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1、 活塞式壓縮機(jī)和螺桿壓縮機(jī) 第一節(jié) 概述 1、活塞式壓縮機(jī)的特點(diǎn) 活塞式壓縮機(jī)屬于容積式壓縮機(jī)，適用于中小輸氣量，排氣壓力可從低壓直至超高壓，與其它類型壓縮機(jī)相比，具有一系列特點(diǎn)： 其優(yōu)點(diǎn)是： (1) 不論流量大小，都能得到所需要的壓力，排氣壓力范圍廣，最高壓力可達(dá) 320MPa （工業(yè)應(yīng)用） ， 甚至 700MPa ，（實(shí)驗(yàn)室中） (2) 單機(jī)能力為在 500m3/min 以下的任意流量 (3) 在一般的壓力范圍內(nèi)，對材料的要求低，多采用普通的鋼鐵材料 (4) 熱效率較高，一般大、中型機(jī)組

2、絕熱效率可達(dá) 0.7~0.85 左右 (5) 氣量調(diào)節(jié)時(shí)，排氣量幾乎不受排氣壓力變動(dòng)的影響 (6) 氣體的重度和特性對壓縮機(jī)的工作性能影響不大，同一臺(tái)壓縮機(jī)可以用于不同的氣體 (7) 驅(qū)動(dòng)機(jī)比較簡單，大都采用電動(dòng)機(jī)，一般不調(diào)速 由于以上優(yōu)點(diǎn)，活塞式壓縮機(jī)在工業(yè)上獲得廣泛應(yīng)用，但此機(jī)型也存在一些缺點(diǎn)： （1） 結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重，易損件多，占地面積大，投資較高，維修工作量大，使用周期較短，但 經(jīng)過努力可以達(dá)到 8000 小時(shí)以上 （ 2） 轉(zhuǎn)速不高，機(jī)器體積大而重，單機(jī)排氣量一般小于500m3/min （3）

3、機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中有振動(dòng) （4） 排氣不連續(xù)，氣流有脈動(dòng)，容易引起管道振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)往往因氣流脈動(dòng)、共振而造成管 網(wǎng)或機(jī)件的損壞 （5） 流量調(diào)節(jié)采用補(bǔ)助容積或旁路閥，雖然簡單、方便、可靠，但功率損失大，在部分載荷 操作時(shí)效率降低 （ 6） 用油潤滑的壓縮機(jī)，氣體中帶油需要脫除 （ 7）大型工廠采用多臺(tái)壓縮機(jī)組時(shí)，操作人員多或工作強(qiáng)度較大 2、活塞式壓縮機(jī)的種類 活塞式壓縮機(jī)型式多樣，大體可按以下幾種方式分類 （ 1 ） 按排氣壓力分類 低壓壓縮機(jī) 0.2

4、MPa 高壓壓縮機(jī) 9.8~98.0MPa 越高壓壓縮機(jī) >98.0MPa （ 2 ） 按消耗功率分類 微型壓縮機(jī) <10KW 小型壓縮機(jī) 10~100KW 中型壓縮機(jī) 100~500KW 大型壓縮機(jī) >500KW （ 3） 按排氣量分類 微型壓縮機(jī) <1m3/min 小型壓縮機(jī) 1~10M3/min 中型壓縮機(jī) 10~60m3/min 大型壓縮機(jī) >60M3/min （4 ） 按氣缸中心線的相對位置分類 立式：氣缸中心線與地面垂直

5、 臥式：氣缸中心線與地面平行，其中包括一般臥式、對置式和對動(dòng)式（對置平衡式） 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 （5 ） 按活塞在氣缸內(nèi)作用情況分類 單作用式：氣缸內(nèi)僅一端進(jìn)行壓縮循環(huán) 雙作用式：氣缸內(nèi)兩端都進(jìn)行同一級次的壓縮循環(huán) 級差式：氣缸內(nèi)一端或兩端進(jìn)行兩個(gè)或兩個(gè)以上不同級次的壓縮循環(huán) （6） 按壓縮機(jī)級數(shù)分類 單級壓縮機(jī)：氣體經(jīng)一級壓縮達(dá)到排氣壓力 兩級壓縮機(jī)：氣體經(jīng)兩級壓縮達(dá)到排氣壓力 多級壓縮機(jī)：氣體經(jīng)三級以上達(dá)到排氣壓力 （7）

6、 按壓縮機(jī)列數(shù)分類 單列壓縮機(jī)：氣缸配置在機(jī)身一側(cè)的一條中心線上 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)兩條以上中心線上 3、活塞壓縮機(jī)的基本組成 活塞式壓縮機(jī)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)機(jī)、曲軸、連桿、十字頭、活塞桿、氣缸、活塞環(huán)、填料、氣閥、冷卻器、和油水分離器等所組成。驅(qū)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，通過連桿、十字頭和活塞桿帶動(dòng)活塞進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對氣 體進(jìn)行壓縮，出口氣體離開壓縮機(jī)，如有級間冷卻器則先進(jìn)入冷卻器后，再進(jìn)入油水分離器進(jìn)行分離和緩 沖，然后再依次進(jìn)入系統(tǒng)或下一級進(jìn)行多級壓縮。

7、 活塞式壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)： （1 ）對驅(qū)動(dòng)機(jī)的要求 ａ、驅(qū)動(dòng)機(jī)功率充足?；钊綁嚎s機(jī)廣泛用于中小流量、高壓下，耗功有大有小，但驅(qū)動(dòng)機(jī)功率必須足夠，并留有一定的富裕量 ｂ、盡量與壓縮機(jī)直聯(lián)?；钊綁嚎s機(jī)的工作轉(zhuǎn)速一般比較低，盡量采用與原動(dòng)機(jī)直聯(lián)，避免采 用中間齒輪變速器 ｃ、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)簡單，起動(dòng)迅速方便，容易開停車 ｄ、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動(dòng)小，防爆，安全可靠，能長周期運(yùn)行 （2 ）驅(qū)動(dòng)機(jī)種類 目前，活塞式壓縮機(jī)采用的驅(qū)動(dòng)機(jī)主要是電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)兩種，在有電的情況下，一般總是采用電動(dòng)機(jī)，只有在沒有電源時(shí)或有廉價(jià)的天然氣或煉廠廢氣的

8、場合下，才采用內(nèi)燃機(jī)。 電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)比較簡單，起動(dòng)迅速、簡便，工作安全可靠，維護(hù)簡單，重量輕，價(jià)格相對低 廉。 活塞式壓縮機(jī)一般采用交流電動(dòng)機(jī)，功率在 800KW 以下時(shí)，大多采用鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，起動(dòng)方便，價(jià)格低廉。但鼠籠式的起動(dòng)電流較大，會(huì)引起電網(wǎng)電壓的波動(dòng)。如果 在這方面受限制，可采用線繞轉(zhuǎn)子式異步電動(dòng)機(jī)，以防過大的起動(dòng)電流，但需設(shè)置一套專門的起動(dòng)裝置，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，價(jià)格比較昂貴。 異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù) cos φ <1，因此要消耗很大一部分無功功率，對電網(wǎng)是不利的。為此，當(dāng) 功率大于  800KW

9、  時(shí)，宜采用同步電機(jī)，因?yàn)橥诫姍C(jī)的功率因數(shù) cosφ=1。同步電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較 復(fù)雜，價(jià)格較高，對管理水平的要求也較高。 大型壓縮機(jī)都是采用電動(dòng)機(jī)剛性聯(lián)結(jié)直接驅(qū)動(dòng)，或者電機(jī)直接裝置在壓縮機(jī)的曲軸之上，成為懸掛式電動(dòng)機(jī)。剛性聯(lián)軸器的優(yōu)點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子可充作壓縮機(jī)的飛輪，但在裝配時(shí)對中要求較高。 4、活塞壓縮機(jī)的適用范圍 根據(jù)活塞壓縮機(jī)的特點(diǎn)，可以看出它的適用范圍主要是高壓力、中小流量。根據(jù)壓縮機(jī)的使用場合，考慮運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)方便，動(dòng)力平衡性，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便等因素，以下為典型對置式壓縮機(jī)簡圖  8-2： 對動(dòng)平衡

10、型壓縮機(jī)為活塞作對稱運(yùn)動(dòng)的對置型壓縮機(jī)，它具有一般臥式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，卻避免了 一般臥式壓縮機(jī)的缺點(diǎn)，它是臥式壓縮機(jī)的發(fā)展。氣缸水平布置且分布在曲軸箱兩側(cè)，氣缸中心線與曲軸 中心線垂直，每相鄰兩列有一對錯(cuò)角為 180o 的曲拐，活塞作相對運(yùn)動(dòng)。該類壓縮機(jī)的動(dòng)力平衡性能特別 好，其第一、二階慣性力可以完全平衡，慣性力矩也很小，轉(zhuǎn)速可比臥式提高 1~1.5 倍，一般機(jī)組可達(dá) 300~400rpm 。因此，壓縮機(jī)和電動(dòng)機(jī)在質(zhì)量上和外形尺寸上大約可減少 50~60% 。由于活塞對動(dòng)，相對兩 列的活塞力相反，能互相抵消，減輕了主軸承的負(fù)載，改善了軸承的磨損，活塞工作面上的

11、最大載荷和作 用在部件上的應(yīng)力和力矩減小 ，可使壓縮機(jī)的尺寸和重量大大減小 。該類壓縮機(jī)的系列化和變形比較方便，因此在大中小型壓縮范圍，無論在國內(nèi)外都有獲得了很大的發(fā)展，以壓倒的優(yōu)勢取代了一般臥式和大型立 式壓縮機(jī)組。 對置平衡型壓縮機(jī)按電動(dòng)機(jī)配置的位置不同可分為Ｈ型和Ｍ型兩種。 Ｍ型壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)配置在機(jī)身的一端，列間距較小。機(jī)身利于整個(gè)構(gòu)造，安裝簡單，但其機(jī)身和曲軸的剛性不如Ｈ型，而且機(jī)身和曲軸的制造也比Ｈ型困難。Ｍ型多用于多種用途的聯(lián)合壓縮機(jī)。 第二節(jié) 活塞式壓縮機(jī)的主要參數(shù) 1 、排氣量 活塞式壓縮機(jī)的排氣量，通常

12、是指單位時(shí)間內(nèi)壓縮機(jī)最后一級排出的氣體，換算到第一級進(jìn)口狀 態(tài)的壓力和溫度時(shí)的氣體容積值，排氣量常用的單位為 M3/min 或 M3/h 。 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)（一般為 1 大氣壓、 20 ℃）時(shí)的排氣量。對于實(shí)際氣體，若是在高壓下測得的氣體容積，則換算時(shí)要考慮到氣體的可壓縮性的影響。 排氣量表征壓縮機(jī)的大小，但并不表明壓縮機(jī)所排氣體的物質(zhì)數(shù)量?；すに囍惺褂玫膲嚎s機(jī)， 由于工藝計(jì)算的需要，需將排氣量折算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) （ 101325Pa 、0℃）時(shí)的干氣體積值，此值稱為供氣量。 供氣

13、量與排氣量的關(guān)系為 QN=Q0(P1- φ Ps1)T0/(P0T1) 式中 P0、 T0 及 P1 、T1------ 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)及壓縮機(jī)進(jìn)口狀態(tài)的壓力和溫度， N/m2 、 K φ------ 相對濕度 Ps1----- 進(jìn)氣溫度 T1 時(shí)的水蒸汽飽和蒸汽壓力， N/m2 （Pa） 反之，也可從用戶要求的供氣量，根據(jù)上式換算成壓縮機(jī)的排氣量。 2、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)末級排氣接 管處測量，常用單位為 MPa 。 一臺(tái)壓縮機(jī)的排氣壓力并非固定，

14、壓縮機(jī)銘牌上標(biāo)出的排氣壓力是指額定排氣壓力。實(shí)際上，壓縮機(jī)可在額定排氣壓力以下的任意壓力下工作，并且只要強(qiáng)度和排氣溫度等允許，也可超過額定排氣壓力 工作。 3、轉(zhuǎn)速 活塞式壓縮機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速，常用 r/min(rpm) 表示，它是表征活塞式壓縮機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。 4 、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。活 塞力已成為壓縮機(jī)系列化、規(guī)格化的一個(gè)主要參數(shù)，常用單位為 t（噸）。 5、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

15、為 m （米） 6、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。 7 、熱效率 （ 1）等溫效率 等溫效率有等溫指示效率和等溫軸效率之分，等溫指示效率是壓縮機(jī)理論等溫循環(huán)指示功與實(shí)際循環(huán)指示功之比，等溫軸效率系指理論等溫循環(huán)指示功與軸功之比，等溫軸效率也稱全等溫效率。 （2 ） 絕熱效率

16、 絕熱效率也可分絕熱指示效率和絕熱軸效率。一般絕熱效率系指絕熱軸效率，它是壓力縮機(jī)的理 論絕熱循環(huán)功與軸功之比。 （ 3） 等溫絕熱效率 將壓縮機(jī)理論循環(huán)的等溫指示功與絕熱循環(huán)功相比，其比值稱為等溫絕熱效率。 （4） 比功率 8 、 其它參數(shù) 表示活塞式壓縮機(jī)特征的還有其它一些參數(shù)，諸如結(jié)構(gòu)型式（立式、角式、和臥式等）、列數(shù)和 級數(shù)等。 第三節(jié) 活塞式壓縮機(jī)的變工況及排氣量調(diào)節(jié) 活塞式壓縮機(jī)的排氣量和壓力 (包括中間壓力 )，在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不是固定不變的。外界的氣耗用量不可能隨時(shí)都等于壓縮機(jī)的排氣量，進(jìn)出壓縮機(jī)的氣

17、體壓力也不會(huì)等于壓縮機(jī)的預(yù)定設(shè)計(jì)壓力。當(dāng)外 界耗氣量小于壓縮機(jī)的排氣量時(shí) ，便需對壓縮機(jī)進(jìn)行排氣量的調(diào)節(jié) ，以使縮機(jī)的排氣量適應(yīng)耗氣量的要求。 1、變工況工作 （1 ）吸氣壓力改變 當(dāng)吸氣壓力降低，排氣壓力不變時(shí)，對單級壓縮機(jī)，則壓縮比升高，排氣量下降，對于多級壓縮機(jī)，主要導(dǎo)致末級壓縮比升高，排氣量有所下降，級數(shù)越多，影響越少。 （2 ）排氣壓力改變 提高壓縮機(jī)的排氣壓力，而吸氣壓力不變，對于多級壓縮機(jī)來說末級壓縮比最大，但其余各級壓縮比也略有上升，排氣量減少，功率增加。 （3 ）壓縮介質(zhì)改變 介質(zhì)的改變，氣體的絕熱指數(shù)也

18、隨之改變，絕熱指數(shù)高，排氣量和功率都有所增大，重度增大的 氣體，功率也隨之增大。 （ 4）壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的改變 在一定范圍內(nèi)增加轉(zhuǎn)速，排氣量會(huì)相應(yīng)增加，而且還會(huì)影響到氣閥的壽命，所以提高轉(zhuǎn)速要綜合考慮，而且還要對有關(guān)通流部件進(jìn)行改造。 2、排氣量的調(diào)節(jié) 活塞式壓縮機(jī)調(diào)節(jié)氣量方法很多，按根據(jù)排氣改變的情況，可分為間隙調(diào)節(jié)、分級調(diào)節(jié)和連續(xù)調(diào) 節(jié)三種。 壓縮機(jī)和氣體耗用機(jī)器之間的輸氣管網(wǎng)容積（包括貯氣器在內(nèi)）也是排氣量調(diào)節(jié)中的重要環(huán)節(jié)。 當(dāng)壓縮機(jī)的排氣量大于氣體耗用量時(shí)，輸氣管網(wǎng)中的壓力升高，反之則降低。利用管網(wǎng)中壓力在一定的幅

19、 度范圍（壓力不均勻度）波動(dòng)，可在短期內(nèi)緩和排氣量不相等的矛盾。顯然，管網(wǎng)容積越大，它的平衡作用越大，或它的壓力不均勻度也越小。管網(wǎng)中應(yīng)用貯氣罐的目的就是加大管網(wǎng)容積。 壓縮機(jī)排氣量調(diào)節(jié)是根據(jù)管網(wǎng)中的壓力變化進(jìn)行的。采用人工操作的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)時(shí)，當(dāng)管網(wǎng)中壓力超過或低于規(guī)定值，即開啟或關(guān)閉調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。采用自動(dòng)操作的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)時(shí)，管網(wǎng)的壓力作用于一定的器械，從而使調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)發(fā)生作用。一般來說，趨向于采用自動(dòng)控制的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，稱為自動(dòng)控制。它要求較小的管網(wǎng)容積能達(dá)到更小的壓力不均勻度。只在耗氣量相當(dāng)穩(wěn)定，偶爾需要調(diào)節(jié)的場合，例如化工流程，才采用 手動(dòng)調(diào)節(jié)。也有在自動(dòng)控制之外，加用手

20、動(dòng)調(diào)節(jié)，作為開停車和緊急情況時(shí)的操作。 （1 ） 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 活塞式壓縮機(jī)的排氣量與轉(zhuǎn)速成正比，改變壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速就可以調(diào)節(jié)排氣量。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)目前主要應(yīng)用于直流電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)中。 （2 ） 管路調(diào)節(jié) 在管路方面增加適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)，利用適當(dāng)程度的阻塞或旁通來進(jìn)行排氣量的調(diào)節(jié)，而壓縮機(jī)本身結(jié)構(gòu)并無改變，因此管路調(diào)節(jié)可以應(yīng)用任一原來不具有排氣調(diào)節(jié)的壓縮機(jī)上。 （ 3）節(jié)流進(jìn)氣調(diào)節(jié) 在壓縮機(jī)進(jìn)氣管路上裝有節(jié)流閥，通過節(jié)流閥調(diào)節(jié)入口流量，從而調(diào)節(jié)壓縮機(jī)排量 （ 4）停止進(jìn)氣調(diào)節(jié) 停止進(jìn)氣調(diào)節(jié)是隔斷進(jìn)氣管路，使壓縮機(jī)進(jìn)入空轉(zhuǎn)

21、而排氣量為零。多用于開停機(jī)狀況。 （ 5）旁路調(diào)節(jié) 旁路調(diào)節(jié)是將進(jìn)氣管和排氣管用普通管路和旁通閥加以連通，來達(dá)到調(diào)節(jié)排氣量的目的。調(diào)節(jié)時(shí)只要打開旁通閥，排出的氣體便又回入進(jìn)氣管線。 按照旁路閥開關(guān)的方式不同，旁路調(diào)節(jié)又可分為節(jié)流連通和自由連通兩種 ａ、節(jié)流連通 調(diào)節(jié)時(shí)閥門根據(jù)需要調(diào)節(jié)的氣量開至適當(dāng)?shù)某潭龋屢徊糠謿怏w經(jīng)旁路閥節(jié)流后回入進(jìn)氣管內(nèi)。 這種調(diào)節(jié)屬于連續(xù)調(diào)節(jié)，它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)系統(tǒng)簡單，排氣量可連續(xù)地變化，可使排氣量在 100% 到 0% 的范圍內(nèi)進(jìn)行分級調(diào)節(jié)和連續(xù)調(diào)節(jié)。其缺點(diǎn)是高壓氣體節(jié)流，壓縮機(jī)功率消耗一點(diǎn)也未減少，經(jīng)濟(jì)性較差。但

22、 由于這種調(diào)節(jié)方式結(jié)構(gòu)簡單，常應(yīng)用于短期地不經(jīng)常調(diào)節(jié)或調(diào)節(jié)幅度很小的場合，也可作備用的和輔助的調(diào)節(jié)之用。 ｂ、自由連通 調(diào)節(jié)時(shí)旁路閥完全打開，使壓縮機(jī)排出的氣體僅克服旁路管路及旁路閥阻力進(jìn)入進(jìn)氣管線，然后通過氣缸的進(jìn)氣的排氣形成封閉的循環(huán)流動(dòng)，壓縮機(jī)進(jìn)入空轉(zhuǎn)。空轉(zhuǎn)期間壓縮機(jī)消耗的功率主要用于克服氣閥和管路中的阻力。當(dāng)旁路閥的旁路管線具有足夠大的通流截面時(shí)，排氣壓力和進(jìn)氣壓力差別很小，空轉(zhuǎn)功率也不大，反之會(huì)形成相當(dāng)大的功率消耗。自由連通時(shí)，排氣管路中必須備有止回閥，防止管網(wǎng)氣體 倒竄回壓縮機(jī)中。 （ 6）頂開吸氣閥調(diào)節(jié) 作用于氣閥的調(diào)節(jié)是使進(jìn)排

23、氣閥之一在工作中完全或局部地喪失其正常作用，從而改變壓縮機(jī)的排氣量。鑒于氣閥的工作狀況和壓縮機(jī)的功率清耗，目前只在進(jìn)氣閥上裝設(shè)調(diào)節(jié)的措施。頂開吸氣閥法的調(diào) 節(jié)原理是在吸氣閥內(nèi)裝一壓叉，當(dāng)需要降低排氣量時(shí)，壓叉頂開吸氣閥的閥片，使部分或全部已吸入氣缸內(nèi)的氣體又流回到吸氣管中，以實(shí)現(xiàn)排氣量的調(diào)節(jié)。壓開進(jìn)氣閥的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)即卸荷器，有活塞式卸荷器和 隔膜式卸荷器兩種，如上圖： 活塞式卸荷器調(diào)節(jié)時(shí)通過調(diào)節(jié)器來的高壓氣體進(jìn)入卸荷器缸，推動(dòng)小活塞克服彈簧力，使壓叉壓開閥片。當(dāng)需要恢復(fù)正常時(shí)，由調(diào)節(jié)器將卸荷器與大氣接通，小活塞在彈簧力作用下升起，壓叉脫離閥片。 這種結(jié)

24、構(gòu)小活塞免不了要泄漏氣體 ，而隔膜式卸荷器可克服此缺點(diǎn) 。隔膜式卸荷器除了將活塞換成膜片外，還是裝設(shè)在氣缸外面的，卸荷器僅中心桿伸入氣缸的進(jìn)氣腔，故檢查和修理比較方便，對于高壓級進(jìn)氣腔 小時(shí)也能適用。 多級壓縮機(jī)應(yīng)用頂開進(jìn)氣閥調(diào)節(jié)時(shí)，各級均設(shè)有壓叉，調(diào)節(jié)時(shí)各級進(jìn)氣閥應(yīng)同時(shí)壓開。 一般有下列兩種調(diào)節(jié)形式： ａ：完全頂開吸氣閥： 是一種氣動(dòng)完全頂開吸氣閥的調(diào)節(jié)裝置，利用氣源動(dòng)力，通過壓叉頂開吸氣閥閥片。 ｂ：部分頂開吸氣閥： 吸氣閥不是完全開啟，而只是部分開啟。因此該調(diào)節(jié)裝置氣體溫度高，氣密性差，很少采用。 （7 ）補(bǔ)充余

25、隙法 此法的作用原理是在氣缸余隙附近裝一個(gè)補(bǔ)充余隙容積，調(diào)節(jié)時(shí)打開其上的余隙調(diào)節(jié)閥使其與氣 缸余隙相通，于是氣缸余隙增大，減少輸氣量，達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。一般可調(diào)節(jié)的范圍在 0~25% 。 第四節(jié) 活塞式壓縮機(jī)的潤滑 活塞式壓縮機(jī)潤滑，要求在所有作相對運(yùn)動(dòng)的表面注入潤滑油，形成油膜，以減低磨蝕，減少摩擦功耗，冷卻摩擦表面，同時(shí)還起到油膜密封作用。對潤滑系統(tǒng)的基本要求： （ 1） 要有可靠的供油裝置，保證有適量的潤滑油輸送至各運(yùn)動(dòng)部位 （2 ） 要有凈化和冷卻潤滑油的裝置 （ 3 ） 系統(tǒng)中要有便于檢查供油情況的部位和儀表

26、 （ 4） 供油系統(tǒng)緊湊，便于拆裝和清洗 根據(jù)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，有以下兩種潤滑方式： ａ、飛測潤滑：多用于小型無十字頭壓縮機(jī)中，其特點(diǎn)是氣缸與傳動(dòng)部件的摩擦面，均靠裝在連桿上的打油桿將油飛測到潤滑部件進(jìn)行潤滑，這樣氣缸和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)需共用一種潤滑油。氣缸內(nèi)帶油量較 大。 ｂ、壓力潤滑：常用于大中型有十字頭的壓縮機(jī)中，這種潤滑方式往往分為兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)： 氣缸及填料函部分靠注油器供油，潤滑傳動(dòng)部件靠齒輪油泵或螺桿泵供油潤滑。 1、氣缸及填料的函的潤滑 由于氣缸內(nèi)氣體壓力較高，多采用注油器供油潤滑。氣缸與填料函處注入的油量必須適當(dāng)，若油量

27、不足將引起強(qiáng)烈摩擦，使運(yùn)動(dòng)部件表面磨損，若油量過多，不僅浪費(fèi)，而且氣體帶油量大，將影響氣閥 的開關(guān)，甚至造成爆炸事故。 2 、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的潤滑 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的潤滑根據(jù)油泵的傳動(dòng)方式又分為內(nèi)傳動(dòng)和外傳動(dòng)兩種： ａ：內(nèi)傳動(dòng)：油泵由主軸直接帶動(dòng)，曲軸箱作為循環(huán)油箱，其結(jié)構(gòu)比較簡單，緊湊，多用于中小 型壓縮機(jī) ｂ：外傳動(dòng)：油泵單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，形成一個(gè)獨(dú)立的供油系統(tǒng)，多用于大型壓縮機(jī)中，因?yàn)槠湫枰臐櫥土枯^多，油泵較大，油路的其它部件體積也較大，不便由主軸直接驅(qū)動(dòng)油泵。無論是內(nèi)傳動(dòng)還是外傳 動(dòng)，油路均是循環(huán)的，循環(huán)油路上還必須設(shè)置油冷卻器與

28、油過濾器。 潤滑油的循環(huán)路線，通常有以下幾種類型： A 型油路：油泵 曲軸中心孔 連桿大頭 連桿小頭 十字頭滑道 回入油箱 (主軸承靠飛測潤滑 )。A 型油路可以在機(jī)身內(nèi)不設(shè)置任何油路，多用于單 曲拐及雙曲拐壓縮機(jī)上。當(dāng)曲拐數(shù)目多時(shí)，由于難以保證均勻分路供油而不宜采用。 B 型油路：油泵 機(jī)身主軸承 連桿大頭 連桿小頭 十字頭滑道 回入油箱。這種油路要求在機(jī)身內(nèi)設(shè)有總油管，由分油管輸油至各主軸承，以使各 部供油較均勻。多列壓縮機(jī)均采用此種油路。 C 型油路：這種油路是從油泵來的油分成兩路并聯(lián)輸油。一路是依次經(jīng)十字頭上滑板和

29、下滑板，再流 回油箱；另一路是順次經(jīng)機(jī)身上主軸承、連桿大頭、連桿小頭、十字頭銷，再流回油箱。其與 B 型油路類 似，其特點(diǎn)為：考慮到 B 型油路經(jīng)過部位過多，由于各部位的陰力和泄漏，可能會(huì)使后邊潤滑部位供油不足，故此油路才分成兩并聯(lián)油路以克服該缺點(diǎn)。但應(yīng)注意由于并聯(lián)油路各段陰力不同，會(huì)引起供油量不平 衡。因此，在上下滑板進(jìn)油孔處應(yīng)裝調(diào)節(jié)閥。 3、潤滑油的選用 氣缸與填料函的潤滑油，由于直接與氣體接觸，而且處于高溫高壓下，必須滿足下列條件： （1 ） 潤滑油在高溫下具有足夠的粘度，以保持一定的油膜強(qiáng)度和一定的密封能力 （ 2） 具有良好的

30、化學(xué)穩(wěn)定性，即不會(huì)變質(zhì)，不與被壓縮氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng) （3 ） 具有一定的閃點(diǎn)，通常要比排氣溫度高 20~30 ℃ （4 ） 不應(yīng)與氣體中含有的少量水形成乳化物 為滿足上述要求，我公司一般選用 19 號壓縮機(jī)油或 100 號空氣壓縮機(jī)油。 傳動(dòng)系統(tǒng)的潤滑油，由于工作溫度不超 70 ℃，且不氣體直接接觸，因此潤滑油一般用機(jī)械油，如 上 30# 、40# 、50# 機(jī)械油，或選用質(zhì)量要求高一些的如 68# 抗磨液壓油等。 第五節(jié) 活塞式壓縮機(jī)的主要零部件 活塞式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)形式雖然繁多，但其主要組成 部分基本相同。一臺(tái)完整的壓縮機(jī)組包

31、括兩 大部分。一為主機(jī)、一為輔機(jī)。主機(jī)包括機(jī)身、中體、氣缸組件、傳動(dòng)部件、活塞組件、氣閥和密封組件以及驅(qū)動(dòng)機(jī)等。輔機(jī)包括潤滑油系統(tǒng)、級間冷卻系統(tǒng)、輔助管路系統(tǒng)等。下面就壓縮機(jī)的主要零部件作一 個(gè)簡單的介紹。 1、氣缸 氣缸是構(gòu)成壓縮容積實(shí)現(xiàn)氣體壓縮的主要部件，為了能承受氣體壓力，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，由于活塞子在其中運(yùn)動(dòng)，內(nèi)壁承受摩擦，應(yīng)有良好的內(nèi)潤滑及耐磨性，為了逸散氣缸中進(jìn)行功熱轉(zhuǎn)換時(shí)所產(chǎn)生的熱量，應(yīng)有良好的冷卻措施。為了減少氣流阻力，提高效率，吸排氣閥要合理布置?？傊瑲飧捉Y(jié)構(gòu)復(fù)雜， 材質(zhì)和加工要求較高。 氣缸通常采用水做冷卻

32、介質(zhì)，它是由環(huán)形的體、缸蓋及缸座組成。吸、排氣閥配置在缸蓋與缸座上，缸體有三層壁，除了構(gòu)成工質(zhì)容積的一層壁外，還有構(gòu)成水道及氣道的兩層壁，缸體上設(shè)置潤滑油接 管，氣缸軸側(cè)設(shè)置防止泄漏的填料函，缸蓋上設(shè)置調(diào)節(jié)氣量裝置。 氣缸水隔套的作用供冷卻水帶走壓縮過程中產(chǎn)生的熱量，改善氣缸壁的潤滑條件和氣閥的工作條件，并使氣缸壁溫度均勻減少氣缸變形，水套的布置除了冷卻缸壁、填料函等處外，還要冷卻氣閥，為了避免在水套內(nèi)形成死角和氣囊，以提高傳熱效果，冷卻水一般是從氣缸一端的最下部進(jìn)入水套，從氣缸另 一端的最高點(diǎn)引出，另外為了清洗水套內(nèi)部的泥芯，在缸體上有時(shí)還開設(shè)了一些手孔。

33、 2、曲軸 -連桿機(jī)構(gòu) （ 1） 曲軸圖 8-5-1 （2） 曲軸是活塞式壓縮機(jī)中重要運(yùn)動(dòng)部件之一，它在工作中接受驅(qū)動(dòng)機(jī)一般以扭矩形式輸入 的動(dòng)力，并把它轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊耐鶑?fù)作用力，壓縮氣體而做功。它周期性地承受著氣體壓力和慣性力，因而 產(chǎn)生交變的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 。它不僅應(yīng)該具有足夠的疲勞強(qiáng)度 ，而且還應(yīng)該具有足夠的剛性和耐磨性。 一根曲軸至少具有三個(gè)部分，即主軸頸、曲柄和曲柄銷（或稱連桿軸勁）。曲柄和曲柄銷構(gòu)成的彎曲部分稱為曲拐，根據(jù)機(jī)器的需要一根曲軸可以由一個(gè)或幾個(gè)曲拐所組成。 曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)中所需潤滑油通常是從軸承處通過主軸頸加入的，并通過曲軸內(nèi)部

34、加工的孔道引至曲拐銷，一般有斜油孔和直油孔兩種。直油孔的優(yōu)點(diǎn)是在經(jīng)過圓角過渡部分時(shí)，不影響該處的強(qiáng)度，但一般情 況下加工比較復(fù)雜，清洗油孔也不方便。斜油孔加工清洗方便，但削弱了曲軸強(qiáng)度。 （2 ）連桿 圖 8-5-2 連桿是連接曲軸與十字頭（活塞）的部件，它將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成活 塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。其一端與曲軸相連，稱為連桿大頭，作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；另一端與十字頭銷（或活塞銷）相連，稱為連桿小頭，作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；中間部分稱為連桿體，作擺動(dòng)。 連桿的形式有開式連桿、閉式連桿、叉形連桿和主副連桿。目前應(yīng)用較多的是開式連桿。 ① 連桿體 連桿體連接連桿大頭和連桿

35、小頭其截面一般有圓形、扁形、及工字形等，常用工字截面，連桿體的截面尺寸沿其長度直線變化。接近大頭處最大，接近小頭處最小。 為了能將大頭瓦處的潤滑油引向小頭瓦，連桿體內(nèi)部鉆有油孔，個(gè)別設(shè)計(jì)也有用旁設(shè)潤滑油管的辦 法來導(dǎo)油。 由于連桿體在連桿力及橫向慣性力的作用下承受著交變的拉、壓及橫向彎曲的作用，因此要求具有 足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 ② 連桿大頭 連桿大頭通過螺栓與曲柄鎖連接，傳遞動(dòng)力，連桿大頭瓦襯耐磨的軸瓦，軸瓦用巴氏合金澆鑄而成。過去通常采用巴氏合金厚壁瓦，近年來國內(nèi)外趨向于采用薄壁瓦，由于薄壁瓦與大頭孔內(nèi)徑裝配時(shí)有 一定的過盈量，裝入

36、大頭孔后，在螺栓的壓緊力下使它緊貼于連桿大頭上，其貼合度應(yīng)大于 70% ，因而它 的承受能力比厚壁瓦大。 ③ 連桿小頭 連桿小頭與十字頭銷相配合。小頭孔內(nèi)襯有耐磨的小頭瓦近年來它趨向于采用多油槽的整體銅 套，材料為鑄造錫青銅 ZQSn8-12 或 ZQSn8-21 。 連桿大小孔中心線應(yīng)平行，不平行度在 100mm 長度上不大于 0.03mm 。 ④ 連桿螺栓 連桿螺栓是壓縮機(jī)中最重要的零件之一。它承受很大的交變載荷和幾倍于活塞力的預(yù)緊力，它的斷裂將造成嚴(yán)重事故，因此連桿螺栓不僅要求有足夠的靜強(qiáng)度，更重要的

37、是要有較高的耐疲勞斷裂能力。連桿螺栓一般為單頭螺栓，螺栓頭原支承面必須嚴(yán)格垂直于螺栓中心線。為降低剛度，增加螺栓的彈性，減 少螺栓體內(nèi)應(yīng)力變化的幅度，螺栓體做得比螺紋部分細(xì)些。 （ 3）十字頭 十字頭是連接活塞桿與連桿的部件，它在中體導(dǎo)軌里作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并將連桿的動(dòng)力傳給活塞部件，對十字頭的基本要求是重量輕，耐磨，并具有足夠的強(qiáng)度。 ①十字頭與連桿的連接 十字頭與連桿的連接方式多采用閉式。在閉式結(jié)構(gòu)中，連桿小頭放在十字頭內(nèi)，剛性好，與連桿、活塞桿的連接較為簡單。該連接由十字頭銷完成，十字頭銷分為浮動(dòng)銷與固定銷兩種，浮動(dòng)銷為一圓柱體，制造簡單，能在銷座

38、及連桿小頭內(nèi)緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)，磨損均勻，但浮動(dòng)銷沖擊較大。固定銷靠錐度壓緊在十字頭 體中，該銷的中段為圓柱體，兩端具有 1/10~1/20 的錐度，用螺釘與壓板壓緊。 十字頭銷為一重要零件，它傳遞全部連桿力，要求韌性好，耐磨和疲勞，它的材料常用 20# 鋼， 表面滲碳、淬火。 ②十字頭與活塞桿的連接 螺紋連接 A 螺紋連接 B 十字頭與活塞桿的連接主要有螺紋連接、連接器連接以及法蘭連接等。各種連接方式均應(yīng)采取防松措施，以保證連接的可靠性。目前大中型壓縮機(jī)常采用螺紋連接。 ③十字頭滑板 十字頭滑板用來承受側(cè)向力，滑板可與十字頭體做

39、成一體，稱為整體十字頭，也可做成分開的，稱為分式十字頭。整體十字頭制造簡單，重量輕，近年來由于加工和材料質(zhì)量的提高，在中、小型壓縮機(jī)組中，廣泛采用整體十字頭。它的缺點(diǎn)是磨損后間隙無法調(diào)整，只能更換十字頭。大型壓縮機(jī)的十字頭體和滑板一般都分開，以便調(diào)整滑板和導(dǎo)軌間的間隙，并在滑板上澆鑄巴氏合金。當(dāng)巴金合金磨損后，可在滑板與十字頭體的結(jié)合面之間用增加墊片的方法來補(bǔ)償間隙，待巴氏合金磨損得完全不能使用時(shí)，再拆下 重新澆鑄。 3、活塞組件 活塞組件包括活塞、活塞桿及活塞環(huán)等，它們在氣缸中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，起著壓縮氣體的作用。 （ 1）活塞

40、 活塞的結(jié)構(gòu)形式很多，常用的有以下幾種：筒型活塞、盤形活塞、級差式活塞、組合活塞、柱塞 等。 盤形活塞：該活塞適用于有十字頭的雙作用氣缸，形狀如圓盤形，材料為鑄鐵或鑄鋁，為了減輕 重量，活塞常做成中空結(jié)構(gòu)，為了加強(qiáng)端面的剛性與結(jié)構(gòu)長度，在活塞兩端面設(shè)置數(shù)根加筋板把兩個(gè)端面 連接起來?；钊膱A柱面上開有活塞環(huán)槽。臥式壓縮機(jī)中，直徑較大的盤形活塞，在下部 90o~120o 范圍 內(nèi)為承壓面，承壓面用巴氏合澆制而成，在承壓面的端部開有 2o~3o 的坡度，其兩邊也應(yīng)稍許銼去一些， 有利于形成潤滑油層。為防止熱膨脹和活塞與氣缸磨下沉?xí)r加劇磨損，活塞的外圓

41、與氣缸內(nèi)圓面應(yīng)留有 1~2mm 的間隙（承壓面除外） 。在無油潤滑壓縮機(jī)中，通常用填充氟塑料等耐磨材料制成各種形式的支承 環(huán)作為活塞的承壓面。 （ 2）活塞桿 活塞桿將活塞與十字頭連接起來，傳遞作用在活塞上的力，帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)。它與活塞的連接方式通常有螺紋連接、凸肩和卡箍連接、錐面連接?；钊麠U與十字頭連接一端車有螺紋。由于活塞桿承受交變 載荷，應(yīng)盡可能減少應(yīng)力集中影響，因此，連接螺栓采用細(xì)牙螺紋，且根部圓弧半徑大一些。 （ 3）活塞環(huán) 活塞與氣缸之間存在相對滑動(dòng)，必須留有一定的間隙，活塞環(huán)的主要作用是密封氣缸與活塞之間的間隙，防止氣體從壓縮容積

42、的一側(cè)漏向另一側(cè)，此外還有均布潤滑油的作用。活塞環(huán)為一開口環(huán)，在自 由狀態(tài)下，其外徑大于氣缸的直徑，裝入氣缸后，環(huán)徑縮小，僅在切口處留下一個(gè)熱膨脹間隙。 活塞環(huán)依靠節(jié)流與阻塞來密封，其密封原理如下圖： 當(dāng)環(huán)裝入后，由于環(huán)的彈性，產(chǎn)生預(yù)緊力 Pk ，使環(huán)緊貼在氣缸壁上，當(dāng)氣體通過金屬表面高低不平的間隙時(shí)，受到節(jié)流與阻塞作用，壓力自 P1 降至 P2，同時(shí)由于活塞環(huán)和環(huán)槽間有側(cè)間隙，環(huán)緊靠在壓力低的一側(cè)。所以在活塞環(huán)內(nèi)表面與環(huán)槽之間的間隙處有一個(gè)近似等于 P1 的氣體壓力作用著，而沿活塞外表面作用的氣體壓力則是變化的，從 P1 至 P2，其平均值近似等于 1/

43、2 （P1+P2 ），這樣，便在半徑方向產(chǎn)生了一個(gè)壓力差， P≈P1-1/2 （P1+P2 ）=1/2（ P1-P2 ），這個(gè)壓力差使活塞環(huán)緊貼在氣缸壁上，達(dá)到密 封作用，同理在軸向也有一個(gè)壓力差，把環(huán)緊壓在環(huán)槽側(cè)面上起密封作用，氣缸內(nèi)壓力越大，密封壓緊力也越大，表明活塞環(huán)具有自緊密封的特點(diǎn)。在活塞與氣缸相互運(yùn)動(dòng)的工作面間，完全地阻止泄漏是不可能 的。普通的活塞環(huán)都有切口，氣體能通過切口泄漏。此外，氣缸和活塞環(huán)的圓度和圓柱度誤差及環(huán)槽和環(huán)的端面平面度誤差也是造成泄漏的因素。所以，通常采用多個(gè)活塞環(huán)，經(jīng)多次節(jié)流阻塞，便可起到密封要求。有研究表明，氣體經(jīng)過第一道活塞環(huán)阻流密封作用后，仍

44、要泄漏至第一道環(huán)之后。在流經(jīng)切口間隙之 際，由于節(jié)流作用，此時(shí)壓力約降至氣缸內(nèi)氣體壓力的 26% 。經(jīng)第二道環(huán)的密封作用后，氣體壓力約為原壓力的 10% 。到第三道環(huán)后約為 7.6% 。因此活塞環(huán)的密封作用主要靠前面三道環(huán)所承擔(dān)，但在實(shí)際使用 中，尤其是在高壓級中，第一道環(huán)所承受的壓力差的絕對值比低壓級時(shí)為大，磨損也快。第一道環(huán)磨損后使切口增大，泄漏量大大增加，即失去密封作用，這時(shí)主要壓力差便由第二道環(huán)承受。第二道環(huán)即起到第一道環(huán)作用，其磨損也將加劇，依次類推。因此，通常采用較多的活塞環(huán)，以延長更換時(shí)間?；钊h(huán)通常在每個(gè)環(huán)槽內(nèi)放置一道，其結(jié)構(gòu)按所用材料一般制成具有切口的整體式環(huán)，活

45、塞環(huán)的切口有直切口、斜切 口和搭切口三種，如下圖 8-14 。 (a)直切口  (b) 斜切口  (c) 搭切口 直切口制造簡單，泄漏量與切口的泄漏截面成正比。斜切口制造也簡單，因泄漏截面應(yīng)為垂直截 面，故在相同切口寬度時(shí)它比直切口要小，從而減少了泄漏量。一般取傾角為  45o~60o  。搭切口制造較為 復(fù)雜，因其切口呈階梯形，工作時(shí)互相搭接，故

46、氣體不能直接地通過切口而需經(jīng)過兩次曲折，所以泄漏量 能大大減少。 4、密封組件 為了密封存活塞子桿穿出氣缸處的間隙，通常用一組密封填料來實(shí)現(xiàn)密封。填料是壓縮機(jī)中易損件之一。對填料的主要要求是：密封性好、耐磨性好、使用壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、標(biāo)準(zhǔn)化，通用化 程度高。 壓縮機(jī)中的填料都是借助于密封前后的氣體壓力差來獲得自緊密封的。根據(jù)密封前后氣體的壓力差，氣體的性質(zhì)，對密封要求，可選用不同的填料密封結(jié)構(gòu)形式。常用的填料有適用于中、低壓的平面填 料和適用于高壓的錐形填料兩種。 平面填料函  它一般用在低壓，有前置填料函結(jié)構(gòu)中，

47、適用于  60~100MPa  以下的壓力，一般由幾 組共同組成壓縮機(jī)的密封系統(tǒng)。 填料函的每個(gè)密封室主要由密封盒、閉鎖環(huán)、密封圈和鐲形彈簧等零件組成?？繗飧讉?cè)的環(huán)是閉鎖環(huán)，是三瓣的；另外一側(cè)是密封圈，是六瓣的；三瓣環(huán)的作用是軸向地遮住六瓣環(huán)的切口并讓高壓氣體通過本身的切口流入小室，起主要作用是六瓣環(huán)，其密封原理和活塞環(huán)的密封相似，在安裝時(shí)，三瓣環(huán)靠近 氣缸處，六瓣環(huán)放在三瓣環(huán)外邊，否則不起密封作用。 5、氣閥組件 氣閥的作用是控制氣缸中的氣體的吸入和排出。壓縮機(jī)上的氣閥都是自動(dòng)氣閥，即氣閥的啟閉不是用專門的控制機(jī)構(gòu)而是靠氣

48、閥兩側(cè)的壓力差來自動(dòng)實(shí)現(xiàn)及時(shí)啟閉的。氣閥是重要的易損件之一，它直接 關(guān)系到壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 對氣閥的主要要求是： （ 1 ） 氣閥開閉及時(shí)，關(guān)閉時(shí)嚴(yán)密不漏氣 （2 ） 氣流通過氣閥時(shí)，阻力損失小 （ 3 ） 氣閥使用壽命長 （ 4） 氣閥形成的余隙容積小 （5） 噪音小 目前，氣閥的結(jié)構(gòu)型式很多，最常使用的為環(huán)狀閥。一般由四部分組成 ： （ 1）閥座 它具有能被閥片覆蓋的氣體通道，是與閥片一起閉鎖進(jìn)氣（或排氣）通道，并承受氣 缸內(nèi)外壓力差的零件 （ 2 ）啟閉元件 它是交替地開啟與關(guān)

49、閉閥座通道的零件，通常制成片狀者稱閥片 （ 3 ）彈簧 是關(guān)閉時(shí)推動(dòng)閥片落向閥座的元件，并在開啟時(shí)抑制閥片撞擊升程限制器 （4 ）升程限制器 是限制閥片的升程，并往往作為彈簧承座的零件。 閥座與升程限制器上都有環(huán)形通道供氣體通過，閥片與閥座上的密封口貼合形成密封，并靠閥片的啟閉來控制氣體的吸入與排出，為保證閥片啟閉時(shí)不偏斜，在升程限制器上加工成幾個(gè)同心圈的凸臺(tái)，對 閥片起導(dǎo)向作用，閥片的升起高度（即升程 h）由導(dǎo)向凸臺(tái)的高度來控制，升程限制器上裝有彈簧，當(dāng)閥片處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，把閥片壓緊在閥座上，當(dāng)閥片開啟時(shí)起緩沖作用，閥座與升程限制器用螺栓擰緊，并

50、 需加防松措施。吸排氣閥工作時(shí)，氣閥是在閥片兩邊的壓力差作用下啟閉的，完成吸排氣過程，如在吸氣過程中， 當(dāng)氣缸內(nèi)的壓力低于吸入管道中的壓力時(shí)，當(dāng)兩者所造成的壓力差 ΔP足以克服彈簧壓緊力 Ps 片及部分彈簧的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量慣性力 Pm 之和時(shí)，閥片被頂開，氣體開始吸入，隨后閥片繼續(xù)開啟并貼到升程  與閥 限制器上，氣體繼續(xù)進(jìn)入氣缸，直至活塞到達(dá)止點(diǎn)附近時(shí)，活塞速度劇下降，氣體的速度也隨之降低，于是作用在閥片上的氣流動(dòng)壓力也變小，當(dāng)彈簧力大于氣體推力及閥片彈簧的慣性力時(shí)，彈簧隨即把閥片頂回，閥片開始關(guān)閉并最終重新落在閥座上，吸氣閥閥片關(guān)閉而完成吸氣過程，排氣

51、亦然。 網(wǎng)狀閥結(jié)構(gòu)基本上和環(huán)狀閥相同，但各環(huán)閥片以筋條聯(lián)成一體，略呈網(wǎng)狀故稱網(wǎng)狀閥，如圖示，這種閥片本身具有彈性，在閥片從中心數(shù)起的第二圈上，將徑向筋條銑出一個(gè)斜切口，同時(shí)在很長一段弧內(nèi)銑薄使之具有彈性。這樣當(dāng)閥片中心圈被夾緊，而外緣四圈做為閥片時(shí)，不需要導(dǎo)向塊便能上下運(yùn)動(dòng)。 網(wǎng)狀閥片各環(huán)起落一致，且沒有摩擦，對氣缸無油潤滑壓縮機(jī)特別適用。 有時(shí)也采用中心導(dǎo)向的網(wǎng)狀閥結(jié)構(gòu)，其閥片沒有固定部分和彈性部分，這種網(wǎng)狀閥避免了彈性部分易于斷裂的可能性，又?jǐn)U大了通道數(shù)目。如果中心導(dǎo)向塊采用自潤滑材料，同樣可以適用于氣缸無油潤 滑壓縮機(jī)。 網(wǎng)狀閥中即可采用圓柱形彈

52、簧，又可用片形彈簧，并采用緩沖片以緩和閥片對升程限制器的沖 擊。相比于環(huán)狀閥，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造加工難度大，技術(shù)要求高，應(yīng)力集中處多，運(yùn)行中易于損壞，應(yīng)用 較少。但隨著近幾年的技術(shù)進(jìn)步，如采用 PEEK 材質(zhì)等，網(wǎng)狀閥的應(yīng)用也越來越廣泛。 6 、飛輪及盤車機(jī)構(gòu) 在壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，曲軸受驅(qū)動(dòng)力矩和阻力矩的作用，在曲軸同轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)之中，阻力矩所消耗的功和驅(qū)動(dòng)機(jī)所供給的功是相等的。然而，曲軸的阻力矩是一個(gè)隨曲軸旋轉(zhuǎn)角束度變化的力矩，驅(qū)動(dòng)力矩則基本上是一個(gè)定值，所以這兩者在一轉(zhuǎn)之中的瞬間值經(jīng)常是不平衡的，這就會(huì)引起曲軸的加速、減速現(xiàn)象。 即： Md－ Mk=J

53、ε Md 、 Mk—— 驅(qū)動(dòng)力矩和阻力矩 J—— 壓縮機(jī)組中的全部旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ε——壓縮機(jī)曲軸的瞬時(shí)角加速度，加速時(shí)為正，減速時(shí)為負(fù) 在壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，總不希望角速度有很大的波動(dòng)，因此設(shè)計(jì)時(shí)可以人為地用加飛輪的辦法提高轉(zhuǎn)動(dòng) 慣量 J，以降低瞬時(shí)角加速度 ε。如果人為地增加轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的質(zhì)量，也即增加其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J，則在同樣的轉(zhuǎn) 矩差值下，轉(zhuǎn)軸的角加速度 ε就可以減小，這就可以促使壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)趨向平穩(wěn)。飛輪就是一個(gè)具有較大 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的部件，在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)軸上增設(shè)飛輪，其目的就在于使壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速均勻化。 < 在壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中飛輪起

54、著轉(zhuǎn)換能量、儲(chǔ)、放能量的作用，而其本身并不消耗功。當(dāng) Md ＞Mk  即有 盈功存在時(shí)，飛輪和轉(zhuǎn)子一起加速運(yùn)轉(zhuǎn)，盈功轉(zhuǎn)化為飛輪的動(dòng)能儲(chǔ)存在飛輪內(nèi)防止轉(zhuǎn)子作更大的加速；當(dāng) Md ＜ Mk 時(shí)，虧功使飛輪減速，飛輪即釋放出動(dòng)能以彌補(bǔ)驅(qū)動(dòng)功的不足，從而避免轉(zhuǎn)子更大的加速。飛輪就是如此通過儲(chǔ)放能量（動(dòng)能）來調(diào)節(jié)壓縮機(jī)在一轉(zhuǎn)中的角速度，使轉(zhuǎn)速均勻化的。 壓縮機(jī)具有運(yùn)動(dòng)部件的盤車機(jī)構(gòu)，在壓縮機(jī)的安裝和檢修等情況下必須盤車，以檢查裝配的正確性或壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)部件在要求位置上定位的正確性。此外，在長期停車后，壓縮機(jī)開車前必須盤車，使所有 需要潤滑的表面配油。在吹掃壓縮機(jī)氣道時(shí)也

55、要盤車。 盤車機(jī)構(gòu)有手動(dòng)和電動(dòng)盤車機(jī)構(gòu)，中小型壓縮機(jī)可采用手動(dòng)盤車機(jī)構(gòu)，大型壓縮機(jī)采用電動(dòng)盤車機(jī)構(gòu)。電動(dòng)盤車機(jī)構(gòu)可裝在壓縮機(jī)內(nèi)用齒輪或蝸桿運(yùn)動(dòng)副使曲軸旋轉(zhuǎn)。盤車電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿，并通地它轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪、圓柱形齒輪副，使套裝在曲軸端的齒輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)而達(dá)到盤車的目的。盤車機(jī)構(gòu)必須設(shè)置切換手柄，當(dāng)需要盤車時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，借此撥動(dòng)與手柄相聯(lián)的沿雙鍵滑動(dòng)的齒輪，使其與盤車齒輪相嚙合，才可盤車。當(dāng)壓縮機(jī)具有敞開的飛輪或帶齒冠的專用圓盤時(shí)，可采用杠桿式盤車器。盤車機(jī)構(gòu)一般設(shè)置在壓縮機(jī)氣缸與電機(jī)中間。在飛輪在加工出齒冠，盤車電機(jī)與一盤車小齒輪相連，當(dāng)需要盤車時(shí)，啟運(yùn) 動(dòng)盤車電機(jī)底

56、盤的氣墊導(dǎo)軌或扳動(dòng)盤車杠桿使盤車器齒輪與飛輪齒輪相嚙合，即可盤車。 壓縮機(jī)應(yīng)在無負(fù)荷的情況下盤車，此時(shí)盤車機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的最大扭矩值是按壓縮機(jī)及電動(dòng)機(jī)的摩擦力來 確定的，一般只為有負(fù)荷下壓縮機(jī)平均反力矩的 8~12% 。轉(zhuǎn)動(dòng)后，摩擦表面跑合過程中反作用力矩則急劇 下降。 第六節(jié) 輔助系統(tǒng) 活塞式壓縮機(jī)的輔助系統(tǒng)包括進(jìn)排氣緩沖系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。其主要設(shè)備有進(jìn)排氣緩沖罐、入口過濾器、潤滑油泵、注油器、油冷卻器、油過濾器、集油箱、級間冷卻器、氣液分離器、安全 閥等。大部分設(shè)備已標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，在此介紹一下齒輪泵、注油器和油過濾器。 潤滑油泵

57、中、大型高速壓縮機(jī)的潤滑油泵趨向于由單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，因?yàn)閱为?dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的油泵可在壓縮機(jī)起動(dòng)之前先開機(jī)，待系統(tǒng)達(dá)到規(guī)定油壓時(shí)再開動(dòng)壓縮機(jī)，這就保證壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)便得到充 份潤滑，以利于提高摩擦件的耐久性，特別是當(dāng)壓縮機(jī)起動(dòng)的轉(zhuǎn)速大于 750rpm 時(shí)，如果起動(dòng)時(shí)軸承得不到及時(shí)潤滑，則極易燒毀軸瓦。潤滑油泵大多是容積式的，普遍采用的是齒輪泵。 齒輪泵結(jié)構(gòu)如圖 8-20 所示，一對互相嚙合的齒輪置于泵體內(nèi)，齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)潤滑油由入口吸進(jìn)，充滿齒隙，并在齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)沿著工作室的外圓周移動(dòng)。當(dāng)齒輪進(jìn)入嚙合時(shí)，油從出口被壓出。齒輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)油的流向反轉(zhuǎn)，因此不允許改變齒輪泵的旋轉(zhuǎn)方向。當(dāng)齒輪接近完

58、全嚙合時(shí)，殘留在其中的油將被封閉，造成封閉容積中的壓力劇增，這是不允許的，通常都在泵體的端平面上加開通道或采取其它措施予以 消除。 油過濾器 潤滑油在使用中不可避免地要被磨屑、塵埃以及和空氣接觸時(shí)產(chǎn)生的氧化膠狀物所 污染，這些雜質(zhì)如不及時(shí)濾去會(huì)使零件出現(xiàn)早期磨損，或堵塞油道。機(jī)器的耐久性與潤滑油的清潔程度有很大關(guān)系，因此設(shè)置油過濾器是很重要的。良好的濾油器應(yīng)該具有高的濾油效果和小的流動(dòng)阻力，同時(shí)要 求尺寸小，重量輕。 潤滑油的過濾一般經(jīng)過兩次，即粗濾和細(xì)濾，也有采用三次過濾的，即增加精濾過程，因此設(shè)有 粗濾器、細(xì)濾器和精濾器。 （ 1）粗濾器 一般做

59、成筒狀，裝于集油箱或曲軸箱的潤滑油管入口處，當(dāng)潤滑 油尚未進(jìn)入油泵之前進(jìn)行過濾，目的在于保護(hù)油泵，使之免于進(jìn)入較大的硬質(zhì)顆粒影響油泵的壽命，當(dāng)然 也有助于以后的進(jìn)行細(xì)濾。濾網(wǎng)由銅絲制成， 網(wǎng)孔尺寸 0.6mm× 0.6mm ，故僅能濾去 0.8mm 以上的顆粒。 （2）細(xì)濾器 裝于油泵之后，細(xì)濾器主要有網(wǎng)式和片式兩種。 網(wǎng)式過濾器用 100 目以上的金屬網(wǎng)若干層繞于金屬骨架上。它制造簡單，但體積較大，易堵塞，難清理，一般需同時(shí)裝兩個(gè)，并裝置切換閥，使壓縮機(jī)在連續(xù)運(yùn)行中當(dāng)一個(gè)被堵塞需拆下清洗時(shí)，另一個(gè) 可馬上接替工作。 注油器 壓力潤滑中，氣缸

60、和填料處的潤滑油是由注油器提供的。目前，大多采用真空滴油式注油器，該注油器相當(dāng)于一組柱塞泵，柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，靠偏心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)擺桿來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)柱塞向下運(yùn) 動(dòng)時(shí)，泵內(nèi)形成真空，油便從吸油管通過有機(jī)玻璃罩內(nèi)滴油管進(jìn)入泵體，當(dāng)柱塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，吸入泵體內(nèi) 的油即被壓縮排出，注油量的大小，可以通過調(diào)整擺桿的極限位置，改變柱塞行程來調(diào)節(jié)，排出的油壓大 小取決于氣缸內(nèi)的氣體壓力，鐘罩滴油管的作用是顯示油泵是否有油進(jìn)入，工作是否正常，在氣缸、填料函的注油孔處，必須放置單向閥，以防油管爆裂時(shí)氣體倒流。 目前真空滴式注油器已標(biāo)準(zhǔn)化，按壓力來分有 16MPa 以下用的中壓注

61、油器和 16~32MPa 用的高壓 注油器。 第七節(jié) 活塞式壓縮機(jī)的運(yùn)行、維護(hù)與管理 一、活塞式壓縮機(jī)的試運(yùn)行 活塞式壓縮機(jī)在安裝或檢修完畢并進(jìn)行最后精找正之后，應(yīng)進(jìn)行機(jī)組的試運(yùn)轉(zhuǎn)。 1 、機(jī)組的運(yùn)行條件 (1)每臺(tái)機(jī)組及其附屬設(shè)備均應(yīng)具有制造廠的產(chǎn)品銘牌，其上的技術(shù)數(shù)據(jù)不得涂抹覆蓋。 (2) 每臺(tái)機(jī)組應(yīng)具有完整的設(shè)備技術(shù)檔案，其中包括有關(guān)技術(shù)規(guī)范、制造廠家技術(shù)說明書、有關(guān)圖紙系統(tǒng)圖、性能曲線、試驗(yàn)記錄和驗(yàn)收記錄、安裝說明書和技術(shù)數(shù)據(jù)、重要設(shè)備的安裝記錄、竣工資料、 交接記錄和運(yùn)行試車記錄、檢修記錄、設(shè)備事故和

62、運(yùn)行異常記錄以及重大技術(shù)改進(jìn)記錄等。 (3) 運(yùn)行操作崗位完好，有必須的規(guī)程、系統(tǒng)圖、操作數(shù)據(jù)、運(yùn)行日記、試驗(yàn)記錄、缺陷記錄和值班日記。有必要的使用工具，如塞尺、鉗子、扳子、防爆燈、聽棒和手提式測振儀以及轉(zhuǎn)速表等。具有與 主控制室聯(lián)系的可靠的通訊工具，如對講機(jī)或現(xiàn)場擴(kuò)呼電話。消防器材齊備并置于固定位置，性能良好，便于隨時(shí)動(dòng)用。 (4) 機(jī)組完好，具備起動(dòng)條件 。確認(rèn)各部位故障都已排除，應(yīng)檢修項(xiàng)目皆已完成，無缺件，無壞件。認(rèn)真檢查安全閥等安全保護(hù)監(jiān)測系統(tǒng)，確認(rèn)動(dòng)作靈活準(zhǔn)確，各類閥門的開閉已處于開車狀態(tài)。 (5) 機(jī)組廠房內(nèi)各主、輔設(shè)備及管道、各層地面、地溝和門

63、窗玻璃等，均已清潔完整，地面平整，溝道有蓋板，危險(xiǎn)處有護(hù)板，現(xiàn)場照明充足。 (6)生產(chǎn)工藝用料、水、電、蒸汽、儀表風(fēng)和氮?dú)獾荣|(zhì)量合格供應(yīng)正常充足。 (7) 操作人員必須熟練掌握壓縮機(jī)組的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、性能和操作參數(shù)，熟悉操作規(guī)程中的有關(guān)規(guī)定，通曉安全保護(hù)系統(tǒng)和事故處理程序，并經(jīng)實(shí)際操作考試合格，不合格者不允許上崗。 (8) 在下述情況下，機(jī)組禁止起動(dòng)：①機(jī)組系統(tǒng)或零部件存在故障或缺件未能修好備齊。②油系統(tǒng)或其他輔助系統(tǒng)不正常。⑧大修或故障檢修后，驗(yàn)收、交接和批準(zhǔn)手續(xù)不齊全。 2、重要操作及操作極限值 為了保證機(jī)組的正常運(yùn)行，對機(jī)組的關(guān)鍵性重要操作

64、必須慎重，應(yīng)在資料分析、設(shè)備現(xiàn)狀調(diào)查和方案討論以及領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)后，指定專人負(fù)責(zé)執(zhí)行操作，有關(guān)人員和主管領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)當(dāng)在場。 一般下列操作應(yīng)列為重要操作：①壓縮機(jī)組的安裝或檢修后的初次啟動(dòng)；②重大故障停機(jī)后的啟動(dòng)；②設(shè)備重大改進(jìn)后啟動(dòng)和新技術(shù)的第一次試用；④壓縮機(jī)組運(yùn)行條件的重大變動(dòng)后的啟動(dòng)與操作。 根據(jù)制造廠的有關(guān)說明書和試驗(yàn)資料確定機(jī)組的操作極限值，在運(yùn)行中不得超過，其中主要極限值是：①機(jī)組各段進(jìn)、排氣溫度，壓力和流量，②機(jī)組的工作轉(zhuǎn)速；⑧機(jī)組油系統(tǒng)的壓力和流量。④電動(dòng) 機(jī)的電流值。 3、試運(yùn)轉(zhuǎn)的目的 5 分鐘。 機(jī)組安裝或檢修完畢后

65、進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，其主要目的是：檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)組各部分的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，達(dá)到良好的跑合；檢驗(yàn)和調(diào)整電氣、儀表自動(dòng)控制系統(tǒng)及其附屬裝置的正確性和靈敏性：檢驗(yàn)機(jī)組的潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、工藝管路系統(tǒng)及其附屬設(shè)備的嚴(yán)密性，并進(jìn)行吹掃；檢驗(yàn)機(jī)組的振動(dòng)和噪音，并對機(jī)組所有的機(jī)械設(shè)備、電氣和儀表等裝置及其工藝管路的設(shè)計(jì)、制造和安裝調(diào)試等方面的質(zhì)量進(jìn)行全面的考核。在試 運(yùn)中發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)查找原因積極處理，為裝置聯(lián)動(dòng)試車和投料開車創(chuàng)造條件，作好充分的準(zhǔn)備。 4、試運(yùn)的要點(diǎn) （ 1）油系統(tǒng)的清洗與試運(yùn) 壓縮機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)前，油系統(tǒng)首先應(yīng)進(jìn)行徹底清洗，一般是先用機(jī)械和人工方法除去所有油系統(tǒng)設(shè)備和管路內(nèi)

66、的大量塵土、雜物和油污等，然后采用化學(xué)酸洗法除去設(shè)備及管路中的鐵銹，最后用油進(jìn)行多次 的油沖洗，一直到合格。油箱內(nèi)注入的潤滑油規(guī)格和數(shù)量應(yīng)符合設(shè)備技術(shù)文件的規(guī)定，當(dāng)室溫低于 5 ℃時(shí)， 應(yīng)將潤滑油加熱至油溫達(dá)到 30～35C。 首次試運(yùn)時(shí)，潤滑油應(yīng)進(jìn)入主軸承和機(jī)身滑道，應(yīng)將管接頭拆開，用塑料短管將油引到曲軸箱，以防首次循環(huán)的潤滑油中所帶的污物進(jìn)入運(yùn)動(dòng)部件內(nèi)。電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)符合油泵的要求，并按操作規(guī)程起動(dòng)油泵，檢查油壓、音響、振動(dòng)和發(fā)熱等情況，油壓和油量應(yīng)符合設(shè)備技術(shù)文件的規(guī)定值?；赜蜏囟雀? 時(shí)，應(yīng)向冷卻器送水，以保持潤滑油溫度不超過 35 ℃。潤滑油系統(tǒng)試運(yùn)轉(zhuǎn)正常時(shí)，應(yīng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 24 小時(shí)，如過濾器前后壓差大，應(yīng)及時(shí)切換、清洗，延長運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，檢驗(yàn)和凋整油系統(tǒng)聯(lián)鎖裝 置。 循環(huán)油潤滑系統(tǒng)首次運(yùn)轉(zhuǎn)后，應(yīng)將油箱中的污物全部排放干凈，清洗油箱、吸出粗濾器、過濾器、油泵和管道內(nèi)污油。連接主軸承和機(jī)身滑道的供油管接頭．再往油箱內(nèi)注入合格的潤滑油。重新起動(dòng)油泵、循環(huán)潤滑油系統(tǒng)，同時(shí)進(jìn)行壓縮機(jī)盤車，檢查調(diào)整各供油點(diǎn)的油流量，使油壓、油流