空气压缩机基本知识

空气压缩机基本知识一、空气压缩机概念空气压缩机（英文为：aircompressor）是气源装置中的主体，它是将原动机（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。压缩机属于动力机械，能将气体体积缩小，压力增高，产生一定的动能，这些动能可以做为机械动力或其他用途。压缩空气系统图见下图：二、空气压缩机的分类1.按照定义分类：1)容积式压缩机－－减小气体体积，提高气体压力。机械能→势能

往复式压缩机－－工作容积大小呈周期性变化，空间位置不变。

回转式压缩机－－工作容积大小呈周期性变化，空间位置变化。2)动力式压缩机－－提高气体分子的运动速度，使气体分子具有的动能转化为气体的压力能，从而提高压缩气体的压力。

动能→势能离心式压缩机－－属速度型压缩机，在其中有一个或多个旋转叶轮（叶片通常在侧面）使气体加速。主气流是径向的。

2.按照排气压力分类1)鼓风机：0.01～0.1MPa2)低压：0.2～1.0MPa3)中压：1～10MPa4)高压：10～100Mpa5)超高压：＞100MPa3.按照排气量分类1)微型：＜1m3/min

2)小型：1～10m3/min

3)中型：10～100m3/min

4)大型：＞100m3/min4.按照冷却方式分类1)风冷：以空气作为冷却介质，依靠自身的散热风扇完成空气循环。2)水冷：以水作为冷却介质，配备专用冷却水塔，或提供专用冷却水循环系统。5.按照润滑方式分类1)有油润滑a.喷油式压缩机b.微油式压缩机2)无油润滑a.水润滑b.干式螺杆c.无油活塞d.离心式三、空气压缩机的工作原理1、活塞式空气压缩机当活塞从汽缸的上止点向下止点移动时，汽缸内的容积增大，缸内压力下降，当缸内压力低于外界大气压力时，外界的空气在汽缸内外压力差的作用下，客服弹簧的张力推开进气阀而进入汽缸（这时出气阀关闭）。当活塞移到下止点时，汽缸内充满空气，其压力与外界大气相等。由于汽缸内外压力平衡，气门弹簧便将进气阀弹回而关闭，于是完成了吸气过程。当活塞由下止点向上止点移动时，这时由于进、出气阀均关闭，汽缸内的空气受到压缩。随着活塞的上移，汽缸的容积不断变小，被压缩的空气压力也就越来越高。此过程为压缩过程。当被压缩的气体压力超过气门弹簧的张力与出气管内压力的合力时，出气阀就被顶开，压缩空气从出气管排出，直至活塞到达上止点为止，这时由于汽缸内的压缩空气绝大部分被排出，气压急剧下降，于是排气阀在其弹簧的张力下又将汽缸关闭。此过程为排气过程。活塞再由上止点向止点移动时，新鲜空气又被吸入汽缸，开始下一个吸气过程。活塞式空压机就是这样吸气、压缩和排气周而复始地进行循环工作。备注：由于现在低压市场的活塞式空压机初步被螺杆式空压机淘汰，所以我们对活塞式空压机了解就可以了。2、螺杆式空气压缩机螺杆空压机又分为两种：双螺杆空压机和单螺杆空压机。1)双螺杆空压机的工作原理及简介：双螺杆空压机是由一对相互平行啮合的阴阳转子（或称螺杆）在气缸内转动，使转子齿槽之间的空气不断的产生周期性的容积变化空气则沿着转子的轴线由吸入侧输送至输出侧实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全部过程，空压机的进气口和排气口分别在空压机两端，阴转子的槽和阳转子的齿被主电机驱动而旋转。2)单螺杆空压机的工作原理及简介：单螺杆空压机的特征是只有一个螺杆转子。但实际上，单螺杆空压机却有三根旋转轴，即由一个螺杆转子和两个与螺杆转子垂直的行星齿轮组成。作为螺杆空压机家族的一员，单螺杆空压机具有和双螺杆空压机相似的优点，但由于存在以下几个在工业上难以解决的难题使得其一直没有得到大规模的推广。a.运动部件较多：单螺杆空压机有三个旋转轴，而且螺杆和行星齿轮的刚性相差较大，运动中易变形不均匀，因而相互啮合精度难以保证，所以容积效率较低。在目前市场上销售的单螺杆压缩机中行星齿轮均采用非金属材料，耐磨性较差，在高速工作过程中，由于磨损较大，造成内泄漏增大，因而工作一段时间后流量有较大衰减，一般经过3000至4000小时的运转后，流量平均衰减5~10％。所以单螺杆空压机在工业应用中的经济性极差。加上变形的不均匀引起的啮合精度难以保证还会造成整机设备的机械稳定性降低，因而故障率高，维修率高，进一步限制了它的使用范围。b.行星齿轮的材料有待进一步改善。行星齿轮作为单螺杆压缩机的核心部件之一，其主要作用是起密封作用。如果选用钢制的行星齿轮，由于钢材膨胀系数大，膨胀量大，所以必须在行星齿轮与螺杆间留较大的间隙，不但泄漏多，效率低，而且容易咬死造成重大故障：如果采用复合材料，虽然可以解决上述问题，但由于目前的复合材料强度低，耐磨性差，在运转过程中的剪切力和机械磨擦的作用下，不仅很快就会损坏，造成内部泄漏增大，效率下降，而且维修频繁，增大维护人员劳动强度和维修成本。如何尽快找到一种强度高、膨胀度小且耐磨的材料成为各厂家需要解决的又一大问题。然而，就目前材料科学的进展来看，短期内难以得到根本性的解决。c.螺杆型线有待进一步的优化。由于以上两个问题的存在而且在可以预见的未来也没有很好的解决办法，从而限制了单螺杆空压机的推广。所以科研机构和各大型空压机制造企业在单螺杆型线的研究上的投入不大，也一直没有取得较大的进展。如何找到最佳的螺杆型线是大规模推广前的又一项重大工作。但由于市场前景较差，各主要厂家的投入也不大，所以短期内也难以有根本性的提高。总的概括起来，就目前的技术发展看，双螺杆空压机不但在技术上是先进的，而且在实际应用中已经完全成熟，3、离心式压缩机是具有叶片的工作轮在压缩机的轴上旋转，进入工作轮的气体被叶片带着旋转,增加了动能(速度)和静压头(压力),然后出工作轮进入扩压器内,在扩压器中气体的速度转变为压力,进一步提高压力,经过压缩的气体再经弯道和回流器进入下一级叶轮进一步压缩至所需的压力。4、涡旋式空气压缩机涡旋空气压缩机是由两个双函数方程型线的动、静涡盘相互啮合而成。在吸气、压缩、排气工作过程中，静盘固定在机架上，动盘由偏心轴驱动并由防自转机构制约，围绕静盘基圆中心，作很小半径的平面转动。气体通过空气滤芯吸入静盘的外围，随着偏心轴旋转，气体在动静盘噬合所组合的若干个月牙形压缩腔内被逐步压缩，然后由静盘中心部件的轴向孔连续排出。5、滑片式空气压缩机压缩腔体中偏心放置一个轮子,在这个轮上有4~6片可以沿着轮中心轴向滑动的滑片,滑片底部有弹簧,控制滑片一直和腔体接触.四、无油和喷油式空气压缩机介绍1.无油螺杆空压缩机介绍2.无油螺杆机转子内部结构介绍3.无油螺杆空压机结构图1-进气口2-消音槽3-空气过滤器4-低压转子5-中间冷却器6–疏水器和排水管7-高压转子8-消音器9-单向阀10-后冷却器11-压缩空气出口12-放空阀和消音器13-进水14-出水15-油冷却器16-油过滤器17-油路旁通阀18-油泵

4.喷油螺杆机流程原理五、空气压缩机相关参数介绍1.排气压力定义—最终排出压缩机的气体压力。活塞机在空气桶处测得。螺杆机在油气桶内测得。额定排气压力—设计工况的排气压力，即压缩机铭牌上标的排气压力。压缩机可以在低于额定排气压力的任意压力下工作，只要强度和排气温度允许也可超过额定排气压力工作。常用的排气压力单位：bar或Mpa1bar=0.1Mpa一般客户习惯性地称压力单位为Kg(公斤)

1Kg=1bar1MPa=10bar1bar=14.504psi1bar=1公斤/平方厘米2.容积流量（排气量）定义—单位时间内，压缩机最后一级排出的气体量（后冷却器,止回阀和水分离器的下游）换算到第一级进口状态的压力和温度时的气体容积值（进气状态下）。容积流量（排气量）=进气量-气体泄漏量容积流量的单位：m3/min(立方米/分钟)、L/min(升/分钟)

CFM（立方英尺/分钟）

1m3=1000L=35.315CFM国内一般常用的容积流量单位m3/min(立方米、分钟)（标方流量：Nm3/min）容积流量在我国又通常被成为排气量或铭牌流量3.排气温度定义—每一级排出气体的温度。通常在排气接管处测得。温度有摄氏度°C、华氏度F、绝对温度(凯氏)K绝对温度T=273+摄氏度tF=32+1.8t如摄氏度20°C，则其绝对温度T=273+20=293K华氏温度=32+1.8x20=68F4.压力露点空气进行冷却,当水蒸气分压力等同与饱和压力,此时的温度即为露点温度，此时空气100%饱和含水。压缩空气的露点温度，即称为压力露点。大气的露点就是在大气压力下水蒸气开始冷凝时的温度.（常压露点）任何进一步的冷却,便有冷凝水析出5.排气含油量单位：PPM（mg/m3）单位体积的压缩空气中所含的油（包括油滴、悬浮粒子、油蒸气）的质量，换算到绝对压力0.1MPa、温度20℃和相对湿度65%大气条件下的值。通常我们所说的PPM为重量比。（1kg的百万分之一为毫克）1PPMw=1.2mg/m3(PA=0.1MPa、t=20℃、φ=65%)六、空压机品牌介绍a.AtlasCopco阿特拉斯、柯普科b.Ingersoll-Rand英格索兰c.Compair/Demag康普艾/德