往复式压缩机维护与维修

活塞式压缩机课件前言（名词与术语）：压缩机：用来压缩气体借以提高气体压力的机械称为压缩机。也有把压缩机称为“压气机”和“气泵”的。提升的压力小于0.2MPa时,称为鼓风机。提升的压力小于0.02MPa时称为通风机。容积式压缩机：直接依靠改变气体容积来提高气体压力的压缩机，称为容积式压缩机。容积式压缩机有许多种结构型式。容积流量：容积流量在我国曾被称为排气量和输气量。压缩机中的容积流量是指在所要求的排气压力下，压缩机单位时间内排出的气体容积，折算到进口状态，也即第一级进气接管处的压力（P）和温度（T）时的容积值。单位：m3/min。标准容积流量：标准容积流量也称供气量。它是指压缩机单位时间内排出的气体容积量折算到标准状态之值。标准状态有两种定义：⑴石油化工压力1.013X105Pa(bar)、温度为0℃；（2）空气动力压力1.013X105Pa(bar)、温度为15℃；单位：Nm3/h。第一章活塞式压缩机简介一、活塞式压缩机工作原理及种类1、工作原理：应用曲柄连杆机构（曲轴、连杆、十字头）把驱动机原动力的旋转运动变为活塞在气缸内的往复运动，使气缸内的容积缩小（气体的体积缩小）从而提高气体压力的。整个工作过程分吸气、压缩和排气三个过程2、种类：1）按工作原理分单作用压缩机：气体只在活塞的一侧进行压缩又称单动压缩机。双作用压缩机：气体在活塞的两侧均能进行压缩又称复动或多动压缩机。多缸单作用压缩机：利用活塞的一面进行压缩，而有多个气缸的压缩机。多缸双作用压缩机：利用活塞的两面进行压缩，而有多个气缸的压缩机。2）按排气量范围分为：微型压缩机气量≤1m3/min小型压缩机1＜气量≤10m3/min中型压缩机10＜气量≤100m3/min大型压缩机气量＞100m3/min3）按排气压力范围分为：鼓风机排气压力≤2bar低压压缩机排气压力2—10bar中压压缩机排气压力10—100bar高压压缩机排气压力100—1000bar超高压压缩机排气压力1000以上bar4）按气缸中心线与地面相对位置分为：立式压缩机：气缸中心线与地面垂直卧式压缩机：气缸中心线与地面平行角度式压缩机：气缸中心线与地面形成一定角度a）立式压缩机：适用小气量528、529、Z2.5b）卧式压缩机(三种):卧式、对称平衡式、对置式卧式压缩机：气缸在曲轴一侧适用小型压缩机P2.5对称平衡式:气缸分别布置曲轴两侧,在两个主轴承之间相对列气缸中心线夹角180度。使用普遍，特别适用于大中型往复式压缩机。对置式：气缸分别布置曲轴两侧，但相邻两列曲轴错角不为180度，可分为两种形式：一种是两侧气缸中心线在同一直线上。另一种是气缸中心线不在一直线。主要用于超高压压缩机。c)角度式：W型夹角60度、V型90度、L型90度、扇型40度。用于中小型压缩机。二、活塞式压缩机特点：主要优点：1）压力范围最广。活塞式压缩机从低压到超高压都适用，目前工业上使用的最高工作压力达350MPa，实验室中使用压力则最高。2）效率高。由于工作原理不同，活塞式压缩机比离心式压缩机的效率高得多。而回转式压缩机由于高速气流阻力损失和气体内泄漏等原因，效率亦较低。3）适应性强。活塞式压缩机的排气量可在较广泛的范围内进行选择。主要缺点：1）外形尺寸和重量较大，需要较大的基础。2）气流有脉动和易损件较多。三、活塞式压缩机的型号——差异：用字母、数字表示压力：用数字表示公称容积流量：用数字表示，单位m3/min特征：用字母表示结构：用字母表示1、结构：如下表结构代号结构代号的涵义VV型WW型LL型S扇型X星型Z立式（气缸中心线均与水平面垂直）P卧式（气缸中心线均与水平面平行，且气缸位于曲轴同侧）MM型HH型D两列对称平衡型DZ对置型ZH自由活塞型ZT整体型摩托压缩机2、特征特征代号代号的涵义W无润滑WJ无基础D低噪声罩式B直联便携式3、公称容积流量型号中的公称容积流量指的是压缩机排出的气体在标准排气位置的实际容积流量，该流量应换算到标准吸气位置的全温度、全压力及组分的状态。4、压力吸气压力为常压时，型号中压力一项仅示出压缩机公称排气压力的表压值；增压压缩机、循环压缩机和真空压缩机均应表示出其公称吸、排气压力的表压值（当吸气压力低于常压时，则以真空度表示，同时其前冠以负号），且吸、排气压力之间以符号“-”隔开。5、差异：为了便于区分容积式压缩机品种，必要时可以使用型号的最末项“差异”，但应避免全面全部由数字表示。6、示例：4M80-50/11.5-93-BX型4：代表压缩机列数（2、4、6）M：代表压缩机形式（D、M、L、P、DZ）80:代表压缩机承载能力（80T）50：代表进口状态下的排气量m3/min11.5:代表进气压力bar(g)93:代表排气压力bar(g)BX:代表引进技术四、活塞式压缩机的结构1、辅机部分：缓冲器、冷却器、分离器、过滤器、安全阀、稀油站、注油器及管路作用：是保证压缩机正常运行所必需的。2、驱动机：电动机。3、主机部分主机部分由机身、中体、气缸、缸套、曲轴、连杆、十字头、十字头滑道、十字头销、活塞杆、刮油环、填料、活塞、活塞环、缸盖、气阀等组成1）、机身与中体机身、中体统称为机体，它包括机身、中体、机座、曲轴箱、中间接筒，端接筒等部件。作用：1是作为传动机构的定位和导向部分。2是压缩机承受作用力的部分。压缩机中的作用力基本上分为两大类内力和外力。内力是气体压力，作用在活塞和气缸盖上。内力的传递，一方面是通过活塞、曲柄连杆机构传递到主轴承和滑到上，另一方面通过缸体传递到机体上，并在主轴承和滑道上保持平衡。外力是运动部件的质量惯性力，外力的传递是由传动部件经过机体上的主轴承、滑道传递到机体外部。3是作为气缸的承座并联接某些辅助部件。一般采用高强度灰铸铁（HT20-40）铸成一个整体。机身与中体（滑道）有整体式和分体式。整体式保证了机身与中体的几何精度要求，同时也提高了机器的刚性和强度，加大了机器的承载能力，机器运转安全、平稳性有了可靠的保证。分体式，两者之间用凸台定位并用法兰连接，靠机械加工精度来保证主轴与滑道的垂直度，但由于加工水平所限，以及机械零件在包装运输过程中可能产生的磨损变形，所以尚须进行滑道和主轴垂直度的测量和调整。一个机身单元为2D型，两个机身组成为4M型，三个机身组成6M型。2）、曲轴曲轴是往复式压缩机的主要部件之一，传递着压缩机的全部功率。其主要作用是将电动机的旋转运动通过连杆改变为活塞的往复直线运动。曲轴在运动时，承受拉、压、剪切、弯曲和扭转的交变复合负载，工作条件恶劣，要求具有足够的强度和刚度,主轴颈与曲轴销足够的耐磨性。故曲轴一般采用40、45或50号优质碳素钢锻造。曲轴有两种基本形式，即曲柄轴和曲拐轴。曲柄轴结构，连同电机轴一起，一般只有两个主轴承，对于支撑偏斜较不敏感，便于曲轴安装。曲柄轴连杆结构比较简单，便于安装，但机器比较笨重，基础庞大，只能用于卧式，一般用于微型压缩机或超高压压缩机。曲拐轴压缩机可以实现对称平衡式、角式、立式等结构形式，使压缩机结构紧凑，重量轻；另外采用曲拐轴的压缩机，在气缸列数设置方面几乎不受限制，便于满足流程要求。压缩机曲轴通常都设计成整体式，在个别情形也可把曲轴分成若干部分分别制造，然后用热压配合、法兰、键销等永久或可拆卸的联接方式组装成一体，构成组合式曲轴。如潍坊生建造的6MD32(3)C-187/0.25～156压缩机用的就是组合式曲轴，采用带键联轴器联接。现在大型压缩机曲轴采用无油孔设计（采用反向注油方式），避免了由于加工油孔所产生的应力集中现象（曲轴断裂均发生在油孔处），彻底杜绝了曲轴断裂的发生。曲轴与电机的连接采用刚性直联，曲轴的法兰与电机轴的法兰是通过连接螺栓连接。3）、连杆连杆是曲轴与活塞间的连接件，它将曲轴的回转运动转化为活塞的往复运动，并把动力传递给活塞对气体做功。连杆包括连杆体、连杆小头衬套、连杆大头轴瓦和连杆螺栓。连杆体在工作时承受拉、压交变载荷，故一般用优质碳素钢（如35、40、45号钢）锻造或用球墨铸铁（如QT40－10）铸造，杆身多采用工字形截面且中间钻一长孔作为油道，连杆与大头瓦盖用螺栓进行连接。小头衬套一般采用铝合金、铜合金或钢浇注巴氏合金等制造。4）、十字头十字头是连接活塞与连杆的零件，它具有导向作用。十字头按十字头体与滑履的联接方式分为整体式和分开式两种。对于小型压缩机的十字头一般做成整体的，对于大中型压缩机则常采用分开式结构。整体式的十字头磨损后，十字头与活塞杆的不同轴度增大，不能调整，而分开式则恰恰相反。十字头与连杆的联接分为闭式和开式两种。开式结构连杆小头处于十字头体外，这种连杆的重量较大，只有少数立式或V型压缩机采用这种结构。闭式十字头连杆与十字头采用十字头销连接，应用比较广泛。十字头按于活塞杆的联接形式分为螺纹连接、法兰连接、联轴器联接、楔联接四种。十字头体的主要尺寸一般可以按下表进行选择。活塞力P（吨）主要尺寸（mm）DLB1130100602160120903.52001501205.524020014082802801601232036019016360400220224204802503250055032045540600360注：P：最大活塞力（吨）；D：十字头滑履直径；L：十字头长度；B：十字头宽度；十字头销常见的有圆锥形、圆柱形。常见十字头销的直径如下表：活塞力P（吨）123.55.581216223245十字头销直径d（mm）3540557080100120140170220十字头的材料一般采用铸铁(HT20-40)或铸钢。十字头销一般采用20钢或20Cr钢，表面经过渗碳、淬火处理。下面常用的活塞杆与十字头液压联接简图：活塞杆与十字头连接靠液压紧固工具实现（非螺纹连接），由于无螺纹避免了加工螺纹产生的应力集中现象，保证了活塞杆与十字头连接的可靠性，同时也杜绝了活塞杆断裂事故的发生。5、气缸部件气缸是活塞式压缩机中组成压缩容积的主要部分，一般采用铸铁、铸钢或锻钢制造，有的气缸为了避免气缸工作表面的磨损，采用缸套，一般采用优质的材料制成。6、气阀气阀是压缩机的重要部件之一。它的正常工作才能保证压缩机实现吸气、压缩、排气、膨胀四个工作过程。气阀性能的好坏，直接影响到压缩机的制冷量和功率消耗。阀片的寿命更是关系到压缩机连续运转期限的重要因素。7、活塞部件活塞部件是活塞、活塞杆、活塞环等的总称。活塞组在连杆的带动下，在气缸内作往复运动，在气阀部件的配合下完成吸入、压缩和输送气体的作用。活塞的基本结构形式有：筒形、盘形、级差式、组合式、柱塞等。1）筒形活塞一般用于小型无十字头压缩机，通过活塞销与连杆联接。2）盘式活塞用于低、中压气缸，为减轻重量，一般铸成空心的，两个端面之间用加强筋联接，增加刚性。3）级差式活塞用在串联两个以上压缩级的级差式气缸中，可以由两个盘式、组合式活塞联接组成，连接方式有平面移动联接、双球型关节联接等。4）隔距环组合型活塞，因为在高压气缸中，活塞环的径向厚度t与它的直径D的比值比一般情况下取的大，所以在装配活塞环的时候容易发生活塞环断裂，所以将活塞制造成有隔距环的组合型活塞，隔距环的两个断面都要经过研磨。5）柱塞，当活塞直径很小时，采用活塞环密封在制造上有困难，制造成不带活塞环的柱塞结构。密封一种是采用柱塞与气缸之间的细小间隙和柱塞上环槽所造成的曲折密封，另一种靠填料密封。活塞杆与活塞的连接通常采用圆柱凸肩连接和锥面连接。8、轴承与轴瓦9、填料部件四、活塞式压缩机的主要用途1、动力（军工）用压缩机：压缩介质为空气：提供驱动各种风动机械、风动工具，排气压力7-15bar。用于控制仪表及自动化装置，排气压力6bar。用于医药、油田、军工等，排气压力10—400bar。2、化肥（气体合成及聚合）用压缩机：在化学工业中，将气体压缩至高压，利于合成及聚合。1）氮氢气压缩机（氮与氢合成氨）：由煤或天然气为原料的：进气压力0.26bar,最终排气压力314bar(六-七级)单机:0.5万吨/年产合成氨:4M8-36/320型氮氢气压缩机1万吨/年产合成氨:4M20-75/3