮作用， 首先使气体得到一个很高的速度，然后使 高速气流在扩压器中迅速地降速，使气体 的动能转化为静压能，因而实现气体压缩， 把被压缩气体的压力提高。 • 往复式压缩机工作原理：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。
往复式压缩机工作过程图
往复式压缩机种类及其型号编制：
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(1)气缸容积的利用方式分： 单作用式—仅活塞一侧的气缸容积工作。 双作用式—活塞两侧的气缸容积交替进行工作； 组合级差式—同列一侧中有两个以上不同级的活塞组装 在一起工作。 • 按结构形式分类： • 可分为立式、卧式、角度式、对称平衡型和对置式等。 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；对置式主要用于超高压压缩机。
三、往复式压缩机的结构
• 往复式压缩机的结构型式虽然繁多，但其主要组 成部分基本相同。它包括两大部分：主机和辅机。 主机包括机身、中体、传动部件、气缸组件、气 阀、密封组件以及驱动机。辅机包括润滑系统、 冷却系统以及气路系统等。 • 传动机构：传动机构是将电动机传来的动力传给 活塞，并将电动机的旋转运动变为往复运动，主 要零部件有曲轴、连杆、十字头等。
压缩机的日常(正常)维护
——定时巡检、挂牌，并做好正常运转记录。 ——定时检查压缩机和电机轴承温度，应符合正常操作温度。 ——定时检查润滑情况，保证润滑良好(包括油位、油温、油压等) 定期取样分析润滑油是否变质。 ——定时检查冷却水进、出口温度、压力应符合正常操作范围。 ——定时检查压缩机进、排气温度、压力应符合正常操作范围。 ——定时检查并打开压缩机进出口缓冲罐、冷却器和液气分离器排 放阀排液。 ——定时检查各密封部分是否泄漏。 ——定时检查各运行部件有无异常声音，紧固件有无松动。 ——定时监测机组振动情况。 ——定期进行备用机盘车，检查备用机处于随时可起动状态。
一、概念
• 压缩机 • 压缩机是一种压缩气体提高气体压力或输 送气体的机器 。 • 提升的压力小于0.3MPa时，称为鼓风机。 提升压力小于0.02MPa时称为通风机。
主要参数
• 往复式压缩机的主要工艺参数有进出口温 度、压力、排气量、活塞力、轴功率等 • 排气量 • 往复式压缩机的排气量，通常是指单位时 间内压缩机最后一级的气，换算到第一级 进口状态的压力和温度时的气体容积值， 排气量常用单位m3/min或m3/h。压缩机的 额定排气量（压缩机铭牌上标瓣排气量）， 是指特定的进口状态时的排气量。
机型命名
• L、V、W、Z、P、M、H、D • M 型对称平衡式(卧式、电机位于气缸的一侧) • H 型对称平衡式(卧式、电机位于气缸之间) • D 对置平衡式（气缸分布在曲轴两侧，相对两 0 列气缸的曲拐错角为180 ）和对称平衡式（气缸 分布在曲轴两侧，相对两列气缸的曲拐错角不等 于180 0） • L型压缩机：在机型代号前冠以数字，分别表示系 列的顺序号 • (如3L)，此外也有标以活塞力者(如L3.3、L3.5)
曲柄
A
曲拐销
A
主轴颈
1、主轴颈 主轴颈装在主轴承中，它是曲轴支承在机体 轴承座上的支点，每个曲轴至少有两个主轴颈。对 于曲拐的曲轴，为了减少由于曲轴自重而产生的变 形，常在当中再加上一个或多个主轴颈。这种结构 使曲轴长度增加。 2、曲柄销 曲柄销装在连杆大头瓦中，由它带动连杆大 头旋转，为曲轴和连杆的连接部分。因此，又把它 称为连杆轴颈。 3、曲柄 也叫做曲臂，它是连接曲柄销与主轴颈或连拉 两个相邻曲柄销的部分。
4、十字头
• 十字头由十字头体、滑板、十字头销等组 成。它是和连杆小头连接，也跟活塞杆连 接的组件，它把曲轴的旋转运动变成了活 塞的直线运动。
5、活塞杆
• 活塞杆的作用是连接活塞和十字头，传递 作用于活塞上的力并带动活塞运动。与活 塞的连接方式通常有螺纹连接、凸肩和卡 箍连接、锥面连接，活塞杆和十字头连接 方式有螺纹、法兰连接等。由于活塞杆承 受交变载荷，应尽可能减少应力集中影响， 连接螺纹采用细牙螺纹。
• 具体讲：压缩机主要由机身、曲轴、连杆、十 字头、活塞杆、活塞、气缸、排吸气阀、轴承、 填料函、刮油器、连轴器或皮带轮、飞轮、循 环油泵、油箱、注油器、盘车器等。
往复式压缩机的结构
1 机身部件(曲轴箱)
• 1 机身部件(曲轴箱) • 机身采用卧式箱形结构, 机身材料为 HT250。由机身本体、前、后轴承盖、轴 瓦、前、后端盖、上盖、撑挡等组成一体。 两侧与滑道接筒相连，上盖装有呼吸器和 加油口。在机身的前端装有油泵（轴头 泵）、观察油位的液位计以及电加热器。 润滑油的进出油口也设置在前端盖上。
往复式压缩机特点
• (1)适用压力范围广：相似工作范围及等转速下，当排气 压力波动时，活塞式压缩机的排气量基本保持不变。 • (2)压缩效率高：一般压缩气体的过程属封闭系统，大型 的绝热效率可达8 0％。 • (3)适应性强：排气量范围广，同一规格的压缩机往往只 要稍加改造就可适用于压缩其它介质。 • (4)气体带油污：压缩气体净化任务繁重。 • (5)受往复惯性力限制，转速不能过高，若排气量较大， 则其外形尺寸及其基础较大。 • (6)排气量不连续，气体压力有波动，严重时往往因气流 脉动共振，造成管网或机件的损坏。 • （7)易损件较多，维修量较大。
• 额定排气压力：即压缩机铭牌上标注的排 气压力。 • 往复式压缩机排气压力的高低不取决于机 器本身，而是由压缩机排气系统的压力决 定。压缩机可以在排气压力内的任何压力 下工作。如果强度和排气温度允许，可以 在超出排气压力的状况下工作。（但我们 不允许超压）
• 排气温度 • 考虑到积炭和安全运行的需要，需要对往 复式压缩机的排气温度有所限制。对于分 子量小于12的介质，终了排气温度不超过 135℃；对于石油气和湿氯气，终了排气温 度不超过135℃；其他气体建议不超过 150℃。 • 容积系数 • 活塞工作时汽缸存在着余隙容积，存在 着高压气体使汽缸进气量减少，为0.090.14左右。