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1、往复式压缩机8.1 往复式压缩机的根本组成及工作原理往复式压缩机乂称活塞式压缩机，是容积型压缩机的一种。它是依靠气缸内活塞 的往复运动来压缩缸内气体，从而提高气体压力，到达工艺要求。往复式压缩机的结构见图8-1。图 8- 1 2D6.5-7.2/150 型压缩机1 用段气缸；2用段组合气阀；3-1 - E段活塞；41段气缸；51段填料盒；6一十字头;7一机体；8 一连杆；9一曲轴；10- V带轮;11- II段填料盒；12一皿段气缸；13U -W段活塞；14W段气缸；15W组合气阀；16一球面支承 8.1往复式压缩机的根本组成往复式压缩机系统由驱动机、机体、曲轴、连杆、十字头、活塞杆、气缸、活
2、塞 和活塞环、填料、气阀、冷却器和油水别离器等所组成。驱动机驱动曲轴旋转，通过 连杆、十字头和活塞杆带动活塞进行往复运动，对气体进行压缩，出口气体离开压缩 机进入冷却器后，再进入油水别离器进行别离和缓冲，然后再依次进入下一级进行多 级压缩。往复式压缩机结构示意图如图 8-2 Q8.2 往复式压缩机的分类1. 按排玉力分类(1) 低压压缩机 0.2 P 98.0MPa2. 按消杵功率分类(1) 微型压缩机 500kW3. 安排气虽分类(1) 微型压缩机 60n3/min4. 按气缸中心线的相对位置分类见图8-6图8-6 气缸中心线位置分类(a)立式；(b)般卧式；(c)对称平衡式或对动式；(d)
3、 V型角度式；(e) L型角度式；(f) W型角度式；(g) T型角度式；(h)、(i)扇型角度式；(j)星型角度式(1) 式：淅冲心线顷岫垂11，(2) 卧式：气缸中心线与地面平行，其中包括一般卧式、对置式和对动式(对置平(3) 角度式：气缸中心线彼此成一定角度，其中包括 L型、V型、W型、扇型和星 型等。5. 按曲柄连杆机构分类可分为rr十字头压缩机和无十字头压缩机c6. 按活塞在气缸内作用情况分类(1) 隼柞川式：气却内仅一端进行压缩机(2) 双作门式：气却内佝端都讲纤K一缀次的匕蝴饴r(3) 缄差式：气制内一端或四端i虻讷个成四个以I：不同皱次的匕询循.礼7. 按压痛机级数分类(1)
4、隼级压帽机：体纾一级压折达蟋匕(2) 四锻压博机；，休可缀压殖达蟋匕(3) 务级压爆机：体野、一级以I：压缩到达袈匕。8. 技压痢机列数分类(1) 隼:列压/机；气击.配置任J).：/，刨1勺第中1心线L(2) 双列压爆机；气m配置任机* 如加伽1勺偷条中心线匚(3) 多歹U压缩机：气缸配置在机身一侧或两侧两条以上中心线l.c9. 按冷却方式分类可分为气(风)冷式压缩机和水冷式压缩机.10. 按机器工作地点分类可分为固定式压缩机和移动式压缩机8.3 往复式压缩机的技术参数1. 排气量往复式压缩机的排气量，通常是指单位时间内压缩机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
5、，排气量常用的单位为m3/min或nVh压缩机的额定排气量(压缩机铭牌上标注的排气量)，是指特定的进口状态时的排 气虽32. 排气压力往复式压缩机的排气压力通常是指最终排出压缩机的气体压力，排气压力应在压 缩机末级排气接管处测量，常用单位为 MPa一台压缩机的排气压力并非固定，压缩机铭牌上标注的排气压力是指额定排气压 力，实际上，压缩机可在额定排气压力以下的任意压力下工作，并且只要强度和排气 温度等允许，也可超过额定排气压力工作。3. 转速往复式压缩机曲轴的转速，常用 r/min表示，它是表示往复式压缩机的主要结构 参数.4. 活塞力活塞力为曲轴处丁任意的转角时，气体力和往复惯性力的合力，它作
6、用丁活塞杆 或活塞销上。5. 活塞行程往复式压缩机在运转中，活塞从一端止点到另一端止点所走的距离，称为一个行 程，常用单位为m 米。6. 功率往复式压缩机消耗的功，一局部直接用丁压缩气体，称为指示功，另一局部用丁 克服机械摩擦，称为摩擦功，主轴需要的总功为两者之和，称为轴功。单位时间内消 耗的功称为功率，常用单位为瓦 W或千瓦kW。压缩机的轴功率为指示功率和摩 擦功率之和。8.6 往复式压缩机的结构特点和主要部件8.6.1机体1机体的根本结构型式 根据压缩机不同的结构型式，机体可分为卧式机体、对 置机体、立式机体、角度式机体。1立式压缩机采用立式机体，一般由三局部组成。在曲轴以下的局部称为机座
7、无 十字头的立式压缩机的机座习惯称曲轴箱。机座上有主轴承座孔，在机座以上，中体 以下的局部称为机身，位丁机身与气缸间的局部，称为中体。对丁中、小型的立式机体，为了简化结构，常把机身与中体铸在一起。对丁微型无十字头的立式压缩机，机 体常铸成一体。中体、机身、机座铸成一体的机体统称为曲轴箱。2卧式压缩机采用卧式机体，由机身与中体组成，常铸成整体的。3对称平衡与对置式压缩机采用对置机体。机体一般由机身和中体组成，中体配 置在曲轴的两侧，用螺栓与机身连接在一起。机身可做成多歹0的，如两歹0、四歹0、六列等。机身为上端开口的匣式结构，具有较高的刚性。机身下部的容积可以贮存润滑油， 存油量的多少，按照润滑
8、系统设计的要求而定。如果要求箱体容积能贮存全部润滑油， 那么机身下部的容积必须按能贮存 58min油泵油量进行设计。另外应该考虑传动机构 不应触及最高油面。主轴承安置在与气缸中心线平行的板壁上，板壁上布置有筋条， 机身顶部装有呼吸孔或呼吸器，使机身内部与大气相通，降低油温和机身内部压力， 不使油从联接面处挤出来。4角式压缩机采用L型、V型、W型、扇型等机体。V型、W座与扇型压缩机，传 动机构多为无十字头结构，机体也多采用曲轴箱型式。L型压缩机，传动机构多为有十 字头结构。机体的主轴承都采用滚动轴承。图8-12对置式机体8.6.2曲轴往复式压缩机曲轴有两类：一种是曲柄轴开式曲轴，一种是曲拐轴闭式
9、曲轴 曲柄轴大多用丁旧式单列或双列卧式压缩机，这种结构现在已很少使用。曲拐轴的结 构如图8-14所示。现在大多数压缩机都采用这种结构。图8-13 L型机身拐轴的组成：(1) 主轴颈 主轴颈装在主轴承中，它是曲轴支承在机体轴承座上的支点，每个曲 轴至少有两个主轴颈。对丁曲拐的曲轴，为了减少由丁曲轴自重而产生的变形，常在 当中再加上一个或多个主轴颈。这种结构使曲轴长度增加。(2) 曲柄销 曲柄销装在连杆大头轴承中，由它带动连杆大头旋转，为曲轴和连杆 的连接局部。因此，乂把它称为连杆轴颈。(3) 曲柄也叫做曲臂，它是连接曲柄销与主轴颈或连接两个相邻曲柄销的局部。(4) 轴身 曲轴除曲柄、曲柄销、主轴
10、颈这三局部之外，其余局部称轴身。它主要 用来装配曲轴上其他零件、部件如齿轮油泵等(一般装在轴端，轴端设计成1: 10的锥度或设计成圆柱形，或带有法兰等)。图8- 14曲拐轴1主轴颈；2一曲柄(曲臂)；3一曲拐颈(曲柄销)；4通油孔；5一过渡圆角；6一键槽；7一轴端曲轴可以做成整体的，也可以作成半组合和组合式的。现在，大多数压缩机均采 用整体式曲轴。近年来，大多数压缩机的曲轴常常被作成空心结构，这种空心结构的曲轴非但不 影响曲轴的强度，反而能提高其抗疫劳强度，降低有害的惯性力，减轻其无用的重量。 实践证明，空心曲轴比实心曲轴抗疲劳强度约提高 50%8.6.3连杆及连杆螺栓(1)连杆的根本结构型式
11、连杆是将作用在活塞上的推力传递给曲轴，乂将曲轴的旋转运动转换为活塞的往复运动的机件。图8 - 16连杆1小头；2杆体；3大头；4连杆螺栓；5大头盖；6连杆螺母连杆包括杆体、大头、小头三局部，如图 8 16所示。杆体截面有圆形、环形、 矩形、工字形等。圆形截面的杆体，机械加工最方便，但在同样强度时，具有较大的 运动质量，适用丁低速、大型以及小批生产的压缩机。工字形截面的杆体在同样强度 时，具有较小的运动质量，但其毛坯必须模锻或铸造，适用丁高速及大批量生产的压 缩机。(2) 连杆螺栓 连杆螺栓是连杆上非常重要的零件。影响连杆螺栓强度的重要因 素有结构、尺寸、材料以及工艺过程。通常连杆螺栓的断裂是由
12、丁应力集中的部位上材料的疲劳而造成的。8.6.4十字头及十字头销(1)十字头的根本结构型式十字头是连接作摇摆运动的连杆与作往复运动的活塞杆的机件，具有导向作用。十子头按连接连杆的型式分为开式和闭式两种。十字头与活塞杆连接形式乂分为螺纹连接、联接器连接、法兰连接和楔连接四种。2十字头销 十字头销有圆锥形图8-24、圆柱形图8-25以及一端为圆柱形而另一端为圆锥形图8-26三种型式。十字头销一般固定在十字头上。圆锥形销用丁活塞力大丁 5.5 X 104N的压缩机上，锥度取1/10-1/20。锥度大，装 拆方便，但过大的锥度将使十字头销孔座增大，以致削弱十字头体的强度。锥面上的 键主要是防止销上径向
13、油孔的移位而起定位作用，其次也可防止十字头销在孔座内的 转动。借助丁螺钉可使锥面贴紧。图8 24圆锥形十字头销油孔倒圈图8- 25圆柱形十字头销图8 -26 一端为圆柱形另一端为圆锥形的十字头销近年来，在活塞力小丁 5.5 X 104N的压缩机中，大都采用了圆柱形浮动十字头销图 8-25。浮动销可以在连杆小头孔与十字头销孔座内自由转动，从而减少了磨损，并 可用弹簧卡圈扣在孔座的凹槽内进行轴向定位。它具有重量轻、制造方便的优点。8.6.5轴承压缩机常用的轴承有滚动轴承和滑动轴承两大类。滚动轴承使用、维护方便，机 械效率较高，结构虽然复杂，但由专业厂制造，价格并不很贵，而且通用化、标准化 程度很高
14、。滑动轴承的结构简单紧凑，制造方便，精度高，振动小，安装方便。一般 中、小型压缩机适宜采用滚动轴承，大型压缩机及多支承的压缩机普遍用滑动轴承。(1) 滚动轴承 滚动轴承在各种机器中应用很普遍， 压缩机用的滚动轴承只是其中 的几种，在此不做介绍。(2) 滑动轴承滑动轴承的轴瓦大都制成可分的。立式压缩机主轴轴承的轴瓦一般 分为两半；卧式压缩机主轴承的轴瓦常分为四瓣；对称平衡型压缩机中，曲轴轴承在 水平方向所受的载荷不大，与立式压缩机一样，轴瓦由水平剖分的两局部组成。连杆大头轴瓦都采用两半的。滑动轴承按壁厚的不同，可分为厚壁瓦(图8-28)和薄壁瓦(图8-30)。当壁厚t 与轴瓦内径d之比，t/d0.05时为厚壁瓦，合金层11=0.01 d+(12)mm厚壁瓦一般都带有垫片，轴承磨 损后可以进行调整；薄壁瓦一般都不带垫片，轴承磨损后不能调整。但薄壁瓦贴合面 积大，导热性能好，承载能力大，因此目前趋向丁使用薄壁瓦轴承。图8 30薄壁轴瓦8.6.6【缸1广*的作用及性能变求奇.是构成.作容决实现次压瑞的卜要部件。在i缸设计时，除了考虑强度、刚度与制造外，还应注意以下几个问题：气缸的密封性、气缸内壁面乂称气缸镜面耐磨性以及气缸、填料的润滑性能要好
