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1、第七章 矿井空气压缩设备,第一节 空气压缩机用途、工作原理及其结构 第二节 活塞式空气压缩机安全保护装置 第三节 活塞式空气压缩机使用、维护与 常见故障及处理,7-1 空气压缩机用途、工作原理及其结构,空气压缩机概述,定义： 空气压缩机是产生压缩空气的机器，其实质上是消耗机械功以产生高压空气的转换装置，简称空压机。,在现代企业中，使用压缩气体的机器越来越多，气体压缩机是近代工业生产中不可缺少的通用机器。,一、用途与分类1、作用: 煤空压机是矿生产所需主要的动力设备之一。由空压机生产的压缩空气（简称压气）用以带动风镐、风钻以及其他风动机械进行工作。矿山空压机站一般设在井上，用管道把压缩空气送到井
2、下，沿大巷和上、下山到工作面，带动风动工具工作。,课前复习,1 一电动机2 一空压机3 一滤风器4 一风包5 一输气管道 6 一风动工具,按原理和结构不同，可以分为：活塞式（往复式）、回转式、离心式和轴流式空压机。而煤矿用的绝大多数是活塞式（往复式）和回转式，尤以活塞式（往复式）为最多。,2、分类：,二、活塞式空气压缩机的工作原理及其结构,（一）活塞式空气压缩机的工作原理,1 -气缸；2 -活塞；3 -活塞杆；4 -十字头；5-连杆；6 -曲柄；7 -吸气阀；8 -排气阀；9-弹簧,1,3,2,4,6,5,7,8,9,1,吸气,吸气结束,压缩排气,膨胀,排气终了余隙容积,综上, 空气压缩机的工
3、作过程有以下四个过程:,(1) 吸气过程活塞移动时，气缸的容积增大，压力降低，当气缸中气体压力低于缸外大气压力时，吸气阀被打开，空气在大气压力作用下进入气缸内的过程.,(2) 压缩过程活塞返行时，吸入气缸内的空气被压缩，这时吸气阀被关闭，气缸的容积逐渐缩小，压力逐渐升高的过程.,(3) 排气过程 当气缸内的空气压力升高到略大于排气管内的压力时，则推开排气阀，压缩空气排到排气管内的过程.,(4) 膨胀过程 排气结束，排气阀关闭，残留于气缸余隙容积内的压缩空气开始膨胀，而压力逐渐降低，直至压力降到低于吸气压力时，便开始吸气的过程。,P,V,活塞式空压机的压容图: 将一个循环过程中气缸内的空气压力P
4、 和容积V 之间的变化关系，用曲线图表示出来，这个曲线图就称为活塞式空压机的压容图，如图所示。,P1吸入空气的压力；P2排气管内压缩空气的压力；12直线段为理论吸气线；12曲线段为实际吸气线；23曲线段为理论压缩线；23曲线段为实际压缩线；34直线段为理论排气线；34曲线段为实际排气线；41曲线段为理论膨胀线；41曲线段为实际膨胀线,活塞式空压机气缸中空气状态变化的压容图,1 、余隙容积Vo 2、 进气压力要略低于大气压力。 3、 排气压力要略高于风包内的压力。 4、 实际吸气线12和实际排气线34的起点处有凸出和波动。 5、 实际膨胀线41和实际压缩线23要比理论膨胀线4 1 和理论压缩线2
5、 3 的弯曲度要大些。 6 、活塞式空压机的压容图所包围的面积，表示在一个循环过程中可消耗功率的多少，故又称为“示功图”。,实际工作过程中，活塞式空压机的压容图的具有以下特点：,以4L 一20 / 8 型活塞式空压机为例：型号含义：4 设计序号L 结构型式代号20 额定排气量（米3 分钟）8 额定排气压力（公斤厘米2）,（二）活塞式空压机的主要结构,4L 一20 / 8 型活塞式空压机,其主要结构组成有：1 、机体机体由机身、机座、曲轴箱、中间接筒、端接筒等部件组成。2 、压缩机构气缸、吸气阀、排气阀和活塞等部件组成。气阀由阀片、阀座、阀盖、弹簧和螺栓等组成。如下图所示：,1中间冷却器；2曲轴
6、；3连杆；4十字头；5胶带轮； 6机身；7压力表；8减荷阀；9一级气缸体；10一级活塞； 11一级填料箱；12一级进气阀；13级排气阀；14二级气缸体； 15二级活塞；16二级填料箱；17二级进气阀；18二级排气阀；19安全阀；20粗滤油器；21齿轮泵组件；22压力调节器,排气阀,1 一阀座，2 一阀盖3 一弹簧，4 一阀片，5 一冠形螺母，6 一螺栓，7 一开口销,吸气阀,空压机的气阀,3 、传动机构,4 、润滑装置,5 、冷却装置,传动机构由联轴器（或胶带轮）、曲轴、轴承、连杆和十字头等主要部件组成。,为减少相对运动部件之间的摩擦，如高、低压气缸与活塞之间、填料与活塞杆之间，机械传动部件之
7、间都需要润滑。润滑装置有滤油器、油泵、油管及压力表等.,为提高空压机效率和使其安全运转，冷却装置设有气缸壁水套，中间冷却器，后冷却器和润滑油冷却器等。,6 、安全与调节装置,因风动工具间歇工作，而空压机却连续供气，所以当风包中气体压力超出整定压力值时，利用压力调节器和减荷阀调节，使空压机少供或不供给风包压缩空气；或利用安全阀泄出一部分压缩空气于大气中，以降低风包或中间冷却器的压力，保证空压机安全运转。,空压机工作原理图,7-2 活塞式空气压缩机安全保护装置,二 释压阀,一 安全阀,空气压缩机必须有压力表和安全阀。 安全阀是保护空压机在额定压力下安全运转的保护装置。一旦系统中的压力超过其整定压力
8、时，安全阀就自动开启，把多余的压缩空气排掉，使系统中的压力降到正常的工作压力，保证机器安全运转。,二级压缩的空压机每一级都设有安全阀，一级安全阀安装在中间冷却器上，二级装在排气管路或风包上。,释压阀的特点 大口径的安全突破口。释压阀在爆炸气浪的冲击下能立即瞬间打开泄压，从而保护气缸、排气管、储气罐等不被损坏。 煤矿安全规程 规定：在风包出口管路上必须加装释压阀，释压阀的口径不得小于出风管的直径，释放压力应为空气压缩机最高工作压力的1.251.4倍。,压风管路释压阀安装位置图,1 一安全阀，2 一压力表，3 、 4 、5 一闸板阀，6 一释压阀，7 一风包,空气压缩机的吸气口，必须设置过滤装置，
9、保持吸入空气清洁。,除以上安全保护装置外，为保证机器可靠润滑和冷却，防止烧缸和气缸爆炸事故，在使用油润滑的空气压缩机时，应装设断油保护或断油信号；水冷式空气压缩机，应有断水保护或断水信号。一旦出现断油或断水，则自动切断电源或发出警报信号。,对于风包，在地面应设在室外阴凉处，在井下应设在空气流畅的地方。,7-3 活塞式空气压缩机使用、维护与常见故障及处理,一、活塞式空气压缩机的使用,( 1 ) 进行外部检查，检查螺栓、螺母、垫圈、开口销、护罩等是否齐全完整、紧固； ( 2 ) 人工盘车2 3 转，检查传动部分是否灵活，有无卡阻现象； ( 3 ) 检查润滑油量是否充足，同时转动注油枪，向气缸注油；
10、 ( 4 ) 开动冷却水泵，向冷却系统供水，并在漏斗处或流量计上检查冷却水量是否充足； ( 5 ) 关闭卸荷阀，把空气压缩机调整到空载起动位置； ( 6 ) 打开空气压缩机与逆止阀之间的放空阀； ( 7 ) 检查各仪表的指针是否指示在规定的位置上。,1 、起动前的准备工作,（1 ）按照控制设备的操作顺序起动电动机，注意观察电动机的转动方向是否正确。如果有独立供油系统时，应先起动油泵，待油压上来以后再起动主电动机。 （2 ）逐渐打开减荷阀，关闭放空阀，使空压机进入负荷运转。 （3 ）起动时同时观察各仪表读数，注油器供油和机器声音是否都正常，水路是否畅通无阻。,2 、起动,（1 ）各机件运行时有无
11、异常声响与震动，尤其要经常注意气阀的声响。 （ 2 ）注意观察各压力表读数是否正常；压力表必须定期校验。一般对于终端压力为8 公斤厘米2的二级空压机，一级排气压力不得超过2 . 5 公斤/厘米2，二级排气压力不得超过8 公斤厘米2对于终端压力为7 公斤厘米2，二级排气压力不超过7 公斤厘米2。,3 、运转中注意事项,（3 ）各部油位是否正常。（4 ）各温度计读数是否正常。,单缸的排气温度不得超过190 ，双缸的排气温度不得超过160 ，移动式的排气温度不得超过180 。对各级排气温度应装设保护装置，在超温时能自动切断电源。,机身油池内油温不得超过60 。,冷却水出水温度不超过40 ，出入水温差
12、一般在6 12 之间。,经常检查或摸试电动机、空压机各部位的温度是否正常。,（5）各电气仪表的读数是否正常。（6）各种安全防护装置是否可靠。 （7）空压机每工作2 小时（尤其在夏季），需将中间和后冷却器中的凝水排放一次，每天排放风包中的油水1 2 次，并经常注意冷却水是否中断。,( 1 ) 按操作规程顺序停机。 ( 2 ) 排放中间冷却器、后冷却器、压力调节器和风包中的油水。 ( 3 ) 停机时间较长时，应放掉各部分的存水，以防锈蚀和冻裂。 ( 4 ) 停机10 天以上时，应向各摩擦表面充分注油。停机一个月以 上应作封存，排放各处的油水，拆出所有气阀吹洗干净，擦净气缸镜面， 活塞端面、曲轴表面
13、及所有非配合表面，并进行油封。,压力表、电流表指示超限。空压机、电动机突然发生异常声响或震动。空压机发生严重漏气，润滑油突然中断。空压机和电动机的任何部位的温度超限。冷却水中断，若断水后机器运转较长时间，切不可立即向气缸水套内注入新冷却水，须待气缸自行冷却后再供水。,(8 )在运转中一旦发生下列情况，应立即停机检查处理：,4 停机,1 一般维修： 由司机进行的自检自修（每工作350 一400 小时进行）( 1 ) 清洗并检查各级吸气阀和排气阀，检查阀片与阀座的密封性，更换阀片、弹簧或整组气阀。( 2 ) 清洗滤油器，更换过滤纱网。( 3 ) 清洗滤风器。( 4 ) 用铅压法测量气缸的上下死点间
14、隙，同时检查和紧固十字头与活塞杆连接螺母背帽。( 5 ) 检查连杆螺栓和十字头销轴是否松动。 ( 6 ) 检查安全阀是否灵活。,二 活塞式空压机的维护,2 、定期检修，由检修工进行,( 1 ) 清洗并检查气缸、活塞涨圈、活塞杆、更换损坏的零件。 ( 2 ) 检查十字头滑板间隙。 ( 3 ) 检查曲轴、连杆有无裂纹，并调整曲轴轴瓦间隙。 ( 4 ) 检查调整压力调整器。 ( 5 ) 清洗油池注油器和油泵部件，并更换润滑油。 ( 6 ) 清扫冷却器和冷却水池。,小修：,( 1 ）清扫风包和进出风管内的油垢，并打压试验。新安装或检修后的风包，应用 1 . 5 倍工作压力做水压试验。 ( 2 ) 检查
15、校对压力表、安全阀、压力调整器。 ( 3 ) 检查更换各气阀。 ( 4 )调整十字头间隙或更换滑板。 ( 5 ) 清洗气缸水套。 ( 6 ) 清扫滤风器（间隔期不大于3 个月）。 ( 7 ) 检修不能保持到下次中修，而小修又不能处理的各部机件。,中修：,它包括小修的全部检修内容，同时还进行下列项目：,( 1 )更换活塞。 ( 2 )搪缸或更换缸套，并打水压试验。 ( 3 )更换十字头。 ( 4 )检查主轴、机座、拉杆、并更换损坏零件。 ( 5 )检查机座水平和基础螺栓。 ( 6 )检修或更换冷却器，并进行水压试验。 ( 7 )作性能试验。 ( 8 )检修不能保持到下次大修，而中修又不能处理的机件。,
