空压机原理及使用

1、空压机原理及使用第1页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五第2页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 第一章.空压机的类型及工作原理 一.空压机的用途和分类 1.用途：是一种将机械能转变成气体压力 能的能量转换装置。 2.特点：压缩空气作原动力和电力相比较 优点：a.在瓦斯矿井中，可以避免电火花 引起瓦斯爆炸。 第3页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 b.适用于钻削坚硬的矿岩。 c.风动工具和风动原动机所排出的空气，可 以改善井下的通风状态。 d.泄漏和排放的气体不污染环境并且可以改 变井下的通风状况。 第4页，共80页，2022年，5

2、月20日，12点1分，星期五 缺点：a.风动工具的机械效率低，气体在管网 传导过程中能量损失大，成本费高。 b.风动工具工作时震动和噪音较大。 c.风动工具要求制造加工精度较高。 因此，在使用中应注意提高空压机的效率，减 少压气管道内的压力损失，节约压气的消耗量。 第5页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 3.空压机的分类 按压缩气体的工作方式：活塞式、离心式 回转式三种基本类型。 目前，我国煤矿所用的多为 活塞式空压机。第6页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 活塞式空压机按不同形式分为若干类 一.按气缸排列不同 1.立式空压机：气缸均为竖直布置。 a

3、.对气缸壁的作用力较小，润滑油分布均匀，对气缸磨损小且均匀。 b.惯性力对基础作用方向是垂直的，振动小。 c.占地面积小。 d.对大型机器因高度大，拆装维修均不方便。第7页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 2.卧式空压机：气缸为横卧布置。 a.管理维护和拆装方便。 b.气缸处于机身一侧，惯性力不能平衡， 转速的增加受到限制。 c.空压机机构和基础的重量和尺寸较大。第8页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 3.角度式空压机：气缸中心线具有不大于 90的夹角。 类型：“V”型、“W”型、“L”型三种。 a.惯性力几乎被平衡，能实现较高速度运转。 b.气缸相

4、互错开，利于气阀及冷却系统布局。 c. “ L”型结构的空压机运转平稳性较好。 d. “V”型、 “W”型多为小型移动风冷式空压机。第9页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 4.对称平衡式空压机：气缸作水平布置并分 布在曲轴两侧。可分 “M”型和“H”型。 a.惯性力小，运转平稳。 b.可以改善曲轴受力情况。 c.因气缸水平布置，安装及维修均较方便。 第10页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 按活塞动作方法分类 1.单动式空压机：气体在活塞一侧进行压缩。 2.复动式空压机：气体在活塞两侧均能压缩。 第11页，共80页，2022年，5月20日，12点1分

5、，星期五 按排气量的大小分类 1.微型空压机：排气量在每分一立方米以下。 2.小型空压机：排气量在110m3/min之间。 3.中型空压机：排气量在10100m3/min之间。 4.大型空压机：排气量大于100m3/min以上。第12页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 按排气压力的高低分类 1.低压空压机：压力在310公斤力/厘米2。 2.中压空压机：压力在10100公斤力/厘米2。 3.高压空压机：压力在1001000公斤力/厘米2 4.超高压空压机：压力大于1000公斤力/厘米2。 第13页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 按气体达到终了压力所需

6、的级数 1.单级空压机：气体经一级压缩达到终压。 2.两级空压机：气体经两级压缩达到终压。 3.多级空压机：气体经三级以上压缩达终压。第14页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 二.往复式空压机的工作原理 每一台空压机都有气缸和活塞。压缩空气 过程包括：吸入、压缩和压出三个过程。 工作原理：利用往复运动的活塞与气缸壁 面所构成的容积变化来进行工 作的。空气的吸入和排出由吸 气阀和排气阀来控制的。第15页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 提问:活塞在气缸中运动是否能到始端和 末端?第16页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 为什么要有

7、余隙,余隙应该多大? 1.压缩空气时,空气中可能有部分水蒸汽凝 结下来,水不可压缩的,如果没有空隙对机 器带来不良影响. 2.留有余隙不会使活塞与气缸盖发生撞击. 3.余隙内空气膨胀作用,能使吸气阀开.关较 稳定. 4.为了装配和调节时的方便,也需要有余隙.第17页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 对余隙的要求:过小不能完成上述作用. 过大则影响吸入的气量. 因此,在一般情况下,余隙容 积为气缸容积的38%.第18页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 三.矿山常用的空压机型号 4L20/8型 “4”L系列中第四种基本产品 “L”气缸排列L型 “20”额

8、定排气量m3/min “8”额定排气压力8kgf/cm2 注意：1kgf/cm2 0.1Mpa 第19页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 L5.540/8型 “L”气缸排列为L型 “5.5”活塞推力5.5吨 “40”额定排气量m3/min “8” 额定排气压力kgf/cm2 注意：1吨10千牛第20页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 2D12100/8型 “2”气缸列数 “D”对称平衡式 “12”活塞推力120千牛 “100”额定排气量m3/min “ 8 ” 额定排气压力第21页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 BZL3.52

9、0/7型 “B”电机为防爆型 “Z”无基础 “L”气缸排列L型 “3.5”活塞推力35千牛 “20”额定排气量m3/min “ 7 ”额定排气压力0.7Mpa 第22页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五第23页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 第二章：往复式空压机构造及附属装置 讲解我国煤矿常用的“L”类型 一.L型空压机的结构 1.结构特点：两级、双缸、复动、水冷、 固定式空压机。 2.结构划分：分为六大部分（机构）第24页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 (1).压缩机构：由气缸、吸气阀、排气阀 活塞等部件组成。 (2).传动

10、机构：由三角皮带轮、曲轴、连杆 十字头和轴承组成。 (3).润滑机构：由齿轮油泵、注油器和滤油 器等组成。第25页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 (4).冷却机构：由中间冷却器、气缸的冷却 水套、冷却水管、后冷却器 润滑油冷却器等装置组成。 (5).调节机构：由减荷阀、压力调节器等组成。 (6).安全保护装置：由安全阀、油压断电器、 断水开关和释压阀等组成。第26页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 二.空压机的流程 1.压气流程：自由空气滤风器减荷 阀一级吸气阀一级气 缸一级排气阀中间冷 却器二级吸气阀二级 气缸二级排气阀(后冷 却器) 风包工作点

11、。 第27页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 2.动力的传递流程：电动机三角皮带轮 曲轴连杆 十字头活塞杆 活塞。第28页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 三.L型空压机的主要部件 1.机身：由灰铸铁铸成的，它是支承和装 配各部件的骨架。 外形呈直角L形，在垂直和水平 颈部装有可拆的十字头滑道，两 端的法兰盘用来与一、二级气缸 组件连接。机身底部兼作油池。第29页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五第30页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 2.曲轴：接受电动机以扭矩形式输入的动力， 并把它转变为活塞的往复作用力

12、以压缩 空气而做功。 材质为球墨铸铁，有一个曲拐其上并 列装置两根连杆。其两端的主轴颈上各 装有双列向心球面滚子轴承。 轴的外伸端通过键与皮带轮相连。 另一端装有传动齿轮油泵的小轴并经 蜗轮蜗杆机构带动注油器。第31页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 曲轴的两个臂上各用螺栓固定着一块平 衡铁，以平衡旋转运动和往复运动时，不 平衡质量产生的惯性力。 曲轴上钻有中心油孔，以便油泵排出的 润滑油能通向各润滑部位。第32页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五第33页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 3.连杆：将作用在活塞上的推力传递给曲 轴

13、和将曲轴的旋转运动转换为活 塞的往复运动的机件。 它由杆体、大头、小头等组成。杆体 呈圆锥形，内有贯穿大小头的油孔。 连杆大头分成两半，内装浇有巴氏合 金衬层的大头瓦，其间有两组铜垫，可 调整大头瓦和曲拐的径向间隙。 第34页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 大头瓦的两半部分用两个连接螺栓连接 起来，安装于曲拐上。 连杆小头内装有磷青铜轴瓦以减少摩擦。 连杆小头瓦内穿入十字头销与十字头相 连，可从机身侧面圆形窗口拆卸。第35页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五第36页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 4.十字头:它是连接活塞杆和连

14、杆的运动 机件,在十字头滑轨上作往复运 动,具有导向作用.材质为灰铸铁. 十字头的一端用螺纹与活塞杆连接, 借螺纹和活塞杆的拧入深度,可调节 气缸的余隙大小. 十字头销连接小头瓦后,穿入十字头 体的锥形孔中,用键固定在十字头上. 第37页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五第38页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 5.活塞组件:包括活塞.活塞环和活塞杆. (1).活塞:是压缩机构的主要部件.曲轴的旋 转运动,经连杆.十字头.活塞杆变 为活塞在气缸中的往复运动.从而 对空气进行压缩做功. 常见的活塞形状有筒形和盘形.带十 字头的空压机均采用盘形活塞.第39

15、页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 为了减少质量,往往铸成空心的,两个端 面用加强筋连接,以增加刚度.材质灰铸铁. 第40页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五第41页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 (2).活塞环:又称涨圈,它是空压机易损零件. 安装在活塞外圆的活塞环槽内. 用灰铸铁制成方形断面的开口 圆环,具有一定的弹力. 在自由状态下,外径大于气缸的 内径. 活塞环的切口形式分三种:直切.斜切.搭切.第42页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五第43页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五

16、活塞环的作用:利用本身张力使环的外表面 紧贴在气缸镜面上,环的端面 紧贴在活塞环槽的壁面上,以 防止气体的泄漏.为避免压气 从切口处泄漏,两个活塞环切 口应相互错开,错开角度不小 于120起密封作用外,活塞 环还起着布油和导热的作用. 第44页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 (3).活塞杆:材质45号钢锻造而成.杆身摩擦 部分经表面硬化处理,具有良好 耐磨性. 活塞杆一端制成锥形体,插入活 塞的锥形孔内,用冠形螺母紧固 插有开口销以防松动. 活塞杆另一端和十字头用螺纹 连接,调节好余隙容积靠螺母紧.第45页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 6.气缸

17、：是组成活塞式空压机压缩容积的主 要部分。 分为内外层，两层之间的空间为 流通冷却水的冷却水套，缸盖和缸 座上各有4个气阀室.分别安装两个 吸气阀和两个排气阀。 缸盖、气缸体、缸座的水套、气 路是对应相通的，但水套和气路之 间互相隔开。缸座内侧有填料箱。第46页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五第47页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 7.气阀：是随着气缸内气体压力的变化而 自动启闭。 气阀有吸气阀和排气阀。它们都 只允许空气单方向通过的。 它的工作正常与否直接影响排气 量和功率的消耗。第48页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 对

18、它有一定要求: (1).寿命长。 (2).阻力小，减少动力消耗。 (3).密封性好，减少空气的泄漏量。 (4).形成的余隙容积小。 (5).结构简单，制造容易，易于维修。 (6).噪音低，动作及时。 第49页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 8.填料装置：空压机工作时，活塞杆与气 缸座之间要产生相对运动.因 此必然留有一定的间隙。为 防止压缩空气从此间隙外泄 所以设置填料装置予以密封。 还可防止润滑油被活塞杆带 入气缸。第50页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 L型空压机采用金属填料密封。包括密封 圈、挡油圈和隔环、垫圈组成。 密封圈用灰铸铁制成，用

19、3个带斜口的瓣 组成整圈。在它的外缘沟槽内放有拉力弹 簧，将其紧箍在活塞杆上，起密封作用。 当内圈磨损后，借助弹簧的力量，能自动 向内箍紧，保证密封。密封圈靠近气缸。 挡油圈内面开有环槽，可将活塞杆上带来 机油刮下来，以免带入气缸内，它装在紧 靠机身的一侧。第51页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 挡油圈内面开有环槽，可将活塞杆上带 来的机油刮下来，以免带入气缸内，它装 在紧靠机身的一侧。第52页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五第53页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 四.空压机的附属装置 1.滤风器：是过滤空气，以阻止空气中的

20、 灰尘和杂质进入气缸。 滤风器分两类： (1).干式滤风器：里面加充填物和过滤网。 (2).油浴式滤风器：这类滤风器不但有滤网 同时还有一定的油位。 第54页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 滤风器的结构主要由外壳和滤芯组成。 4L-20/8型空压机使用的金属滤风器. 其外 壳由筒体和封头组成，筒体内装有圆筒形 滤芯，它是由多层波纹状金属网组成。 其上涂有粘性油,一般60的气缸油和40 的柴油混合而成。恩氏粘度为3.33.7E。 第55页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五第56页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 滤风器应安装在室外

21、进风管道上。 它与空压机的距离以不超过10米，并处 于清洁、干燥、通风良好的阴凉处为宜。 滤风器的吸气口向下布置，免掉杂物。 第57页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 2.风包：又叫储气罐。它有两种形式：卧 式和立式。都是钢板焊接而成。 作用:(1).缓和由于空压机排气不均匀和不 连续而引起的压力波动。 (2).储备一定数量的压缩空气,维持供 需之间的平衡。 (3).分离出压气中的油和水。第58页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五第59页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 L型空压机的风包，是用锅炉钢板焊接 而成的立式密封容器。其高

22、度H为直径 D的23倍。 进气管在下，排气管在上，进气管在罐 内一段呈弧形，它的出气口向下倾斜并 弯向罐内壁，使气体进入罐内旋转以利 分离压气中的油和水。第60页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 风包上还装有安全阀、检查孔、压力表 和放油水的连接管等。 风包在地面应设在室外阴凉处，单独使 用一个基础。它和空压机的距离不应大 于1215米。 空压机和风包之间的管道上只装一个逆 止阀。第61页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 五.润滑机构 1.作用:(1).减轻滑动部位的磨损,延长零件使 用寿命. (2).减少摩擦功率,降低能耗. (3).润滑油有冷却作

23、用,可导走摩擦热 使零件工作温度不过高,保证滑动 部分必要的运转间隙,防滑动部件 咬死或烧死. 第62页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 2.空压机润滑方式的种类 (1).飞溅润滑:利用曲轴运动时,带动油池的 油雾去润滑气缸或传动机构. 这种方式简单,适用于无十字头的空压 机上,大都是单动或小型空压机. (2).压力润滑:应用广泛.目前使用的润滑方 式为压力润滑.第63页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 3.润滑系统 空压机的润滑分为传动机构润滑和气缸润 滑两个独立系统. (1).传动机构的润滑: 油池 粗过滤盒润滑油冷却器齿轮 油泵滤油器曲轴的中心

24、油孔曲拐 和连杆大头瓦的配合面连杆中心孔 连杆小头瓦和十字头销的配合面十字 头滑轨油池. 第64页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五第65页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 (2).气缸的润滑: 减少活塞和气缸镜面之间 的摩擦阻力,减少磨损.还起 一定的冷却作用,带走摩擦 热,防止活塞环及活塞与气 缸咬死或烧伤.第66页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 L型空压机采用单独的注油器向缸 内压油润滑. 在气缸的注油孔处,一般都装有逆 止阀,以防油管破裂时发生气缸内压气 反冲,并便于空压机在不停机时更换注 油器.第67页，共80页，20

25、22年，5月20日，12点1分，星期五 4.对润滑油的要求 (1).在高温条件下能维持一定的粘度,以便 保持一定的油膜强度. (2).有足够高的闪点温度,防止偶然产生火 花引起润滑油的燃烧,闪点温度不得低 于215. (3).要有良好的抗氧化稳定性.以降低在高 温下氧化的速度,使胶质和积碳减少到 最低的限度. 第68页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 6.润滑油的选用 空压机气缸的润滑应采用HS-13号(稀.冬) 和HS-19号(稠.夏季)压缩机油. 空压机运动机构的润滑可以选用机械油 例如 HJ-30.HJ-40.HJ-50等牌号的机械油. 空压机的润滑油要适当,既不能中断,也不 能过量,气缸的润滑尤其如此.因此供油量 必须按说明书调整适当. 第69页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五 六.冷却机构 1.空压机冷却的目的 煤矿安全规程第438条规定:单缸空压机的排气温度不得超过190,双缸不得超过160 (1).降低压气温度,保证设备正常运转. (2).降低功率消耗,增大排气量,提高压机效率. (3).分离出压气中的油和水,提高压气质量.第70页，共80页，2022年，5月20日，12点1分，星期五