往复式压缩机

1 第二章 往复式压缩机 2.1 概述 2.2 级的热力过程 2.3 多级压缩 2.4 主要热力性能指标及结构参数 2.5 动力性能 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 2.6 调节方式及控制 2.7 主要零部件 2.8 压缩机的选型 2.1 概 述 2.1.1 2.1.1 总体结构总体结构 2.1.2 2.1.2 工作过程工作过程 2.1.3 2.1.3 特点及应用特点及应用 2.1.4 2.1.4 分类及型式分类及型式 2.1.5 2.1.5 命名规则命名规则 2.1.1 2.1.1 总体结构总体结构 工作腔部分: 气阀 气缸 活塞 传动部分: 连杆 曲柄 十字头 机身部分 辅助设备: 润滑系统 冷却系统 2 2.1.2 2.1.2 工作过程工作过程 1-气缸盖 2-排气阀 3-进气阀 4-气缸 5-活塞 6-活塞环 7-冷却套 8-连杆 9-曲轴 3 2.1.3 2.1.3 特点及应用特点及应用 1.工作的稳定性较好； 2.机器适用性强； 3.机器的热效率较高； 4.容积式机器结构较复 杂，易损零件多； 5.气体吸入和排出是间歇 的，易引起气柱及管道的 振动 立式压缩机立式压缩机 卧式压缩机卧式压缩机 一般卧式一般卧式 对动型对动型 对置式对置式 MM型型HH型型 角度式压缩机角度式压缩机 VV型型 LL型型 WW型型 扇型扇型 星型星型其他分类方式其他分类方式 2.1.4 2.1.4 分类及型式分类及型式 4 5 2.2 级的热力过程 2.2.1 2.2.1 级的理论工作循环级的理论工作循环 2.2.2 2.2.2 级的实际工作循环级的实际工作循环 2.2.1 2.2.1 级的理论工作循环级的理论工作循环 （1） 理论循环的特点 （2） 理论循环的过程 （3) 理论循环的压缩功 （1）理论循环的特点 ¾气体通过进、排气阀式无压力损失，进、排气压 力没有波动保持稳定； ¾工作腔内无余隙容积，缸内的气体被全部排出； ¾工作腔作为一个孤立体与外界无热交换； ¾气体压缩过程指数为定值； ¾气体无泄露。 6 （2） 理论循环的过程 （3） 理论循环的压缩功 对于压缩级来说，一个理论循环中所进的 气体量，为活塞面积与一个行程乘积，即 V1=ApS 式中 Ap——活塞面积，m²； S ——活塞行程，m。 该容积习惯上称为行程容积Vh，即Vh＝V1。 2.2.2 2.2.2 级的实际工作循环级的实际工作循环 （1） 实际循环的特点 （2） 实际循环的吸气量 （3） 各系数的物理意义 （4） 级的循环指示功 （1） 实际循环的特点 任何工作腔都存在余隙容积。 气体流经进气、排气阀和管道 式必然油摩擦，由此产生压力 损失。 气体与各接触壁面间存在着温 差，导致不断有热量吸入和放 出。 气缸容积不可能绝对密封。 阀室容积不是无限大。 7 （2）实际循环的吸气量 由于实际循环和理论循环 存在差异，这将影响压缩 机各方面的性能。例如实 际循环中，活塞每个行程 所吸入的气体若折合成原 始的压力P1和温度T1，则 比行程容积Vs小。实际循 环的吸气量可 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示为： 0s V p l s V sV V Vλ λ λ η= ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ （3） 各系数的物理意义 由于气缸存在余隙容积，使气缸容积部分 容积被膨胀气体占据。 1 ' 1 1 2 1 1 1 1 n s V s s s V V V p V V V p λ ⎡ ⎤⎛ ⎞Δ ⎢ ⎥= = − = − −⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎢ ⎥⎣ ⎦ 1 1 1nα ε⎛ ⎞= − −⎜ ⎟⎝ ⎠ （4） 级的循环指示功 实际循环指示功的近似计算是把进、排气过程的压力 用平均压力来代替，压缩与膨胀过程指数用定值来代替， 并且假设压缩过程指数与膨胀过程指数相等。 1 1 0(1 ) {[ (1 )] 1}1 m m i s v h mW p V m δ λ ε δ − = − + −− J 2.3 多级压缩 2.3.12.3.1多级压缩的定义多级压缩的定义 2.3.2 2.3.2 多级压缩的优点多级压缩的优点 2.3.3 2.3.3 级数的选择级数的选择 2.3.4 2.3.4 压力比的分配压力比的分配 2.3.5 2.3.5 各级容积的确定各级容积的确定 8 2.3.1 2.3.1 多级压缩的定义多级压缩的定义 所谓多级压缩是将气体的压缩过程分在若干级中进 行，并在每级压缩之后将气体导入中间冷却器进行冷却。 2.3.2 2.3.2 多级压缩的优点多级压缩的优点 ¾ 节省压缩气体的指示功 ¾ 降低排气温度 ¾ 提高容积系数 ¾ 降低活塞力 2.3.3 2.3.3 多级的选择多级的选择 大、中型压缩机级数的选择，一般以最省功为原则。 小型移动压缩机虽然液应注意节省功的消耗，但往往重量 是主要矛盾。因此级数选择多取决于每级允许的排气温 度。在排气温度的允许范围内，尽量采用较少的级数，以 利于减轻机器的重量。对于一些特殊气体，其化学性质要 求排气温度不超过某一温度，因此级数的选择也取决于每 级允许达到的排气温度。下表是往复压缩机级数与终了压 力的一般关系。 77665544332211级数级数 (z)(z) 80~15080~15020~10020~10015~10015~1003.6~403.6~401.4~151.4~150.6~30.6~30.5~0.60.5~0.6终压终压(MPa)(MPa) 2.3.4 2.3.4 压力比的分配压力比的分配 多级压缩过程中，常取各级压力比相等，这 样各级消耗的功相等，而压缩机的总耗能也最 小。即各级压力比 为： 式中，z—压缩机级数。 对于实际气体，考虑到气体可压缩性的影响，压 力比的分配可根据功相的原理作适当的升降。 iε dzi s p p ε = 9 压缩机第一及工作容积： 按照前一级排出的气体要为下一级所吸进的原则，任 意i级的工作容积为： 1 i V s qV V nη= 1 1 1 i i i i i i s c sV s s V s T Zq pV n p T Z ϕλ λ η= 2.3.5 2.3.5 各级容积的确定各级容积的确定 析水系数的计算公式为： 11 1 i sa i i p p p p p pφ ϕλ −= − 2.4 主要热力性能指标及结构参数 2.4.1 2.4.1 吸排气吸排气 2.4.2 2.4.2 容积流量容积流量 2.4.3 2.4.3 供气量供气量 2.4.4 2.4.4 排气温度排气温度 2.4.5 2.4.5 功与功率功与功率 2.4.6 2.4.6 效率效率 2.4.7 2.4.7 活塞平均速度活塞平均速度 2.4.8 2.4.8 转速转速 2.4.9 2.4.9 行程行程 2.4.102.4.10气缸直径气缸直径 2.4.1 2.4.1 吸、排气压力吸、排气压力 1.压缩机的吸气和排气压力分别指第一吸入管道处 和末级排出接管处的气体压力。 2.因为压缩机采取的是自动阀，气缸内压力取决于 进、排气系统的压力，所以吸、排气压力是可以 变更的。 3.压缩机铭牌上的吸、排气压力是指额定值，实际 上只要机器强度、排气温度、原动机功率及气阀 工作许可。 4.它们是可以在很大范围内变化的。 10 2.4.2 2.4.2 容积流量容积流量 压缩机的容积流量，通常是指单位时间内压缩 机最后一级排出的气体，换算到第一级进口状态的 压力和温度时气体容积值，单位是m³/h或m³/min. 按照容积流量的定义，利用实际在÷测得的末 级容积流量值，可按下式求取流量： 1 1 1 d c s sd V v v V s d d T Zpq q q q p T Z ϕ = + + 容积流量随压缩机的进口状态而变，它不反映 压缩机所排气体的物质数量。化工 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 中适用的压 缩机由于工艺计算的需要，需将流量折算到标准状 态( ℃)时的干气容积值，此值称为 供气量或称标准容积流量（在空气动力计算中标准 温度为15℃）。 供气量与容积流量的关系为： 2.4.3 2.4.3 供气量供气量 1 1 1 0 0 ( )s sa VN v s p p T q q p T ϕ−= 3( /min)m 51.013 10 ,0Pa× 2.4.4 2.4.4 排气温度排气温度 ¾压缩机的排气温度时指压缩机末级排出气体的 温度，它应在末级气出气管处测得。 ¾多级压缩机末级之前各级的排气温度称为该级 的排气未温度，在相应的排气接管处测得。 2.4.5 2.4.5 功与功率功与功率 1.指示功： 压缩机用于压缩气体所消耗的功； 2.摩擦功： 压缩机用于克服机械摩擦所消耗的功； 3.轴功：指示功与摩擦功之和，即主轴需要的总功； 4.功率： 单位时间所消耗的功； 5.比功率： 排气压力相同的机器，单位容积流量所消耗 的功 11 对于理想气体 1/ 0 1 (1 ) {[ (1 )] 1} 60 1 j jm mj ij sj vj sj sj j j j m N n p V m δ λ ε ε −= − + −− 对于实际气体 1/ 0 1 (1 ) {[ (1 )] 1} 60 1 2 j jm mj sj dj ij sj vj sj sj j j j sj m Z Z N n p V m Z δ λ ε ε − += − + −− 2.4.6 2.4.6 效率效率 压缩机的机械效率 ： 等温指示效率 ： 等温轴效率 ： 绝热效率 ： 1 Z i adj j is z N N η − == ∑ 1 Z i adj j ad z N N η − == ∑ mη i isη − isη adη 活塞速度是随曲柄转角变化的，而实际应用 中常采用活塞平均速度，即每转活塞所走距离与 该时间之比， 活塞平均速度对压缩机性能的影响： 2 60 / 30m s sn n ν = = 2.4.7 2.4.7 活塞平均速度活塞平均速度 1.对压缩机摩擦副耐久性的影响。 2.对气阀的影响。 2.4.8 2.4.8 转速转速 转速的选择不能只是着眼于压缩机的重量 和尺寸，还必须考虑到机器的耐久性和经济 性。转速可表示为： 3 11145 m v v v izn q η ψ= 12 2.4.9 2.4.9 行程行程 活塞行程: 当活塞力大于 时，行程长度应取 成中国的行程系列值，并反过来修正活塞 平均速度，有时甚至修正转速。 30 mvs n = 42 10 N× 1.13 s i VD z s = 22 2 s i V dD z sπ= + 2.4.10 2.4.10 气缸直径气缸直径 单作用式气缸 D： 双作用式气缸，因为具有活塞杆并设直径为 d： 2.5 动力性能分析 2.5.1 2.5.1 压缩机中的作用力压缩机中的作用力 2.5.2 2.5.2 惯性力的平衡惯性力的平衡 2.5.3 2.5.3 飞轮矩的确定飞轮矩的确定 2.5.1 2.5.1 压缩机中作用力压缩机中作用力 惯性力 气动力 摩擦力 作用力分析 质量的求解 加速度的求解 惯性力 作用力的合成 各力对压缩机的作用 13 质量的求解 运动零件 连杆 曲拐 一类是质量集中在活塞销或十字头中心点A处，且只作 往复运动；另一类是质量集中在曲柄销中心点B处，且只作 绕曲柄中心O点的旋转运动。 " r s lm m m= +'s p lm m m= + 加速度的求解 2 2(1 cos ) (1 1 sin )x r lα λ α= − + − − dx dx dx d dxv dt d d dx d α ωα α α= = = ⋅ = (sin sin 2 ) 2 r λω α α= + 2 (cos cos2 )dv dv d r dt d dt αα ω α λ αα= = ⋅ = + 活塞位移： 活塞速度： 活塞加速度： 2 2(1 cos ) (1 1 sin )x r lα λ α= − + − − dx dx dx d dxv dt d d dx d α ωα α α= = = ⋅ = (sin sin 2 ) 2 r λω α α= + 2 (cos cos2 )dv dv d r dt d dt αα ω α λ αα= = ⋅ = + 活塞位移： 活塞速度： 活塞加速度： 加速度的求解 惯 性 力 由于曲柄连杆机构的运动部件质量已转化到 图示的A点和B点，可将惯性力分成往复惯性力I和 旋转惯性力Ir。 往复惯性力I： 旋转惯性力Ir： 2 (cos cos 2 )s sI m m rα ω θ λ θ= − ⋅ = + I III I= + 2 r rI m rω= − 14 气 体 力 气缸内气体压力随着活塞的运动或曲轴转角 θ而变化，其变化规律可由压力指示图获得。 作用在活塞上的气体力，为活塞两侧各相应气体 压力与各活塞有效面积乘积之差值。即 若活塞的一侧为大气，或为平衡腔，则大气 压力或平衡腔中气体压力所产生的作用力也要考 虑。但由于它们不是变值，处理比较方便。 ( )g s pF p p A= − ¾接触面间产生的摩擦力，其值取决于彼此间的 正压力及摩擦系数。 ¾作用运动件上的摩擦力其方向始终与运动方向 相反摩擦力大小随曲轴θ而变化，且规律比较 复杂。 ¾因为摩擦力相对于惯性力和气体力要小得多， 所以在下面的作用力分析中，暂不予考虑。 摩 擦 力 作用力的合成 连杆力： 侧向力： 2 2cos 1 sin p p l F F F β λ θ= = − 2 2 sin 1 sin p N p F F F tg λ θβ λ θ= = − 各力对压缩机的作用 1.气体力只使气缸、中体和机身等有关部分，以及 它们之间的连接螺栓等承受拉伸或压缩载荷，故 称为内力。 2.往复惯性力I由于它的方向和数值随曲轴转角周期 地改变，因而能引起机器的振动。旋转惯性力Ir 作用在主轴承上，它也能引起机器的振动。 3.侧向力及侧覆力矩 4.阻力矩My sin( ) cosN p M F r θ ββ += y dM M Jε− = − 15 2.5.2 2.5.2 惯性力的平衡力惯性力的平衡力 以下引用的是： 课程设计>>第一章、基本 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 >>1.3 动力计算 的基本方法>>1.3.3 惯性力及惯性力矩的平衡 1.3.3.1 单列压缩机 1.3.3.2 多列压缩机 2.5.3 2.5.3 飞轮矩的确定飞轮矩的确定 为了表征瞬时角速度变化的程度，引入旋 转不均匀度δ的概念。δ的定义如下： δ＝(ωmax-ωmin)/ωm 为了使机器的旋转不均匀度适当，除了合 理配置多列压缩机各列的排列外，通常还利用 增大机器转动惯量的方法予以解决。 飞轮矩GD²表示飞轮的转动惯量。 GD²=3600ΔE/(n²δ) 2.6 调节方式及控制 1.气量的调节方式 •气量的调节要求 •气量的调节原理 •气量调节的几种方式 2.调节系统 z转速调节 z管路调节 z压开进其阀调节 z连通补助容积 气量的调节要求 容积流量随时和耗气量相等，即所谓连续调 节，当不能连续调节时可采用分级调节，最简单 的情况下压缩机只有排气和不排气两种工况，称 间断调节。 调节工况经济性好，即调节时单位容积流量 功耗小； 调节系统结构简单，安全可靠，并且操作维 修方便。 16 气量调节原理 理论基础是容积流量公式： 只要改变式中任何一个量，容积流量即可改 变。但是，气缸直径无法改变； 在曲柄连杆驱动的压缩机中，行程也不能 变；所以，实际上只有各系数和转速可以改变， 并且除温度系数因经济性差不采用外，其它都用 来进行气量调节的。 v s p V t lq V nλ λ λ λ= （1） 转速调节 适用范围：内燃机、蒸气机以及可变转速电动 机驱动的压缩机，可比较方便地实现连续的气 量调节。 优点：气量连续；调节工况比功率消耗小，压 缩机各级压力比保持不变；压缩机上不需设专 门的调节机构等。 缺点：源动机本身性能的限制，且低于额定转 速时，经济性低。转速低时由于压缩机进气速 度降低，压缩机气阀工作可能会出现不正常。 （2） 管路调节 进气节流：在管路方面增加适当阻力使压力系 数减少，由此使气量减少。 切断进气：这种调节利用阀门关闭进气管路， 由此使容积流量为零。 进、排气管连通：排气 管经由旁通管路和旁通 阀门与进气管相连接。 调节时只要打开旁路 阀，排出的气体便又会 入进气管路中。 （3） 压开进气阀调节 利用一个压开装置，把进气阀强制地压开，使进气 阀全部地或部分地丧失正常工作能力，也即使压缩 机吸进的气体，因进气阀片不能自动关闭而在压缩 和排气行程仍回入进气管，借以达到调节气量的目 的。 全行程压开进气阀 部分行程压开进气阀 17 （4） 连通补助容积 （a）固定补助容积调节结构； （b）可变补助容积调节结构； 1-高压接头 2-高压腔 3-螺栓 4-连接杆 5-小活塞 6-阀心 7-螺母 8-补助容积 9-微调手轮 10-调节手轮 11-丝杠 12-活塞 调节系统 1-电机 2-第一级压缩 3-隔膜伺服器 4-调节器 5-氨气入口压力 6-安全阀 7-储器罐 8-排气管 9-过滤器 10-排气 11-压力控制器 12-第二级压缩 2.7 主要零部件 2.7.1 2.7.1 气缸组件气缸组件 2.7.2 2.7.2 活塞组件活塞组件 2.7.3 2.7.3 气阀组件气阀组件 2.7.4 2.7.4 密封组件密封组件 2.7.5 2.7.5 曲轴曲轴--连杆机构连杆机构 2.7.6 2.7.6 辅助系统辅助系统 2.7.1 2.7.1 气缸组件气缸组件 1.对气缸的要求 2.气缸的结构型式 3.气阀在气缸中的布置 4.气缸的工作表面、缸套 18 1. 对气缸的要求 z 应具有足够的强度与刚度； z 要求气缸内部工作面及尺寸应用必要的加工精度和 表面粗糙度，有良好的耐腐蚀性。余隙容积尽可能 小些； z 应具有良好的冷却、润滑条件； z 气缸上的开孔和通道，在尺寸和形状等方面要尽可 能有利于减少气体阻力损失； z 应有利于制造和便于检修，应符合系列化、通用 化、标准化的“三化”要求，以便于互换。 z 应力求结构简单，造价低。 2. 气缸的结构型式 z按气缸容积的利用情况 z按气缸冷却方式的不同 z按气缸制造方法的不同 单作用 双作用 级差式 风冷式 水冷式 铸造气缸 锻造气缸 3. 气阀在气缸中的布置 气阀在气缸上配置三种方式： z气缸配置在气缸盖上； z气阀配置在气缸体上； z气阀轴线与气缸轴线呈非正交混合配置方式。 布置气阀的主要要求： z尽量使气阀通道面积大些，以减少气流阻力损 失； z配置气阀力求气缸余隙要小； z气阀安装维修方便； z对于高压气缸，尽可能不要在气缸上开孔，以 免消弱气缸或引起应力集中。 4. 气缸的工作表面、缸套 工作表面（镜面）：与活塞外圆相配合的气缸（或缸套） 的内壁表面。 薄壁缸套：气缸的工作表面经过使用若干时间候，由于磨 损的结果，常因间隙过大或表面粗糙等原因不能继续使 用。因此，可将工作表面再次加工或压入一个圆桶型的薄 壁缸套。 缸套分类>> 干式缸套：不直接与冷却水接触的缸套。 湿式缸套：直接与冷却水接触的缸套。 19 2.7.2 2.7.2 活塞组件活塞组件 活塞组件包括活塞、活塞环、活塞 杆等。它们在气缸中作往复运动， 与气缸一起构成压缩容积。 1.活塞 2.活塞杆 3.活塞环 活 塞 活 塞 杆 1.活塞杆的作用： 连接活塞和十字头，传递作用于活塞上的力并带动活塞 运动。 2.对活塞杆的主要要求： z 活塞杆要有足够的强度，刚度和稳定性。 z 耐磨性好并有较高的加工精度和表面粗糙度要求。 z 在结构上尽量减少应力集中的影响。 z 保证连接可靠，防止松动。 活塞杆的结构设计要便于活塞的拆装。 活 塞 环 20 活 塞 环 2.7.3 2.7.3 气阀组件气阀组件 气缸的作用时控制气缸中的气体吸入和排出。 1.气阀的结构 2.对气阀的要求 3.气阀的种类 4.环状阀的构造及工作过程 5.气阀的材料 6.气阀的制造工艺要求 对气阀的要求 气阀的作用是控制气缸中的气体吸入和排 出。压缩机上的气阀都是自动气阀，即气阀的 启闭不是用专门的控制机构而是靠气阀两侧的 压力差来自动实现及时启闭的。 对气阀的主要要求是： ¾气阀开闭及时，关闭时严密不漏气； ¾气流通过气阀时，阻力损失小； ¾气阀使用寿命长； ¾气阀形成的余隙容积小； ¾结构简单，互换性好。 21 气阀的种类 使用较小使用较小阀片材料及制造要阀片材料及制造要 求高求高 阀片本身有弹性不需要弹阀片本身有弹性不需要弹 簧，运动质量小，升程低应簧，运动质量小，升程低应 高速要求高速要求 阀片阀片 呈条呈条 状状 44 条条 状状 阀阀 用于高压或超高用于高压或超高 压压缩机，小型压压缩机，小型 压缩机压缩机 流通面积小，不使流通面积小，不使 用大气量，运动件用大气量，运动件 质量大，影响及时质量大，影响及时 启闭启闭 结构强度高，圆弧形密封结构强度高，圆弧形密封 口，阻力损失小，加工简便口，阻力损失小，加工简便 阀片阀片 呈碟呈碟 形形 33 碟碟 形形 阀阀 同环状阀，但适同环状阀，但适 用于无油润滑用于无油润滑 形状复杂，易引起形状复杂，易引起 应力集中，结构复应力集中，结构复 杂，加工困难，阀杂，加工困难，阀 片上有一点坏，全片上有一点坏，全 部报废，经济性差部报废，经济性差 阀片动作一致，阻力比环状阀片动作一致，阻力比环状 阀小有缓冲片无导向部分磨阀小有缓冲片无导向部分磨 损弹簧力适应阀片启闭的需损弹簧力适应阀片启闭的需 要要 阀片阀片 呈网呈网 状状 22 网网 状状 阀阀 用于大、中、小用于大、中、小 气量，高低压压气量，高低压压 缩机。不宜用于缩机。不宜用于 无油润滑无油润滑 各环动作不易一各环动作不易一 致，阻力大，无缓致，阻力大，无缓 冲片，寿命差，导冲片，寿命差，导 向部位易磨损向部位易磨损 形状简单，应力集中部位形状简单，应力集中部位 少，抗疲劳好。加简单，成少，抗疲劳好。加简单，成 本低，材料可套用，坏一环本低，材料可套用，坏一环 换一环，经济性好换一环，经济性好 阀片阀片 呈环呈环 状状 11 环环 状状 阀阀 适用场合适用场合缺点缺点优点优点机构机构 特征特征 阀阀 型型 用于大型低压安用于大型低压安 装面积受到限制装面积受到限制 的地方的地方 余隙容积大余隙容积大节省气阀安装面积节省气阀安装面积环状阀环状阀 片多层片多层 结构结构 88 多多 层层 环环 状状 阀阀 小形压缩机的高小形压缩机的高 压或超高压压缩压或超高压压缩 机机 结构复杂，吸气阀结构复杂，吸气阀 温度高。降低了加温度高。降低了加 热系数热系数 在高压级上可省去较大的在高压级上可省去较大的 锻造缸头，余隙容积小锻造缸头，余隙容积小 吸排气吸排气 阀组合阀组合 在一起在一起 77 组组 合合 阀阀 目前吸气阀用的目前吸气阀用的 多多 强度低，热变形大强度低，热变形大 耐温性差耐温性差 阀片轻，有利于及时启阀片轻，有利于及时启 闭，冲击力小，寿命长。闭，冲击力小，寿命长。 升程大，阻力小，密封形升程大，阻力小，密封形 好，可节省高强度合金钢好，可节省高强度合金钢 阀片材阀片材 料用尼料用尼 龙，填龙，填 充聚四充聚四 氟乙烯氟乙烯 66 塑塑 料料 阀阀 用于低压高速压用于低压高速压 缩机缩机 阀片厚度小，受压阀片厚度小，受压 低，寿命差低，寿命差 通道面积大，流向不变，通道面积大，流向不变， 阻力小。阀片轻，有利于阻力小。阀片轻，有利于 及时启阀及时启阀 阀片安阀片安 装方与装方与 气流方气流方 向一致向一致 55 直直 流流 阀阀 适用场合适用场合缺点缺点优点优点机构特机构特 征征 阀阀 型型 环状阀的构造及工作过程 环状阀的构造 化妆阀工作过程 气阀运动曲线及分析 环状阀的构造 1-阀座 2-阀片 3-弹簧 4-升程限制器 22 气阀的材料 ¾阀座和升程限制器均受冲击载荷，阀座还承 受阀两侧的气体压力差。要求材料耐冲击并有 足够强度。阀座和升程限制器的材料可根据气 体性质的不同和承受压力差的不同而选择相应 的材料。 ¾阀片材料应具有强度高、耐性好、耐磨、耐 腐蚀性能。 ¾气阀弹簧一般采用碳素弹簧钢，合金弹簧钢 及不锈钢等材料。 气阀的制造工艺要求 用灰铸铁或合金铸铁制造的低压阀 阀座，密封表面应有特别细密的金相组 织。用优质碳素钢或合金钢30CrMnSi制 造的中压与高压阀座，密封表面要进行 调质或表面硬化处理，硬度达HRC30- 35。阀座密封面应进行研磨，表面粗糙 度及Ra值不得高于0.4μm。 2.7.4 2.7.4 密封组件密封组件 简 介 平面填料 填料密封整体结构 密封室的结构 填料密封材料 密封组件简介 ¾为了密封活塞杆穿出气缸处的间隙，通常用一组 密封填料来实现密封。填料是压缩机中易损件之 一。压缩机中极少采用软质填料，常用的填料有金 属或金属与硬质填充塑料。 ¾对填料的要求是：密封性好，耐磨性好，使用寿 命长结构简单，成本低，标准化，通用程度高。 ¾活塞杆与气缸间隙采用填料密封，其密封原理是 靠气体压力使填料紧抱活塞杆，阻止气体泄漏。 ¾根据密封前后气体的压力差，常用的填料有适用 于低压的平面而填料和适用于高压的锥形填料。 23 填料密封整体结构 1-密封盒 2-闭锁环 3-密封圈 4-镯形弹簧 填料密封整体结构 1-密封盒 2-闭锁环 3-密封圈 4-镯形弹簧 填料密封整体结构 1-密封盒 2-闭锁环 3-密封圈 4-镯形弹簧 1-密封盒 2-闭锁环 3-密封圈 4-镯形弹簧 填料密封整体结构 24 密封室的结构 填料密封材料 平面填料一般采用铸铁HT200，特殊情况用锡青 AZQSn8-12，轴承合金ZChSnSb11-6以及高铅青 铜等。在无油润滑压缩机中，密封圈可选用填 充聚四氟乙烯，由于这种材料导热性差，并有 冷流性，密封圈的端面及内圆面应有较高的表 面粗糙度要求，端面应研磨，Ra值为0.2μm。 密封圈的两端面应平行平面度在100mm长度不得 大于0.02mm，内孔圆度不大于直径公之半。 2.7.5 2.7.5 曲柄－连杆机构曲柄－连杆机构 作用及组成 曲柄 连杆 十字头 （1） 作用及组成 ¾压缩机的曲柄连杆机构不仅要将驱动的回转运 动转换为活塞的往复直线运动，而且是传递动 力的机构。 ¾曲柄连杆机构包括曲轴、连杆、是字头等组 件。 ¾要求它们应具有足够的强度、刚度、耐磨性 号、结构简单、轻便、便于制造，拆装和维 修。 25 （2） 曲 柄 ¾压缩机中所用的曲柄有两种：曲柄轴和曲拐轴。曲轴主 要包括主轴颈、曲柄和曲拐等部分。 曲柄轴的结构特点是仅在曲拐销的一端有曲柄，曲拐销的 另一端为开式，连杆的大头可从此端套入。因此，曲柄轴 采用悬臂式支承。 ¾曲拐简称曲轴。其特点是：曲拐销的两端均有曲柄。曲 轴一般用40或45优质碳素钢锻造或用稀土球墨铸铁锻造而 成。 ¾常用的表面处理方法是：表面淬火和氮化。 3. 连 杆 ¾连杆是连接曲轴与十字头（或活塞）的部件。连杆 包括连杆、大头和小头三部分。连杆按其大头的结构 型式，可分为开式连杆和闭式连杆。 ¾开式连杆的大头为剖分式，通过连杆螺栓将连杆体 与大头盖连接把紧，使大头孔与曲拐销配合。 ¾闭式两那的大头为整体结构，连杆大头瓦与曲拐销 的配合是靠调整斜块来实现的。 ¾连杆材料一般采用35号。40号及45号优质碳素钢或 球墨铸铁。高转速压缩机可采用40Cr，30CrMo等优质 合金钢。 4.十字头 ¾十字头是连接连杆和活塞杆的部件，是将回转运动转化 为往复直线运动的关节。 ¾对十字头的基本要求是：有足够的强度、刚度、耐磨损 重量轻、工作可靠。 ¾十字头由十字头体、滑板、十字头销等组成。 ¾按十字头体与滑板的连接方式，可分为整体式和可拆式 两种。 ¾十字头与连杆小头的连接方式可分为开式和闭式两种。 ¾十字头与活塞杆的连接主要有螺纹连接、连接器连接以 及法兰连接等。 润滑系统 冷却系统 调节控制系统 气路系统 ¾辅助系统是保证压缩机正常可靠运转 所必不可少的部分，并且与压缩机的综 合技术经济指标有密切关系。 ¾活塞式式压缩机的辅助系统包括： 2.7.6 2.7.6 辅助系统辅助系统 26 2.8 压缩机的选型 2.8.1 2.8.1 压缩机的分类压缩机的分类 2.8.2 2.8.2 往复压缩机型式选择往复压缩机型式选择 2.8.3 2.8.3 列数及级的配置列数及级的配置 2.8.4 2.8.4 往复压缩机的结构往复压缩机的结构 2.8.5 2.8.5 往复压缩机选型往复压缩机选型 2.8.6 2.8.6 压缩机驱动方式选择压缩机驱动方式选择 2.8.7 2.8.7 压缩机复算性计算压缩机复算性计算 2.8.8 2.8.8 往复压缩机选型实列往复压缩机选型实列 •按徘气压力分 •按容积流量分 •按达到徘气压力所需要的级数分 •按气缸中心线相对地平线位置或其彼此间关系分 •其他分类方式 2.8.1 2.8.1 往复压缩机的分类往复压缩机的分类 立式压缩机一气缸中心线与地平面垂直； 卧式压缩机一气缸中心线与地平面平行，共中按气 缸相对于机身的位置又分为：一般卧式压缩机，对 动式和对置式压缩机； 角度式压缩机一气缸中心线与地平面成一角度，并 按气缸排列所呈的形状又有：L型、w型、V型、扇 型、星型等。 2.8.2 2.8.2 往复压缩机型式选择往复压缩机型式选择 立式压缩机： 优点是主机直立，占地面积小；活塞重量不支承在气缸上 缺点是大型时高度大，需设置操作平台，操作不方便；管 道布置困难；多级时级问设备占地面积大 卧式压缩机： 大都制成气缸置于机身两侧的结构，共优缺点恰好和立式 压缩机相反； 角度式压缩机： 优点是结构紧凑，每个曲拐上装有两根以上的连杆，使曲 轴结构简单、长度较短，并可能采用滚动轴承 缺点是大型时高度大。 2.8.3 2.8.3 列数及的配置列数及的配置 列数：为了获得较好的动力平衡性能，列数以等于或多于 两列为宜；只有那些微型的低压或高压压缩机，因为动力 平衡性能不重要以及由于密封等原因，才采用单列结构。 级在列中的配置的基本原则： 各列活塞力要均衡，有十字头时希望往返行程中的活 塞力也能均衡，这样曲轴、连杆的强度利用比较充分； 力求减少气体泄漏量，所以应使相邻容积压力差较小； 在曲轴一侧配置较低压力级，以利于填料密封；制造和装 配方便。 27 立式压缩机立式压缩机 卧式压缩机卧式压缩机 一般卧式一般卧式 对动型对动型 对置式对置式 MM型型 HH 型型 角度式压缩机角度式压缩机 VV型型 LL型型 WW型型 扇型扇型 星型星型 2.8.4 2.8.4 往复压缩机的结构往复压缩机的结构 2.8.5 2.8.5 往复压缩机选型往复压缩机选型 压缩机选型的三种情况： ¾新建厂的压缩机选型计算 ¾扩建厂的选型计算 ¾技术改造的选型与改型计算 z明确 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 的原始计算数据： z明确气体的性质和吸气状态 z根据生产规模活流程需要确定总供气量 z确定需要的排气压力 z考虑排气温度的要求 z单机容积流量的计算 z热力计算 2.8.6 2.8.6 压缩机驱动方式选择压缩机驱动方式选择 电动机： 电动机价格最便宜，而且结构简单、操作方便，所以凡 是 有电能的地方应用电动机驱动。 内燃机： 在没有电能的地方活具有天然气及可以利用可燃气体的地方 应用内燃机。虽然内燃机价格昂贵，但用天然气的能源消耗 费用最便宜，高的成本费用几年内便可用低的运行费用所低 偿。 气轮机： 气轮机驱动，通常在化工厂中工艺流程本身需要蒸汽，因而 有现成的蒸汽可用，也有很高的运行经济性。 2.8.7 2.8.7 压缩机复算性计算压缩机复算性计算 复算性计算具体步骤如下： ¾计算各级行程容积。 ¾确定与容积流量有关的系数。 ¾复算级间压力和压力比。 28 例如某一工厂需要一台动力空气压缩机，要求其排气 10m³(Vn)/min,绝对排气压力0.9MPa。请选择合适的压缩机。 • 考虑因数： 1.压缩介质 2.冷却方式 3.驱动方式 4.场地大小 5.比功率 6.机器价格 7.结构型式 • 结论 本例中则应采用动力用空气压缩机，通 常动力用空气压缩机已经有产品标准， 因此可以先将气量转换成标准公况下的 排气量，了解压缩机型号的含义（见附 录1）， 查找压缩机产品目录及标准。 2.8.8 2.8.8 往复压缩机选型实例往复压缩机选型实例