往复活塞式压缩机讲解

1、 （华东）化工装备与控制工程系（华东）化工装备与控制工程系 周昌静 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 L型空气压缩机 1-连杆 2-曲轴 3-中间冷却器 4-活塞杆 5-气阀 6-气缸 7-活塞 8-活塞环 9-填料 10-十字头 11-平衡重 12-机身 应了解的几个概念： （1）内外止点活塞离轴旋转中心最近或最远的位置。 （2）活塞行程内外止点间距S=2r。 （3）曲柄转角曲柄和汽缸中心线的夹角。 膨胀、 吸气、 压缩、 排气 工作原理： 活塞在气缸内的来回运动与气阀相应的开闭动 作相配合，使缸内气体依次实现膨胀、吸气、 压缩、排气四个过程，如此不断循环，将低压

2、气体升压而源源输出。 曲轴曲轴 曲轴曲轴是往复活塞式压缩机的的重是往复活塞式压缩机的的重 要运动部件，外界输入的转矩通过要运动部件，外界输入的转矩通过 曲轴传给连杆、十字头，从而推动曲轴传给连杆、十字头，从而推动 活塞作往复运动。活塞作往复运动。 它同时又承受从连杆传来的周期它同时又承受从连杆传来的周期 性变化的气体力和惯性力等。性变化的气体力和惯性力等。 曲轴曲轴 结构形状 结构形状 润滑 润滑 支撑 支撑 惯性力、平衡 惯性力、平衡 连杆连杆： 作用：运动转换、力（矩）传递作用：运动转换、力（矩）传递 结构：大头、小头、杆身结构：大头、小头、杆身 润滑：杆身中钻油孔润滑：杆身中钻油孔 形状

3、：圆形、矩形、工字形形状：圆形、矩形、工字形 十字头十字头：滑块，连接连杆与活塞杆：滑块，连接连杆与活塞杆 作用：导向作用：导向 连接：十字销钉、螺纹连接：十字销钉、螺纹 气缸气缸 气缸是活塞式压缩机工作部件中的气缸是活塞式压缩机工作部件中的 主要部分。根据压缩机不同的压力、排主要部分。根据压缩机不同的压力、排 气量、气体性质等需要，应选用不同的气量、气体性质等需要，应选用不同的 结构型式和材料。结构型式和材料。 基本要求：基本要求： 应具有足够的强度和刚度；应具有足够的强度和刚度； 良好的冷却、润滑及耐磨性；良好的冷却、润滑及耐磨性； 尽可能小的余隙容积和气体阻力；尽可能小的余隙容积和气体阻

4、力； 利于制造和检修；利于制造和检修； 符合系列化、通用化、标准化的符合系列化、通用化、标准化的“三化三化”要求，以便互换要求，以便互换 气缸（气缸（冷却方式冷却方式） 风冷：风冷：小型压缩机。靠气缸外散热片强化散热。小型压缩机。靠气缸外散热片强化散热。 水冷：水冷：大部分压缩机采用，一般为双层（或三层）缸壁结构大部分压缩机采用，一般为双层（或三层）缸壁结构 n气阀在汽缸上的位置 径向 径向：阀轴线与汽缸轴线垂直，余隙大阀轴线与汽缸轴线垂直，余隙大; ; 轴向 轴向：阀轴线与汽缸轴线平行，余隙小；阀轴线与汽缸轴线平行，余隙小； 斜向 斜向：阀轴线与汽缸轴线成一定角度，阀轴线与汽缸轴线成一定角度

5、， 余隙中余隙中。 n气阀在汽缸上的位置 径向 径向：余隙大余隙大; ; 轴向 轴向：余隙小；余隙小； 斜向 斜向：余隙中。余隙中。 具体内容后面分析：容积系数、具体内容后面分析：容积系数、 排气量。排气量。 气阀气阀 活塞式压缩机的重要部件，也活塞式压缩机的重要部件，也 是最易损坏的部件。限制往复压缩是最易损坏的部件。限制往复压缩 机高速化化发展的关键问题之一。机高速化化发展的关键问题之一。 自动阀：自动阀：靠阀前后压力差实现开闭。靠阀前后压力差实现开闭。 气阀气阀 气阀气阀 阻力损失小；阻力损失小； 关闭及时（弹簧力大小）；关闭及时（弹簧力大小）； 寿命长、工作可靠，阀片及弹簧；寿命长、工

6、作可靠，阀片及弹簧； 余隙容积小，组合阀小；余隙容积小，组合阀小； 噪音小。噪音小。 气阀要求： 气阀型式：环状阀、网状阀、碟阀、孔阀、直流阀环状阀、网状阀、碟阀、孔阀、直流阀。 气阀寿命：气阀的寿命主要取决于阀片和弹簧的寿命。气阀的寿命主要取决于阀片和弹簧的寿命。 压缩机运转时，阀片在阀座和升程限制器之间来回跳动、撞击，压缩机运转时，阀片在阀座和升程限制器之间来回跳动、撞击， 易于形成疲劳裂纹而使阀片损坏。易于形成疲劳裂纹而使阀片损坏。 阀片撞击升程限制器时，弹簧变形量和变形速度很大，动应力阀片撞击升程限制器时，弹簧变形量和变形速度很大，动应力 较大，导致弹簧损坏较大，导致弹簧损坏 盘形 盘

7、形：中低压双作用汽缸，空心，有直承面，润滑；：中低压双作用汽缸，空心，有直承面，润滑； 活塞活塞 筒形： 筒形：单作用活塞，侧向力；单作用活塞，侧向力； 盘形 盘形：中低压双作用汽缸，空心，有直承面，润滑；：中低压双作用汽缸，空心，有直承面，润滑； 活塞活塞 筒形： 筒形：单作用活塞，侧向力；单作用活塞，侧向力； 盘形 盘形：中低压双作用汽缸，空心，有支承面，润滑；：中低压双作用汽缸，空心，有支承面，润滑； 活塞活塞 筒形： 筒形：单作用活塞，侧向力；单作用活塞，侧向力； 活塞环切口有三种：直切口、搭接切口、斜切口。 有油润滑：金属活塞环，灰铸铁，布油 无油润滑：自润滑，石墨，填充聚 四氟乙烯

8、 填料函 三、六瓣 密封原理：密封原理：填料抱紧在活塞杆上，利用阻塞、节流实现密封。填料抱紧在活塞杆上，利用阻塞、节流实现密封。 活塞杆与气缸之间的密封是通过填料函密封来实现的活塞杆与气缸之间的密封是通过填料函密封来实现的。 密封型式：密封型式：平面填料、锥面填料。平面填料、锥面填料。 三三 瓣瓣 环：环：径向开口可允许汽缸末的高压气进入密封室。径向开口可允许汽缸末的高压气进入密封室。 填料函 平面填料平面填料三、六瓣三、六瓣 密封原理：密封原理：三六瓣均用弹簧抱紧在活塞杆上，阻塞、节流。三六瓣均用弹簧抱紧在活塞杆上，阻塞、节流。 六六 瓣瓣 环：环： 轴向开口被三瓣环挡住，径向轴向开口被三瓣环挡住，径向 开口被三块小盖挡住。气体不开口被三块小盖挡住。气体不 会漏出反而将六瓣环压紧抱在会漏出反而将六瓣环压紧抱在 活塞杆上。缸内压力越高抱得活塞杆上。缸内压力越