空氣壓縮機(jī)及壓風(fēng)管路設(shè)計(jì)

空氣壓縮機(jī)及壓風(fēng)管路設(shè)計(jì)空壓站就是壓縮空氣站，由空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐（分為一級(jí)、二級(jí)儲(chǔ)氣罐）、空氣處理凈化設(shè)備、冷干機(jī)組成。壓縮空氣站在廠（礦）內(nèi)的布置，應(yīng)根據(jù)以下因素確定經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)方案?？拷?fù)荷中心；供電、供水合理；有擴(kuò)建的可能性；避免靠近散發(fā)爆炸性、腐蝕性和有毒氣體以及粉塵等有害物的場(chǎng)所，并位于上述場(chǎng)所全年風(fēng)向最小頻率的下風(fēng)側(cè)；壓縮空氣站對(duì)有噪聲、振動(dòng)防護(hù)要求場(chǎng)所的間距，應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定。摘要隨著社會(huì)的全面發(fā)展和進(jìn)步，空氣壓縮機(jī)因其獨(dú)特的特點(diǎn)在很多方面得到應(yīng)用，比如風(fēng)動(dòng)機(jī)械的驅(qū)動(dòng)、壓風(fēng)自救等。關(guān)鍵詞：空壓機(jī)；壓風(fēng)管路；PLC；壓風(fēng)自救ABSTRACTWiththeoveralldevelopmentandprogressofsociety,becauseofitsuniquefeaturesaircompressortogetapplicationsinmanyareas,suchaswind-drivenmachinery,selfwindpressureandsoon.TheissueofaircompressorsandairpressurepipingdesigntrainingprogramisbasedonthetopicofcoalCollegeofEngineeringDepartmentofMechanicalEngineeringundergraduate(mineelectromechanicaldirection).Includingthescopeandresearchpurposesscrewaircompressor,aircompressorusedinairpressure,self-helpinthedevelopmentofdomesticandinternationalaircompressor,aircompressorGeneral,systemprocesses,electronicallycontrolledscrewcompressorPLCsystemdesign,selectionandpressureaircompressorpipingdiameterselection,designlayoutandairpressurepipelinecompressorroom.Keywords:aircompressor;thecompressedairpipe;PLC;airpressureself-help目錄1概括........................................................................................................................................................1使用范圍及研究目的.................................................................................................................1空壓機(jī)在煤礦生產(chǎn)及安全救險(xiǎn)中的應(yīng)用..................................................................................1國(guó)內(nèi)外空壓機(jī)的發(fā)展..................................................................................................................2礦用螺桿式空壓機(jī)的特點(diǎn)..........................................................................................................22空氣壓縮機(jī)的通則................................................................................................................................4螺桿式空壓機(jī)簡(jiǎn)介......................................................................................................................4螺桿式空壓機(jī)的構(gòu)造及各零件功能..........................................................................................4螺桿式空壓機(jī)的工作原理(風(fēng)冷)................................................................................................73系統(tǒng)流程..............................................................................................................................................11空氣流程....................................................................................................................................11潤(rùn)滑油流程................................................................................................................................12氣路控制系統(tǒng)............................................................................................................................144電控制系統(tǒng)..........................................................................................................................................16控制系統(tǒng)組成............................................................................................................................16微機(jī)控制器介紹........................................................................................................................17控制原理....................................................................................................................................22選型.....................................................................................................................................245壓風(fēng)設(shè)備的選型設(shè)計(jì)..........................................................................................................................26設(shè)計(jì)依據(jù)....................................................................................................................................26供氣量計(jì)算及壓氣機(jī)選型........................................................................................................26壓氣管路內(nèi)徑選擇....................................................................................................................29驗(yàn)算管道壓力損失...................................................................................................................306空壓機(jī)及壓氣管路設(shè)計(jì)......................................................................................................................31空壓機(jī)房選址及機(jī)房設(shè)計(jì)........................................................................................................31壓縮機(jī)的工藝系統(tǒng)....................................................................................................................32壓縮機(jī)的保護(hù)...........................................................................................................................336.4壓風(fēng)管路設(shè)計(jì)...........................................................................................................................33參考文獻(xiàn)..................................................................................................................................................35致謝..................................................................................................................................................36山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)1概括使用范圍及研究目的螺桿式空氣壓縮機(jī)是一種容積式空氣壓縮機(jī)，空氣經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮，體積減小，壓力升高，消耗外界做的功。壓縮空氣膨脹以后，體積增大，壓力降低，并對(duì)外做功。利用壓縮空氣能夠?qū)ν庾龉眚?qū)動(dòng)風(fēng)動(dòng)工具和機(jī)械。更重要的是利用壓縮空氣做動(dòng)力源可以避免電火花的產(chǎn)生而引起爆炸，且壓縮空氣具有良好的柔韌性和沖擊性能，能用于變負(fù)荷條件下的動(dòng)力源，風(fēng)動(dòng)機(jī)械排出的廢氣還可以幫助礦井通風(fēng)和降溫，改善工作環(huán)境，并在同時(shí)螺桿式空壓機(jī)的壓氣空氣管道在關(guān)鍵時(shí)刻可起到救援效果，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，被廣泛應(yīng)用于礦井。本設(shè)計(jì)的目的在于根據(jù)實(shí)際情況從空壓機(jī)的選型到安裝，電器控制到實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，從礦井的高效到低耗，以此為出發(fā)點(diǎn)對(duì)壓風(fēng)管路進(jìn)行設(shè)計(jì)。空壓機(jī)在煤礦生產(chǎn)及安全救險(xiǎn)中的應(yīng)用空壓機(jī)在礦井的生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）在瓦斯礦井中，采用壓縮空氣作動(dòng)力源可以避免由于電火花的產(chǎn)生而引起的爆炸，比電力源更安全。（2）空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)的氣動(dòng)機(jī)械（如鑿巖機(jī)，風(fēng)鎬等）由于具有沖擊性高、往返速度高可以適用于切割堅(jiān)硬的巖石。（3）壓縮空氣有彈性和良好的抗沖擊性能，可以在不同負(fù)載條件下做動(dòng)力源的條件，比動(dòng)力源更方便。（4）風(fēng)動(dòng)機(jī)械排出的廢氣，有助于礦井降溫，改善工作環(huán)境?？諌簷C(jī)在安全救險(xiǎn)上的應(yīng)用：在安全生產(chǎn)第一的現(xiàn)代礦井中，空氣壓縮機(jī)的存在尤為重要。它可以在第一時(shí)間向受困的煤礦工人提供氧氣，為工人們的安全提供了保障。同時(shí)，它也能提高煤礦的工作環(huán)境，可以稀釋瓦斯?jié)舛?，為礦井的安全生產(chǎn)提供了保證。1山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)外空壓機(jī)的發(fā)展螺桿式空氣壓縮機(jī)，最初是由阿爾夫1934年瑞典在提出的，由瑞典電機(jī)公司制造的第一個(gè)原型。螺桿式空氣壓縮機(jī)在中國(guó)近年來取得了很大的發(fā)展，如無錫壓縮股份批量生產(chǎn)不同規(guī)格、多品種的螺桿式空氣壓縮機(jī)，順德力精密機(jī)械已經(jīng)能夠產(chǎn)生一個(gè)長(zhǎng)壽節(jié)能單螺桿式空氣壓縮機(jī)。礦用螺桿式空壓機(jī)的特點(diǎn)伴隨著社會(huì)的全面進(jìn)步和發(fā)展，對(duì)空氣壓縮機(jī)有更多的需求。尤其是螺桿式空氣壓縮機(jī)，以其獨(dú)特的特點(diǎn)使其的使用比例也越來越大。就其使氣體壓力增加的原理，螺桿壓縮機(jī)與活塞式壓縮機(jī)是相同的，都屬于壓縮型式空壓機(jī)；且其主要部件的活動(dòng)形式和離心式壓縮機(jī)相似。因此螺桿式空壓機(jī)具有這兩種空壓機(jī)的主要特性，故螺桿式空壓機(jī)在現(xiàn)代礦井生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。（1）螺桿式空氣壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)它是一種容積式壓縮機(jī)，其理論排氣量和各工作部件，尤其是與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系，使壓縮機(jī)的主要參數(shù)的壓力和排氣量的變化不會(huì)互相影響。1）故障少，維修簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)。2）連續(xù)的單向旋轉(zhuǎn)，并且沒有往復(fù)運(yùn)動(dòng)，慣性力小，使得速度快，運(yùn)行可靠，無振動(dòng)。3）在一組轉(zhuǎn)子齒間，嚙合點(diǎn)沿軸線方向前進(jìn)，側(cè)面壓縮或排出體積減小，體積增大的另一側(cè)直接進(jìn)行下一個(gè)吸入過程。再加上旋轉(zhuǎn)數(shù)高，齒數(shù)較多，因此壓縮功能是完全連續(xù)的，吸入和排出沒有往復(fù)式壓縮機(jī)脈動(dòng)現(xiàn)象，也無離心空氣壓縮機(jī)的喘振現(xiàn)象。4）由于螺桿壓縮機(jī)屬于容積式，這樣的效果是壓力上升不是由于轉(zhuǎn)子速率的影響。只要轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，就可達(dá)到預(yù)定的壓縮比。此外，離心式空氣壓縮機(jī)是不一樣2山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)的，壓縮過程中，有其獨(dú)立的氣體比例。5）螺桿壓縮機(jī)的壓力是靠?jī)蓚€(gè)轉(zhuǎn)子不接觸的旋轉(zhuǎn)，使它能夠適應(yīng)濕的壓縮氣體和壓縮液滴。6）螺桿壓縮機(jī)的滑閥可控制在100%—10%連續(xù)比例范圍內(nèi)的能量。安裝在兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間的殼體中的閥門，可以來回移動(dòng)，通過閥芯控制在100%—10%范圍內(nèi)，進(jìn)氣量的變化，不影響壓縮比，不影響速度，可以控制在寬負(fù)載范圍內(nèi)的理想。7）因?yàn)闆]有通過實(shí)心轉(zhuǎn)子之間的接觸引起的摩擦，因此，螺桿空氣壓縮機(jī)除了用于無油潤(rùn)滑，也適用于輸送潤(rùn)滑油到的不被污染的場(chǎng)合。8）螺桿壓縮機(jī)體積小、重量輕、安裝方便、設(shè)備簡(jiǎn)單，所以一個(gè)螺桿式空壓機(jī)站的基礎(chǔ)設(shè)施投資少。9）螺桿壓縮機(jī)的制造工藝要求高，不適合高壓力壓縮。同時(shí)，在使用螺桿式壓縮機(jī)時(shí)，應(yīng)特別注意在指定的方向旋轉(zhuǎn)，而不應(yīng)相反。10）由于存在間隙，運(yùn)動(dòng)件必不可少出現(xiàn)泄漏，效率低。同時(shí)，在螺桿式無油壓縮機(jī)中，為了確保轉(zhuǎn)子之間的間隙，必須使用同步齒輪；為了減少內(nèi)部的溫度上升，必須以增加它的速度；利用齒輪，使機(jī)械損失減少；安裝管消聲器消除噪聲。（2）螺桿式空氣壓縮機(jī)的缺點(diǎn)1）成本高。螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的齒面是一個(gè)空間的表面，使用專用工具，專用設(shè)備加工是昂貴的。此外，螺桿式空氣壓縮機(jī)的氣缸的加工精度也有了更高的要求，因此成本較高。2）不能用于高壓場(chǎng)合。由于轉(zhuǎn)子和軸承的剛度和其他限制的壽命，螺桿壓縮機(jī)只能在中、低壓力范圍內(nèi)使用，排氣壓力一般不超過。3）不能做成迷你型。密封氣體取決于螺桿壓縮機(jī)的間距,一般體積大于0.2m3/min,螺桿壓縮機(jī)的性能優(yōu)越。3山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)2空氣壓縮機(jī)的通則螺桿式空壓機(jī)簡(jiǎn)介螺桿空氣壓縮機(jī)是當(dāng)今世界上的空氣壓縮機(jī)的主流，它與活塞式壓縮機(jī)（相同的排氣壓力）相比具有很多優(yōu)點(diǎn)例如振動(dòng)小、噪聲低、效率高。陰陽轉(zhuǎn)子間以及轉(zhuǎn)子和殼體之間的配合精度降低回流泄漏從而提高了效率；只有嚙合轉(zhuǎn)子，沒有氣缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，減少了振動(dòng)和噪聲源；風(fēng)冷卻使得螺桿式空壓機(jī)能適應(yīng)不同的礦井環(huán)境；獨(dú)特的潤(rùn)滑方式同時(shí)也帶來了許多優(yōu)點(diǎn)，憑借其自身產(chǎn)生的壓力差，使得潤(rùn)滑油不斷注入壓縮室和軸承，使得復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單。1注入的潤(rùn)滑油可以在相互嚙合的轉(zhuǎn)子之間形成油膜,轉(zhuǎn)子可以直接驅(qū)動(dòng)一對(duì)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),不用使用高密度同步齒輪。2射入的潤(rùn)滑油能增加氣密性。3潤(rùn)滑油吸入壓縮熱，所以即使壓縮比達(dá)到16，機(jī)頭還可控制潤(rùn)滑油在惡劣條件下，轉(zhuǎn)子與機(jī)外之間也不會(huì)因膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生摩擦。4潤(rùn)滑油能減少由于高頻壓縮所產(chǎn)生的噪音。5壓縮空氣中的微量潤(rùn)滑油，對(duì)氣動(dòng)工具有潤(rùn)滑效果。螺桿式空壓機(jī)的構(gòu)造及各零件功能螺桿式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖所示。在“∞”形的氣缸中平行放置著一對(duì)相互嚙合的螺旋形轉(zhuǎn)子。通常將節(jié)圓外具有的凸齒的轉(zhuǎn)子稱為陽轉(zhuǎn)子或陽螺桿，轉(zhuǎn)子具有節(jié)圓上的凹齒被定義為陰轉(zhuǎn)子或內(nèi)螺紋。在一般陽轉(zhuǎn)子與原電機(jī)連接，由陽轉(zhuǎn)子帶動(dòng)陰轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。所以陽轉(zhuǎn)子也被稱為主動(dòng)轉(zhuǎn)子，陰轉(zhuǎn)子也被稱為從動(dòng)轉(zhuǎn)子。該壓縮機(jī)機(jī)體孔的兩端分別安裝在具有一定形狀和尺寸的孔口，吸氣，稱為吸氣口，排出，稱為排氣口。4山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)圖2-1螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1機(jī)體機(jī)體是螺桿式空氣壓縮機(jī)的主要部分，它是由中間部分的氣缸及兩端的端蓋的組成。在等于轉(zhuǎn)子直徑較小的機(jī)器中，通常將排氣端蓋或吸氣端蓋與奇光做成為一體，制成帶端蓋的整體結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子順軸向裝入汽缸。在轉(zhuǎn)子直徑較大的機(jī)器中，汽缸與吸氣和排氣端蓋是分開的。1）端蓋具有吸氣/排氣通道的端蓋，通常分為整體結(jié)構(gòu)和分體式結(jié)構(gòu)的兩種。端蓋具有內(nèi)置的軸密封，軸承，有的蓋箱也可作為增速齒輪或同步齒輪。2）汽缸5山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)噴油螺桿式空壓機(jī)機(jī)體大多采用單層壁結(jié)構(gòu)氣缸，其轉(zhuǎn)子包含在機(jī)體中，機(jī)體的外側(cè)即為大氣。3）機(jī)體材料該材料主要取決于排氣壓力的要求和壓縮氣體的特性，與灰鑄鐵作為排氣壓力小于的材料，當(dāng)排氣壓力大于時(shí)可以使用鋼和球墨鑄鐵。此外，灰鑄鐵可用于空氣或惰性氣體，鑄鐵或球墨鑄鐵可用于碳?xì)浠衔锖鸵恍┹p微的腐蝕性氣體。對(duì)于腐蝕性氣體，酸氣和水的氣體，是一種高合金鋼或不銹鋼。對(duì)于腐蝕性氣體介質(zhì)，也可用于噴涂或刷在普通鑄鋼材料鍍上一層防腐材料。2轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是螺桿式空氣壓縮機(jī)的主要部件，其結(jié)構(gòu)分為整體式和組合式。當(dāng)轉(zhuǎn)子直徑小，用整體式，當(dāng)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的直徑大于3500mm轉(zhuǎn)子常見的結(jié)構(gòu)為組合式。噴油螺桿式空壓機(jī)由于排氣溫度較低，轉(zhuǎn)子熱脹不明顯，一般不安裝密封齒。因?yàn)榘惭b密封齒會(huì)使得螺桿式空壓機(jī)的泄漏三角形面積變大，而且給生產(chǎn)帶來困難，增加了成本。另外，當(dāng)螺桿式空壓機(jī)轉(zhuǎn)子型線的齒頂圓附近截面非常小時(shí)，型線本身就起到齒頂密封齒的作用。常用鍛件作為螺桿式空壓機(jī)轉(zhuǎn)子的毛坯，一般多利用中碳鋼（45號(hào)鋼等），有特殊要求時(shí)用40Cr等合金鋼或鋁合金。為了加工方便，減少成本，目前也采用QT600-3球墨鑄鐵。3軸承軸向力和徑向力作用于螺桿式空壓機(jī)的轉(zhuǎn)子上。由于轉(zhuǎn)子兩側(cè)所受壓力不同而產(chǎn)生徑向力，其大小取決于轉(zhuǎn)子直徑、長(zhǎng)徑比、內(nèi)壓比、及運(yùn)行工況。由于轉(zhuǎn)子一端是吸氣壓力，另一端是排氣壓力，再加上內(nèi)壓縮過程的影響產(chǎn)生軸向力，以及一個(gè)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)另一轉(zhuǎn)子等因素而產(chǎn)生的，軸向的大小是轉(zhuǎn)子直徑，內(nèi)壓比以及運(yùn)行工況的函數(shù)。因?yàn)閮?nèi)壓縮的存在，所以使得排氣端的徑向力大于吸入端。轉(zhuǎn)子的形狀和不同的壓力作用面積，使得兩個(gè)嚙合的轉(zhuǎn)子的徑向力也不同，陰轉(zhuǎn)子軸承載荷的徑向力最大，因此承受徑向力由高到低依次為：陰轉(zhuǎn)子排氣端軸承，陽轉(zhuǎn)子排氣軸承，陰轉(zhuǎn)子吸氣端軸承和陽轉(zhuǎn)子吸氣軸承。，轉(zhuǎn)子吸入側(cè)軸承和陽轉(zhuǎn)子吸力軸承。同樣地，兩個(gè)轉(zhuǎn)子6山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)軸向力也不同軸向力之間的差別比徑向力的差別大的多，陽轉(zhuǎn)子所受軸向力大約是陰轉(zhuǎn)子的4倍。螺桿式空壓機(jī)一般用的是軸承滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承。螺桿式空壓機(jī)設(shè)計(jì)中采用的軸承應(yīng)保證轉(zhuǎn)子的一端固定，另一端能夠伸縮。一般情況下轉(zhuǎn)子在排出側(cè)軸向定位，在吸入側(cè)留有較大的軸向間隙，讓其自由膨脹，以便保持排出端有不變的最小間隙值，使氣體泄漏為最小，并避免端面磨損。噴油螺桿式空壓機(jī)由于軸向力都不大，故都采用滾動(dòng)軸承。承受軸向力的軸承總是放在排氣端，以便得到最小的排氣端面間隙。徑向載荷通常用分別安裝在轉(zhuǎn)子兩端的圓柱滾子軸承承受，在排氣端的一個(gè)角接觸球軸承承受軸向載荷，并對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行雙向定位。在一些機(jī)器中，用一對(duì)背靠背安裝的圓錐滾子軸承或角接觸球軸承同時(shí)承受徑向和軸向載荷。4軸封噴油螺桿式空壓機(jī)一般采用滾動(dòng)軸封，在排氣端的轉(zhuǎn)子工作段與軸承之間加一個(gè)軸封，以防止壓縮腔的氣體經(jīng)過轉(zhuǎn)子軸向外泄露。這種軸封只要在與軸頸相應(yīng)的機(jī)體處開設(shè)特定的油槽，通入具有一定壓力的密封油即達(dá)到有效的軸向密封。噴油螺桿式空壓機(jī)轉(zhuǎn)子的外伸軸一般都設(shè)計(jì)在吸氣側(cè)，由于在利用吸氣節(jié)流的方式調(diào)節(jié)空壓機(jī)的氣量時(shí)，外伸軸上的軸封兩側(cè)可能會(huì)有一個(gè)大氣壓力的壓差。由于此處的軸封必須防止?jié)櫥偷穆┏龊臀催^濾空氣的漏入，故在小型空壓機(jī)中通常采用簡(jiǎn)單的唇形密封。大中型空壓機(jī)中采用有油潤(rùn)滑機(jī)械密封。5內(nèi)容積比調(diào)節(jié)滑閥螺桿式空壓機(jī)工作過程的重要特點(diǎn)之一是具有內(nèi)壓縮過程，空壓機(jī)的最佳工況是內(nèi)壓比等于外壓比。若二者不等，無論是欠壓縮還是過壓縮，經(jīng)濟(jì)性都會(huì)降低。顯然增大或減小排氣孔口的尺寸，將改變齒間容積內(nèi)氣體同排氣孔口連通的位置，從而改變內(nèi)壓獲得變化的排氣孔口，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)容積比和內(nèi)壓比的調(diào)節(jié)。螺桿式空壓機(jī)的工作原理(風(fēng)冷)螺桿式空壓機(jī)的基元容積是由陽，陰轉(zhuǎn)子和氣缸內(nèi)壁面之間形成的一對(duì)齒間容7山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)積，隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，基元容積的大小和空間位置都在不斷的變化。螺桿式空壓機(jī)的工作包括以下四個(gè)過程：1吸氣過程：圖2-2吸氣過程如圖2-2，隨著轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng),嚙合的齒逐漸脫離,形成齒的空間,隨著齒的擴(kuò)大形成形成一定的真空室,而嚙合的齒之間的體積只與進(jìn)氣口連接,所以氣體便在壓差作用下流入真空室。在隨后的過程中轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),陽轉(zhuǎn)子的齒不斷從陰轉(zhuǎn)子齒槽中脫離出來,齒空間不斷擴(kuò)大,并保持溝通與吸嘴。隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子體積達(dá)到最大值時(shí),體積和吸氣口斷開,吸入過程結(jié)束。圖2-3封閉過程8山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)2封閉及輸送過程如圖2-3，吸氣終了時(shí)，主副轉(zhuǎn)子齒峰會(huì)與機(jī)殼密封，齒溝內(nèi)的空氣不在外流，此即“封閉過程”。兩轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，其齒峰與齒溝在吸氣端吻合，吻合面逐漸向排氣端移動(dòng)，此即“輸送過程”。圖2-4壓縮過程3壓縮及噴油過程如圖2-4，在輸送過程中，齒合面逐漸向排氣端移動(dòng)，是嚙合面與排氣口間的齒溝空間逐漸減少，齒溝內(nèi)空氣逐漸被壓縮，壓力逐漸升高，此即“壓縮過程”,而壓縮的同時(shí)，潤(rùn)滑油亦因壓力差的作用噴入壓縮室內(nèi)與空氣混合。圖2-5排氣過程4排氣過程9山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)如圖2-5，當(dāng)轉(zhuǎn)子的排氣口端面與機(jī)殼相通時(shí)(此時(shí)壓縮空氣壓力最大),被壓縮之空氣開始排出,直至齒峰與齒溝的嚙合面移至機(jī)殼的排氣端端面,此時(shí)兩轉(zhuǎn)子的嚙合面與機(jī)殼排氣口間的齒溝空間為零,此即完成“排氣過程”。與此同時(shí)，轉(zhuǎn)子的嚙合面與機(jī)殼進(jìn)氣口之間的齒溝長(zhǎng)度又達(dá)到最長(zhǎng)，由此，開始一個(gè)新的壓縮循環(huán)。螺桿式壓縮機(jī)作為回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的一種，在結(jié)構(gòu)上具有離心式壓縮機(jī)的特點(diǎn)，工作原理上則又屬于容積式壓縮機(jī)的范疇。由于以上特點(diǎn)，螺桿式壓縮機(jī)一般應(yīng)用于下列工況：1.流量不是很高2.需長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行3.排氣壓力不高10山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)3系統(tǒng)流程空氣流程通過空氣過濾器后空氣過濾除塵，經(jīng)過進(jìn)氣卸荷閥進(jìn)入主壓縮室，在主壓縮室壓縮空氣與潤(rùn)滑油混合。油氣混合物壓縮排到油氣桶，在油氣桶內(nèi)大部分潤(rùn)滑油被分離出來，油分離器過濾殘余潤(rùn)滑油，空氣由最小壓力閥的清潔后壓縮，壓縮后輸入系統(tǒng)的后冷卻器。系統(tǒng)流程如圖所示圖3-1系統(tǒng)流程圖3.1.1管路主要部件功能介紹A空氣濾清器空氣濾清器是一個(gè)干燥的濾紙，濾紙孔隙度約為10um左右。它的主要功能是過濾空氣中的灰塵，防止螺桿轉(zhuǎn)子被過度磨損而降低壽命，油過濾器和油分離器不通。B進(jìn)氣卸荷閥進(jìn)氣卸荷閥是一個(gè)很重要的組成部分，通過操作進(jìn)入壓縮機(jī)的進(jìn)氣量，來控排氣量。卸荷閥由進(jìn)氣，排氣節(jié)流小孔，出風(fēng)口和閥門等組成。通過電磁閥系統(tǒng)的壓力，11山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)在氣缸上的比例閥，控制閥打開，關(guān)閉，直至關(guān)閉，從而改變?nèi)肟诘拇笮。刂七M(jìn)氣。在一定范圍內(nèi)的空氣壓縮機(jī)可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)容量控制，以達(dá)到降低功耗的影響。C油氣桶油氣桶有兩種功能分別為油氣分離和儲(chǔ)油。油氣混合物經(jīng)壓縮后排至油氣桶，油氣桶的旋轉(zhuǎn)可以使得大部分潤(rùn)滑油分離；儲(chǔ)存較多的潤(rùn)滑油，避免熱油立即參與下一個(gè)循環(huán)，有利于降低排氣溫度。筒體有加油孔，供加油用。D油氣分離器“潤(rùn)滑油流程”中有油氣分離器的完整說明。E最小壓力閥與油氣分離器出口相連，它的開口壓力設(shè)定值為，最小壓力閥主要有以下功能：a起動(dòng)時(shí)優(yōu)先建立起潤(rùn)滑油所需的循環(huán)壓力，確保機(jī)器的潤(rùn)滑。b當(dāng)油氣桶內(nèi)空氣壓力大于之后最小壓力閥就開啟，這樣可以減小流過油氣分離器的空氣流速，保證油氣分離有比較好的效果，并且這樣可以避免油氣分離器因壓力差太大而受損。c止回功能：當(dāng)停機(jī)后油氣桶內(nèi)壓力下降時(shí)，防止管路壓縮空氣回流。F溫度傳感器溫度傳感器是用來測(cè)量機(jī)頭排氣口處的排氣溫度，并顯示在儀表盤上。它采用PT100的電阻作為敏感件，性能好、精度高。當(dāng)出現(xiàn)失油而導(dǎo)致油量不足或者冷卻不良等情況是，均有可能導(dǎo)致主機(jī)排氣溫度過高。當(dāng)檢測(cè)到得的排氣溫度與PLC設(shè)置的溫度一樣或者偏高時(shí)，空壓機(jī)自動(dòng)停機(jī)。潤(rùn)滑油流程1潤(rùn)滑油流程說明在油氣桶內(nèi)的壓力，將潤(rùn)滑油從油氣桶壓出，流動(dòng)的氣體通過溫度控制閥，油冷卻器冷卻后再經(jīng)過油過濾器除去雜質(zhì)顆粒，然后分為兩路，一路從機(jī)體噴霧進(jìn)入壓縮室，冷卻壓縮空氣；其他所有的通過機(jī)體兩端，潤(rùn)滑軸承組。而后各部分的潤(rùn)滑油在12山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)聚集于壓縮室底，經(jīng)排氣口排出。與油混合的壓縮空氣排入油氣桶后，絕大部分的油沉淀于油氣桶的底部，其余的含油霧空氣再經(jīng)過油細(xì)分離器，進(jìn)一步濾下剩余的油并參與下一個(gè)循環(huán)。2噴油量的控制通過空壓機(jī)噴入的油除起潤(rùn)滑作用外，主要用于帶走空氣在壓縮后所產(chǎn)生的熱量，噴油量的多少直接影響到空壓機(jī)的性能。噴油量于出廠前已經(jīng)由本技術(shù)師設(shè)置好，因此不能隨意改變。當(dāng)機(jī)頭排氣溫度偏低或過高需要調(diào)整時(shí)，請(qǐng)聯(lián)系公司客服。3油路主要部件功能說明A溫控閥溫度控制閥的主要功能是測(cè)量噴入機(jī)體的潤(rùn)滑油溫度控制壓縮機(jī)的排氣溫度，以避免在空氣中的水蒸汽凝結(jié)乳化潤(rùn)滑油油。剛啟動(dòng)時(shí)，潤(rùn)滑油的溫度低時(shí)，溫度控制閥被關(guān)閉，油不經(jīng)過冷卻器直接注入機(jī)體。如果溫度上升到高于70℃時(shí)，溫度控制閥逐漸打開的路徑通到油冷器，到76℃完全打開時(shí)，油會(huì)通過油冷卻器，然后噴到機(jī)體的內(nèi)部。B冷卻器（風(fēng)冷型）油冷卻器和后冷卻器組成一體，它倆的結(jié)構(gòu)都是板翅式。安裝時(shí)要確保冷卻器距離障礙物2米以上，使冷卻氣流能夠很好的流通。但是灰塵容易覆蓋翅片使得冷卻效果不好，有可能出現(xiàn)排氣溫度過高而停止工作。所以應(yīng)該定時(shí)清洗翅片保證有好的冷卻效果。C油過濾器油過濾器是一種紙質(zhì)過濾器，過濾精度在10μ?15μ。它的功能是除去油中的雜質(zhì)，如金屬顆粒，灰塵，油脂等，保證軸承和轉(zhuǎn)子的正常運(yùn)行。如果油過濾器堵塞時(shí)，可引起潤(rùn)滑油噴射量不足，并影響軸承的使用壽命，機(jī)體排氣溫度高（或停止）。D油細(xì)分離器油細(xì)分離器濾芯采用多層細(xì)密的特種纖維制成，主要作用是過濾掉壓縮空氣中所含霧狀潤(rùn)滑油，油顆粒大小可控制在以下，含油量能夠不大于3ppm。E回油單向閥13山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)油分離器過濾后的殘?jiān)杏谶^濾器的中央圓形槽，通過回油管道返回到主機(jī)，避免已分離出來的潤(rùn)滑油與壓縮空氣一起被排出機(jī)體。為了防止主壓縮室的油反應(yīng)，在油返回管設(shè)置一個(gè)單向閥。如果機(jī)器在運(yùn)行油耗突然增大，應(yīng)檢查是否節(jié)流孔是否堵住。氣路控制系統(tǒng)一般運(yùn)行1開始啟動(dòng)前，進(jìn)氣卸荷閥和加載卸載閥是關(guān)閉的。啟動(dòng)后，空氣通過進(jìn)氣卸荷閥從節(jié)流小孔吸入，由于有最小壓力閥，油氣桶慢慢建立起壓力，確保潤(rùn)滑油注入機(jī)體潤(rùn)滑。2負(fù)荷運(yùn)行完整的星角降壓?jiǎn)?dòng)后，延時(shí)幾秒，加載電磁閥得電開啟，內(nèi)部氣體通過壓力桶，進(jìn)氣卸荷閥逐漸打開，壓縮機(jī)進(jìn)入負(fù)荷條件。當(dāng)壓力超過，最小壓力閥打開，壓縮空氣輸出。當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，反比例閥開始工作，自動(dòng)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的供氣量，來使得供氣量等于耗氣量，此即無級(jí)氣量調(diào)節(jié)功能。3）卸載操作當(dāng)氣體不是很時(shí)小，當(dāng)排氣壓力達(dá)到微電腦控制的上限時(shí)，將達(dá)到極限。負(fù)載電磁閥斷電關(guān)閉，使進(jìn)氣閥的控制壓力損失自動(dòng)關(guān)閉，另一方面打開排氣閥，油箱內(nèi)的油液壓力得到釋放，使壓縮機(jī)進(jìn)入卸荷運(yùn)行狀態(tài)。卸載操作的保持時(shí)間達(dá)到設(shè)定上限值時(shí)，機(jī)器自動(dòng)關(guān)機(jī)。當(dāng)較低的系統(tǒng)壓力降到微電腦控制器設(shè)定值，加載和運(yùn)行的機(jī)器。氣路控制元件功能說明A加載電磁閥是一個(gè)兩位三通常閉電磁閥。由于電磁閥的得電和失電，來控制氣路的通聯(lián)和中斷狀態(tài)，從而完成加載和卸荷功能。B放空閥當(dāng)卸載操作或停機(jī)時(shí)，閥被打開時(shí)，在油氣桶內(nèi)的壓力釋放，使壓縮機(jī)低負(fù)荷運(yùn)14山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)行，或者以確保在重新啟動(dòng)在空載條件。C反比例閥超過設(shè)定的壓力時(shí)反比例閥起作用。此時(shí)，輸入壓力為高時(shí)，輸出的控制壓力為低，而控制壓力越低時(shí)，通過進(jìn)氣氣缸伸縮控制卸荷閥盤開度越小，空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣量就越少，使得空氣壓縮機(jī)的供氣量量和空氣消耗量平衡，實(shí)現(xiàn)無級(jí)容量調(diào)節(jié)功能。D安全閥安全閥是保障安全的部件。當(dāng)氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)故障而使得油氣桶內(nèi)氣體壓力比設(shè)定的排氣壓力高出約10％時(shí)，安全閥自動(dòng)起跳泄壓，使壓力降至額定排氣壓力以下。E壓力傳感器壓力傳感器測(cè)量油分離器的排氣壓力后，將測(cè)量值顯示在儀表板上。根據(jù)排氣壓力測(cè)量的數(shù)值，根據(jù)微機(jī)控制器的壓力上限壓力下限的設(shè)定值，使加載電磁閥電源得電或失電，從而實(shí)現(xiàn)加載狀態(tài)和卸載狀態(tài)兩者的轉(zhuǎn)換。F壓力表壓力表測(cè)量油氣桶內(nèi)油分離器前的壓力。因?yàn)橛头蛛x器內(nèi)存在最小壓力閥和管路阻力所以存在壓力降，壓力表顯示的排氣壓力和儀表板顯示的壓力相比是高的。應(yīng)經(jīng)常觀察比較壓差，當(dāng)壓力差超過后，應(yīng)該及時(shí)更換油氣分離器。15山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)4電控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)組成控制系統(tǒng)包括以下部分：PLC（包括相應(yīng)的控制模塊以及觸摸屏）、傳感器以及所需的按鈕開關(guān)、接觸器、斷路器等，其示意圖如圖4-1所示：圖4-1控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖PLC主要包括CPU，內(nèi)存，電源，和一個(gè)專門設(shè)計(jì)的輸入和輸出接口電路等。它是用來實(shí)現(xiàn)電氣部分的控制。包括：開始、運(yùn)行、停止，報(bào)警和故障自我診斷。起動(dòng)：2電動(dòng)機(jī)M1，M2如圖所示，可以通過轉(zhuǎn)換開關(guān)來啟動(dòng)。運(yùn)行：正常情況下，電機(jī)M1處于狀態(tài)，電機(jī)M2處于關(guān)閉狀態(tài)。溫度傳感器測(cè)出風(fēng)包出口溫度，并與給定值比較，當(dāng)溫度過高時(shí)操作M2的開啟，直到排氣溫度小于風(fēng)機(jī)停止溫度時(shí)，風(fēng)機(jī)停止。停止：按下停止按鈕，PIC控制接觸器停止工作，工作的變頻器停止。報(bào)警和故障診斷：空氣壓縮機(jī)需檢測(cè)的量主要包括：四個(gè)機(jī)體的溫度、氣體壓力罐溫度、冷卻水的壓力、潤(rùn)滑油壓力。16山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)微機(jī)控制器介紹1基本操作1）按鍵說明圖4-7100型文本顯示器ON——開機(jī)鍵：按此鍵電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行OFF——關(guān)機(jī)鍵：按此鍵電機(jī)停止運(yùn)行M——確定鍵：修改完數(shù)據(jù)后，按此鍵確認(rèn)數(shù)據(jù)輸入↑?——上移鍵：數(shù)據(jù)修改時(shí)，按此鍵上翻修改該數(shù)位；在菜單選擇時(shí)作為選擇鍵?！?——下移鍵：數(shù)據(jù)修改時(shí)，按此鍵下翻修改該數(shù)位；在菜單選擇時(shí)作為選擇鍵?！?——移位鍵/確認(rèn)鍵：修改數(shù)據(jù)時(shí)，此鍵作為移位鍵；在菜單選擇時(shí)作為確定鍵。2狀態(tài)顯示與操作機(jī)組通電后顯示如下界面：17山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)圖4-8機(jī)組通電后的界面5秒后顯示以下主界面：圖4-9按“↓?”進(jìn)入以下菜單選擇界面：圖4-10a運(yùn)行參數(shù)查看按“↓?”或“↑?”移動(dòng)黑色滾動(dòng)條到“運(yùn)行參數(shù)”菜單后，按確認(rèn)鍵“→?”后彈出下一級(jí)菜單：18山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)圖4-11再按“→?”彈出圖4-12如為最后一級(jí)菜單，界面不會(huì)出現(xiàn)黑色滾動(dòng)條，按返回鍵“RT”返回上級(jí)菜單或主界面。如在某一界面停止操作，數(shù)秒鐘后自動(dòng)返回主界面。b用戶參數(shù)圖4-13再按確定鍵“→?”彈出19山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)圖4-14如不繼續(xù)按確定鍵“→?”即可查看用戶參數(shù)。3功能及技術(shù)參數(shù)1）開關(guān)量：9路開關(guān)量輸入，10路繼電器開關(guān)量輸出；2）模擬量：二路Pt100溫度輸入，二路4～20mA變送輸入，兩組三相電流輸入（配套CT）；3）相序輸入電壓：三相380V；4）控制器工作電源：220V、50Hz、12VA（建議使用20VA）；5）顯示量程a、油溫：—20～150℃；精度：±1℃。b、氣溫：—20～150℃；精度：±1℃。c、運(yùn)行時(shí)間：0～999999小時(shí)。6）相序保護(hù)：當(dāng)保護(hù)器檢測(cè)到錯(cuò)相時(shí)，動(dòng)作時(shí)間≤2s；7)電機(jī)保護(hù)：本控制器對(duì)主電機(jī)和風(fēng)扇電機(jī)均具有以上五種基本保護(hù)功能①堵轉(zhuǎn)保護(hù)：起動(dòng)結(jié)束后，當(dāng)工作電流達(dá)到設(shè)定電流的四至八倍時(shí)，動(dòng)作時(shí)間不大于；②短路保護(hù)：只要檢測(cè)電流達(dá)到設(shè)定電流的八倍以上時(shí)，動(dòng)作時(shí)間不大于；③缺相保護(hù)：當(dāng)任何一相電源缺相時(shí),動(dòng)作時(shí)間不大于2s；④不平衡保護(hù)：任何兩相間電流相差60～75%時(shí),動(dòng)作時(shí)間不大于5s；⑤過載反時(shí)限保護(hù)特性(時(shí)間單位為秒)，見下表。倍數(shù)＝I實(shí)／I設(shè)定當(dāng)電機(jī)運(yùn)行電流大于或等于設(shè)定電流的倍至倍時(shí)按下表的過載倍數(shù)及動(dòng)20山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)作時(shí)間延時(shí)動(dòng)作表4-1電機(jī)保護(hù)反時(shí)限曲線表8）溫度保護(hù)：當(dāng)檢測(cè)到的實(shí)際溫度大于設(shè)定溫度時(shí),動(dòng)作時(shí)間≤2s；9）輸出繼電器觸點(diǎn)容量：250V5A；觸點(diǎn)壽命500000次；10）電流顯示誤差小于1.0%.；11）RS—485通訊4控制器安裝在控制柜內(nèi)，控制器周圍應(yīng)有一定的空間方便布線。具體尺寸如下1輸入指示燈（IN）：00、01、02、03、04、05、06、07、分別為對(duì)應(yīng)輸入開關(guān)量端子號(hào)20、19、18、17、21山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)16、15、14、13。2輸出指示燈（OUT）00、01、02、03、04、05、06、07、08、09分別對(duì)應(yīng)輸出開關(guān)量端子號(hào)27、28、29、30、31、35、36、37、38、393電源指示：PWR燈4運(yùn)行指示：RUN燈5故障指示：ERR燈文本顯示器接線端子：顯示面板有五個(gè)接線端子和一個(gè)顯示電纜D形頭，分別用于顯示連接、Rs—485通訊、24V電源輸入?？刂破鹘泳€端子：顯示面板與控制器要用通訊電纜將它們連接。23、24、25分別為相序輸入端子；7、9分別為排氣溫度輸入端子；CT1為主電機(jī)互感器；CT2為風(fēng)扇電機(jī)互感器。32為輸出繼電器公共端COM1；27工頻時(shí)控制主接觸器；28工頻時(shí)控制星形接觸器；29控制角形接觸器；30加載電磁閥；31控制冷卻風(fēng)機(jī)；34變頻時(shí)控制變頻器投入；35控制變頻風(fēng)機(jī)；37控制變頻器啟動(dòng)運(yùn)行；38為故障指示；39預(yù)警指示；40為COM2。42為摸擬地（大地），43、44為220V電源?？刂圃黼姎庠韴D如下圖所示22山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)電氣原理圖1獨(dú)立控制（1）近地自動(dòng)控制（啟停方式：機(jī)旁；加載方式：自動(dòng)）①按“ON”鍵起動(dòng)：（Y—△起動(dòng)）控制器上電后有3秒自檢，按“ON”鍵不能起動(dòng)。自檢結(jié)束后按“ON”鍵主機(jī)開始起動(dòng)。主機(jī)起動(dòng)過程為：KM3得電→KM1得電→Y形起動(dòng)狀態(tài)→延時(shí)時(shí)間到（Y—△轉(zhuǎn)換時(shí)間），KM3失電（KM2、KM3互鎖），KM2得電→電機(jī)△形運(yùn)行，起動(dòng)結(jié)束。起動(dòng)過程中，所有電磁閥一直失電，實(shí)現(xiàn)空車起動(dòng)。②自動(dòng)運(yùn)行控制：電機(jī)起動(dòng)到△狀態(tài)后，延時(shí)一段時(shí)間后，加載電磁閥得電，空壓機(jī)開始加荷，汽罐壓力開始升高。當(dāng)氣壓升高超過設(shè)定高限壓力時(shí)（卸載壓力值），加載電磁閥失電，卸放電磁閥得電，空壓機(jī)空車運(yùn)行。如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（空車時(shí)間內(nèi)），氣壓又降低于設(shè)定的低限壓力（加載壓力值），加載電磁閥又得電，卸放閥失電，壓縮機(jī)正常壓縮空氣，提高氣罐壓力。如果在空車時(shí)間內(nèi)，氣罐壓力沒有降到低限壓力，控制器將自動(dòng)停止電機(jī)工作，實(shí)現(xiàn)空車過久自動(dòng)停機(jī)。只有當(dāng)壓力降到低限壓力，電機(jī)自動(dòng)按起動(dòng)過程起動(dòng)運(yùn)行，如此往復(fù)循環(huán)。③在自動(dòng)狀態(tài)下手動(dòng)加載/卸載在自動(dòng)狀態(tài)下，設(shè)備處于卸載狀態(tài)，按一下“M”23山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)加載，如果壓力高于卸載壓力，加載電磁閥點(diǎn)動(dòng)一下后回到卸載狀態(tài)；如果壓力低于卸載壓力，加載電磁閥得電直到供氣壓力大于卸載壓力后重新回到卸載狀態(tài)。設(shè)備處于加載狀態(tài)，按一下“M”卸載，如果壓力高于加載壓力，加載電磁閥失電直到供氣壓力小于加載壓力后重新回到加載狀態(tài)；如果壓力低于加載壓力，此時(shí)卸載不起作用。④正常停機(jī)：按“OFF”鍵，加載電磁閥失電，延時(shí)一段時(shí)間（停機(jī)延時(shí)）后，電機(jī)接觸器失電，主機(jī)和風(fēng)扇電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。只有按“ON”鍵才能重新起動(dòng)。⑤防頻繁起動(dòng)控制按“OFF”停機(jī)、空車過久停機(jī)、故障停機(jī)使電機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)不能馬上起動(dòng)電機(jī)，需有一定延時(shí)，本控制器在各種停機(jī)狀態(tài)下時(shí)間顯示窗口倒記時(shí)顯示剩余延時(shí)時(shí)間（如90秒），只有延時(shí)時(shí)間為零時(shí)才能起動(dòng)電機(jī)。2風(fēng)機(jī)溫度控制當(dāng)排氣溫度高于風(fēng)機(jī)啟動(dòng)溫度和主電機(jī)有電流時(shí)，KM4風(fēng)扇電機(jī)運(yùn)行；當(dāng)排氣溫度低于風(fēng)機(jī)停機(jī)溫度，風(fēng)扇電機(jī)停止運(yùn)行。3故障停機(jī)與緊急停機(jī)當(dāng)機(jī)組在運(yùn)行過程中出現(xiàn)電氣故障或排氣高溫等故障時(shí)控制器立即停止電機(jī)運(yùn)行需排除故障，故障狀態(tài)解除后才能重新起動(dòng)電機(jī)。如遇緊急情況，按下緊急停機(jī)按鈕SB0切斷接觸器電源。選型根據(jù)主電路和控制電路的設(shè)計(jì)，可統(tǒng)計(jì)出本系統(tǒng)共有2臺(tái)電機(jī)、2個(gè)電磁閥、7個(gè)壓力傳感器、2個(gè)溫度傳感器，以及啟動(dòng)停止等開關(guān)控制信號(hào)共11個(gè)，共有41個(gè)I/O點(diǎn)，它們構(gòu)成了PLC的控制對(duì)象。電機(jī)的啟動(dòng)由開關(guān)量控制，PLC模擬量模塊輸出4~20mA電流作為變頻器的控制端輸入，進(jìn)行氣壓的恒壓控制。同時(shí)，需要考慮PLC與變頻器的通訊接口的匹配問題。根據(jù)被控對(duì)象的I/O點(diǎn)數(shù)，掃描速度，自診斷功能，以及系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，經(jīng)濟(jì)性，采集數(shù)據(jù)類型，由程序存儲(chǔ)器的大小和其他因素所需的數(shù)據(jù)考慮，本次的PLC24山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)的選擇是西門子S7-200系列產(chǎn)品。根據(jù)本系統(tǒng)的工作要求，系統(tǒng)采用模擬量傳感器HM23Y型壓力變送器檢測(cè)系統(tǒng)各處的壓力；采用Pt100鉑熱電阻作為測(cè)量溫度的傳感器以檢測(cè)各處的溫度。HM23Y型壓力變送器的測(cè)量范圍0~0.5~220Mpa、供電電源一般為24V、信號(hào)輸出4~20mA。Pt100鉑熱電阻測(cè)量范圍為-50℃~180℃。25山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)5壓風(fēng)設(shè)備的選型設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)依據(jù)1我礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)生產(chǎn)能力力為1.2Mt/a,最大班入井人數(shù)：82人。如圖表5-1-1氣動(dòng)機(jī)具配置表，通過計(jì)算選擇空壓機(jī)型號(hào)、臺(tái)數(shù)，確定輸氣管路直徑。2根據(jù)安監(jiān)總煤行（2007）167號(hào)文件和《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定。表5-1氣動(dòng)機(jī)具配置表耗氣量名稱數(shù)量（臺(tái)）(m/min)混凝土噴射2機(jī)氣體式掘巖1機(jī)氣動(dòng)錨2桿機(jī)因本礦井屬高瓦斯礦井，除井下風(fēng)動(dòng)工具使用壓縮空氣外，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，還必須在采掘工作面附近及工作面回風(fēng)系統(tǒng)中有人作業(yè)的地點(diǎn)，設(shè)置供給壓縮空氣設(shè)施的避難峒室或壓風(fēng)自救系統(tǒng)。因此本設(shè)計(jì)采用地面集中空壓機(jī)站向井下風(fēng)動(dòng)工具和壓風(fēng)自救系統(tǒng)供風(fēng)。4~70.5采掘工作面5~80.4采掘工作面3工作壓力使用地點(diǎn)/Mpa3~40.5采掘工作面供氣量計(jì)算及壓氣機(jī)選型1計(jì)算礦井所需的供氣量全礦供氣量是變化的，一般以三班中可能出現(xiàn)的最大用氣量一班為依據(jù)，即最大26山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)班次確定為早班，最大同時(shí)使用氣動(dòng)機(jī)具臺(tái)數(shù)為：混凝土噴射機(jī)2臺(tái)（耗氣量2×8=16m3/min），氣體式掘巖機(jī)1臺(tái)（耗氣量7×1=7m3/min），氣動(dòng)錨桿機(jī)2臺(tái)（耗氣量4×2=8m3/min），最大班入井人數(shù)82，每個(gè)人的耗氣量不少于；由系統(tǒng)布置圖查的壓氣官網(wǎng)全長(zhǎng)L=5812米，取管路漏氣系數(shù)為a1=1.20;風(fēng)動(dòng)機(jī)械磨損耗氣量增加系數(shù)；海拔修正系數(shù)g=1。（1)2臺(tái)混凝土噴射機(jī)的實(shí)際耗氣量為：Q=a1a2g?nqk1=1.20×1.15×1×2×8×1(2)1臺(tái)氣體式掘巖機(jī)的實(shí)際耗氣量為：Q2=a1ag2?nqk=1.20×1.15×1×1×7×1（3)2臺(tái)氣動(dòng)錨桿機(jī)的實(shí)際耗氣量為：Q3=a1ag2?nqk=1.20×1.15×1×2×4×1（4)礦井中工作人員的實(shí)際耗氣量為：Q4=0.3?n′82因故礦井總供氣量為式中：a1——沿管路全長(zhǎng)的漏氣系數(shù)；a2——?dú)鈩?dòng)機(jī)具磨損后，耗氣量增加的系數(shù)，一般?。沪谩０胃叨刃拚禂?shù)；275-1）5-2）5-3）5-4）（（（（山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)n——一天中可能出現(xiàn)的最大用氣量時(shí)，使用的同型號(hào)起動(dòng)機(jī)具的臺(tái)數(shù)；q——?dú)鈩?dòng)機(jī)具的耗氣量；k——同型號(hào)氣動(dòng)機(jī)具的同時(shí)工作系數(shù)。2估算空壓機(jī)必須的出口壓力地面空壓機(jī)房到最遠(yuǎn)工作面的距離為3199m，取每公里管長(zhǎng)損失為。3種氣動(dòng)機(jī)具中，氣動(dòng)錨桿機(jī)的額定壓力最高為，根據(jù)下式計(jì)算空壓機(jī)必要的出口壓力為：P=Pe+∑△P+0.1（5-5）×式中:P——空壓機(jī)必要的出口壓力，MPa；Pe——所用氣動(dòng)機(jī)具中最大的額定工作壓力，MPa；∑△P——礦井達(dá)產(chǎn)時(shí)，輸氣管道中最遠(yuǎn)一路的所有壓力損失MPa3選擇空氣壓縮機(jī)的型式及臺(tái)數(shù)根據(jù)計(jì)算的空氣壓縮機(jī)站的供氣量Q和估算空氣壓縮機(jī)的出口壓力p,和各種空氣壓縮機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)比較，查閱空氣壓縮機(jī)產(chǎn)品樣本，選用LG-44/8G空氣壓縮機(jī)2臺(tái)，1臺(tái)工作，1臺(tái)備用，主要技術(shù)參數(shù)見表5-2表5-2LG-44/8G型空氣壓縮機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表28山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)壓氣管路內(nèi)徑選擇壓氣管路布置如圖5-3圖5-3壓風(fēng)管路布置圖1主管管徑計(jì)算按《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，壓縮空氣管道干管管徑應(yīng)按礦井服務(wù)年限內(nèi)最遠(yuǎn)采區(qū)供氣距離確定；采區(qū)管道管徑可按礦井達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)，采區(qū)內(nèi)供氣最遠(yuǎn)距離計(jì)算。根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)的壓力損失，壓風(fēng)管路內(nèi)徑計(jì)算如下：d1?6.563Q0.37l0.2（5-6）（）?（3199）=6.563?㎜式中Q—通過管路的供氣量，m3/minl—管路計(jì)算長(zhǎng)度，取最遠(yuǎn)長(zhǎng)度，；根據(jù)計(jì)算，地面、副斜井和集中運(yùn)輸大巷敷設(shè)主管，主管選取標(biāo)準(zhǔn)管徑為ф159×的無縫鋼管，滿足空壓機(jī)工作供氣要求。2干管壓力損失計(jì)算：?12li?pi?10Qi5di1.85?0.0MPa3（5-7）式中：di—該管段的標(biāo)準(zhǔn)管徑，；29山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)li—考慮局部損失在內(nèi)的該管段折算長(zhǎng)度，li?1.15l,m；l?該管段實(shí)際管長(zhǎng)，1960m;Qi?通過管段的空氣流量，3支管管徑計(jì)算：根據(jù)作業(yè)程序先后，隨著掘進(jìn)輔設(shè)管路，掘進(jìn)完成移交生產(chǎn)后，隨著回采工作面的推進(jìn)回收管路?；夭晒ぷ髅孀鳂I(yè)人數(shù)多，按回采工作面人數(shù)需風(fēng)量計(jì)算管徑：0.370d2?6.56Q3l（5-8）㎜式中Q—急救風(fēng)量，按82人計(jì)算；l—支管管路計(jì)算長(zhǎng)度，3317m；根據(jù)以上計(jì)算，回采面運(yùn)輸順槽和回風(fēng)順槽、備用工作面運(yùn)輸順槽、回風(fēng)大巷、集中回風(fēng)大巷、回風(fēng)石門掘進(jìn)面敷設(shè)支管，支管選取標(biāo)準(zhǔn)管徑為ф133×4的無縫鋼管，隨著掘進(jìn)鋪設(shè)管路，隨著回采回收管路。4支管壓力損失計(jì)算：?pi?10?12liQid5i1.853a（5-9）式中：di—該管段的標(biāo)準(zhǔn)管徑，；li—考慮局部損失在內(nèi)的該管段折算長(zhǎng)度，li?1.15l,m；l?該管段實(shí)際管長(zhǎng)，3317m;Qi?通過管段的空氣流量，驗(yàn)算管道壓力損失最遠(yuǎn)端管道壓力損失為：i?1napH??p?pe?0.?0.8?0.06?0M.7P4a10?.5?0.1MP0.60.7?40,故滿足要求。.30山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)6空壓機(jī)及壓氣管路設(shè)計(jì)空壓機(jī)房選址及機(jī)房設(shè)計(jì)一、空氣壓縮機(jī)室定位的基礎(chǔ)1、避免空氣壓縮機(jī)室附近出現(xiàn)爆炸性，腐蝕性以及有毒氣體和粉塵和其他有害物質(zhì)，而且空壓機(jī)房所在地方應(yīng)位于全年風(fēng)向最小頻率的下風(fēng)側(cè)；2、空氣壓縮機(jī)室和有噪聲，振動(dòng)防護(hù)要求的地方的距離，應(yīng)與國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定相一致；3、空壓機(jī)房的朝向，應(yīng)使機(jī)器具有良好的自然通風(fēng)，并應(yīng)減少太陽照射；4、空壓機(jī)所在的房間應(yīng)該為獨(dú)立的建筑物；5、空氣壓縮機(jī)室與機(jī)梁底之間的距離，符合設(shè)備拆裝起吊和通風(fēng)的要示，其凈高不宜小于4m；6、隔音室和控制室應(yīng)