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1、2011-8-23,1,往 复 式 活 塞 压 缩 机 维 护 维 修 技 术,2011-8-25,2,一、往复活塞压缩机结构,2011-8-25,3,一、往复活塞压缩机结构,2011-8-25,4,压缩机型号释义：,2011-8-25,5,活塞式压缩机分类方式：,按排气压力分（Mpa ）： 按排气量分（m3/min ）：,2011-8-25,6,按压缩级数分：单级、双级、多级 按气缸容积的利用方式分： 单作用、双作用、级差式 按气缸在空间的布置分： 立式-Z、卧式-P、对称平衡型H、M、D、对置式-DZ、角式度-L、W、V、X型 按冷却方式分：风冷式、水冷式 按安装方式分：固定式、移动式,2
2、011-8-25,7,2011-8-25,8,2011-8-25,9,二、工作原理,压缩机工作时，电动机通过联轴器带动曲轴旋转，再通过曲柄连杆机构将曲轴的旋转运动变成十字头的往复直线运动。十字头带动活塞杆，使活塞在气缸内作往复运动。曲轴旋转一周，活塞在气缸内往复一次，压缩机完成一次工作循环。一个工作循环有膨胀、吸气、压缩、排气四个过程。电机带动曲轴不断旋转，工作循环不断重复，从而不断吸人并压缩排出气体。 如果活塞一个面作为工作面完成工作循环而轴侧通大气的称为单作用气缸。如果活塞两面均为工作面，气缸盖侧与轴侧均为工作容积，这样的气缸称为双作用气缸。,2011-8-25,10,2011-8-25,
3、11,三、压缩机主要组成,1基本组成 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、缓冲、分离以及气路系统等。,2011-8-25,12,三、压缩机主要组成 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。 工作部件：工作部件是形成工作腔以吸、排气体，给气体传递能量的部件，包括气缸组件、吸排气阀组件、活塞组件及填料组件 机体：机体是一个支持部件，由它来支撑曲轴、十字头和气缸，使压缩机成为一个整体。,2011-8-25,13,三、压缩机主要组成 润滑系
4、统： 机器中相对运动的零部件及其传动机构都需要润滑，如曲轴的主轴颈与轴承、曲柄销与连杆大头瓦、十字头销与连杆小头瓦、十字头滑板与十字头滑道之间等部位。润滑用油一般用轴头齿轮泵或单独的齿轮泵由机体油箱通过一定的油路送往各润滑部位。,2011-8-25,14,三、压缩机主要组成 冷却系统：活塞式压缩机的冷却系统由冷却气体的中间冷却器和后冷却器、气缸和填料的冷却水套、油冷却器及其它附件组成。 气量调节系统：压缩机中气体流量通过一段排气的近路阀门调节，压力的变化是生产过程中气量供求关系的反映。所以压缩机中有各种调节机构。当压力超过允许值时各级安全阀跳开排放，确保安全。,2011-8-25,15,四、主
5、要零部件,活塞式压缩机的零部件很多，现对气缸、活塞、气阀、填料、曲轴、连杆和十字头等部件分别作简要介绍。 (1)气缸 气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密封填料并对气缸进行冷却。本机气缸为双作用式，采用上进下排的结构形式。轴侧有填料室，与气缸做成一体。气阀布置在缸体的径向。气缸体材料为HT300，内镶干式缸套。缸套采用MTCrMoNi-450合金铸铁制成（铸铁中含有石墨是优良的固体润滑剂），内表面经研磨加工，形成活塞运动的镜面。气缸轴侧与中间接筒配接, 气缸采用循环水冷却。,2011-8-25,16,(2)活塞 常见的有筒形活塞、盘
6、(鼓)形活塞和级差活塞。中间活塞环主要起密封作用，还兼有布油润滑作用。,铸铁铸造鼓形活塞,焊接钢制鼓形活塞,四、主要零部件,2011-8-25,17,(3)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高压段一般使用节流环（保护）、阻流环和密封环共同密封；径向间隙一般按照由内向外逐渐减小的装配原则，同时必须保证良好的润滑与冷却，特别是大杆径（ 100mm），更应注意良好的润滑与冷却。,四、主要零部件,2011-8-25,18,充填氟塑料环问题 充填材料： 石墨、MoS2、碳素纤维、 玻璃纤维、铜粉、铝粉,四、主要零部件,2011-8-25,19,(4).曲轴,2011-8-25,
7、20,曲轴 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。 2、曲柄销：曲柄销装在连杆大头轴承中，由它带动连杆大头旋转，为曲轴和连杆的连接部分。 3、曲柄：又叫曲臂，它是连接曲柄销与主轴颈或连接两个相邻曲柄销的部分，曲臂偏差量是衡量压缩机安装同心度的一个很关键指标。 4、轴身：除以上部分的部分。 下表是曲轴的磨损量、曲臂偏差指标,四、主要零部件,2011-8-25,21,四、主要零部件,曲轴,2011-8-25,22,曲臂偏差测量：,四、主要零部件,2011-8-25,23,曲轴 曲轴是压缩机的主要部件之一，传递压缩机的全部功率，其主要作用是将电机
8、的旋转运动通过连杆改变为活塞的往复运动。 曲轴受方向和大小均匀周期性变化很大的气体惯性力和由此产生的交变弯曲、扭转应力及由此产生的疲劳、振动；同时，曲轴颈还受到严重的摩擦磨损，故要求曲轴材料应具有耐疲劳、耐磨损和抗振等性能。 曲轴常用40号、45号优质碳素钢， 42CrMo等锻件锻造。 其磨损主要是在日常运行中轴瓦的损坏导致轴颈磨损；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。,四、主要零部件,2011-8-25,24,(5).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
9、活塞力的作用和数倍于此预紧力作用。连杆本体内钻有贯穿连杆本体的油孔。从曲轴送来的压力润滑油一部分用于润滑十字头滑履和连杆的大、小头瓦， 另一部分用于冷却活塞杆。大头瓦为薄壁瓦，装配方法和要求与主轴承基本相同。轴瓦与轴颈的间隙宜为轴颈的0.8-1.2/1000D. 连杆小头孔内有一铜制衬套，衬套与连杆体为过盈配合，压入后不允许有松动现象。安装时内孔最好先修刮一下，使其与十字头销有一定的间隙，该间隙保持在0.5-0.8/1000D之间较为适宜, 如经长期运转磨损或产生异常响声时，应及时更换。 连杆螺栓使用注意事项：（1）、连续使用时间在25000000/n(转速)小时；（2）连杆螺栓伸长量超过原始
10、尺寸的1/1000.（3）连续拆卸检修次数3次年。,2011-8-25,25,(6).十字头 十字头由十字头体、滑板、十字头销等组成。是将曲轴的圆周运动转化为直线运动的中间载体。十字头部件 十字头部件为整体式结构，由十字头体、十字头销、防松齿块等组成。十字头用铸钢制造，滑履外圆铸有巴氏合金层。在十字头销、十字头磨擦表面上均设有油孔和油槽，以通油润滑滑道工作面。十字头滑履间隙调整垫片应该调节非工作面的调整垫片。十字头销的安装。“柱销”主要控制好安装挡板的紧固螺栓的防松和防螺栓断裂措施。锥销在控制上述措施外还应在安装研磨时注意销与十字头内孔的接触情况，接触面70%的应进行细致研磨，必须保证接触面积
11、。2007年上18.30前在飞行集团学习，该公司曾经出现一台4M50高压机十字头销飞出事故，导致整个机身损坏。 十字头与活塞杆采用螺纹连接。在调整好止点间隙后，应拧紧活塞杆螺母，活塞杆螺母上制有一圈轮齿，活塞杆螺母拧紧后应用防松齿块压住防松。十字头两侧的圆孔内压有铜衬，铜衬与十字头为过盈配合。十字头销用20Cr钢制造，表面经渗碳淬火处理，有很好的耐磨性。,2011-8-25,26,a）螺纹-凸缘 b）螺纹-螺母 c）螺纹法兰 d）凸缘-法兰 e）螺纹-双螺母 f）螺纹-法兰-嵌箍,四、主要零部件,2011-8-25,27,(7).活塞组件 （7）1活塞杆：作用是连接活塞和十字头，传递作用于活塞
12、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或尽量不使用螺纹连接。,四、主要零部件,2011-8-25,28,与十字头连接的螺纹以及紧固活塞的螺纹处是活塞杆的 薄弱环节。如果由于设计上的疏忽，加工上的马虎以及 运转上的原因断裂较常发生。若在保证设计、加工、材 质上都控制较好没有问题，则在安装时其预紧力不得过 大，否则会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，在运转
13、下去有 可能会使活塞杆断裂，这一点在检修时必须特别注意。 同时在检修或更换活塞杆后应细致检查测量活塞杆的冷 态跳动量（垂直和水平），必须在安装规范范围内（这 一项也是检查气缸与中体对接的同心度和活塞在气缸内 安装后的周隙检查指标。,四、主要零部件,2011-8-25,29,（7）2活塞环 活塞环的工作表面不得有刻痕、擦伤、剥落、外圆柱面 上应有一定的光洁度、曲度偏差不应大于0.02-0.04mm，环在 槽中的标准下沉不得超过0.15-0.25mm，活塞环的弹力、间隙 符合规定。此外还应检查活塞环的的漏光度，即将活塞环平放 在气缸内，在活塞环下边放一个灯泡上面放一块遮光板，然后 观察活塞环与气缸
14、壁之间的漏光缝隙，由此可知活塞环与气缸 壁的接触情况。在一般情况下用厚薄规（塞尺）测量活塞环的 漏光缝隙不应超过0.03mm,连续漏光长度不应超过气缸直径的 1/3。活塞环应具有的功能：耐磨性、贮油性、硬度、耐性、强度、耐热性、弹性。其中尤以耐磨性和弹性最重要。（本次由于要求设计无油或少油润滑，活塞环和支撑使用的主要材质是铜基聚四氟材料、4F）,四、主要零部件,2011-8-25,30,活塞部件在装入或取出气缸时，必须使用本机随 机所带的专用工具中的活塞杆保护套(使用活塞 杆保护套时应先检查保护套本身是否良好)，以 防止活塞杆螺纹或台阶将填料和刮油圈等元件划 伤，损坏填料密封装置，影响检修质量
15、和进度。,四、主要零部件,整体活塞环与剖分活塞环,活塞环密封,2011-8-25,31,气阀是压缩机中的重要部件，并且是易损件。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,(8).气阀,阻力损失小； 关闭及时（弹簧力大小）； 寿命长、工作可靠，阀片及弹簧； 余隙容积小，组合阀小； 噪音小。,四、主要零部件,2011-8-25,32,气阀 开式聚四氟乙烯网状阀，由阀座、升程限制器、阀片、弹簧、螺栓等连接组合而成。 阀片靠均匀分布的弹簧压紧在阀座密封面上，并利用气体的内外压力差而自动起闭。 气
16、阀装机前应彻底清洗干净，在作业过程中应防止阀座、阀片的密封面划伤，以保证气阀工作的可靠性。 阀座与气缸阀孔之间以及气阀压盖与气缸之间已破坏的铝垫应及时更换。安装气阀压盖时应先松开气阀的压紧螺钉，待气阀压盖的联接螺母按前所述预紧力距值均匀地拧紧之后，再把压紧螺钉拧紧到正确紧度。气阀的使用寿命主要取决于阀片和弹簧的使用寿命。,四、主要零部件,2011-8-25,33,2011-8-25,34,2011-8-25,35,9 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阻；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、曲柄销、十字头等运动部件上的摩擦；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注油器。,2011-8-25,36,进、排气缓冲器用于抑制气流的脉动，以降低气路系统及主机的机械振动。各缓冲器底部都装有排污接口，并带排污阀，以排除积聚在容器内的液体和污物，操作时应定期观察，
