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1、压缩机培训,周昌静,2019年10月16日星期三5时15分19秒,1,92,压缩机是输送气体并提高气体压力能的机器。压缩机按其工作原理可分为容积型、动力型（速度型）和热力型三种 。 速度型压缩机靠气体在高速旋转的叶轮的作用下，得到巨大的动能，随后在扩压器中速度急剧降低，使气体的动能转变为势能，也就是压力能。 容积型压缩机靠是依靠工作容积的周期性变化来实现流体的增压和输送的。 热力型利用高速气体或蒸汽的喷射，并携带着向内流动的气体 ，在扩压器中把混合物的速度能转化为压力能。,92,2019年10月16日星期三5时15分19秒,2,2019年10月16日星期三5时15分19秒,92,3,压缩机按结
2、构型式不同，分类如下：,活塞式压缩机,2.5.3,罗茨鼓风机,转子式压缩机,螺杆式压缩机,滑片式压缩机,容积式是依靠工作容积的周期性变化来实现流体的增压和输送的。 往复式 活塞式是依靠活塞在气缸内做往复运动而实现工作容积的周期性变化，如往复活塞式压缩机. 隔膜式属于液压驱动，利用膜片来代替活塞的作用。 回转式是借助于转子在缸内做回转运动来实现工作容积的周期性变化，例如滑片压缩机、螺杆压缩机以及液环压缩机等。,隔膜式,活 塞 式,水 环 式,透平式是速度式的一种，依靠旋转的工作叶轮，将机械能传递给流体介质，并转化成流体的能头。根据介质在叶轮内的流动方向，主要分为离心式和轴流式，如离心压缩机以及轴
3、流压缩机等。,2.5.5,离心式压缩机 轴流式压缩机,喷射式也可认为属于速度式，但它没有叶轮，是依靠一种介质的能量来输送另一种流体介质，如喷射式压缩机等。,每种压缩机有一定的应用范围,往复式活塞式压缩机,2019年10月16日星期三5时15分20秒,17,92,0,往复式压缩机,优点：1. 适用压力范围广，从低压到高压（250MPa）。 2. 热力效率高，功率消耗低。 3. 对于介质及排气量的适应性强，排气量在较广范围内工作，且排气量受压力变化影响较小；当介质密度变化时，压缩机的容积排量和排气压力变化小。 4. 对制造机器金属要求相对不严。,往复活塞式压缩机的特点用途广泛,2019年10月16
4、日星期三5时15分20秒,19,92,往复活塞式压缩机的特点用途广泛,2019年10月16日星期三5时15分20秒,20,92,优点：,往复活塞式压缩机的特点用途广泛,（5）可维修性强； （6）技术上较为成熟； （7）装置系统比较简单。,2019年10月16日星期三5时15分20秒,21,92,往复活塞式压缩机的特点,缺点： 1. 重量、尺寸大、结构复杂、可损件多、安装基础施工工作量大。 2. 气流有脉动。 3. 运转中有振动，转速较低，排气量受到限制。,2019年10月16日星期三5时15分20秒,22,92,23,1. 按排气压力分： 1000bar 超高压压缩机 2. 按排气量分： 60
5、 Nm3/min 大型压缩机,活塞式压缩机的分类,V型,W型,立式,卧式,3. 按气缸中心线与地平面的相对位置分：,2019年10月16日星期三5时15分20秒,25,92,26,4. 按压缩级数分： 单级压缩机 两级压缩机 多级压缩机 5. 按活塞在气缸内实现的气体压缩循环分： 单作用式压缩机 双作用式压缩机 级差式压缩机,单作用式往复机,双作用式往复机,3.3.3,级差式压缩机,29,6. 按列数分： 单列压缩机 两列压缩机 多列压缩机,Horizontal 4,In-Line 4,V - Six,2019年10月16日星期三5时15分20秒,33,92,34,三、四千年前用“皮老虎”压气
6、鼓风从事冶炼技术 木制“风箱”是现代活塞式压缩机的雏形 1757年英国人Wilkinson提出“金属风箱”专利 1777年Watt设计蒸汽驱动的压缩机 1834年医生Perking发明第一台活塞制冷机 1874年Linde制造第一台氨压缩式制冷机 1939年第一台超高压压缩机问世 1894年Hoerbiger发明网状阀 1916年Corblin发明膜式压缩机 1934年石墨作密封元件实现气缸无油润滑 1935年Sulzer研制成迷宫式压缩机 1952年PTFE用于压缩机密封元件,压缩机的发展历史,1 往复压缩机的运行及特点,1.1 基本结构和工作原理 1.2 压缩机的工作循环 1.3 排气量
7、1.4 功率和效率 1.5 排气温度和排气压力 1.6 多级压缩 1.7 压缩机的的变工况工作及排气量调节 1.8 往复压缩机动力特性,2019年10月16日星期三5时15分20秒,35,92,1.1 基本结构和工作原理,1.基本结构 三大部分： 传动机构：曲轴、轴承、连杆、十字头、皮带轮或联轴器。 工作机构：气缸组件、活塞、气阀和填料组件 机身 此外，三个辅助系统：润滑系统，冷却系统及安全和调节系统。,2019年10月16日星期三5时15分20秒,36,92,2019年10月16日星期三5时15分20秒,37,92,减荷阀,级间分离器,级间冷却器,皮带轮,2019年10月16日星期三5时15
8、分20秒,38,92,L型空气压缩机 1-连杆 2-曲轴 3-中间冷却器 4-活塞杆 5-气阀 6-气缸 7-活塞 8-活塞环 9-填料 10-十字头 11-平衡重 12-机身,2019年10月16日星期三5时15分20秒,39,92,2019年10月16日星期三5时15分20秒,92,40,2.1.1,通过曲轴连杆机构将旋转运动转化为往复运动,2.工作原理,2.工作原理,几个概念： （1）内、外止点活塞离轴旋转中心最近或最远的位置。 （2）活塞行程内外止点间距S=2r。 （3）曲柄转角曲柄和汽缸中心线的夹角。,2019年10月16日星期三5时15分20秒,42,92,2.1.4,膨胀过程,2
9、.工作原理,2.1.2,2.工作原理,1.1 基本结构和工作原理,曲轴转一周，在汽缸里经历膨胀、吸气、压缩、排气四个过程。,2. 工作原理,2019年10月16日星期三5时15分20秒,45,92,工作原理,2019年10月16日星期三5时15分20秒,46,92,工作原理,2019年10月16日星期三5时15分20秒,47,92,1.1 基本结构和工作原理,工作原理： 活塞在气缸内的来回运动与气阀相应的开闭动 作相配合，使缸内气体依次实现膨胀、吸气、 压缩、排气四个过程，如此不断循环，将低压 气体升压而源源输出。,2019年10月16日星期三5时15分20秒,48,92,2.4.2,曲轴,十
10、字头滑道,连杆大头瓦,连杆,十字头销,连杆小头瓦,十字头,主轴承,活塞,活塞杆,3 主要部件,2019年10月16日星期三5时15分20秒,50,92,3 主要部件,3.主要部件-机体,机体包括机身、机座、曲轴箱等部件。机体一般采用高强度灰铸铁（HT20-40）铸成一个整体，是支承气缸、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。,2019年10月16日星期三5时15分20秒,51,92,机体的作用,用来连接气缸和安装运动机构，并用作支承座。 承受机器本身的全部或部分重量。 作为传动机构的定位和导向部分。如曲轴支承在机体的主轴承上，十字头以机体滑道导向。 承受压
11、缩机工作时气体压力及转动部件的惯性力。 连接某些辅助部件，如润滑油系统、盘车系统、冷却系统等。,2019年10月16日星期三5时15分20秒,92,52,机体的要求,2019年10月16日星期三5时15分20秒,53,92,3.主要部件-曲轴,1.1 基本结构和工作原理,曲轴是往复活塞式压缩机的重要运动部件，原动机输入的转矩通过曲轴传给连杆、十字头，从而推动活塞作往复运动。 它同时又承受从连杆传来的周期性变化的气体力和惯性力等。,2019年10月16日星期三5时15分20秒,54,92,曲轴的基本要求,2019年10月16日星期三5时15分20秒,55,92,3. 主要部件,结构形状 润滑 支
12、撑 惯性力、平衡,2019年10月16日星期三5时15分20秒,56,92,2019年10月16日星期三5时15分20秒,57,92, 连杆：,3. 主要部件,作用：运动转换、力（矩）传递 结构：大头、小头、杆身 润滑：杆身中钻油孔 形状：圆形、矩形、工字形,2019年10月16日星期三5时15分20秒,58,92,连杆： 为能够安装到曲轴上，连杆大头采用剖分结构，由螺栓紧固。,2019年10月16日星期三5时15分20秒,59,92,2019年10月16日星期三5时15分20秒,60,92,十字头： 十字头也称滑块， 是承受侧向力的零件。十字头的组成：十 字头销、上下十字头 瓦、调整垫片、锁
13、紧 螺母、十字头衬套等。,3. 主要部件,十字头：,2019年10月16日星期三5时15分20秒,61,92,3. 主要部件,十字头：滑块，连接连杆与活塞杆,作用：导向 连接：十字销钉、螺纹,2019年10月16日星期三5时15分20秒,62,92,活塞杆： 活塞与气缸内 壁及缸盖构成容积 可变的工作腔，并 由曲轴通过活塞杆 带动，在气缸内作 往复运动，实现气 缸内气体的压缩。,决不可在活塞杆 上使用管钳,活塞杆,2019年10月16日星期三5时15分20秒,63,92,气缸,气缸是活塞式压缩机中组成 压缩容积的主要部分。气缸 与活塞配合完成气体的逐级 压缩，它要承受气体的压 力，活塞在其中往
14、复运动， 气缸应有良好的工作表面以 利于润滑并应耐磨，为了散 发气体被压缩时产生的热量 以及摩擦生热，气缸应有良 好的冷却，通常在气缸中设 置冷却水夹套。,2019年10月16日星期三5时15分20秒,92,64,3. 主要部件,3. 主要部件,气缸,根据压缩机不同的压力、排气量、气体性质等需要，应选用不同的结构型式和材料。,基本要求： 应具有足够的强度和刚度； 良好的冷却、润滑及耐磨性； 尽可能小的余隙容积和气体阻力； 利于制造和检修； 气缸直径、阀座孔等 应符合系列化、通用化、标准化的“三化”要求，以便互换,2019年10月16日星期三5时15分20秒,65,92,3. 主要部件,气缸,组
15、成：气缸通常有缸体和缸盖组成。内设有工作腔、气道、水套、润滑油接管、指示器等。 基本结构形式： 单作用、双作用、极差式。,2019年10月16日星期三5时15分20秒,66,92,3. 主要部件,汽缸套 活塞在汽缸内往复运动时，由于磨损，往往需要对汽缸进行修理。在汽缸内衬上缸套，则只需更换缸套即可。 气缸套一般用铸铁制造，与氧气、腐蚀性气体接触的缸套以及无油润滑压缩机的缸套可用耐腐蚀材料制造，也可镀铬等表面处理。 缸套结构有湿式、干式之分。湿式缸套外表面直接与冷却水接触，干式缸套不接触冷却水，只起衬套作用。,2019年10月16日星期三5时15分20秒,67,92,3. 主要部件,气缸（冷却方
16、式）,风冷：小型压缩机。靠气缸外散热片强化散热。 水冷：大部分压缩机采用，一般为双层（或三层）缸壁结构,2019年10月16日星期三5时15分20秒,68,92,气阀在汽缸上的位置,径向：阀轴线与汽缸轴线垂直，余隙大; 轴向：阀轴线与汽缸轴线平行，余隙小； 斜向：阀轴线与汽缸轴线成一定角度， 余隙中。,3. 主要部件,2019年10月16日星期三5时15分20秒,69,92,气阀在汽缸上的位置,径向：余隙大; 轴向：余隙小； 斜向：余隙中。,3. 主要部件,具体内容后面分析：容积系数、排气量。,2019年10月16日星期三5时15分20秒,70,92,2019年10月16日星期三5时15分20秒,71,92, 气阀,活塞式压缩机的重要部件，也是最易损坏的部件。限制往复压缩机高速化化发展的关键问题之一。,自动阀：
