空壓機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

1、空壓機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理空壓機(jī)1、活塞式無(wú)油潤(rùn)滑空氣壓縮機(jī)活塞式無(wú)油潤(rùn)滑空氣壓縮機(jī)由傳動(dòng)系統(tǒng)、壓縮系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)及安全保護(hù)系統(tǒng)組成。壓縮機(jī)及電動(dòng)機(jī)用螺栓緊固在機(jī)座上，機(jī)座用地腳螺栓固定在基礎(chǔ)上。工作時(shí)電動(dòng)機(jī)通過(guò)連軸器直接驅(qū)動(dòng)曲軸，帶動(dòng)連桿、十字頭與活塞桿，使活塞在壓縮機(jī)的氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成吸入、壓縮、排出等過(guò)程。該機(jī)為雙作用壓縮機(jī)，即活塞向上向下運(yùn)動(dòng)均有空氣吸入、壓縮和排出。2、螺桿式空氣壓縮機(jī)螺桿式空氣壓縮機(jī)由螺桿機(jī)頭、電動(dòng)機(jī)、油氣分離桶、冷卻系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、安全閥及控制系統(tǒng)等組成。整機(jī)裝在1個(gè)箱體內(nèi)，自成一體，直接放在平整的水泥地面上即可，無(wú)需用地腳螺栓固

2、定在基礎(chǔ)上。螺桿機(jī)頭是1種雙軸容積式回轉(zhuǎn)型壓縮機(jī)頭。1對(duì)高精密度主（陽(yáng)）、副（陰）轉(zhuǎn)子水平且平行地裝于機(jī)殼內(nèi)部，主（陽(yáng)）轉(zhuǎn)子有5個(gè)齒，而副（陰）轉(zhuǎn)子有6個(gè)齒。主轉(zhuǎn)子直徑大，副轉(zhuǎn)子直徑小。齒形成螺旋狀，兩者相互嚙合主副轉(zhuǎn)子兩端分別由軸承支承定位。工作時(shí)電動(dòng)機(jī)通過(guò)連軸器（或皮帶）直接帶主轉(zhuǎn)子，由于2轉(zhuǎn)子相互嚙合，主轉(zhuǎn)子直接帶動(dòng)副轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)。冷卻液由壓縮機(jī)機(jī)殼下部的噴嘴直接噴入轉(zhuǎn)子嚙合部分，并與空氣混合，帶走因壓縮而產(chǎn)生的熱量，達(dá)到冷卻效果。同時(shí)形成液膜，防止轉(zhuǎn)子間金屬與金屬直接接觸及封閉轉(zhuǎn)子間和機(jī)殼間的間隙。噴入的冷卻液亦可減少高速壓縮所產(chǎn)生的噪音。螺桿式空壓機(jī)的主要部件為螺桿機(jī)頭、油氣分離桶。

3、螺桿機(jī)頭通過(guò)吸氣過(guò)濾器和進(jìn)氣控制閥吸氣，同時(shí)油注入空氣壓縮室，對(duì)機(jī)頭進(jìn)行冷卻、密封以及對(duì)螺桿及軸承進(jìn)行潤(rùn)滑，壓縮室產(chǎn)生壓縮空氣。壓縮后生成的油氣混合氣體排放到油氣分離桶內(nèi)，由于機(jī)械離心力和重力的作用，絕大多數(shù)的油從油氣混合體中分離出來(lái)?？諝饨?jīng)過(guò)由硅酸硼玻璃纖維做成的油氣分離筒芯，幾乎所有的油霧都被分離出來(lái)。從油氣分離筒芯分離出來(lái)的油通過(guò)回油管回到螺桿機(jī)頭內(nèi)。在回油管上裝有油過(guò)濾器，回油經(jīng)過(guò)油過(guò)濾器過(guò)濾后，潔凈的油才流回至螺桿機(jī)頭內(nèi)。當(dāng)油被分離出來(lái)后，壓縮空氣經(jīng)過(guò)最小壓力控制閥離開(kāi)油氣筒進(jìn)入后冷卻器。后冷卻器把壓縮空氣冷卻后排到貯氣罐供各用氣單位使用。冷凝出來(lái)的水集中在貯氣罐內(nèi)，通過(guò)自動(dòng)排水器或

4、手動(dòng)排出。三晶變頻器在空壓機(jī)上的節(jié)能改造應(yīng)用空氣壓縮機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的許多部門(mén)中應(yīng)用極廣，特別是在紡織、化工、動(dòng)力等工業(yè)領(lǐng)域中已成為必不可少的關(guān)鍵設(shè)備，是許多工業(yè)部門(mén)工藝流程中的核心設(shè)備。提供自動(dòng)化生產(chǎn)所需的壓縮空氣足夠的供氣壓力，是生產(chǎn)流程順暢之要素，瞬間的壓降，即會(huì)影響產(chǎn)品品質(zhì)。隨著變頻技術(shù)的成熟,變頻器在電氣傳動(dòng)領(lǐng)域中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。其控制方式的多樣性、完善的電機(jī)保護(hù)功能以及其特有的優(yōu)點(diǎn)是目前在工控領(lǐng)域其它無(wú)可比擬的。三晶變頻器一、螺桿式空壓機(jī)的工作原理螺桿式空氣壓縮機(jī)的工作過(guò)程分為吸氣、密封及輸送、壓縮、排氣四個(gè)過(guò)程。當(dāng)螺桿在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺桿與殼體的齒溝相互嚙合，空氣由進(jìn)氣口吸

5、入，同時(shí)也吸入機(jī)油，由于齒溝嚙合面轉(zhuǎn)動(dòng)將吸入的油氣密封并向排氣口輸送；在輸送過(guò)程中齒溝嚙合間隙逐漸變小，油氣受到壓縮；當(dāng)齒溝嚙合面旋轉(zhuǎn)至殼體排氣口時(shí)，較高壓力的油氣混合氣體排出機(jī)體。二、壓縮氣供氣系統(tǒng)組成及空壓機(jī)控制原理壓縮氣供氣系統(tǒng)組成：工廠空氣壓縮氣供氣系統(tǒng)一般由空氣壓縮機(jī)、冷干機(jī)、過(guò)濾器、儲(chǔ)氣罐、管路、閥門(mén)和用氣設(shè)備組成?？諝鈮嚎s機(jī)的控制原理：在工廠的空氣壓縮機(jī)控制系統(tǒng)中，普遍采用后端管道上安裝的壓力繼電器來(lái)控制空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行?？諌簷C(jī)啟動(dòng)時(shí)，加載閥處于不工作態(tài)，加載氣缸不動(dòng)作，空壓機(jī)頭進(jìn)氣口關(guān)閉，電機(jī)空載啟動(dòng)。當(dāng)空氣壓縮機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行后，如果后端設(shè)備用氣量較大，儲(chǔ)氣罐和后端管路中壓縮氣壓力

6、未達(dá)到壓力上限值，則控制器動(dòng)作加載閥，打開(kāi)進(jìn)氣口，電機(jī)負(fù)載運(yùn)行，不斷地向后端管路產(chǎn)生壓縮氣。如果后端用氣設(shè)備停止用氣，后端管路和儲(chǔ)氣罐中壓縮氣壓力漸漸升高，當(dāng)達(dá)到壓力上限設(shè)定值時(shí)，壓力控制器發(fā)出卸載信號(hào)，加載閥停止工作，進(jìn)氣口關(guān)閉，電機(jī)空載運(yùn)行。三、螺桿式空氣壓縮機(jī)變頻改造空壓機(jī)工頻運(yùn)行和變頻運(yùn)行的比較：空壓機(jī)電機(jī)功率一般較大，啟動(dòng)方式多采用空載（卸載）星-三角啟動(dòng)，加載和卸載方式都為瞬時(shí)。這使得空壓機(jī)在啟動(dòng)時(shí)會(huì)有較大的啟動(dòng)電流，加載和卸載時(shí)對(duì)設(shè)備機(jī)械沖擊較大；不光引起電源電壓波動(dòng)，也會(huì)使壓縮氣源產(chǎn)生較大的波動(dòng)；同時(shí)這種運(yùn)行方式還會(huì)加速設(shè)備的磨損，降低設(shè)備的使用年限。由于一般空氣壓縮機(jī)的拖動(dòng)電

7、機(jī)本身不能調(diào)速，因此就不能直接使用壓力或流量的變動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)降速調(diào)節(jié)輸出功率的匹配，電機(jī)不允許頻繁啟動(dòng)，導(dǎo)致在用氣量少的時(shí)候電機(jī)仍然要空載運(yùn)行，電能浪費(fèi)巨大。對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行變頻改造，能夠使電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟起軟停，減小啟動(dòng)沖擊，延長(zhǎng)設(shè)備使用年限；同時(shí)由于電機(jī)運(yùn)行頻率可變，實(shí)現(xiàn)了空壓機(jī)根據(jù)用氣量的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，減少了電機(jī)頻繁的加載和卸載，從而較大幅度減小電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行功率，使得供氣系統(tǒng)氣壓維持恒定，便可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。四、變頻改造方案設(shè)計(jì)原則根據(jù)原工況存在的問(wèn)題并結(jié)合生產(chǎn)工藝要求，空壓機(jī)變頻改造后系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：電機(jī)變頻運(yùn)行狀態(tài)保持儲(chǔ)氣罐出口壓力穩(wěn)定，壓力波動(dòng)范圍不能超過(guò)土0.02Mpa。系統(tǒng)應(yīng)具

8、有變頻和工頻兩套控制回路。根據(jù)空壓機(jī)的工況要求，系統(tǒng)應(yīng)保障電動(dòng)機(jī)具有恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行特性一。為了防止非正弦波干擾空壓機(jī)控制器，變頻器輸入端應(yīng)有抑制電磁干擾的有效措施。在用電氣量小的情況下，變頻器處在低頻運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保障電機(jī)繞組溫度和電機(jī)的噪音不超過(guò)允許的范圍。生產(chǎn)工藝要求，變頻改造后，適當(dāng)降低壓縮氣供氣系統(tǒng)的供氣壓力，將原來(lái)的高壓變流量供氣改變?yōu)樽冾l恒壓變流量供氣方式。五、變頻器的選型根據(jù)上述原則，選擇廣州三晶電氣SAJ系列通用型變頻器，裝有工變頻切換裝置，只需加一只壓力變送器即可組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。傳感器反饋的氣壓信號(hào)直接送入變頻器自帶的PID調(diào)節(jié)器輸入口，而壓力設(shè)定可以使用變頻器的鍵盤(pán)設(shè)定，使該系統(tǒng)

9、能夠滿足上述工況要求。SAJ變頻器特點(diǎn)：采用32位電機(jī)控制專(zhuān)用微處理器，高精度頻率輸出新穎的功率累計(jì)功能，觀察節(jié)能效果更直觀方便。內(nèi)置RS-485接口，可計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)控制。多信號(hào)輸入，內(nèi)置簡(jiǎn)易PLC,自動(dòng)化控制更方便。載波頻率可調(diào)，靜音運(yùn)行?？刂品绞蕉鄻踊?，通用性強(qiáng)。內(nèi)置PID調(diào)節(jié)功能，閉環(huán)控制簡(jiǎn)單低速額定轉(zhuǎn)矩輸出，運(yùn)行穩(wěn)定。鍵盤(pán)操作方便，可在運(yùn)行時(shí)在線調(diào)整和設(shè)定有關(guān)參數(shù)。低頻轉(zhuǎn)矩輸出180%.低頻運(yùn)行特性良好.輸出頻率最大600HZ,可控制高速電機(jī)全方位的偵測(cè)保護(hù)功能（過(guò)壓、欠壓、過(guò)載）瞬間停電再起動(dòng)，加速、減速、動(dòng)轉(zhuǎn)中失速防止等保護(hù)功能減速停止成自然停止，自動(dòng)復(fù)歸，直流制動(dòng)多樣的變頻器運(yùn)行狀

10、態(tài)參數(shù)顯示，對(duì)控制信號(hào)和負(fù)載運(yùn)行狀況一目了然。在進(jìn)行變頻改造時(shí)我們將盡量保持原有設(shè)備主電路和控制電路的完整性，對(duì)其電路不作改動(dòng)；這有利于在變頻器發(fā)生故障或是檢修時(shí)，空壓機(jī)可以很方便地改動(dòng)回到原有的控制方式上去，這保證了空壓機(jī)在變頻和工頻狀態(tài)下都可以運(yùn)行?？諝鈮嚎s機(jī)（英文為：aircompressor）是氣源裝置中的主體，它是將原動(dòng)機(jī)（通常是電動(dòng)機(jī)）的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能的裝置，是壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置。編輯本段空氣壓縮機(jī)的種類(lèi)空氣壓縮機(jī)的種類(lèi)很多，按工作原理可分為容積式壓縮機(jī)，往復(fù)式壓縮機(jī)，離心式壓縮機(jī)，容積式壓縮機(jī)的工作原理是壓縮氣體的體積，使單位體積內(nèi)氣體分子的密度增加以提高壓縮空氣的壓

11、力；離心式壓縮機(jī)的工作原理是提高氣體分子的運(yùn)動(dòng)速度，使氣體分子具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能，從而提高壓縮空氣的壓力。往復(fù)式壓縮機(jī)（也稱活塞式壓縮機(jī)）的工作原理是直接壓縮氣體，當(dāng)氣體達(dá)到一定壓力后排出?，F(xiàn)在常用的空氣壓縮機(jī)有活塞式空氣壓縮機(jī)，螺桿式空氣壓縮機(jī)，（螺桿空氣壓縮機(jī)又分為雙螺桿空氣壓縮機(jī)和單螺桿空氣壓縮機(jī)），離心式壓縮機(jī)以及滑片式空氣壓縮機(jī)，渦旋式空氣壓縮機(jī)。下面是各種壓縮機(jī)的定義。凸輪式，膜片式和擴(kuò)散泵等壓縮機(jī)沒(méi)有列入其中，是因?yàn)樗鼈冇猛咎厥舛叽缦鄬?duì)較小。容積式壓縮機(jī)-直接依靠改變氣體容積來(lái)提高氣體壓力的壓縮機(jī)。往復(fù)式壓縮機(jī)-是容積式壓縮機(jī)，其壓縮元件是一個(gè)活塞，在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)

12、?；剞D(zhuǎn)式壓縮機(jī)-是容積式壓縮機(jī)，壓縮是由旋轉(zhuǎn)元件的強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的?；綁嚎s機(jī)-是回轉(zhuǎn)式變?nèi)輭嚎s機(jī)，其軸向滑片在同圓柱缸體偏心的轉(zhuǎn)子上作徑向滑動(dòng)。截留于滑片之間的空氣被壓縮后排出。液體-活塞式壓縮機(jī)-是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)，在其中水或其它液體當(dāng)作活塞來(lái)壓縮氣體，然后將氣體排出。羅茨雙轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)-屬回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)，在其中兩個(gè)羅茨轉(zhuǎn)子互相嚙合從而將氣體截住，并將其從進(jìn)氣口送到排氣口。沒(méi)有內(nèi)部壓縮。螺桿壓縮機(jī)-是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)，在其中兩個(gè)帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合，從而將氣體壓縮并排出。速度型壓縮機(jī)-是回轉(zhuǎn)式連續(xù)氣流壓縮機(jī)，在其中高速旋轉(zhuǎn)的葉片使通過(guò)它的氣體加速，從而將速度能轉(zhuǎn)化為壓力。這種轉(zhuǎn)化

13、部分發(fā)生在旋轉(zhuǎn)葉片上，部分發(fā)生在固定的擴(kuò)壓器或回流器擋板上。離心式壓縮機(jī)-屬速度型壓縮機(jī)，在其中有一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)葉輪（葉片通常在側(cè)面）使氣體加速。主氣流是徑向的。軸流式壓縮機(jī)-屬速度型壓縮機(jī)，在其中氣體由裝有葉片的轉(zhuǎn)子加速。主氣流是軸向的。混合流式壓縮機(jī)-也屬速度型壓縮機(jī)，其轉(zhuǎn)子的形狀結(jié)合了離心式和軸流式兩者的一些特點(diǎn)。噴射式壓縮機(jī)-利用高速氣體或蒸汽噴射流帶走吸入的氣體，然后在擴(kuò)壓器上將混合氣體的速度轉(zhuǎn)化為壓力。編輯本段空氣壓縮機(jī)的選擇空氣壓縮機(jī)的選擇主要依據(jù)氣動(dòng)系統(tǒng)的工作壓力和流量。氣源的工作壓力應(yīng)比氣動(dòng)系統(tǒng)中的最高工作壓力高20%左右，因?yàn)橐紤]供氣管道的沿程損失和局部損失。如果系統(tǒng)中某

14、些地方的工作壓力要求較低，可以采用減壓閥來(lái)供氣。空氣壓縮機(jī)的額定排氣壓力分為低壓(0.71.0MPa)、中壓(1.010MPa)、高壓(10100MPa)和超高壓(lOOMPa以上)，可根據(jù)實(shí)際需求來(lái)選擇。常見(jiàn)使用壓力一般為0.7-1.25。編輯本段空氣壓縮機(jī)的用途a、傳統(tǒng)的空氣動(dòng)力：風(fēng)動(dòng)工具，鑿巖機(jī)、風(fēng)鎬、氣動(dòng)扳手，氣動(dòng)噴砂b、儀表控制及自動(dòng)化裝置，如加工中心的刀具更換等c、車(chē)輛制動(dòng)，門(mén)窗啟閉d、噴氣織機(jī)中用壓縮空氣吹送緯紗以代替梭子e、食品、制藥工業(yè)，利用壓縮空氣攪拌漿液f、大型船用柴油機(jī)的起動(dòng)g、風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)、地下通道換氣、金屬冶煉h、油井壓裂i、高壓空氣爆破采煤j、武器系統(tǒng)，導(dǎo)彈發(fā)射、魚(yú)雷

15、發(fā)射k、潛艇沉浮、沉船打撈、海底石油勘探、氣墊船l、輪胎充氣m、噴漆，n、吹瓶機(jī)1、壓縮空氣作為動(dòng)力：共驅(qū)動(dòng)各種風(fēng)動(dòng)機(jī)械，風(fēng)動(dòng)工具排氣壓力為78公斤/平方厘米，用于控制儀表及自動(dòng)化裝置，壓力約為6公斤/平方厘米，車(chē)輛自動(dòng)，門(mén)窗啟閉，壓力為24公斤/平方厘米，制藥業(yè)，釀酒業(yè)中的攪拌，壓力為4公斤/平方厘米，噴氣織機(jī)中的緯紗吹送壓力為12公斤/平方厘米，中大型柴油機(jī)的啟動(dòng)壓力為2560公斤/平方厘米，油井的壓裂，壓力為150公斤/平方厘米，“二次法”采油，壓力約為50公斤/平方厘米，高壓爆破采煤壓力約為800公斤/平方厘米，國(guó)防工業(yè)中的壓力壓縮空氣為其動(dòng)力。潛水艇的沉浮，魚(yú)雷的射擊及驅(qū)動(dòng)以及沉船的打撈等等，都以不同的壓力壓縮空氣為其動(dòng)力。2、壓縮氣體用于制冷和氣體分離：氣體經(jīng)壓縮、冷卻、膨脹而液化，用于人工制冷(冷凍冷藏及空氣調(diào)節(jié)等)如氨或氟利昂壓縮機(jī)。其壓縮壓力多為812公斤/平方厘米，這一類(lèi)壓縮機(jī)通常成為“制冷機(jī)”或“冰機(jī)”。另外在液化的氣體若為混合氣時(shí)，可在分離裝置中，將各組份分別地分離出來(lái)，得到合格唇讀地各種氣體。如空氣液化分離后能得到的純氧、純氮、和純的氙、氪、氬、氦等稀有氣體。3、壓縮氣體用于合成及聚合；在化學(xué)工業(yè)中，氣體壓縮至高壓