往復(fù)式壓縮機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

1、關(guān)于往復(fù)式壓縮機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)第一張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 活塞式壓縮機(jī)的基本概念一、壓縮機(jī)的用途與分類（一）壓縮機(jī)的用途壓縮機(jī)是一種用于壓縮氣體以提高氣體壓力或輸送氣體的機(jī)器，廣泛應(yīng)用于化工企業(yè)各部門(mén)。第二張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）壓縮機(jī)的種類1、按作用原理分類可分為容積式和速度式第三張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、按排氣壓力分類分為真空泵、通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)。3、按用途分類生產(chǎn)用壓縮機(jī)：原料氣增壓壓縮機(jī) 反應(yīng)氣輸送壓縮機(jī) 循環(huán)氣壓縮機(jī) 冷凍用壓縮機(jī) 排放氣壓縮機(jī) 輔助系統(tǒng)壓縮機(jī)：氣體充瓶壓縮機(jī) 動(dòng)力用空氣壓縮機(jī)第四張，PPT共五十七

2、頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4、按壓送的介質(zhì)分類：空氣壓縮機(jī)、氮?dú)鈮嚎s機(jī)、氫氣壓縮機(jī)、氧氣壓縮機(jī)、氮?dú)浠旌蠚鈮嚎s機(jī)、天然氣壓縮機(jī)、氨壓縮機(jī)和二氧化碳?jí)嚎s機(jī)等。5、按用途和使用場(chǎng)合分類：鍋爐送風(fēng)機(jī)、涼水塔通風(fēng)機(jī)、冷凍壓縮機(jī)等。（三）各類壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍決定于壓縮介質(zhì)的種類、特性、流量、壓力和壓縮機(jī)本身的特性。第五張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、活塞式壓縮機(jī)的種類（1）按排氣壓力分類低壓壓縮機(jī)0.2P0.98MPa中壓壓縮機(jī)0.989.8MPa高壓壓縮機(jī)9.898.0MPa超高壓壓縮機(jī)98.0MPa（2）按消耗功率分類微型壓縮機(jī)10kW 小型壓縮機(jī)10100kW中型壓縮機(jī)

3、100500kW大型壓縮機(jī)500kW第六張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（3）按排氣量分類 微型壓縮機(jī)1m3/min小型壓縮機(jī)110 m3/min中型壓縮機(jī)1060 m3/min 大型壓縮機(jī)60 m3/min第七張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（4）按氣缸中心線的相對(duì)位置分類立式：氣缸中心線與地面垂直。 臥式：氣缸中心線與地面平行，其中包括 一般臥式、對(duì)置式和對(duì)動(dòng)式（對(duì)置平衡式）。 角度式：氣缸中心線彼此成一定角度，其中包括L型、V型、W型、扇型和星型等。第八張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月對(duì)稱平衡型壓縮機(jī) 氣缸作水平布置，并分布在曲軸兩側(cè)，在兩主軸承之間，相對(duì)兩

4、列氣缸的曲柄錯(cuò)角為180度。第九張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月對(duì)稱平衡M形壓縮機(jī)第十張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月對(duì)稱平衡H形壓縮機(jī)第十一張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月對(duì)置型壓縮機(jī) 氣缸作水平布置，并分布在曲軸兩側(cè)，相鄰的兩相以列曲柄錯(cuò)角不等于180度。但是根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又可分兩種情況：第一種，相對(duì)的氣缸中心線不在一直線上，制造3、5、7、9等奇數(shù)列。第二種，曲軸兩側(cè)相對(duì)的氣缸中心線在一直線上，制成偶數(shù)列。 第十二張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第十三張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第十四張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月L形壓縮

5、機(jī) L形壓縮機(jī)除具有角度式的共同優(yōu)點(diǎn)外，還有如下獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：1、當(dāng)兩列往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量相等時(shí)，二階往復(fù)慣性力作用在與水平成45度夾角的方向，所以，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)比V形還要平穩(wěn)。2、機(jī)身受力情況比其余角度式有利，中間冷卻器和級(jí)間管道直接安裝在機(jī)器上的條件更優(yōu)越。3、大直徑的氣缸成垂直布置，小氣缸成水平布置，因而可避免較重的活塞對(duì)氣缸磨損的影響。第十五張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（5）按曲柄連桿機(jī)構(gòu)分類：有十字頭壓縮機(jī)無(wú)十字頭壓縮機(jī)第十六張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月無(wú)十字頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，機(jī)器高度較低，相應(yīng)的機(jī)器重量較輕，一般不需要專門(mén)的潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)。但是無(wú)十字頭的壓縮

6、機(jī)只能作成單作用的，所以，氣缸容積的利用不充分（因?yàn)榛钊c氣缸之間，只在活塞的一側(cè)形成工作腔），氣體的泄漏量也較大，氣缸工作表面所受的側(cè)向力也較大，因而活塞易磨損，另外，氣缸中的潤(rùn)滑油量也難于控制。第十七張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月有十字頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 由于帶有十字頭，氣缸工作表面不受承受連桿傳來(lái)的側(cè)壓力，所以，氣缸與活塞間的摩擦和磨損較小，充分利用了氣缸容積，潤(rùn)滑油易于控制，可以設(shè)置填料密封，所以氣體的泄漏量較小，特別是對(duì)于易燃、易爆、有毒的氣體，只能采用此種結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，帶十字頭的壓縮機(jī)增多了十字頭、活塞桿及填料等部件，使機(jī)器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，高度和重量也相應(yīng)增加。第十八張，PPT

7、共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（6）按活塞在氣缸內(nèi)作用情況分類：?jiǎn)巫饔檬诫p作用式級(jí)差式第十九張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（7）按壓縮機(jī)級(jí)數(shù)分類：?jiǎn)渭?jí)壓縮機(jī)兩級(jí)壓縮機(jī) 多級(jí)壓縮機(jī)第二十張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（8）按壓縮機(jī)列數(shù)分類：?jiǎn)瘟袎嚎s機(jī) 雙列壓縮機(jī) 多列壓縮機(jī)第二十一張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（9）按冷卻方式分類：氣（風(fēng)）冷式壓縮機(jī) 水冷式壓縮機(jī)第二十二張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、活塞式壓縮機(jī)的基本組成活塞式壓縮機(jī)：主機(jī) 輔機(jī)主機(jī)：機(jī)身 工作機(jī)構(gòu)（氣缸、活塞、氣閥等） 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（曲柄、連桿、十字頭等）輔機(jī)：潤(rùn)滑系統(tǒng) 冷卻系

8、統(tǒng) 氣路系統(tǒng)第二十三張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二十四張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月四、活塞式壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)（一）對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)的要求（1）驅(qū)動(dòng)機(jī)功率充足；（2）盡量與壓縮機(jī)直聯(lián)；（3）結(jié)構(gòu)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，起動(dòng)迅速方便，容易開(kāi)停車(chē)；（4）運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動(dòng)小，防爆，安全可靠，能長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)。（二）驅(qū)動(dòng)機(jī)的種類：電動(dòng)機(jī) 內(nèi)燃機(jī) 蒸汽機(jī)第二十五張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月五、活塞式壓縮機(jī)的型號(hào)第二十六張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié)活塞式壓縮機(jī)的工作原理一、單級(jí)壓縮機(jī)的理論循環(huán)二、單級(jí)壓縮機(jī)的實(shí)際循環(huán)三、多級(jí)壓縮第二十七張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6

9、月第三節(jié)活塞式壓縮機(jī)的主要參數(shù)一、排氣量1、活塞式壓縮機(jī)的排氣量，通常是指單位時(shí)間內(nèi)壓縮機(jī)最后一級(jí)排出的氣體，換算到第一級(jí)進(jìn)口狀態(tài)的壓力和溫度時(shí)的氣體容積值。 2、排氣量常用的單位為m3/min或m3/h。3、壓縮機(jī)的額定排氣量壓縮機(jī)銘牌上標(biāo)注的排氣量是指特定的進(jìn)口狀態(tài)時(shí)的排氣量。第二十八張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、排氣壓力活塞式壓縮機(jī)的排氣壓力通常是指最終排出壓縮機(jī)的氣體壓力，排氣壓力應(yīng)在壓縮機(jī)末級(jí)排氣接管處測(cè)量，常用單位為Pa。三、排氣溫度 壓縮機(jī)的排氣溫度取決于進(jìn)氣溫度、壓力比以及壓縮過(guò)程指數(shù)。四、轉(zhuǎn)速活塞式壓縮機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速，常用r/min表示，它是表征活塞式壓縮機(jī)的主

10、要結(jié)構(gòu)參數(shù)。五、活塞力活塞力為曲軸處于任意的轉(zhuǎn)角時(shí)，氣體力和往復(fù)慣性力的合力，它作用于活塞桿或活塞銷上。 第二十九張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月六、活塞行程活塞式壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中，活塞從一端止點(diǎn)到另一端止點(diǎn)所走的距離，稱為一個(gè)行程，常用單位為m（米）。七、功率活塞式壓縮機(jī)消耗的功，一部分直接用于壓縮氣體，稱為指示功，另一部分用于克服機(jī)械摩擦，稱為摩擦功，主軸需要的總功為兩者之和，稱為軸功。單位時(shí)間內(nèi)消耗的功稱為功率，常用單位為瓦（W）或千瓦（kW）。壓縮機(jī)的軸功率為指示功率和摩擦功率之和。八、熱效率1、等溫效率 2、絕熱效率 3、等溫絕熱效率九、比功率第三十張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作

11、于2022年6月活塞式壓縮機(jī)的節(jié)能1、影響功耗的因素2、節(jié)能措施 選型得當(dāng) 選用同步電機(jī) 合理選擇潤(rùn)滑油 強(qiáng)化級(jí)間冷卻 正確維護(hù) 提高裝配質(zhì)量第三十一張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié)活塞式壓縮機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r往復(fù)式壓縮機(jī)的發(fā)展趨向是：向高壓、高速、大容量發(fā)展；提高壓縮機(jī)效率；延長(zhǎng)壓縮機(jī)機(jī)組的使用壽命；按系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)；第三十二張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月壓縮機(jī)氣缸進(jìn)出口都設(shè)有緩沖罐，位置都緊靠氣缸進(jìn)出口；大型壓縮機(jī)內(nèi)部冷卻系統(tǒng)采用閉路循環(huán)；大、中型壓縮機(jī)配備報(bào)警、聯(lián)鎖裝置；采用全密封迷宮式活塞。第三十三張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第

12、五節(jié) 活塞式壓縮機(jī)的零部件一、氣缸（一）氣缸的作用及性能要求（二）氣缸的結(jié)構(gòu)形式 按冷卻方式分，有風(fēng)冷氣缸與水冷氣缸；按活塞在氣缸中的作用方式分，有單作用、雙作用及級(jí)差式氣缸；按氣缸的排氣壓力分，有低壓、中壓、高壓、超高壓氣缸等。 （三）氣缸的其它問(wèn)題1、氣缸鏡面2、氣缸套3、氣閥在氣缸上的布置 第三十四張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十五張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、活塞1、筒形活塞2、盤(pán)形活塞3、級(jí)差式活塞4、組合活塞5、柱塞第三十六張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、活塞環(huán)1、結(jié)構(gòu)形式 活塞環(huán)是一個(gè)開(kāi)口的圓環(huán)，用金屬材料如鑄鐵，或用自潤(rùn)滑材料如聚四

13、氟乙烯制成。自由狀態(tài)下其直徑大于氣缸直徑，自由狀態(tài)的切口值為A，裝入氣缸后，環(huán)產(chǎn)生初彈力，該力使環(huán)的外圓面與氣缸鏡面貼合，產(chǎn)生一定的預(yù)緊密封壓力，在切口處還應(yīng)該留有周向熱脹間隙。第三十七張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月活塞環(huán)的切口形式有三種，直切口制造簡(jiǎn)單，但泄漏大，搭切口則相反，所以一般采用斜切口。為減少泄漏，安裝時(shí)應(yīng)將各切口錯(cuò)開(kāi)，并使左右切口相鄰，檢修時(shí)要注意調(diào)整。第三十八張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、密封原理活塞環(huán)是依靠阻塞與節(jié)流來(lái)實(shí)現(xiàn)密封的.實(shí)驗(yàn)表明，活塞環(huán)的密封作用主要由前三道環(huán)承擔(dān)，第一環(huán)產(chǎn)生的壓降最大，起主要的密封作用，當(dāng)然磨損也最快，當(dāng)?shù)谝坏拉h(huán)磨損后，

14、第二環(huán)就起主要密封作用，依次類推。在低壓級(jí)中，由于排氣壓力小，環(huán)承受的壓力較小，所以環(huán)的磨損較慢；而同一機(jī)的高壓級(jí)中，環(huán)承受的壓力較大，所以環(huán)的磨損較快，為了使高壓級(jí)與低壓級(jí)活塞環(huán)的維修周期相同，所以高壓級(jí)采用較多的環(huán)數(shù)。第三十九張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3、活塞環(huán)的數(shù)目一般鑄鐵活塞環(huán)的數(shù)目可根據(jù)被密封的壓差P選取，但它還與環(huán)的耐磨性、切口形式等有關(guān)，故在實(shí)際壓縮機(jī)中并不一致。第四十張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4、活塞環(huán)的斷面形狀第四十一張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5、活塞環(huán)的材質(zhì) 活塞環(huán)材質(zhì)應(yīng)具有足夠的耐磨性，如無(wú)特殊要求，般均采用鑄鐵。考慮到小直

15、徑環(huán)比大直徑環(huán)的受力情況要嚴(yán)重些，所用鑄鐵牌號(hào)也不同。一般:D200mm，采用HT3054或HT2547，300mmD200mm采用HT2547， D300mm采用HT2040。第四十二張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月四 填料函 填料函是密封氣缸和活塞桿間隙的元件?，F(xiàn)在的填料都是自緊式的，當(dāng)填料磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償。第四十三張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月五、氣閥（一）氣閥的工作原理 第四十四張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）氣閥的結(jié)構(gòu)環(huán)狀閥第四十五張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（三）環(huán)狀閥主要參數(shù)的確定 環(huán)狀閥的主要參數(shù)有：氣流速度，閥片升程，彈簧力

16、及氣閥的主要結(jié)構(gòu)尺寸。參數(shù)選取應(yīng)考慮的因素有氣流阻力，氣閥啟閉的及時(shí)性，氣閥的壽命及泄漏等。第四十六張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）氣閥的結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀閥第四十七張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月六、曲軸 曲軸是活塞式壓縮機(jī)的重要部件之一。它負(fù)擔(dān)傳遞全部驅(qū)動(dòng)功率，并承受拉、壓、剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)等交變復(fù)合作用力。曲軸分兩大類曲拐軸曲柄軸第四十八張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月曲軸可以做成整體的，也可以作成半組合和組合式的。現(xiàn)在，大多數(shù)壓縮機(jī)均采用整體式曲軸。近年來(lái)，大多數(shù)壓縮機(jī)的曲軸常常被做成空心結(jié)構(gòu)，這種空心結(jié)構(gòu)的曲軸非但不影響曲軸的強(qiáng)度，反而能提高其抗疲勞強(qiáng)度，降

17、低有害的慣性力，減輕其無(wú)用的重量。實(shí)踐證明，空心曲軸比實(shí)心曲軸抗疲勞強(qiáng)度約提高50%。此外，為了抵消曲軸不平衡質(zhì)量所引起的回轉(zhuǎn)慣性力，曲柄下端通常配有平衡重。第四十九張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月七、連桿連桿的作用是將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又將作用在活塞上的推力傳遞給曲軸的部件。第五十張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月八、十字頭 十字頭是連接作搖擺運(yùn)動(dòng)的連桿與作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞桿的機(jī)件，具有導(dǎo)向作用。 第五十一張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 十字頭與活塞桿連接形式又分為螺紋連接、聯(lián)接器連接、法蘭連接和楔連接四種。 第五十二張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月九、軸承和軸瓦軸承有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩大類。滾動(dòng)軸承使用維護(hù)方便，機(jī)械效率和標(biāo)準(zhǔn)化程度高?；瑒?dòng)軸承的結(jié)構(gòu)緊湊，制造、安裝方便。一般大型壓縮機(jī)用滑動(dòng)軸承，兩支點(diǎn)的中小型壓縮機(jī)用滾動(dòng)軸承。第五十三張，PPT共五十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第六節(jié) 活塞式壓縮機(jī)的運(yùn)行及調(diào)節(jié)一、排氣量調(diào)節(jié)（