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1、往复式压缩机基础知识讲座,主 要 内 容,一、压缩机概述 1.什么是压缩机、压缩机有何用途 2.压缩机的分类二、往复压缩机工作原理及分类 1.往复压缩机工作原理 2.往复压缩机分类 3.往复式压缩机特点 4.主要性能参数三、往复压缩机的基本结构 1.主机 机身、中体、传动部分、气缸组件、活塞组件等 2.辅机 润滑系统、冷却系统 四、往复式压缩机的操作五、压缩机的日常(正常)维护六、往复式压缩机的点检七、往复压缩机常见的故障及处理方法,一 压缩机概述,随着近代科学技术的不断发展，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石油、
2、化工、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。其重要的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。,1.什么是压缩机、压缩机有何用途,压缩机 定义：是一种压缩气体提高气体压力或输送气体的机器 以排气压力为主要数据定义压缩机: 1）通风机低于0.015MPa； 2）鼓风机为0.0150.35MPa； 3）压缩机0.35MPa及以上.,压缩机有何用途 压缩机应用极为广泛 ，在采矿业、冶金业、机械制造业、土木工程、石油化学工业、制冷与气体分离工程以及国防工业中，压缩机是必不可少的关键设备之一。 典型的应用： 1、压缩空气作为动力（如仪表风及自动装置） 2、压缩气体用于
3、制冷和气体分离（如空调） 3、压缩气体用于合成及聚合 （保证反应压力） 4、压缩气体（氢气）用于油的加氢精制 5、气体输送 （提供气体流动动力）,2.压缩机的分类,压缩机按其工作原理可分为速度型和容积型两种。 速度型： 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。 容积型： 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。,按工作原理分类,压缩机,容积式,速度式,往复式,回转式,透平式,喷射式,活塞式,自由活塞,罗茨式,滑片式,螺杆式,回转活塞,离心式,轴流式,混流式,下面重
4、点介绍 往复式压缩机,二、往复式压缩机工作原理及分类,1.往复式压缩机工作原理 往复式压缩机通过曲柄连杆机构将曲轴旋转运动转化为活塞往复运动。当曲轴旋转时，通过连杆的传动，驱动活塞做往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞上的工作端面所构成的工作容积则会发生周期性变化。 曲轴旋转一周，活塞往复一次，气缸内相继实现吸气、压缩、排气、膨胀四个过程，即完成一个工作循环。,往复式压缩机的一个工作循环,为了更好地理解活塞压缩机的工作原理，这里重点介绍理论工作循环。假定压缩机没有余隙容积，没有吸、排气阻力，没有热量交换，则压缩机工作时，汽缸内的压力和容积的关系如下图所示。压缩机的理论工作过程可以 简化成下图示的
5、三个工作过程。,理论三个工作过程（一个工作循环） 1.吸气 0 1 2.压缩 1 2 3.排气 2 3,理论三个工作过程,吸气过程当活塞向右移动（0点移至1点）气缸内工作容积逐渐增大而压力降低，当压力低于进气管路中压力P1时气体顶开吸气阀进入气缸，直到活塞运动至最右端（此点为内止点）。 压缩过程活塞向左移动时（1点移至2点）吸气阀自动关闭，同时由于排气管路中的压力大于气缸内部压力，气缸内的气体还不足以顶开排气阀从排气阀排出，而被封闭在气缸的密闭工作腔内。并随活塞继续向左移动，工作容积越来越小，气体压力逐步提高（这时密闭工作腔内的压力小于P2 ）。,排气过程活塞继续向左移至某一位置时，压力达到工
6、作要求的数值，此时排气阀在该压力P2下被迫开启，气体在该压力下被排出（从2点移至3点），直到活塞运动到左边末端（此点称为外止点）。 过程0-1-2-3-0构成了压缩机的理论工作循环，压缩机完成一个理论循环所消耗的功即为图中0-1-2-3-0 所代表的面积。,往复式压缩机实际工作过程,压缩机的实际工作过程是：是一个非常复杂的过程，要考虑到压缩机余隙容积；吸、排气过程阻力损失；吸、排气过程中与外界热量交换；泄漏；等。,2.往复式压缩机的分类,1）按容积流量（进口状态）分类 微型压缩机：容积流量 1m/min 小型压缩机：容积流量 1 10 m/min 中型压缩机：容积流量 10 100 m/min
7、 大型压缩机：容积流量 100 m/min,2）按压缩机的排气压力可分为 ： 低压压缩机：排气终了压力在0.3 1MPa表压。 中压压缩机：排气终了压力在110MPa表压。 高压压缩机：排气终了压力在10100MPa表压。 超高压压缩机：排气终了压力在100表压以上。,3）按结构形式分类,可分为立式、卧式、角度式、对称平衡式和对置式等。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；对制式主要用于超高压压缩机。 国内往复式压缩机通用结构代号的含义如下Z 型 汽缸竖立排列P 型 汽缸水平排列L、S 型 汽缸排列呈角度式V型 汽缸排列呈V型
8、W型 汽缸排列呈W型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,结 构 形 式,4）按压缩级数分类,单级 气体经一次压缩即达到排气压力多级 气体经多次压缩达到排气压力,5）按冷却方式分类,风冷 气缸用空气冷却水冷 气缸用水套冷却,6）按润滑方式分类,有油润滑 气缸内注油润滑无油润滑 气缸内不注油，依靠自润滑材料润滑,3. 往复式压缩机特点,1）适应性较强 往复式压缩机排气量范围较广，不论流量大小，均能达到所需压力，特别当排气量较小时。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。2）压缩效率较高 排气压力波动但排气量比
9、较稳定。往复式压缩机可设计成超高压、高压、中压或低压。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。,优点：,3）可维修性强4）对材料要求低 多用普通钢铁材料，加工较容易，造价也较低廉；5）技术上较为成熟 生产使用上积累了丰富的经验；6）装置系统比较简单,缺点：,1）转速不能过高，机器大而重 受往复运动惯性力的限制，对于排气量较大的，外形尺寸及其基础都较大。2）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。3）结构复杂，易损件较多，维修量较大 如：气阀、弹簧
10、、十字头、活塞环、支撑环、活塞杆、活塞等。4）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。5）运转时有较大的震动。,4.往复式压缩机的主要性能参数,1）吸、排气压力： 往复压缩机的吸气压力指第一级吸入管道处的气体压力；排气压力指末级排出接管处的气体压力。 压缩机铭牌上的吸、排气压力是指额定值，实际上只要机器强度、排气温度、电机功率和气阀工作许可，他们是可以在很大范围内变化的。2）排气温度： 排气温度是指压缩机末级排出气体的温度，它应在末级气缸排出管处测得。多级压缩机末级之前各级的排气温度称为该级的排气温度，在相应级的排气接管处测得。3）容积流量： 容积流量是指
11、在单位时间内经压缩机压缩后最后一级排出的气体，换算到第一级进口状态的压力和温度时的气体容积值，单位是M3/min或M3/h。 压缩机铭牌上标注的容积流量，即额定容积流量，在是指在特定的进口状态下（进口压力0.1MPa，温度20）时的容积流量。,三 往复压缩机的基本结构,往复式压缩机的结构形式虽然繁多，但其主要组成部分基本相同。一台完整的压缩机组包括两大部分： 1、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。 2、辅机 润滑系统、冷却系统以及气路系统、仪表控制等。,主机部分,主机部分主要部件及结构,主机部分： 压缩机主机部分是传递动力，压缩气体提高气体压力的部
12、分。它是压缩机的主要组成部分。 包括以下零部件：气缸、机身及中体、中间接筒、曲轴、活塞、连杆、活塞杆、轴承、气阀等组成。下面对各个部件进行简要介绍。,1.机身与中体整体结构,分体对接机身： 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，通过扭矩扳手或液压紧固工具安装。,螺栓,定位销,机身的的作用： 对运动机构起支撑作用，底部兼做润滑油箱。对整台机组起到一个基础固定作用。,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。,呼吸器,汽缸的作用： 气缸是往复式压缩
13、机组成压缩容积的主要部分。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。 1.按活塞在气缸中作用方式的不同： 有单作用式、双作用式与级差式气缸； 2.按气缸的冷却方式的不同： 有风冷、水冷气缸 3.按制造材料的不同: 有铸铁、铸钢、合金钢锻制气缸。,2.气 缸 部 件,三进三出铸铁缸,一进一出铸铁缸,二进二出铸钢缸,四进四出铸铁缸,气缸的结构型式,一进一出锻件缸,气缸的组成,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。,3.活 塞 部 件,活塞部件的作用： 活塞部件是活塞、活塞杆及活塞环的总称。活塞组在连杆带动下，在汽缸内作往复直线运动，从而与汽缸及缸盖等共同组成一个可变的工作容积，以实现吸气、压缩、排气等过程。 活塞部件的组成： 由活塞体、活塞杆、活塞螺母、活塞环、支承环等零件组成。,2017/12/29,31,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,组合活塞,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。 活塞杆在压缩机零件中属于易损件，对其要求是很高的。,
