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1、往复压缩机,主要内容,概述 往复压缩机的特点 往复压缩机的基本结构 往复压缩机的主要部件及结构 往复压缩机的运行与维护要点 往复压缩机常见的故障及处理方法,一 概述,随着近代科学技术的不断发展，作为重要能量形式之一的压力能在工业生产上的应用十分普遍，所占的地位相当重要。压缩机就是产生气体压力能的机器，它在国民经济各部门中特别在化工、石油、矿山、冶金、机械以及国防工业中已成为必不可少的关键设备。其重要应用场合有化工工艺过程上的应用、动力工程的应用、气体输送等。,一 概述,按照能量转换的方式不同，常用压缩机可分为两大类：容积式压缩机和速度式压缩机（在此不再详述）两种。其中容积式压缩机又可分为往复式
2、压缩机和回转式压缩机。下面详细介绍往复式压缩机。,一 概述,最典型的容积式压缩机是往复式压缩机。它是依靠气缸内活塞的往复运动来压缩气体。根据所需压力的高低，它可以做成单级或多级；为了使机器受载均衡，它还可做成单列或多列。,一 概述,由于各类压缩机的工作特点不同，他们的性能和所适用的范围也不完全一样。往复式压缩机多适用于高压和超高压场合；离心式压缩机多适用于大流量场合；回转式压缩机虽兼有往复式和离心式的特点，但由于它的压力和排气量有限，多适于中、小气量的场合。,二 往复式压缩机的特点,往复压缩机是怎样工作的？ 往复压缩机工作可分为膨胀、吸气、压缩和排出四个过程。如图1-13所示,二 往复式压缩机
3、的特点,膨胀：当活塞2向左移动时，活塞右边的缸容积增大，压力下降，原来残留在气缸中的气体不断的膨胀。,二 往复式压缩机的特点,吸气：当压力降到稍小于进气管路中的气体时，进气管路中的气体就打开吸气阀3进入气缸，随着活塞逐渐向左移动，气体持续进入缸内，直到活塞左边的末端为止。,二 往复式压缩机的特点,压缩：当活塞向右移动时，工作容积逐渐减小，缸内的气体被压缩。由于吸气阀3和排气阀4有止逆作用，所以缸内的气体不能倒流回进气管路中，出口管路的气体也不能进入缸内，而出口管中的气体压力高于缸内压力，缸内的气体也不能通过排气阀排到出口管中，因此缸体内的气体质量是稳定的，活塞继续向右移动，体积不断减小，压力不
4、断增大。,二 往复式压缩机的特点,排出：随着活塞不断的向右移动，压缩气体压力升到稍高于出口管路中的压力时，缸内的气体打开出口阀4，气体进入出口管路中，并不断的排出，直到活塞移动到最右端。,二 往复式压缩机的特点,往复压缩机的优点： 1.使用压力范围广 ,排气压力波动,但是排气量比较稳定。往复式压缩机可设计成超高压、高压、中压或低压。,二 往复式压缩机的特点,2.压缩效率较高 一般往复式压缩机压缩气体的过程属封闭系统，其压缩效率较高，大型的绝热效率可达80%以上。至于回转式压缩机虽属容积式，但由于内漏和流动阻力损失较大，故其效率不如往复式压缩机。,二 往复式压缩机的特点,3.适应性较强 往复式压
5、缩机排气量范围较广，特别当排气量较小时，如做成离心式难度就较大。此外气体密度对压缩机性能的影响也不如离心式那样显著，所以对同一规格的往复式压缩机往往只要稍加改造就可适用于压缩其他的气体介质。,二 往复式压缩机的特点,往复式压缩机的主要缺点是： 1.气体带油污，特别在化工生产上若对气体质量要求较高时，压缩后气体的净化任务繁重； 2.因受往复运动惯性力的限制，转速不能过高，对于排气量较大的，外形尺寸及其基础都较大； 3.排气不连续，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； 4.易损件较多，维修量较大。,三 往复压缩机的类型,往复式压缩机的结构形式虽然繁多，但其主要组成部分基
6、本相同。一台完整的压缩机组包括两大部分： 一为主机包括机身、中体、传动部分、气缸组件，活塞组件，气阀，密封组件以及驱动机等。 另一为辅机包括润滑系统、冷却系统以及气路系统等。,三 往复压缩机的类型,分类型式 按排气量Vd分（吸气压力为大气压力）微型，小型，中型，大型 按排气压力Pd分低压压缩机，中压压缩机，高压压缩机，超高压压缩机。,三 往复压缩机的类型,往复式压缩机的主要类型 按气缸的排列方式分立式，卧式，对置式，对称平衡式，角式 按气缸容积的利用方式分单作用式，双作用式，级差式按压缩级数分单级，双级，多级 按冷却方式不同而分为风冷式和水冷式 按安装方式不同而分为固定式和移动式等。,机型,L
7、型 汽缸排列呈L型 V型 汽缸排列呈V型 W型 汽缸排列呈W型 Z型 汽缸竖立排列 P型 汽缸水平排列（即型排列） M型 对称平衡式（队式、电机位于气缸的一侧） H型 H型对称平衡式（卧式、电机位于汽缸之间） D型 对置或对称平衡式,四 往复压缩机的主要部件及结构,气缸的结构型式 根据压缩介质、压力、排气量、总体结构以及材料的不同，气缸的结构型式很多。按活塞在气缸中作用方式的不同由单作用式、双作用式与级差式气缸；按气缸的冷却方式的不同有风冷与水冷气缸；按制造材料的不同有铸铁、铸钢或稀土球铁、优质碳钢或合金钢锻制气缸。,一进一出铸铁缸,二进二出铸钢缸,四进四出铸铁缸,汽缸的结构特点,汽缸的结构特
8、点,气缸部件: 气缸部件由缸体、缸座、缸盖、缸套等零件组成，根据所压气体压力高低不同，可以采用铸铁缸和锻件缸。,一进一出锻件缸,二进二出锻件缸,活塞,活塞 活塞的结构型式很多，常用的有以下几种：筒形活塞、盘形活塞、级差式活塞、组合活塞、柱塞等。,2019/11/12,24,活塞部件： 由活塞体、活塞杆、活塞螺母、活塞环、支承环 等零件组成。,活塞,活塞杆,活塞杆 活塞杆将活塞与十字头连接起来，传递作用在活塞上的力，带动活塞运动。活塞与活塞杆的连接通常采用圆柱凸肩和锥面连接两种方法。,活塞杆,为避免活塞杆在拉伸、压缩载荷作用下发生破坏，应注意以下几个问题： 1.活塞杆为细长杆，应进行稳定性校核
9、2.活塞杆上应力集中比较严重的螺纹或截面积有较大变化的地方容易产生疲劳破坏，要进行疲劳强度校核 3.活塞杆凸肩端面与活塞接触处有较大的挤压应力，应对该部位的比压进行较核,活塞环,活塞环 活塞环的作用是密封气缸与活塞之间的间隙，防止气体从压缩容积的一侧漏向另一侧。此外还有均布润滑的作用。,填料函,填料函 压缩机中的填料函多位金属填料函，极少采用软质填料。 常用的金属填料函有两种：平面填料函和锥形填料函。,填料函,气阀,气阀由哪些零部件组成的？各有什么作用？ 气阀是由阀座、阀片、弹簧、升程限制器，并用螺栓联结固定。 阀座：进气和排气的通道，在气阀关闭时，承受气阀两侧的压力。 阀片：交替周期性的开启
10、和关闭阀座上的气流通道。 弹簧：气阀开启时防止阀片高速撞击升程限制器，关闭时将阀片快速关闭气流通道。 升程限制器：限制阀片开启位移，同时也是弹簧的支承座。,气阀,气阀,气阀,气阀的基本要求 1.阀片启闭应及时。 2.气阀的阻力小。 3.气阀寿命长。,曲轴,曲轴 曲轴是压缩机中重要的运动件。由于承受较大的交变载荷和摩擦磨损，所以对疲劳强度和耐磨性要求较高。,曲轴整体法兰盘结构: 曲轴采用整体的法兰盘结构，提高了曲轴的 刚性和强度以及安装精度，保证了机器的 平稳可靠运行。 曲轴与电机的连接采用刚性直联，曲轴 法兰与电机轴法兰只见采用弹性螺栓连接。 采用液压方式紧固（通过150MPa 手动液压泵实现
11、）。输入扭矩 通过法兰面间的摩擦力进行传递，如超载或各种保护失效的话，连接螺栓即被剪断，有效地保护了重要部件如曲轴、电机等免受破坏。,曲轴,曲轴无润滑油孔: 曲轴为整体 钢制锻制加工成 的实心结构，轴 身不钻润滑油孔， 避免了由于加工油孔所 产生的应力集中（曲轴断裂 均发生在油孔处），彻底杜绝了曲轴 断裂的发生。采用双向润滑方式，减少了 润滑管线的阻力损失，使各处运动副的润滑更充分，更可靠。,曲轴,连杆,连杆 连杆是连接曲轴与十字头的部件，它将曲轴的旋转运动转换成活塞的往复运动，并将外界输入的功率传给活塞组件。,连杆部件： 连杆由连杆体和大头瓦盖组成，通过二个弹性螺栓连成一体。连杆体钻有油孔通
12、道，与连杆 大头瓦盖、大头瓦和小头 衬套瓦背环槽组成供油 通道向十字头销和曲柄 销注油。,连杆,大头瓦,小头衬套,大头瓦 ： 剖分式结构，瓦面浇注巴士合金，两端翻边用于轴向定位，径向通过大头孔内孔表面圆柱销于轴瓦定位，防止轴瓦转动。 小头衬套： 连杆小头衬套为整体式，材料为锡青铜。,大小头瓦,连杆螺栓液压紧固： 连杆螺栓紧固通过150MPa高压油泵和专用工具分三次打压完成，保证连杆螺栓准确的伸长量和足够预紧力，彻底解决紧固力矩不够或过大难题。,连杆,螺栓紧固工具,连杆螺栓,十字头,十字头 十字头是连接活塞杆与连杆的部件。它在中体导轨力作往复运动，并将连杆的动力传给活塞部件。对十字头的基本要求是
13、重量轻，耐磨并具有足够的强度。十字头与连杆连接的方式可分为开式和闭式两种。,十字头部件： 由十字头体、十字头销、十字头滑履和液压紧固装置组成。十字头体为双侧圆筒结构，通过榫槽与滑履定位，用螺钉连接成一体。 十字头滑履为可更换结 构,承压表面浇注轴承合金, 设油槽和油路。十字头销分 为圆柱形和锥形销，钻有轴 和径向油孔。,十字头,十字头液压连接装置: 液压联接紧固装置是用于活塞杆与十字头体的连接，主要由联接装置和紧固装置两部分组成。,连接示意图,紧 固 装 置 压 力 体,十字头,往复机产品结构特点,通过机身对接组合成2D,4M,6M和8M等大型机组，满足各种流程需要,压缩机对接机身结构、曲轴整
14、体法兰盘结构、曲轴无润滑油孔、连杆螺栓液压连接结构、浮动十字头销结构、活塞杆与十字头液压弹性连接结构活塞与活塞杆电加热紧固方式和由机身经十字头、连杆向曲轴注油等结构经理论和实践证明，能够更好的满足往复压缩机结构受力复杂的要求。,往复机结构特点,机身与中体整体结构：,曲轴箱与中体铸成一体组成独立机身，两侧设有十字头滑道和方形窗口，避免分体结构产生的加工和装配误差，提供了机身与中体运行时可靠的保证。,2D系列独立机身,4M系列组合机身,呼吸器,机身与中体整体结构,分体对接机身： 四列或六列M型机身由独立机身对接组成。 机身对接面通过专用定位销 精确定位。 对接机身使用弹性螺栓 连接，通过扭矩扳手或
15、液压 紧固工具安装。,螺栓,机身与中体整体结构,定位销,活塞杆与十字头的液压紧固连接： 活塞杆与十字头通过液压紧固装置连接。活塞杆与十字头组装后，通过超高压油泵将150Mpa高压油注入压力体推动活塞运动，将活塞杆的弹性杆拉长后拧入紧固螺母，然后将油泄压，紧固完毕。活塞杆液压连接端通过优化 截面的受力状态，降低了交变载 荷的应力幅，使活塞杆处于 单向拉伸的状态，极大 的提高了活塞 杆疲劳寿命。,活塞杆与十字头的液压紧固连接,活塞紧固,活塞紧固 : 活塞与活塞杆的连接通过加热活塞杆紧固方法来完成。首先将电加 热棒插入活塞杆螺纹处电加热孔内，然后将活塞杆加热并达到一定伸长 量，然后旋紧活塞螺母，锁紧
16、螺母。该操作简单可靠, 彻底解决了螺纹紧固力矩不够（过大）而导致活塞杆螺纹断裂难题。,接筒部件：接筒可设计成长、短行程的单或双室结构，内部装有刮油环部件、填料部件和中间填料部件，接筒两侧设有足够大的窗口用于填料的拆装维护。接筒设有填料进、出水口、注油口、充氮口、漏气回收口、中间填料充氮口、填料测温引线口、活塞杆下沉测量引线口、接筒放空口和接筒放液口等来满足不同的工艺需要。,接筒部件,填料部件,刮油环部件,接筒部件,五 往复压缩机的运行与维护,一、启动前的准备和检查 （一）启动前应具备的条件 1、系统流程导通，工艺系统管网流程无误。 2、空负荷试运合格，运转中发现的问题已处理完毕。 3、循环冷却水投用正常，各冷却部位走水畅通，回水排空阀将空气排尽，压力、温度正常(保证压力0.30.4MPa(G)，温度32)，无泄漏。 4、电机已送电。 5、压缩机气量调节系统调试正常。,五 往复压缩机的运行与维护,6、润滑油更换完毕，分析合格。电机轴承箱加油正常，分析合格。 7、压缩机上所有仪表，报警、联锁再一次检查
