往復(fù)式壓縮機(jī)的基本知識及原理

PAGEPAGE4.活塞式壓縮機(jī)的基本知識及原理活塞式壓縮機(jī)的分類：（1）按氣缸中心線位置分類立式壓縮機(jī)：氣缸中心線與地面垂直。臥式壓縮機(jī)：氣缸中心線與地面平行，氣缸只布置在機(jī)身一側(cè)。對置式壓縮機(jī)：氣缸中心線與地面平行，氣缸布置在機(jī)身兩側(cè)。（如果相對列活塞相向運(yùn)動(dòng)又稱對稱平衡式）角度式壓縮機(jī)：氣缸中心線成一定角度，按氣缸排列的所呈現(xiàn)的形狀。有分L型、V型、W型和S型。（2）按氣缸達(dá)到最終壓力所需壓級數(shù)分類單級壓縮機(jī)：氣體經(jīng)過一次壓縮到終壓。兩級壓縮機(jī)：氣體經(jīng)過二次壓縮到終壓。多級壓縮機(jī)：氣缸經(jīng)三次以上壓縮到終壓。（3）按活塞在氣缸內(nèi)所實(shí)現(xiàn)氣體循環(huán)分類單作用壓縮機(jī)：氣缸內(nèi)僅一端進(jìn)行壓縮循環(huán)。雙作用壓縮機(jī)：氣缸內(nèi)兩端進(jìn)行同一級次的壓縮循環(huán)。級差式壓縮機(jī)：氣缸內(nèi)一端或兩端進(jìn)行兩個(gè)或兩個(gè)以上的不同級次的壓縮循環(huán)。（4）按壓縮機(jī)具有的列數(shù)分類單列壓縮機(jī)：氣缸配置在機(jī)身的一中心線上。雙列壓縮機(jī)：氣缸配置在機(jī)身一側(cè)或兩側(cè)的兩條中心線上。多列壓縮機(jī)：氣缸配置在機(jī)身一側(cè)或兩側(cè)的兩條以上中線上?；钊綁嚎s機(jī)工作原理：當(dāng)活塞式壓縮機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過連桿的傳動(dòng)，活塞便做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由氣缸內(nèi)壁、氣缸內(nèi)的工作容積則會(huì)發(fā)生周期性變化?；钊綁嚎s機(jī)的活塞從氣缸蓋處開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)的工作容積逐漸增大，這時(shí)，氣體即沿著進(jìn)氣管，推開進(jìn)氣閥而進(jìn)入氣缸，直到工作容積變到最大時(shí)為止，進(jìn)氣閥關(guān)閉；活塞式壓縮機(jī)的活塞反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)工作容積縮小，氣體壓力升高，當(dāng)氣缸內(nèi)壓力達(dá)到并略高于排氣壓力時(shí)，排氣閥打開，氣體排出氣缸，直到活塞運(yùn)動(dòng)到極限位置為止，排氣閥關(guān)閉。當(dāng)活塞式壓縮機(jī)的活塞再次反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，上述過程重復(fù)出現(xiàn)?？傊?，活塞式壓縮機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復(fù)一次，氣缸內(nèi)相繼實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮、排氣的過程，即完成一個(gè)工作循環(huán)。活塞式壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)活塞式壓縮機(jī)基本原理大致相同，具有十字頭的活塞式壓縮機(jī)，主要有機(jī)體、曲軸、連桿、十字頭、氣缸、活塞、填料、氣閥等組成。1、機(jī)身：主要由中體、曲軸箱、主軸瓦（主軸承）、軸承壓蓋及連接和密封件等組成。曲軸箱可以是整體鑄造加工而成，也可以是分體鑄造加工后組裝而成。主軸承采用滑動(dòng)軸承，安裝時(shí)應(yīng)注意上下軸承的正確位置，軸承蓋設(shè)有吊裝螺孔和安裝測溫元件的光孔。2、曲軸：曲軸是活塞式壓縮機(jī)的主要部件之一，傳遞著壓縮機(jī)的功率。其主要作用是將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過連桿改變?yōu)榛钊耐鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng)。3、連桿：連桿是曲軸與活塞間的連接件，它將曲軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并把動(dòng)力傳遞給活塞對氣體做功。連桿包括連桿體、連桿小頭襯套、連桿大頭軸瓦和連桿螺栓。4、十字頭：十字頭是連接活塞與連桿的零件，它具有導(dǎo)向作用。十字頭與活塞桿的連接型式分為螺紋連接、聯(lián)接器連接、法蘭連接等。大中型壓縮機(jī)多用聯(lián)接器和法蘭連接結(jié)構(gòu)，使用可靠，調(diào)整方便，使活塞桿與十字頭容易對中，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。5、氣缸：氣缸主要由缸座、缸體、缸蓋三部分組成，低壓級多為鑄鐵氣缸，設(shè)有冷卻水夾層；高壓級氣缸采用鋼件鍛制，由缸體兩側(cè)中空蓋板及缸體上的孔道形成泠卻水腔。氣缸采用缸套結(jié)構(gòu)，安裝在缸體上的缸套座孔中，便于當(dāng)缸套磨損時(shí)維修或更換。氣缸設(shè)有支承，用于支撐氣缸重量和調(diào)整氣缸水平。6、活塞：活塞部件是由活塞體、活塞桿、活塞螺母、活塞環(huán)、支承環(huán)等零件組成，每級活塞體上裝有不同數(shù)量的活塞環(huán)和支承環(huán)，用于密封壓縮介質(zhì)和支承活塞重量?；钊h(huán)采用鑄鐵環(huán)或填充聚四氟乙烯塑料環(huán)；當(dāng)壓力較高時(shí)也可以采用銅合金活塞環(huán)；支承環(huán)采用四氟或直接在活塞體上澆鑄軸承合金?；钊c活塞桿采用螺紋連接，緊固方式有直接緊固法，液壓拉伸法，加熱活塞桿尾部法等，加熱活塞桿尾部使其熱脹產(chǎn)生彈性伸長變形，將緊固螺母旋轉(zhuǎn)一定角度擰至規(guī)定位置后停止加熱，待桿冷卻后恢復(fù)變形，即實(shí)現(xiàn)緊固所需的預(yù)緊力?；钊麠U為鋼件鍛制成，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理及表面進(jìn)行硬化處理，有較高的綜合機(jī)械性能和耐磨性?；钊w的材料一般為鋁合金或鑄鐵。7、填料：密封填料是由數(shù)組密封元件構(gòu)成，每組密封元件主要由徑向密封環(huán)、切向密封環(huán)、阻流環(huán)和拉伸彈簧組成。為減輕各組密封元件的工作負(fù)擔(dān)，當(dāng)密封壓力較高時(shí),在靠近氣缸側(cè)處設(shè)有節(jié)流環(huán)。當(dāng)密封氣體屬易燃易爆性質(zhì)時(shí)，在密封填料中設(shè)有漏氣回收孔，用于收集泄漏的氣體并引至系統(tǒng)。有油潤滑時(shí)，密封填料中設(shè)有注油孔，可注入壓縮機(jī)油進(jìn)行潤滑,無油潤滑時(shí)，不設(shè)注油孔。8、氣閥氣閥是壓縮機(jī)的一個(gè)重要部件，屬于易損件。它的質(zhì)量及工作的好壞直接影響壓縮機(jī)的輸氣量、功率損耗和運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。氣閥包括吸氣閥和排氣閥，活塞每上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，吸、排氣閥各啟閉一次，從而控制壓縮機(jī)并使其完成吸氣、壓縮、排氣等工作過程。氣閥主要由閥座、閥片、彈簧、升程限制器和將它們組為一體的螺栓，螺母等組成。排氣閥的結(jié)構(gòu)與吸氣閥基本相同，兩者僅是閥座與升程限制器的位置互換，吸氣閥升程限制器靠近氣缸里側(cè)，排氣閥則是閥座靠近氣缸內(nèi)側(cè)。環(huán)狀閥因其閥片為薄圓環(huán)而得名，閥座與升程限制器上都有環(huán)形或孔形通道，供氣體通過。閥片與閥座上的密封口貼合形成密封。升程限制器上有導(dǎo)向凸臺(tái)，對閥片升降起導(dǎo)向作用。活塞式壓縮機(jī)的型號表示法4M40——148/320型壓縮機(jī)：4列、M型活塞推力40×104N額定排氣量（換算到吸入狀態(tài)下）148m額定排氣壓力320x105Pa（32MPa）。壓縮機(jī)實(shí)際工作中存在的問題（1）余隙與膨脹實(shí)際工作的壓縮機(jī)，必須存在一定的余隙容積，包括活塞運(yùn)動(dòng)到止點(diǎn)時(shí)與蓋端之間的間隙和閥座下面的空間及其它死角。留此間隙的目的是為了避免因活塞桿、活塞的熱膨脹和彈性變形而引起的活塞與氣缸的碰撞，同時(shí)以可防止氣體帶液而發(fā)生事故。防止液擊的方法在設(shè)計(jì)上，每級壓縮冷卻后析出的冷凝液在設(shè)計(jì)上設(shè)置分離器進(jìn)行氣液分離。余隙內(nèi)的氣體是排不出去的，當(dāng)活塞離開而返回運(yùn)動(dòng)時(shí)，這部分氣體（排出時(shí)的壓力）開始膨脹，直至壓力降至吸氣入開始時(shí)的壓力，新鮮氣體才能進(jìn)入?？梢娪嘞兜拇嬖?，使氣缸的實(shí)際吸入量小于氣缸的行程容積，即減少了新鮮氣體的吸入量，降低了生產(chǎn)能力。因此，余隙容積在保證運(yùn)行可靠的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡量減小。（2）氣閥的阻力損失通道和氣閥不可能絕對光滑曲折，所以氣體通過氣閥和管道時(shí)，必須會(huì)產(chǎn)生阻力損失。因此氣缸內(nèi)的吸入壓力總低于管道中的壓力，氣缸內(nèi)實(shí)際排出壓力總是高于排出管道的壓力。（3）氣體溫度升高壓縮機(jī)工作一段時(shí)間后，氣缸各部分溫度基本為一穩(wěn)定值，它高于氣體的吸入溫度，低于排出溫度。而氣體每一循環(huán)中，傳熱情況是不斷變化的。如壓縮開始時(shí)氣體溫度較氣缸溫度低，于是氣體自氣缸吸取熱量而提高本身溫度，隨著壓縮機(jī)過程的進(jìn)行，氣體溫度高于氣缸溫度。（氣體加熱后體積會(huì)產(chǎn)生膨脹）所以每經(jīng)一級壓縮后的氣體都須經(jīng)冷卻器冷卻后才進(jìn)行下一級壓縮。（4）泄漏：（化工壓縮的氣體大多屬有毒有害氣體和易燃易爆氣體，若泄漏發(fā)生輕則影響環(huán)境，重則爆炸著火。）氣體泄漏的主要途徑是經(jīng)氣閥、活塞環(huán)和填料處泄漏。1、氣閥泄漏：氣體得不到充分壓縮就排出，吸氣時(shí)又漏到氣缸中如此反復(fù)循環(huán)（此時(shí)泄漏閥門壓蓋迅速升溫），影響了下一級的吸收，本級吸收的新鮮氣體就減少。2、活塞環(huán)泄漏：如活塞環(huán)斷裂、磨損過大時(shí)，壓縮時(shí)氣體會(huì)漏到吸氣端或平衡缸，吸氣時(shí)又漏回來。串氣影響打氣量。3、填料泄漏：填料磨損過大時(shí)，高壓氣體就會(huì)從填料處大量泄漏到大氣中。7．排氣溫度過高，吸排氣閥過熱（1）前級吸氣溫度高(2)中間冷卻器效率低，后級進(jìn)氣溫度高(3)氣閥有漏氣現(xiàn)象，排出的高溫氣體漏進(jìn)氣缸，再壓縮后排氣溫度就高(4)在裝配氣閥組件時(shí)，沒將氣缸體上閥口處殘留硬化的舊石棉填料清除干凈，而在重新裝配氣閥組件時(shí)，使其不能與氣缸上的閥止口嚴(yán)密配合，留有小縫隙，致使高壓氣體串回氣缸而引起排氣溫度過高(5)活塞環(huán)磨損或質(zhì)量不好，吸、排氣互相竄氣(6)氣缸水套及冷卻水管上有沉淀物及浮沫層,影響冷卻效果(1)降低前級吸氣溫度(2)檢修中間冷卻器，使冷卻器起到冷卻作用，使其排氣溫度不要超過規(guī)定(3)檢修研磨器閥座與閥片，使接觸嚴(yán)密或更換新的閥片、閥座，防止竄氣(4)將氣缸上閥口處原殘留的石棉填料清除干凈，在裝配氣閥組件充填石棉繩等填料時(shí)，也要墊平，防止閥組件傾斜而產(chǎn)生漏氣(5)檢修或更換活塞環(huán)(6)清洗氣缸水套及冷卻水管的水污8．冷卻水排出有氣泡（1）冷卻器內(nèi)墊破裂漏氣（2）氣缸墊破斷或檢修安裝時(shí)沒壓緊，產(chǎn)生漏氣（3）冷卻器中的水管破裂，封口破斷或管板沒緊牢而竄氣（1）更換新墊（2）更換新氣缸墊或重新將缸蓋螺栓緊?。?）修理或更換水管，把沒緊牢而竄氣的管子重新緊牢9.冷卻器冷卻效率低（即溫度高）、排水有氣泡等（1）冷卻水進(jìn)水溫度過高，冷卻效率低（2）冷卻器上水垢和油污太多，降低了熱的傳導(dǎo)效果（3）冷卻器中間隔板損壞水量減少（4）冷卻器管子破裂（1）應(yīng)當(dāng)調(diào)節(jié)進(jìn)水溫度，控制在規(guī)定范圍以內(nèi)，特別是炎熱地區(qū)和夏季要加大冷卻水量（2）檢修清洗冷卻器的水垢和油污（3）將損壞的隔板修理好或更換（4）檢查冷卻器水管，將破裂的管子焊好或更換10．活塞環(huán)磨損過快或咬住漏氣（1）活塞環(huán)材料不合規(guī)格（2）活塞環(huán)彈力過大，磨損加快（3）活塞環(huán)與活塞上的槽間隙過大（包括徑向、軸向間隙）（4）活塞環(huán)裝入氣缸中的熱間隙（開口間隙）過小，受熱膨脹卡住（5）活塞環(huán)因潤滑油質(zhì)量不良，或氣缸內(nèi)溫度過高，形成咬住，不但影響排氣量，還可能引起壓力在各級中重新分配，同時(shí)也加劇活塞環(huán)的磨損（6）氣缸、活塞桿、活塞安裝時(shí)對中不好（7）活塞環(huán)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理（1）制作活塞環(huán)材料要符合要求，不得用其它材料代用（2）活塞環(huán)彈力和硬度都要符合技術(shù)要求（3）選配合適的活塞環(huán)（4）裝配活塞環(huán)時(shí)，開口間隙要合適（5）氣缸中要注入規(guī)定的壓縮機(jī)油，對咬住的活塞環(huán)取出來修理、清洗或更換心愛的活塞環(huán)（6）安裝時(shí)要使氣缸、活塞桿、活塞的對中在規(guī)定的范圍內(nèi)（7）選用設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理的活塞環(huán)壓縮機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)都有一種正常的響聲，當(dāng)某些機(jī)件發(fā)生故障時(shí)，將發(fā)現(xiàn)不正常的響聲，可以根據(jù)異常響聲找出發(fā)生故障的部位，從而采取排除措施。故障現(xiàn)象原因分析排除方法氣缸內(nèi)發(fā)聲敲擊聲活塞與缸蓋間死點(diǎn)間隙過小，直接撞擊活塞桿與活塞連接螺帽松動(dòng)或脫扣、或者螺帽防松墊開口銷松動(dòng)氣缸（或氣缸套）磨損，間隙超差太大活塞或活塞環(huán)磨損活塞或活塞環(huán)在氣缸中工作時(shí)，潤滑油或冷卻水不夠，因高溫產(chǎn)生干摩擦，而使活塞環(huán)卡在活塞中曲軸—連桿機(jī)構(gòu)與氣缸的中心線不一致潤滑油過多或有污垢，使活塞與氣缸磨損加大活塞端面絲堵松動(dòng)，頂住缸蓋活塞桿與十字頭緊故不牢，活塞向上串動(dòng),碰撞氣缸蓋氣缸中積聚水份氣缸中掉入金屬碎片(例如閥片、彈簧)或其它的堅(jiān)硬物體潤滑油過多，因干摩擦而產(chǎn)生拉毛調(diào)整活塞行程，增大活塞與氣缸死點(diǎn)間隙檢查擰緊螺帽，加好防松墊或開口銷和防松裝置鏜磨氣缸或換氣缸套，然后配裝合適的活塞或活塞環(huán)更換修理活塞或拆換活塞環(huán)拆下活塞，取出活塞環(huán)，進(jìn)行清洗、檢查，對燒傷有劃痕的活塞環(huán)要進(jìn)行修理或更換檢查并調(diào)整曲軸—連桿、活塞氣缸的中心線適當(dāng)?shù)恼{(diào)整供油量，并將活塞或氣缸進(jìn)行清洗檢查活塞上的絲堵，擰緊絲堵，更換及擰緊固定絲堵的頂絲檢查并重新調(diào)整兩端死點(diǎn)間隙，擰緊活塞桿螺帽，并鎖好防松墊或防松頂絲檢查積水的原因，并進(jìn)行修理，防止氣缸中積水取出掉入物，如果氣缸和活塞受到拉傷，應(yīng)及時(shí)修理檢查注油系統(tǒng)，保證氣缸供油2．曲軸箱內(nèi)發(fā)生撞擊聲（包括敲擊聲）（1）連桿大頭和連桿軸承之間磨損、松馳，或連桿軸承與曲拐軸間隙超差過大（2）十字頭銷與襯套配合間隙過大，或由于長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)使十字頭銷與襯套磨損間隙過大（3）十字頭銷與十字頭體松動(dòng)（4）曲軸、軸徑磨損嚴(yán)重，曲軸橢圓，圓錐度超差過大（5）曲軸瓦斷油或過緊（配合間隙過?。┒l(fā)熱以致燒壞（6）曲軸箱內(nèi)曲軸瓦螺栓、螺帽、連桿螺栓、十字頭螺栓松動(dòng)、脫扣、折斷等（7十字頭滑板與機(jī)身導(dǎo)軌間隙過大，或十字頭滑板的緊固螺栓松動(dòng)與十字頭體有間隙（8）曲軸兩端的圓錐形滾動(dòng)軸承磨損嚴(yán)重，間隙過大（1）進(jìn)行檢查修理，使連桿大頭與連桿軸承間隙合適。連桿軸承與曲拐頸的配合公差要在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，間隙過大者調(diào)整或更換（2）在裝配時(shí)要保證十字頭銷與襯套的間隙在規(guī)定的范圍內(nèi)，對于磨損間隙超差的應(yīng)修理或更換（3）檢查十字頭開口銷、防松墊等，并要裝配好，防止松動(dòng)（4）檢查曲軸、軸頸的橢圓度和圓錐度，對超差過大者要進(jìn)行修理或更換（5）檢查潤滑油的供應(yīng)情況，曲軸瓦配合間隙要符合規(guī)定（6）檢查曲軸瓦、連桿、十字頭等所有螺栓、螺帽，有松動(dòng)的要緊固好，脫扣的要更換新的（7）認(rèn)真地檢查十字頭滑板與機(jī)身導(dǎo)軌間的間隙，對超差太大的進(jìn)行調(diào)整修理。對十字頭滑板與十字頭體螺栓