第三章 過程流體機械活塞式壓縮機

第三章往復(fù)活塞式壓縮機

壓縮空氣的基礎(chǔ)知識空氣是氣態(tài)的，包裹著整個地球，對任何東西都存在著壓力。實際的空氣壓力與我們所處的海拔位置有關(guān)系。壓縮空氣的基礎(chǔ)知識壓縮:將空氣匯聚在一起或強迫空氣進入一個小的空間內(nèi)?？諝猓簾o色無味的氣體混合物。其中氮氣占78%,氧氣占21％。當壓縮后的空氣被人為控制時，它就能被用來進行做功。壓縮空氣的基礎(chǔ)知識壓縮空氣是一種儲存的能源...儲存在左側(cè)圖中的氣球內(nèi)的壓縮空氣的能量等于使氣球膨脹所需要的能量如果一定量的空氣所在的空間體積變小的話，空氣的壓力就會增加。對于容積式空氣壓縮機，壓縮空氣是這樣得到的：迫使空氣進入一個更小體積的空間內(nèi)，從而提升壓力得到壓縮空氣。把氣球一放飛，氣球就開始慢慢釋放能量了，一點一點，直到所有的氣都放掉。這個能量等于使它膨脹的能量。壓縮空氣的基礎(chǔ)知識為什么工廠需要壓縮空氣?動力能源用氣:壓縮空氣是個非常好的媒體，能夠儲存和傳輸能量，從而驅(qū)動很多的生產(chǎn)工具做功！生產(chǎn)過程用氣：壓縮空氣被作為一種生產(chǎn)過程的重要組成部分(比如.化工，醫(yī)藥，發(fā)酵等.)壓縮空氣的基礎(chǔ)知識動力能源用氣壓縮空氣的能量被用來驅(qū)動氣動的生產(chǎn)設(shè)備！(比如.—空氣馬達,氣動閥門，氣槍，氣錘.等）在鑄造生產(chǎn)中用來冷卻產(chǎn)品或零部件。吹掃廢渣，廢料，清洗零件。壓縮空氣的基礎(chǔ)知識生產(chǎn)過程用氣壓縮空氣是完整的生產(chǎn)過程中的一部分，是會接觸到產(chǎn)品的！.化工醫(yī)藥食品和飲料通風和攪拌半導(dǎo)體&電子醫(yī)療用氣3.1概述

3.2活塞式壓縮機的熱力學(xué)基礎(chǔ)3.3活塞式壓縮機動力學(xué)3.4活塞式壓縮機的總體結(jié)構(gòu)3.5活塞式壓縮機的主要零部件結(jié)構(gòu)簡介3.6活塞式壓縮機的運轉(zhuǎn)3.1概述3.1.1壓縮機的應(yīng)用與分類壓縮機容積式壓縮機往復(fù)式壓縮機回轉(zhuǎn)式壓縮機活塞式壓縮機滑片式壓縮機螺桿式壓縮機渦旋式壓縮機透平式壓縮機離心式壓縮機軸流式壓縮機單螺桿雙螺桿3.1.1.1容積式壓縮機容積式壓縮機的定義：是指依靠氣缸工作容積的周期性的變化來壓縮氣體，以達到提高氣體壓力的流體機械。改變工作腔容積的方式有兩種：靠活塞的往復(fù)運動往復(fù)式壓縮機靠“活塞”或叫“轉(zhuǎn)子”的旋轉(zhuǎn)運動回轉(zhuǎn)式壓縮機螺桿壓縮機雙螺桿單螺桿滑片式壓縮機渦旋式壓縮機3.1.1.2透平式壓縮機定義靠機內(nèi)做高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將能量傳給氣體，使氣體的壓力和速度都有所提高，并通過擴壓元件把氣流的動能轉(zhuǎn)換成所需的壓力能的流體機械。根據(jù)機內(nèi)氣流的方向不同，速度式壓縮機分以下兩種：氣流離心方向運動離心式壓縮機氣流流動方向與主軸平行軸流式壓縮機離心壓縮機軸流壓縮機3.2活塞式壓縮機的熱力學(xué)基礎(chǔ)3.2.1基本熱力狀態(tài)參數(shù)（1）溫度：絕對溫度（k）（2）壓力：絕對壓力（Pa）（3）比體積：每單位質(zhì)量氣體所占的容積，以表示。3.2.2理想氣體的狀態(tài)方程式理想氣體的定義：不考慮氣體分子之間的作用力和分子本身所占有的體積的氣體。R氣體常數(shù)V質(zhì)量為G的氣體的體積3.2.3壓縮機的理論循環(huán)3.2.3.1往復(fù)式壓縮機的組成部分a.工作腔部分：氣缸、活塞、氣閥。b.傳動部分：連桿、曲軸、十字頭。c.機身部分：用于支撐（或連接）氣缸與傳動部分和其他輔助部分。d.輔助設(shè)備：比如潤滑系統(tǒng)（油泵、注油器）、冷卻系統(tǒng)、控制檢測系統(tǒng)?；钊钊h(huán)、曲柄、連桿3.2.3.2壓縮機級的理論循環(huán)級：被壓縮氣體進入工作腔內(nèi)完成一次氣體壓縮稱為一級。一個工作循環(huán)：每個級完成進氣、壓縮、排氣過程、稱為一個工作循環(huán)。如果一個工作循環(huán)，具備以下特征（5條）則稱這樣一個工作循環(huán)為理論循環(huán)。⑴氣缸內(nèi)無余隙容積，腔內(nèi)的氣體在壓縮終了時被全被排出；⑵氣體通過氣閥時，無壓力損失；⑶在吸氣和排氣過程中，氣缸內(nèi)氣體的溫度不變；⑷氣體壓縮過程指數(shù)為定值；⑸氣體無泄漏；具備以上特征的往復(fù)壓縮機級的理論循環(huán)指示圖如下:圖3-1進氣過程：4-1，是等壓過程，因而過程線為一水平線（由外止點到內(nèi)止點）壓縮過程：1-2，從內(nèi)止點開始，到達到排氣壓力時停止，過程指數(shù)為一個定值，即該曲線是一個等指數(shù)曲線。排氣過程：2-3，是等壓過程，過程線為一水平線，從排起點開始到外止點結(jié)束。那么指示圖中4-1-2-3-4成為壓縮機的理論循環(huán)。幾個概念：止點：極限位置稱為止點，（靠近主軸側(cè)為內(nèi)止點）回程：向內(nèi)止點運動。去程：向外止點運動。行程：外止點與內(nèi)止點之間的距離。3.2.3.3壓縮機級的理論循環(huán)指示功從高等數(shù)學(xué)的知識可知，圖3-1種封閉曲線4-1-2-3-4所包圍的面積即為完成該循環(huán)所需的外功，我們把該外功成為指示功。圖2-1可稱為指示功圖。

3.2.4級的實際循環(huán)（1）余隙容積的影響：從圖中體現(xiàn)的指示圖上有一個膨脹過程,c—d⑵氣閥的影響：使進排氣過程有壓力損失，而且壓力有波動。⑶熱交換的影響：過程指數(shù)m不是一個定值⑷氣體泄漏的影響：壓縮過程線更平⑸實際氣體的影響：實際氣體與理想氣體的差別也給壓縮機的循環(huán)帶有影響壓縮機級的實際循環(huán)指示功那么實際過程循環(huán)指示功就可以看作是兩個理論循環(huán)指示功的差：氣缸理論的循環(huán)吸氣量行程容積膨脹容積容積系數(shù)余隙容積其中：由膨脹過程方程即：得到：所以：令：稱作相對余隙容積這樣：定義：名義壓力比

推導(dǎo)分析容積系數(shù)的影響因素相對余隙容積的影響

越小越有利壓力比的影響

越小越有利:一般單級壓比小于4膨脹指數(shù)的影響

越大越有利

3.2.5氣缸實際的吸氣量溫度系數(shù)壓力系數(shù)容積系數(shù)理論循環(huán)的吸氣量=行程容積實際循環(huán)的吸氣量≠行程容積氣缸實際的吸氣量m3/min,m3/h3.2.6壓縮機的排氣量（表征壓縮機的大小）排氣量：通常是指單位時間內(nèi)壓縮機最后一級排出的氣體，換算到第一級進口狀態(tài)的壓力和溫度時的氣體容積值.(m3/min,m3/h)排氣量的計算一般：排氣量=吸氣量-泄漏量泄漏系數(shù)排氣系數(shù)壓縮機中的泄漏內(nèi)泄漏：由高壓級向低壓級：或者高壓區(qū)向低壓區(qū)外泄漏：氣體直接漏入大氣或者第一級進氣管道額定排氣量：是指在進口狀態(tài)為0.1MPa，氣體溫度為，的排氣量當被壓縮氣體中含有水蒸氣時，或者壓縮循環(huán)過程中有除去和加入的氣體時，應(yīng)進行折算（1）進氣壓力：隨著吸氣壓力提高而提高，降低而降低（2）進氣溫度：降低吸氣溫度可提高吸氣量（3）轉(zhuǎn)速的影響：提高轉(zhuǎn)速可增加排氣量（4）余隙容積的影響：減小余隙容積可增加排氣量（5）泄漏的影響：減少泄漏可增加排氣量影響排氣量的因素：3.2.7壓縮機的功率和效率3.2.7.1指示功率:單位時間內(nèi)活塞對氣體所做的功。3.2.7.2效率（衡量壓縮機的經(jīng)濟性）（1）指示效率:l理論循環(huán)指示功率與實際循環(huán)指示功率之比等溫指示效率絕熱指示效率（2）機械效率：指示功率與軸功率之比（3）傳動效率：軸功率與電機的輸出功率之比小結(jié)——壓縮機的技術(shù)參數(shù)進氣壓力、排氣壓力吸氣量、排氣量吸氣溫度、排氣溫度壓力比功率效率3.2.8多級壓縮定義：將氣體在壓縮機的幾個氣缸中連續(xù)依次地進行壓縮，并在進入下一級氣缸之前，將氣體導(dǎo)入中間冷卻器進行等壓冷卻。3.2.8.1采用多級壓縮的理由（1）節(jié)省功率的消耗經(jīng)一級壓縮達到排氣壓力所需功耗為經(jīng)二級壓縮達到排氣壓力所需功耗為這樣省功為之所以省功，就是因為采用了中間冷卻，若冷卻不完善無法將氣體溫度降至名義氣體溫度，那么將比完全冷卻的功耗大。冷卻后容積減少活塞力：活塞在止點時所受的最大氣體力⑵可以降低排氣溫度由上式可以看出，采用多級壓縮降低了每級的壓力比，進而降低了排氣溫度為什們要控制排氣溫度呢？對于有油潤滑的壓縮機：排氣溫度過高，會導(dǎo)致潤滑油性能惡化，粘度降低，或形成積炭現(xiàn)象，甚至爆炸。對某些特殊氣體，因排氣溫度過高，還會產(chǎn)生腐蝕或爆炸。對于無油潤滑的壓縮機：用于密封的自潤滑材料的最適宜工作溫度也有限制。⑶提高容積系數(shù)：提高氣缸容積的利用率。⑷降低活塞力0.90.10.90.10.30.3由于兩圖中的吸氣量相同、活塞的行程相同，所以第一級與第二級吸氣溫度相同，所以吸氣終了時：結(jié)論

理論上講，級數(shù)越多越省功，但級數(shù)過多會造成壓縮機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時機械摩擦損失。流動損失會增加，設(shè)備的整體尺寸、重量會增加，維修費用大，所以，應(yīng)合理選擇級數(shù)。級數(shù)的選擇原則：（1）對于長期運轉(zhuǎn)的大中型壓縮機：以最省功為原則（2）對于間歇使用的小型壓縮機及交通運輸用的壓縮機：在允許的排氣溫度內(nèi)，盡量采用較少的級數(shù)以減輕重量。（3）對特殊氣體為工質(zhì)的壓縮機：取決于每級允許達到的排氣溫度。（4）化工用壓縮機：與工藝流程密切相關(guān)，一般每級的壓力比不宜超過4。3.2.8.2級數(shù)的選擇和壓力比分配

壓力比分配

最佳壓力比：按最省功原則，常取各級壓力比相等各組壓力比的分配，要考慮級間的壓力損失3.2.8.3各級行程容積及缸徑的確定

多級壓縮機各級氣缸的行程容積隨著壓力的遞增依次減小。（1）經(jīng)壓縮后壓力升高，體積減少（2）水蒸汽的凝析（3）中間抽氣可由行程容積確定氣缸的直徑。第一級氣缸的行程容積任意i級的工作容積:按照前一級排出的氣體要被下一級吸進的原則。對于單作用氣缸：對于雙作用氣缸：3.3活塞式壓縮機動力學(xué)壓縮機運轉(zhuǎn)時，會產(chǎn)生各種作用力，由此就會形成各種力矩，因而就涉及到力和力矩的平衡問題。壓縮機中的作用力壓縮機在正常運轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生的作用力主要有三類：（1）慣性力（2）氣體力（3）摩擦力3.3.1曲柄連桿機構(gòu)的運動

設(shè)任意時間點A的位移為x則旋轉(zhuǎn)運動中心往復(fù)直線運動中心C3.3.2曲柄連桿機構(gòu)運動慣性力的分析3.3.2.1質(zhì)量的換算質(zhì)量的簡化：習慣上把壓縮機運動零件的質(zhì)量按它們的運動情況簡化成質(zhì)點。

做往復(fù)運動的零件：活塞、活塞桿、十字頭

做單純旋轉(zhuǎn)運動的零件：曲軸、飛輪等

做復(fù)雜運動的零件：連桿集中在十字頭銷中心集中在曲柄銷中心集中在曲柄銷中心集中在十字頭銷中心連桿大頭連桿小頭簡化結(jié)果往復(fù)運動的質(zhì)量旋轉(zhuǎn)運動的質(zhì)量

慣性力：產(chǎn)生原因：各種運動零件作不等速運動或作旋轉(zhuǎn)運動。分類：往復(fù)慣性力由往復(fù)質(zhì)量的不等速運動引起的慣性力。旋轉(zhuǎn)慣性力由旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的轉(zhuǎn)速運動引起的慣性力。3.3.2.2慣性力的計算

（1）往復(fù)慣性力（2）旋轉(zhuǎn)慣性力分析

慣性力的大小與轉(zhuǎn)速的平方成正比。3.3.3氣體力定義：氣缸內(nèi)氣體壓力形成的作用力特點：同時作用于氣缸蓋和活塞端面，大小相等，方向相反。3.3.4摩擦力接觸面相對一定產(chǎn)生的摩擦力，分為旋轉(zhuǎn)摩擦力和往復(fù)摩擦力。由于其大小變化規(guī)律復(fù)雜，且比慣性力和氣體力小得多，所以可視為常數(shù)；方向與運動方向相反?？偦钊?氣體力+往復(fù)慣性力+往復(fù)摩擦力3.3.5主要零部件受力分析①活塞：

綜合活塞力②十字頭：-β③連桿：

二力桿

ωω④曲柄軸：

3.3.6機身和基礎(chǔ)受力及力矩情況分析(1)氣體力：作用在氣缸蓋上；它與運動構(gòu)件受到的往復(fù)摩擦力構(gòu)成作用力與反作用力，不傳遞給基礎(chǔ)。機身所受到的力有：與軸承支反力的法向分量大小相等，方向相反。但兩者不作用在同一條自線上，形成傾覆力矩。它與活塞端面受到的氣體力構(gòu)成作用力與反作用力，不傳遞給基礎(chǔ)。(2)摩擦力：在氣缸鏡面、十字頭滑道、填料函處受到運動構(gòu)件的往復(fù)摩擦力。(3)側(cè)向力：由十字頭垂直壓向滑道；(4)主軸承座受到的主軸傳來的力一個和連桿力相等，另一個與旋轉(zhuǎn)慣性力相同。總的作用效果：將軸承座處的力分解沿氣缸中心線方向垂直氣缸中心線方向?qū)τ跈C身來說：沿氣缸中心線方向:只有往復(fù)慣性力作用于基礎(chǔ)。垂直氣缸中心線方向：形成傾覆力矩,與阻力矩相等，但方向相反。還作用著方向時刻變化的旋轉(zhuǎn)慣性力對于基礎(chǔ)：（1）機器重量（2）慣性力（3）傾覆力矩和摩擦力矩（4）原動機產(chǎn)生的驅(qū)動力矩的反力矩引起機器的震動和搖擺3.3.7慣性力平衡

慣性力平衡的方法通常有兩類：一類是在曲柄銷相反方向設(shè)置平衡；另一類是使慣性力相互抵消。

1.旋轉(zhuǎn)慣性力的平衡：在曲柄銷相反方向上裝上一個適當?shù)钠胶庵?，使兩者造成的離心力相互抵消即可。

所裝平衡重的質(zhì)量為00rrmmr=，0r為平衡重質(zhì)心到主軸旋轉(zhuǎn)中心的距離。

2.往復(fù)慣性力的平衡：

對于單列往復(fù)活塞壓縮機的往復(fù)慣性力不能用加平衡重的方法來平衡掉，所以便有了多列壓縮機的發(fā)展。

以兩列立式壓縮機為例，說明慣性力的相互抵消。

Ir’II’III’II”III”Ir”2023/2/1第2章66

第1列第2列合力曲軸轉(zhuǎn)角

一階往復(fù)慣性力二階往復(fù)慣性力旋轉(zhuǎn)慣性力一階往復(fù)慣性力力矩二階往復(fù)慣性力力矩旋轉(zhuǎn)慣性力力矩2023/2/1第2章67II’III’Ir’II”III”Ir”2023/2/1第2章68

第1列第2列合力曲軸轉(zhuǎn)角

一階往復(fù)慣性力二階往復(fù)慣性力旋轉(zhuǎn)慣性力一階往復(fù)慣性力力矩二階往復(fù)慣性力力矩旋轉(zhuǎn)慣性力力矩V型：第1列為基準列，則第2列曲柄轉(zhuǎn)角為：III’II’II”

第1列第2列合力曲軸轉(zhuǎn)角

一階往復(fù)慣性力二階往復(fù)慣性力旋轉(zhuǎn)慣性力結(jié)論：在曲柄對面加平衡重,可以平衡。無法平衡。也可以加平衡重平衡。3.3.8飛輪矩的確定聯(lián)軸器和電動機的工作條件旋轉(zhuǎn)不均勻度皮帶傳動彈性聯(lián)軸器傳動剛性聯(lián)軸器,異步電動機剛性聯(lián)軸器,同步電動機無錫南洋汽車工程系曲軸飛輪組的組成起動爪正時齒輪主軸瓦皮帶輪扭轉(zhuǎn)減振器飛輪曲軸3.4活塞式壓縮機的總體結(jié)構(gòu)3.4.1活塞式壓縮機的結(jié)構(gòu)形式

按氣缸中心線相對于地平線位置或其彼此關(guān)系分：如圖⑴立式：汽缸中心線與地平線垂直。⑵角度式：汽缸中心線與地平線成一角度，又有L型、V型、W型、扇型、星型等多種。⑶臥式：汽缸中心線與地平線平行，又有一般式、對動式和對置式三類。每一類又可以分成有十字頭和無十字頭兩類如圖a.往返均吸氣、均壓縮；泄漏少；Fp不均衡。b.往返有吸氣、有壓氣；泄漏多；Fp不均衡；低壓級潤滑困難。c.Ⅰ、Ⅱ級同前一種，Ⅲ級單作用，往返Fp不均衡。3.4.1.1立式壓縮機：

優(yōu)點：①占地面積小。②活塞重量不支撐在汽缸上，沒有因此而產(chǎn)生的磨損和摩擦。③汽缸在中心線方向的變形不受附加約束，可以省去汽缸的輔助支撐裝置，有利于改善汽缸的受力條件。④往復(fù)慣性力垂直作用于基礎(chǔ)，基礎(chǔ)受力條件好，這樣基礎(chǔ)小，機身主要受拉壓載荷，受力情況好，機身重量輕。⑤汽缸拆卸方便。⑥汽缸直立，便于潤滑油均勻分布，有利于潤滑。缺點：①大型時由于高度大需設(shè)置操作平臺，操作不便，而且布管比較困難，所以現(xiàn)僅用于中小型及微型。②多級時級間設(shè)備占地面積大，所以以級數(shù)少為宜。③曲軸箱及轉(zhuǎn)動機構(gòu)位于機器下部，拆裝修困難。適用范圍：中、小、微型、級數(shù)少的壓縮機。臥式壓縮機對于臥式壓縮機其優(yōu)點與缺點與立式恰好相反，故一般、大型、中型、多級數(shù)時宜采用臥式結(jié)構(gòu)。在臥式結(jié)構(gòu)中以對動式的平衡性為最好，在大型壓縮機中被廣泛采用，而對置式結(jié)構(gòu)以其切向力較均勻的廣泛用于超高壓的場合。ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ2級，4缸，4列，框架式對置壓縮機ⅠⅡ角度式壓縮機優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊、曲軸結(jié)構(gòu)簡單、長度較短，可以采用滾動軸承。缺點：大型時不適用，因其高度太大。適用范圍：中、小、微型，以L型、V型應(yīng)用最多。3.4.2選型列數(shù)及級在列中的配置

3.4.2.1列數(shù)

為了獲得較好的動平衡性能，無論是立式、臥式、角度式壓縮機，均選擇兩列或兩列以上的列數(shù)，但列數(shù)過多會使機器結(jié)構(gòu)復(fù)雜。所以列數(shù)的選型需視機型系列化的情況、氣量大小、壓力高低而定。（通常按活塞力的大小選擇）3.4.2.2級在列中的配置基本原則：（1）各列活塞力均衡；（2）力求減少氣體泄漏量，應(yīng)使相鄰容積壓力差較小；在曲軸側(cè)配置壓力較低級，以利于密封；（3）制造和安裝方便；一般一列配置1—2級，個別達3級或更多。每列配置一個級的，一般無十字頭的壓縮機只能作成單作用式，而十字頭的壓縮機中大都作成雙作用式的，另外高壓級一般也作成單作用式。3.4.3.1活塞平均速度3.4.3主要參數(shù)選擇活塞速度變值活塞平均速度定值對壓縮機性能的影響:①對摩擦副耐久性的影響：s－活塞、活塞環(huán)、活塞桿、十字頭滑板n－鏡面、填料、十字頭導(dǎo)軌、軸頸、軸承②對氣閥的影響：見表壓縮機類型環(huán)、網(wǎng)狀閥壓縮機3.5-4.5直通閥壓縮機5-6微型壓縮機1.0-2.5迷宮式壓縮機≥3-5聚四氟乙烯密封壓縮機≤3.5超高壓壓縮機≤2.5乙烯壓縮機≈1摩托壓縮機=73.4.3.2轉(zhuǎn)速的選擇在同樣生產(chǎn)能力的情況下，轉(zhuǎn)速n越高，則機器外形尺寸越小，重量越輕，同功率電機的尺寸也小，價格便宜，并有可能與壓縮機直聯(lián)，占地面積小，總的經(jīng)濟性好。但轉(zhuǎn)速高也有不利影響，因n越高，則慣性力越大，這樣易損件壽命越短，阻力損失越大，機器的使用壽命會降低。因而在選擇n時，不要是往復(fù)慣性力大于或等于氣體力，否則運動機構(gòu)的設(shè)計要以空車運行的最大往復(fù)慣性力為依據(jù)，使運動機構(gòu)的強度在壓縮機工作時不能得到充分利用，機器笨重，經(jīng)濟性差。一般壓縮機轉(zhuǎn)速為：微型：n=1000-3000r/min小型：n=600-1000r/min中型：n=500-1000r/min大型：n=250-500r/min行程：壓縮機的轉(zhuǎn)速，活塞平均速度確定后，行程即求出。在允許的活塞平均速度范圍內(nèi)，行程和缸徑應(yīng)保持適當?shù)谋壤?.4.3.3往復(fù)壓縮機型號編制及種類額定排氣壓力105Pa額定排氣量m3/min特征代號微型壓縮機所配電機功率結(jié)構(gòu)代號列數(shù)或重數(shù)例：①V2.2D-0.25/7表示2列V型壓縮機，排氣壓力為（表壓）0.7MPa，額定排氣量為0.25m3/min，（屬于微型壓縮機）其原配套電動機的額定功率為2.2KW，采用低噪聲罩式。②2VY-6/7表示2重，即雙重型，移動式壓縮機，額定排氣量為6m3/min，額定排氣表壓為0.7MPa?；钊麎嚎s機的主要類型按排氣壓力分：低壓(0.2——1MPa）中壓(1MPa---10MPa)高壓(10MPa----100MPa)超高壓(>100MPa)按容積流量(排氣量)分

微型(<1m3/min）小型(1m3/min---10m3/min)中型(10m3/min---100m3/min)大型(100m3/min)按達到排氣壓力所需要的級數(shù)分：單級、兩級和多級按汽缸中心線相對于地平線位置或其彼此關(guān)系分：⑴立式⑵角度式⑶臥式按氣缸容積的利用方式分類單作用式、雙作用式和級差式3.5活塞式壓縮機主要零部件簡介3.5.1氣缸3.5.2活塞組件筒形盤形級差式各種活塞3.5.3填料函用來密封活塞桿和氣缸間的間隙，要求密封性能好、耐磨。常用的有平面填料錐面填料塑料填料3.5.4氣閥一、氣閥的結(jié)構(gòu)氣閥的組成閥座閥片彈簧減少閥片與限制器撞擊，幫助閥片關(guān)閉升程限制器限制閥片高度、支撐彈簧、導(dǎo)向閥片閥片的動作由壓差、彈簧力決定。進氣閥、排氣閥均屬自動閥。閥的分類（按閥片的形狀分）對氣閥的基本要求：（1）關(guān)閉時應(yīng)嚴密不漏：（2）閥片壽命長：（3）阻力損失小氣閥材料：閥座和升程限制器：灰鑄鐵HT250、HT350；30、40、45優(yōu)質(zhì)碳素鋼；閥片：強度高、韌性好、耐磨、耐腐蝕。3.5.5曲軸曲軸是壓縮機中最重要的、工作負荷很大的運動零件。曲軸形式曲柄曲拐為常用形式材料：40、45優(yōu)質(zhì)碳素鋼3.6活塞壓縮機的運行

3.6.1氣量調(diào)節(jié)耗氣量變化，容積流量也要變化，需要調(diào)節(jié)。1．調(diào)節(jié)的方式有：連續(xù)式容積流量＝耗氣量；分級式20，40，60，80％；間斷式開、關(guān)。２．調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的要求：容積流量＝耗氣量；比功率消耗少（比功率＝消耗的功／qV）；易操作，安全可靠，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。

３．氣量調(diào)節(jié)方法氣量調(diào)節(jié)方法的理論根據(jù)是容積流量公式：可調(diào)節(jié)的參數(shù)有:

①轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)-n蒸汽機、內(nèi)燃機、可調(diào)速電機。優(yōu)點：l氣量連續(xù)、間歇；l比功率消耗少；l各級壓比不變；l不需要專門設(shè)調(diào)節(jié)機構(gòu)。

缺點：l轉(zhuǎn)速有限制；l轉(zhuǎn)速太低時，進氣速度降低，進氣閥會工作失常。②管路調(diào)節(jié)-λpａ．進氣節(jié)流：見圖

優(yōu)點：

l進氣壓力連續(xù)變化；

l耗功多；l結(jié)構(gòu)簡單。ｂ．切斷進氣：見圖

優(yōu)點：

l結(jié)構(gòu)簡單；l空運轉(zhuǎn)，消耗少。缺點：

l末級壓比突然偏高，使Td↑；l進氣壓力降低，Δp↑，形成轉(zhuǎn)矩高峰，啟動困難ｃ．旁路調(diào)節(jié)

：見圖

C③壓開進氣閥-λlａ．全程壓開：見圖

ｂ．部分行程壓開伺服器：見圖

l壓叉—活塞式伺服器壓開叉l頂桿—隔膜式伺服器壓開叉優(yōu)點：功耗小，連續(xù)調(diào)節(jié)，應(yīng)用廣泛。缺點：降低閥片壽命。④連通補助容積（增加余隙法）-λv：見圖

l固定補助容積l可變補助容積優(yōu)點：分級、連續(xù)調(diào)節(jié)，不消耗功率（膨脹式氣體對活塞做功）。缺點：工況變化（壓比變化）?！?.6.2壓縮機的潤滑潤滑潤滑劑——液體，常用潤滑脂液體潤滑劑的作用潤滑摩擦表面，減少摩擦和磨損；改善汽缸密封；帶走摩擦熱，使摩擦表面溫度低；帶走磨屑，使摩擦表面清潔。①氣缸潤滑：②填料潤滑：③運動潤滑：潤滑的方式：

潤滑油到達工作表面的方式。見表潤滑方式特點適合的場合飛濺潤滑見圖結(jié)構(gòu)簡單，耗油不穩(wěn)定且供油量難以控制。適合小型單作用壓縮機噴霧潤滑結(jié)構(gòu)簡單，部分潤滑油與氣體共同排出，無法利用。適合特殊場合壓力潤滑見圖注油器適合大型壓縮機潤滑方式特點適合的場合飛濺潤滑見圖結(jié)構(gòu)簡單，耗油不穩(wěn)定且供油量難以控制。適合小型單作用壓縮機噴霧潤滑結(jié)構(gòu)簡單，部分潤滑油與氣體共同排出，無法利用。適合特殊場合壓力潤滑見圖注油器適合大型壓縮機2.潤滑劑的選擇要考慮結(jié)構(gòu)參數(shù)、性能、被壓縮氣體的性質(zhì)。舉例①空壓機必要的粘度；易積炭的場合用環(huán)烷基礦物油，加抗積炭添加劑；防止氣路銹蝕，加抗氧、抗銹劑；氣缸壁易凝結(jié)水，用乳化油較好；高壓壓縮機，為形成油膜、防止泄漏，用高粘度石蠟基油。②冷凍機氨工質(zhì)——13號冷凍機油氟里昂工質(zhì)——18、25號冷凍機油③>35MPa空壓機、石油氣壓縮機（易溶解潤滑油）合成潤滑劑——硅酮油；特點：不溶于氣體、油類，化學(xué)惰性、低揮發(fā)性、高閃點、低溫流動性好。3.6.3壓縮機的維護3.6.3.1.常見故障排氣量達不到設(shè)計要求；功率消耗超過設(shè)計規(guī)定；級間壓力超過或低于正常壓力；排氣溫度或氣缸溫度過高；填料函漏氣；油泵的油壓不夠或無油壓；氣缸內(nèi)或運動部件放生異常聲音；氣缸和機體部分及管道內(nèi)發(fā)生不正常的震動；……3.6.3.2.維護定期維護、檢修。小修中修大修不定期運轉(zhuǎn)3000——6000小時后要注意定期更換潤滑油，定期清洗濾油器。冬季停車必須將管道中的水全部放凈；停用時段應(yīng)定期盤車。3.7活塞式壓縮機的特點活塞式壓縮機的特點①機械適應(yīng)性強并容易達到較高的壓力。②工作穩(wěn)定性好，即壓力與流量的關(guān)系不大。

由于運動機構(gòu)的尺寸確定后，工作腔的容積變化規(guī)律也就確定了，因此工作轉(zhuǎn)數(shù)的改變（流量變化）并不直接影響工作腔容積變化規(guī)律。③機械的熱效率比較高。④由于慣性力的限制，轉(zhuǎn)