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1、轴流压缩机工作原理轴流压缩机工作原理气体在压缩机汽缸中沿轴向流动的压缩机称气体在压缩机汽缸中沿轴向流动的压缩机称 为轴流式压缩机。轴流式压缩机是由许多排为轴流式压缩机。轴流式压缩机是由许多排 动、静相间的叶片组成。轴流式压缩机气体动、静相间的叶片组成。轴流式压缩机气体 的运动是沿着轴向运行的。由于转子旋转使的运动是沿着轴向运行的。由于转子旋转使 气体产生很高的速度，而当气体流过依次串气体产生很高的速度，而当气体流过依次串 联排列着的动叶片和静叶栅时，速度就逐渐联排列着的动叶片和静叶栅时，速度就逐渐 减慢而变成气体压力的提高，是气体得到压减慢而变成气体压力的提高，是气体得到压 缩，达到输送气体的
2、目的。缩，达到输送气体的目的。轴流式压缩机的结构特点轴流式压缩机的结构特点1 1）由于每级叶栅（包括一排动叶片和其后的静叶片）由于每级叶栅（包括一排动叶片和其后的静叶片 ）增压较小，所以级数较多，轴长尺寸较长。）增压较小，所以级数较多，轴长尺寸较长。 2 2）气缸有单层、双层和三层）气缸有单层、双层和三层3 3种形式，如图种形式，如图2-272-27所所 示。单层结构比较简单，静叶片直接组装于气缸上示。单层结构比较简单，静叶片直接组装于气缸上 ，如静叶角度需要调整节，则气缸往往设置三层；，如静叶角度需要调整节，则气缸往往设置三层； 内气缸组装静叶片，所以常称它为静叶承缸；中间内气缸组装静叶片，
3、所以常称它为静叶承缸；中间 气缸为静叶角度调节传动机构，通称静叶调节缸；气缸为静叶角度调节传动机构，通称静叶调节缸； 最外层为机。这种双层和三层设计结构，减少了热最外层为机。这种双层和三层设计结构，减少了热 应力以及有热膨胀引起的变形应力以及有热膨胀引起的变形。轴流式压缩机的结构特点轴流式压缩机的结构特点3 3）由于静叶角度需要调节，所以静叶不是在承缸上固定，）由于静叶角度需要调节，所以静叶不是在承缸上固定， 而是可绕自身轴自由转动，以便实现静叶角度的调节，因此而是可绕自身轴自由转动，以便实现静叶角度的调节，因此 ，静叶承缸上设置了特制的静叶轴承。，静叶承缸上设置了特制的静叶轴承。 为确保静叶
4、调节的灵活性，避免杂质进入静叶轴承，因此，为确保静叶调节的灵活性，避免杂质进入静叶轴承，因此， 轴流式压缩机均有特制的入口过滤装置，以提高介质的洁净轴流式压缩机均有特制的入口过滤装置，以提高介质的洁净 度。度。 4 4）为使介质气流均均匀的进入轴流式压缩机中内，除设置）为使介质气流均均匀的进入轴流式压缩机中内，除设置 里进气室外，还专门设计了收敛器和进气导流器等机构，以里进气室外，还专门设计了收敛器和进气导流器等机构，以 利于介质气流形成均匀的速度场合压力场。利于介质气流形成均匀的速度场合压力场。 5 5）转子较长，直径较大。为保证转子有足够的强度和刚度）转子较长，直径较大。为保证转子有足够的
5、强度和刚度 ，以及较为紧凑的结构，则轴流式压缩机的转子通常采用阶，以及较为紧凑的结构，则轴流式压缩机的转子通常采用阶 梯轴结构。梯轴结构。轴流式压缩机通流元件的功能轴流式压缩机通流元件的功能轴流式压缩机通流部分的元件包括进气室、收敛器、进气导轴流式压缩机通流部分的元件包括进气室、收敛器、进气导 流器、动叶栅、静叶栅、出口导流器、扩压器及排气室流器、动叶栅、静叶栅、出口导流器、扩压器及排气室等元等元 件件，其功能分别为，其功能分别为： 1 1） 进气室进气室 ：进进气室是轴流式压缩机的首要环节，其作用是气室是轴流式压缩机的首要环节，其作用是 将大气或进气管来的介质气体，较均匀的送至环形收敛器。将
6、大气或进气管来的介质气体，较均匀的送至环形收敛器。 2 2）收敛器）收敛器 ：收敛：收敛器是轴流式压缩机的特有元件，其作用是器是轴流式压缩机的特有元件，其作用是 使进气室的气流适当加速，并使气流进入进气导流器之前，使进气室的气流适当加速，并使气流进入进气导流器之前， 获得较均匀的速度场和压力场。获得较均匀的速度场和压力场。 3 3）进气导流）进气导流器：即器：即第一排静叶，其作用是使气流按需要的第一排静叶，其作用是使气流按需要的 方向和速度均匀的进入第一级动叶。方向和速度均匀的进入第一级动叶。 4 4） 动叶动叶 ：即：即组装在转鼓上的叶片，每一级动叶与其后的静组装在转鼓上的叶片，每一级动叶与
7、其后的静 叶组成轴流式压缩机的级。动叶是对气体做功的唯一元件，叶组成轴流式压缩机的级。动叶是对气体做功的唯一元件， 它使气流流出时，速度和压力都有所它使气流流出时，速度和压力都有所提高提高。轴流压缩机元件功能轴流压缩机元件功能n n5 5）静叶）静叶 ：即导流器，由汽缸上的叶片组成。其：即导流器，由汽缸上的叶片组成。其 作用有两方面，一是将动叶出来的气流的动能，作用有两方面，一是将动叶出来的气流的动能， 尽量转换为压力能，二是使气流按照一定方向和尽量转换为压力能，二是使气流按照一定方向和 速度进入下一级继续压缩。速度进入下一级继续压缩。n n6 6）出口导流器）出口导流器 ：位于末级静叶即末级
8、导流器之：位于末级静叶即末级导流器之 后，其作用是使末级静叶排出的气流，沿叶高均后，其作用是使末级静叶排出的气流，沿叶高均 变为轴向流动，以便防止气流在扩压器内产生旋变为轴向流动，以便防止气流在扩压器内产生旋 绕运动，且减少流动损失，提高运行效率。绕运动，且减少流动损失，提高运行效率。n n7 7）扩压器）扩压器 ：使出口导流器排出的气体，能均匀：使出口导流器排出的气体，能均匀 的减速增压，进一步变动能为压力能，提高排气的减速增压，进一步变动能为压力能，提高排气 压力。压力。n n8 8）排气室）排气室 ：排气室紧连排气管，其作用是将扩：排气室紧连排气管，其作用是将扩 压器排出的气体，沿径向收
9、集，经排器管输出。压器排出的气体，沿径向收集，经排器管输出。轴流压缩机轴流压缩机n n轴流压缩机部件轴流压缩机部件轴流压缩机轴流压缩机n n轴流压缩机部件轴流压缩机部件轴流压缩机轴流压缩机n n结构图结构图轴流压缩机轴流压缩机n n结构图结构图轴流压缩机轴流压缩机n n结构图结构图轴流式压缩机轴端密封轴流式压缩机轴端密封n n采用拉别令密封，用不锈钢密封片插入轴采用拉别令密封，用不锈钢密封片插入轴 端的凹形线槽中，并有钢丝固紧，而不采端的凹形线槽中，并有钢丝固紧，而不采 用在轴上直接加工出密封圈的设计，以便用在轴上直接加工出密封圈的设计，以便 于更换。由于密封片嵌入轴端，一旦机器于更换。由于密
10、封片嵌入轴端，一旦机器 振动或转子有跳动时，密封片与气缸相摩振动或转子有跳动时，密封片与气缸相摩 擦所产生的局部高温热量就被气缸散出去擦所产生的局部高温热量就被气缸散出去 。如果密封片装在汽缸上，这时若产生局。如果密封片装在汽缸上，这时若产生局 部高温，就会传到转轴上，而不会造成转部高温，就会传到转轴上，而不会造成转 子弯曲。子弯曲。轴流式压缩机型号轴流式压缩机型号AVAV与与A A系列所表示的意义系列所表示的意义n nAV71-11AV71-11表示静叶可调式轴流式压缩机，表示静叶可调式轴流式压缩机，7171 表示轮毂直径表示轮毂直径710mm710mm，1111表示表示1111级。级。n
11、nA40-10A40-10表示静叶不可调式轴流式压缩机，表示静叶不可调式轴流式压缩机，7171 表示轮毂直径表示轮毂直径400mm400mm，1010表示表示1010级。级。轴流式压缩机轴承轴流式压缩机轴承止推轴承：转子的轴向推力大部分由转子上止推轴承：转子的轴向推力大部分由转子上 的平衡盘来平衡，剩余大约的平衡盘来平衡，剩余大约2-4T2-4T左右的轴向左右的轴向 推力由止推轴承来承受。止推轴承为金斯贝推力由止推轴承来承受。止推轴承为金斯贝 雷型，多瓦块重叠的。止推瓦块可根据承载雷型，多瓦块重叠的。止推瓦块可根据承载 的大小自动调位，以保证每个瓦块上的负荷的大小自动调位，以保证每个瓦块上的负
12、荷 均匀分配。止推瓦块由碳钢体浇铸巴氏合金均匀分配。止推瓦块由碳钢体浇铸巴氏合金 加工而成。加工而成。 径向轴承：大功率低转速的轴流式压缩机采径向轴承：大功率低转速的轴流式压缩机采 用椭圆轴承，小功率高转速的采用可倾瓦轴用椭圆轴承，小功率高转速的采用可倾瓦轴 承。承。联轴器联轴器轴流压缩机与变速器是采用刚性联轴器相连接。联轴流压缩机与变速器是采用刚性联轴器相连接。联 轴器的主要零件用优质合金钢制造，加工精度很高轴器的主要零件用优质合金钢制造，加工精度很高 。 由于采用刚性联轴器，为了允许相连接的两个转子由于采用刚性联轴器，为了允许相连接的两个转子 直径不能完全对中，在压缩机和原动机之间或压缩直
13、径不能完全对中，在压缩机和原动机之间或压缩 机与变速器之间，用一个中间弹性轴，该弹性轴的机与变速器之间，用一个中间弹性轴，该弹性轴的 轴径较细，刚性联轴器与中间弹性轴的连接在冷态轴径较细，刚性联轴器与中间弹性轴的连接在冷态 安装时可允许有一定的偏差，这样在运转受热膨胀安装时可允许有一定的偏差，这样在运转受热膨胀 后，这个偏差值就可以基本消除。后，这个偏差值就可以基本消除。n n电动机与变速箱之间采用齿式联轴器电动机与变速箱之间采用齿式联轴器。静叶可调机构静叶可调机构n n静叶片安装在静叶承缸（内缸）上，轴流压缩机静叶片安装在静叶承缸（内缸）上，轴流压缩机 级数越多，轴向尺寸也越长，所以叶片承缸
14、有的级数越多，轴向尺寸也越长，所以叶片承缸有的 为轴向整体结构，有的轴向多段结构以利于加工为轴向整体结构，有的轴向多段结构以利于加工 。n n静叶片全部为直叶片，静叶片可调的叶根为圆柱静叶片全部为直叶片，静叶片可调的叶根为圆柱 形的结构。形的结构。n n静叶可调机构是在运行中借助于调节缸体的往复静叶可调机构是在运行中借助于调节缸体的往复 运动，带动静叶片支杆上的曲轴滑块绕支杆中心运动，带动静叶片支杆上的曲轴滑块绕支杆中心 转动而使静叶片安装角度改变。调节缸体的往复转动而使静叶片安装角度改变。调节缸体的往复 运动由伺服马达驱动。运动由伺服马达驱动。静叶可调机构静叶可调机构n n静叶片全部为直叶片
15、，静叶片可调的叶根为圆柱形的结构静叶片全部为直叶片，静叶片可调的叶根为圆柱形的结构 。静叶指杆上的轴承是用无油润滑的石墨浸铜材料制成， 为防止静叶支杆处漏气，在支杆处装密封圈，密封圈用橡 胶制成，可耐温250 。n 每级静叶都有一套调节机构，各级调节机构安装在同一个 调节缸上。n伺服马达由12MPa压力的压力油驱动。n整个静叶调节缸由机壳中的四个凹槽支脚支撑，调节缸受 热可沿该槽轴向自由膨胀。叶片承缸的作用及结构叶片承缸的作用及结构n n叶片承缸是轴流压缩机可调静叶片的支承叶片承缸是轴流压缩机可调静叶片的支承 缸，设计成水平剖分式，中分面用螺栓连缸，设计成水平剖分式，中分面用螺栓连 接，形成一
16、个内孔为很小锥度的筒体，与接，形成一个内孔为很小锥度的筒体，与 转子一道组成一个气流通道。转子一道组成一个气流通道。n n在叶片承缸上装有支承静叶的静叶承缸、在叶片承缸上装有支承静叶的静叶承缸、 静叶及其附件（包括曲柄、滑块等）全部静叶及其附件（包括曲柄、滑块等）全部 支承在静叶承缸上，静叶承缸安装有石墨支承在静叶承缸上，静叶承缸安装有石墨 轴承，具有很好的自润滑作用和密封作用轴承，具有很好的自润滑作用和密封作用 。调节缸的作用调节缸的作用n n调节缸用于调节轴流压缩机的静叶角度，调节缸用于调节轴流压缩机的静叶角度， 以满足机组在不同工况下的运行。在机壳以满足机组在不同工况下的运行。在机壳 两侧的伺服马达作用下，调节缸作轴向往两侧的伺服马达作用下，调节缸作轴向往 复移动，带动导向环，同时导向环又带动复移动，带动导向环，同时导向环又带动 各自级内的滑块作轴向往复移动，同时滑各自级内的滑块作轴向往复移动，同时滑 块又作转动运动，于是静叶得到转动运动块又作转动运动，于是静叶得到转动运动 ，从而达到调节静叶角度的目的，而各级，从而达到调节静叶角度的目的，而各级 静
