化工機(jī)械結(jié)構(gòu)原理電課件及素材第六章 活塞式壓縮機(jī)

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1、第六章第六章 活塞式壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)【知識(shí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)】了解活塞式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理，各零部件的組成?！灸芰δ繕?biāo)能力目標(biāo)】能分辨活塞式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)種類；正確進(jìn)行活塞式壓縮機(jī)的選型；正確選用壓縮機(jī)中的各零部件。第六章第六章 活塞式壓縮機(jī)活塞式壓縮機(jī)第一節(jié)第一節(jié) 壓縮機(jī)的用途、種類及使用范圍壓縮機(jī)的用途、種類及使用范圍第二節(jié)第二節(jié) 活塞式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)種類活塞式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)種類第三節(jié)第三節(jié) 活塞式壓縮機(jī)的主要零部件活塞式壓縮機(jī)的主要零部件第四節(jié)第四節(jié) 活塞式壓縮機(jī)的主要結(jié)構(gòu)形式活塞式壓縮機(jī)的主要結(jié)構(gòu)形式第一節(jié)第一節(jié) 壓縮機(jī)的用途、種類及使用范圍壓縮機(jī)的用途、種類及使用范圍 一、壓縮機(jī)的用途一、

2、壓縮機(jī)的用途 壓縮機(jī)是一種壓縮氣體提高氣體壓力并輸送氣體的機(jī)器。在社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，特別在石油、化工中已成為必不可少的關(guān)鍵設(shè)備。其主要用途有：1、壓縮氣體作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)各種機(jī)械、工具、儀表等。2、用于化工和石化生產(chǎn)中的合成及聚合，如合成氨生產(chǎn)、高壓聚乙烯的聚合等。3、用于壓縮式制冷和混合組分的分離，如制冷機(jī)、冰機(jī)和將空氣壓縮液化后分離制備氮?dú)夂脱鯕狻?、用于增壓輸送氣體，如遠(yuǎn)程管道輸送煤氣，化工生中系統(tǒng)內(nèi)反應(yīng)氣體的循環(huán)再用。二、壓縮機(jī)的種類二、壓縮機(jī)的種類 壓縮機(jī)的種類很多，按其工作原理可分為二大類；1、容積式壓縮機(jī)依靠氣缸工作容積的減小，使氣體的密度增加，壓力提高。容積式壓縮機(jī)根

3、據(jù)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)不同。又可分為以下二種形式：（1）往復(fù)式壓縮機(jī)依靠氣缸內(nèi)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)壓縮氣體。（2）回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)依靠機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生容積變化實(shí)現(xiàn)氣體的壓縮。有滑片式、螺桿式等幾種?；綁嚎s機(jī)其結(jié)構(gòu)和工作原理與滑片泵相同，這類壓縮機(jī)排氣壓力不高，常用于合成橡膠工業(yè)。螺桿式壓縮機(jī)工作原理與螺桿泵基本相同，結(jié)構(gòu)上與螺桿泵的差異在于它只有二個(gè)轉(zhuǎn)子，且一個(gè)為陽(yáng)螺桿，一個(gè)為陰螺桿。2、速度式壓縮機(jī)習(xí)慣上又稱透平壓縮機(jī)，主要靠氣體在高速旋轉(zhuǎn)葉輪的作用下，得到巨大的動(dòng)能，隨后在擴(kuò)壓氣中急速降速，使氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成所須的壓力能根據(jù)氣體流向的不同，可分為離心式、軸流式等幾種。三、壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍三、壓縮機(jī)的應(yīng)用

4、范圍活塞式壓縮機(jī)適用于中小輸氣量，排氣壓力可以由低壓至超高壓；離心式壓縮機(jī)和軸流式壓縮機(jī)適用于大輸氣量中低壓的情況；回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)適用于中小輸氣量中低壓的情況。第二節(jié)第二節(jié) 活塞式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)種類活塞式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)種類一、活塞式壓縮機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理一、活塞式壓縮機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理 活塞式壓縮機(jī)包括三大部分：運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)與機(jī)身、輔助設(shè)備。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是曲柄連桿機(jī)構(gòu)，電機(jī)帶動(dòng)曲軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)曲柄銷帶動(dòng)連桿擺動(dòng)，再由連桿帶動(dòng)十字頭作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。工作機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)壓縮的主要零部件。氣缸呈圓筒形，兩端設(shè)有若干吸氣閥與排氣閥，十字頭通過(guò)活塞桿使活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞往復(fù)一次，實(shí)現(xiàn)“吸氣壓縮排

5、氣”一個(gè)循環(huán)過(guò)程。1氣缸；2活塞；3、4氣閥；5曲軸；6連桿二、活塞式壓縮機(jī)的分類二、活塞式壓縮機(jī)的分類 活塞式壓縮機(jī)種類繁多，根據(jù)其性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分類：分類型式名稱參數(shù)范圍或結(jié)構(gòu)特點(diǎn)按氣缸中心線位置分立式a臥式b角式cdef對(duì)置式ghi氣缸中心線垂直于地面氣缸中心線平行于地面氣缸中心線互成一定角度氣缸分布在曲軸兩側(cè)按氣缸容積的利用方式分單作用雙作用級(jí)差式活塞的一側(cè)壓縮介質(zhì) 活塞兩側(cè)交替壓縮介質(zhì) 活塞兩側(cè)有兩個(gè)以上不同大小的工作面壓縮介質(zhì)按排氣壓力分低壓壓縮機(jī)中壓壓縮機(jī)高壓壓縮機(jī)超高壓壓縮機(jī)0.2MPaP1MPa1MPaP10MPa10MPaP100MPaP100MPa按排氣量分微型壓縮機(jī)

6、小型壓縮機(jī)中型壓縮機(jī)大型壓縮機(jī)V1m31m3/minV10m3/min10m3/minV100m3/minV100m3/min按壓縮級(jí)數(shù)分單級(jí)雙級(jí)多級(jí)一次壓縮即達(dá)排氣壓力二次壓縮達(dá)到排氣壓力 多次壓縮（級(jí)間有冷卻器）才達(dá)到排氣壓力氣缸中心線相對(duì)地平面不同位置的各種配置氣缸中心線相對(duì)地平面不同位置的各種配置 三、活塞式壓縮機(jī)的三、活塞式壓縮機(jī)的特點(diǎn)特點(diǎn) （1）壓力適用范圍廣由低壓到超高壓都適用。當(dāng)排氣壓力波動(dòng)時(shí)，排氣量比較穩(wěn)定。（2）壓縮效率較高一般活塞式壓縮機(jī)壓縮氣體的過(guò)程屬封閉系統(tǒng)，其壓縮效率較高，大型壓縮機(jī)絕熱效率可達(dá)80%以上。（3）適應(yīng)性較強(qiáng)活塞式壓縮機(jī)排氣量可在較大的范圍內(nèi)變化，由每

7、分鐘幾升到幾百立方。（4）氣體密度對(duì)壓縮機(jī)性能的影響不大?；钊綁嚎s機(jī)的優(yōu)點(diǎn)活塞式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn) （1）潤(rùn)滑油易污染被壓縮介質(zhì)，對(duì)氣體質(zhì)量要求較高時(shí)，壓縮后氣體的凈化任務(wù)繁重。（2）受往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性力的限制，轉(zhuǎn)速不能過(guò)高。（3）排氣不連續(xù)，氣體壓力有波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因氣流脈動(dòng)而共振，造成管網(wǎng)或機(jī)體的損壞。（4）設(shè)備笨重、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易損件較多，維修工作量較大。活塞式壓縮機(jī)的主要缺點(diǎn)活塞式壓縮機(jī)的主要缺點(diǎn) 四、壓縮機(jī)級(jí)、段、列的概念四、壓縮機(jī)級(jí)、段、列的概念1 1 級(jí)、段、列的概念級(jí)、段、列的概念（1）級(jí) 氣體通過(guò)工作腔或葉輪壓縮的次數(shù)稱為級(jí)數(shù)。單級(jí)壓縮機(jī)（氣體僅通過(guò)一次工作腔或葉輪壓縮）；兩級(jí)壓縮機(jī)（

8、氣體順次通過(guò)兩次工作腔或葉輪壓縮）；多級(jí)壓縮機(jī)（氣體順次通過(guò)多次工作腔或葉輪壓縮，相應(yīng)通過(guò)幾次便是幾級(jí)壓縮機(jī)）。（2）段）段在容積式壓縮機(jī)中，每經(jīng)過(guò)一次工作腔壓縮后，氣體便進(jìn)入冷卻器中進(jìn)行一次冷卻；而在離心式壓縮機(jī)中，往往經(jīng)過(guò)兩次或兩次以上葉輪壓縮后，才進(jìn)入冷卻器進(jìn)行冷卻，并把每進(jìn)行一次冷卻的數(shù)個(gè)壓縮級(jí)合稱為一個(gè)段。（3）列）列一個(gè)連桿的中心線對(duì)應(yīng)的活塞組即為一列。壓縮機(jī)按列數(shù)的多少可分為單列和多列壓縮機(jī)。生產(chǎn)中除微型壓縮機(jī)采用單列壓縮機(jī)外，其余的都用多列壓縮機(jī)。2 2、級(jí)在列中的排列、級(jí)在列中的排列 （1 1）多列壓縮機(jī)的特點(diǎn)）多列壓縮機(jī)的特點(diǎn) 1）慣性力平衡性好，轉(zhuǎn)速可提高，基礎(chǔ)可減小；2

9、）功率相同時(shí)，壓縮機(jī)列數(shù)增多，每列承受的氣體壓力減小，每列運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)較小，機(jī)器較輕；3）每列串聯(lián)氣缸少，氣缸和活塞拆裝方便。4）傳動(dòng)構(gòu)件多，發(fā)生故障的可能性增多；5）填料函增多，泄漏機(jī)會(huì)增加；6）曲拐數(shù)增多，長(zhǎng)度增加，剛性下降，加工困難。（2）列的選擇）列的選擇 根據(jù)排氣量、排氣壓力、級(jí)數(shù)、活塞力、總體結(jié)構(gòu)型式、運(yùn)轉(zhuǎn)維修和制造廠的條件、制造成本以及是否采用級(jí)差式氣缸等因素確定。（3 3）級(jí)在列中的排列）級(jí)在列中的排列A.力求各列內(nèi)外止點(diǎn)的活塞力相等，使運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的質(zhì)量較小，慣性力較小，機(jī)械效率較高。B.力求減少氣體泄漏，如填料盡量設(shè)置在壓差較小的氣缸上，以及使密封周長(zhǎng)減小。C.級(jí)間設(shè)備和管道布置力

10、求降低流體阻力減小氣體脈動(dòng)。D.力求制造、安裝、維修操作方便。大致有兩種，一種是每列配置一級(jí)，除小型壓縮機(jī)采用單作用外，一般都采用活塞力均衡性較好的雙作用。另一種為每列配置兩個(gè)以上的級(jí)。壓縮機(jī)多級(jí)級(jí)差式配置方案示例：方案（a）第I級(jí)為雙作用，第II級(jí)為單作用，第I級(jí)氣缸利用充分、直徑較小，但活塞力不均勻。方案（b）中間設(shè)有平衡容積，使第I級(jí)氣缸直徑增大，但活塞力均勻。方案（a）用于低壓級(jí)，方案（b）用于較高的級(jí)次，方案（c）是兩個(gè)雙作用級(jí)串在一起，用于大型立式中低壓級(jí)。（4 4）級(jí)的配置形式）級(jí)的配置形式 三級(jí)級(jí)差式活塞可配置成圖（d）所示形式，通常一列中最多配置三級(jí)。第三節(jié)第三節(jié) 活塞式壓縮

11、機(jī)主要零部件活塞式壓縮機(jī)主要零部件一、氣缸組件一、氣缸組件氣缸是壓縮機(jī)中最復(fù)雜的一個(gè)主要零部件，應(yīng)滿足以下幾方面要求：（1）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。（2）應(yīng)具有良好的耐磨性和潤(rùn)滑性。（3）較小的余隙容積和阻力。（4）良好的冷卻。（5）連接和密封可靠。（6）氣缸直徑和氣閥安裝孔尺寸標(biāo)準(zhǔn)化。（7）良好的制造工藝性和裝拆方便。1、氣缸的基本結(jié)構(gòu)形式、氣缸的基本結(jié)構(gòu)形式 氣缸的基本結(jié)構(gòu)主要取決于氣體的工作壓力，排氣量、材料、冷卻方式以及制造廠的技術(shù)條件等。氣缸的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，按冷卻方式分有風(fēng)冷和水冷兩種；按氣缸內(nèi)壓縮氣體的作用方式分有單作用式、雙作用式和級(jí)差式；按氣缸所用材料分有鑄鐵、鑄鋼和鍛鋼等

12、。鑄鐵氣缸鑄鐵氣缸 鑄鋼氣缸鑄鋼氣缸鍛制氣缸鍛制氣缸2、氣缸套、氣缸套鑲?cè)霘飧滋谆谝韵吕碛桑?）高壓級(jí)的鑄鋼或鍛制氣缸，因鋼的摩擦性能差，易于將活塞咬死，為此須鑲?cè)肽Σ列阅芎玫蔫T鐵鋼套。2）高速或高壓以及壓縮氣體較臟的氣缸，當(dāng)磨損相當(dāng)嚴(yán)重時(shí)，氣缸便要修理，修理時(shí)，可以鏜削磨損的鋼壁，然后壓入一個(gè)新缸套。在實(shí)際工作中，為了便于修理，縮短停機(jī)時(shí)間，常常預(yù)先襯入氣缸套，一旦因上述原因磨損后，只要替換一個(gè)新鋼套即可。3）便于實(shí)現(xiàn)氣缸尺寸系列化。二、活塞組件二、活塞組件 活塞組件由活塞、活塞桿、活塞環(huán)等組成。1、活塞、活塞 活塞與氣缸構(gòu)成了壓縮容積，起壓縮氣體的作用。要有良好的密封性；有足夠的強(qiáng)度、剛

13、度、表面硬度；質(zhì)量小、制造工藝性良好等。活塞常見(jiàn)的基本結(jié)構(gòu)形式有筒形、盤形、級(jí)差式，以及組合式和柱塞式等。1）筒形活塞）筒形活塞 通過(guò)活塞銷與連桿小頭相連接，筒形活塞除起壓縮氣體作用外，還起十字頭的導(dǎo)向作用。筒形活塞多用于微型、小型無(wú)十字頭的單作用空氣壓縮機(jī)和制冷壓縮機(jī)，一般用鑄鐵或鑄鋁制造。為了減輕重量，盤形活塞常做成中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)部空間設(shè)有加強(qiáng)筋加強(qiáng)端面的剛性與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。為了支承型芯和清除活塞內(nèi)部空間的型砂，在活塞端面每?jī)山钪g開(kāi)有清砂孔，清砂后用螺塞堵死。臥式壓縮機(jī)的盤形活塞，其下部接觸面承受活塞組的質(zhì)量，為了減少氣缸與活塞的摩擦、磨損，還用軸承合金做承壓表面。盤形活塞常用于中小型高速短行

14、程、中低壓?jiǎn)胃纂p作用壓縮機(jī)，一般采用灰鑄鐵制造。2）盤形活塞盤形活塞 3）級(jí)差式活塞）級(jí)差式活塞 級(jí)差式活塞實(shí)際上是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的不同直徑的活塞串聯(lián)組合而成。為使距曲軸較遠(yuǎn)的活塞能夠沿氣缸表面自動(dòng)定位，末級(jí)活塞與前一級(jí)活塞可以采取滑動(dòng)連接。在串聯(lián)三級(jí)以上的級(jí)差式活塞中，采用球形關(guān)節(jié)連接，末級(jí)活塞相對(duì)于前一級(jí)活塞既能做徑向移動(dòng)，又能轉(zhuǎn)動(dòng)。柱狀活塞柱狀活塞2、活塞桿及與活塞的連接活塞桿及與活塞的連接 活塞桿與活塞的連接，通常采用圓柱凸肩連接和錐面連接兩種?；钊h(huán)分氣環(huán)和油環(huán)兩種，氣環(huán)的作用是密封氣缸與活塞之間的間隙，防止氣體從壓縮容積的一側(cè)漏向另一側(cè)，活塞環(huán)還起均布潤(rùn)滑油和導(dǎo)熱作用；油環(huán)用于刮

15、去附著于氣缸內(nèi)壁上多余的潤(rùn)滑油，并使缸壁上油膜分布均勻。3、活塞環(huán)活塞環(huán)a-氣環(huán)；氣環(huán)；b-油環(huán)；油環(huán)；c-刮油環(huán)刮油環(huán) 活塞環(huán)嵌入活塞環(huán)槽內(nèi)，隨活塞一起運(yùn)動(dòng)。在自由狀態(tài)下，其外徑大于氣缸的直徑，裝入氣缸后，環(huán)徑縮小，僅在切口處留下一個(gè)熱膨脹的間隙。活塞環(huán)的切口形式一般有三種：直口、斜口和搭口。直口加工容易，但泄漏量大；搭口泄漏量小，但加工困難，且使用中部易折斷；斜口泄漏量介于兩者之間，加工不太困難，故一般采用斜口。無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)中，由于自潤(rùn)材料強(qiáng)度較低，多采用直切口?；钊h(huán)通常用灰鑄鐵、合金鑄鐵、自潤(rùn)滑復(fù)合材料制造。氣閥的作用是控制氣缸中氣體的吸入與排出。目前最常用的是自動(dòng)式氣閥，它是利用氣

16、閥兩邊的氣體壓差來(lái)啟閉。1、氣閥的結(jié)構(gòu)、氣閥的結(jié)構(gòu) 自動(dòng)氣閥是由閥座、閥片、彈簧、彈簧座（升程限制器）等幾部分組成。閥片緊貼在閥座上，當(dāng)閥片下方壓力大于上方時(shí)閥片開(kāi)啟。閥片兩邊壓差消失時(shí)閥片關(guān)閉。三、氣閥三、氣閥l一閥座；一閥座；2一閥片；一閥片；3一彈簧；一彈簧；4一彈簧座一彈簧座 氣閥的結(jié)構(gòu)形式很多，有環(huán)狀閥、網(wǎng)狀閥、組合閥、條狀閥、直流閥等，其中以環(huán)狀閥應(yīng)用最廣。環(huán)狀閥由閥座、閥片、彈簧、升程限制器、連接螺栓、螺母等零件組成，優(yōu)點(diǎn)是閥片損壞后可以單獨(dú)更換，缺點(diǎn)是閥片開(kāi)啟時(shí)間可能不一。1閥座；閥座；2一連接螺栓；一連接螺栓；3一閥片；一閥片；4一彈簧；一彈簧；5一升程限制器；一升程限制器；

17、6一螺母；一螺母；7一開(kāi)口銷一開(kāi)口銷 網(wǎng)狀閥的結(jié)構(gòu)組成與環(huán)狀閥基本相同，區(qū)別只是在于閥片呈網(wǎng)狀，相當(dāng)于將環(huán)狀閥各環(huán)閥片連成為一整體結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)是閥片開(kāi)啟一致、阻力小，設(shè)有緩沖片，閥片對(duì)閥座沖擊小，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難，閥片局部損壞需整片更換。緩沖閥片緩沖閥片網(wǎng)狀閥片網(wǎng)狀閥片 在高壓氣缸上，因空間位置的限制，吸氣閥和排氣閥往往不可能單獨(dú)使用，在此情況下，常采用組合閥。所謂組合閥就是將吸氣閥和排氣閥組合在一起。組合閥結(jié)構(gòu)緊湊、空隙容積很小，提高了氣缸的有效容積，有利于增加排氣量。但因排氣時(shí)溫度較高，使整個(gè)氣閥受熱，會(huì)引起進(jìn)氣溫度提高，降低容積系數(shù)，即降低了實(shí)際吸氣量。閥片啟閉要及時(shí)氣體阻力要小要

18、有足夠的強(qiáng)度韌性、耐磨性、耐腐蝕性和較長(zhǎng)的使用壽命要關(guān)閉嚴(yán)密 3、氣閥的材料、氣閥的材料閥片常用30CrMnSiA、1Cr13、2Cr13、3Cr13 等材料閥座和升程限制器可用鑄鐵、35、40、45、40Cr等制造。2、對(duì)氣閥的要求、對(duì)氣閥的要求 曲軸將原動(dòng)機(jī)輸入的扭矩，通過(guò)連桿、十字頭等轉(zhuǎn)變成活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)對(duì)氣體作功。曲軸由主軸頸、曲柄、曲柄銷組成，一般為整體式，大型曲軸也可以分開(kāi)制造，然后組裝成一體，構(gòu)成組合式曲軸。四、曲軸四、曲軸 曲軸又有單拐和多拐之分，小型壓縮機(jī)一般用單拐，大型壓縮機(jī)用多拐。為了減小過(guò)渡區(qū)的應(yīng)力集中，在主軸頸與曲柄、曲柄與曲柄銷連接處應(yīng)做成具有圓角的圓滑過(guò)渡，也可采

19、用內(nèi)凹圓角。為提高材料的疲勞強(qiáng)度，可以在圓角處用冷加工硬化的方法，也可采取空心軸頸。中空曲軸有助于曲柄及軸頸部分材料的應(yīng)力分布均勻，減小曲軸的質(zhì)量，還可作為潤(rùn)滑油的通路。一般小型曲軸采用實(shí)心軸，大型鑄造曲軸大多為空心曲軸。曲軸有鍛造和鑄造兩種。鍛造曲軸常用材料是40號(hào)、45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼。鑄造曲軸常用稀土鎂球墨鑄鐵材料。鑄造曲軸具有良好的鑄造性和加工性能，可鑄出較復(fù)雜、合理的結(jié)構(gòu)形狀，吸振性好，耐磨性高，制造成本低，對(duì)應(yīng)力集中敏感性小，因而得到廣泛的應(yīng)用。五、連桿五、連桿 連桿是將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成十字頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)件。連桿大頭與曲軸一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，小頭與十字頭相連作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，中間桿身作擺動(dòng)。

20、連桿由桿身、大頭和小頭三部分組成，分開(kāi)式和閉式兩類，閉式主要用于大型壓縮機(jī)，而中小型壓縮機(jī)主要用開(kāi)式。開(kāi)式連桿大頭分為大頭座和大頭蓋兩部分，用連桿螺栓連接，螺栓上加有防松裝置。大頭內(nèi)有軸瓦，在大頭蓋與大頭座之間加有墊片，以便調(diào)整大頭瓦與主軸的間隙。開(kāi)式連桿開(kāi)式連桿1小頭；小頭；2桿體；桿體；3大頭座；大頭座；4連桿螺栓；連桿螺栓；5大頭蓋；大頭蓋；6連桿螺母連桿螺母 閉式連桿閉式連桿 連桿大頭一般采用薄壁軸瓦，其制造精度高、承載能力大、壽命長(zhǎng)、互換性好，易于裝修，價(jià)格低廉。軸瓦總壁厚僅為2.54軸瓦內(nèi)徑，底瓦用08、10、15號(hào)薄鋼板制，表面覆合0.20.7厚的減磨軸承合金。小頭一般做成整體式

21、，并壓入軸套，以便磨損后更換。連桿桿身截面有圓形、矩形、工字形等。圓形截面桿身加工方便，但在同樣強(qiáng)度下，其運(yùn)動(dòng)質(zhì)量最大；工字形截面的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量最小，但加工不方便，只適用于大批生產(chǎn)，模鍛或鑄造成型連桿。桿身中常鉆有潤(rùn)滑油孔，以便將大頭潤(rùn)滑油送到連桿小頭。桿身長(zhǎng)孔用深孔鉆加工。連桿常用的材料為35、40、45號(hào)優(yōu)質(zhì)鋼，近年來(lái)球墨鑄鐵連桿也得到廣泛應(yīng)用。六、十字頭六、十字頭 十字頭是連接活塞桿、連桿，并承受側(cè)向力的零件，它也具有導(dǎo)向作用。十字頭有可拆式和整體式之分，大中型壓縮機(jī)常用可拆式，用鑄鋼ZG25、ZG35或鍛鋼制造；小型壓縮機(jī)常用整體式十字頭，用鑄鐵HT2140制造?？刹鹗娇刹鹗?整體式整體式

22、 填料是用來(lái)阻止氣缸內(nèi)介質(zhì)沿活塞桿縫隙向外泄漏的部件。填料函密封原理與活塞環(huán)密封類似，利用阻塞和節(jié)流實(shí)現(xiàn)密封。對(duì)填料的要求是密封性能好，耐磨性，潤(rùn)滑性好。按填料（也稱密封圈）結(jié)構(gòu)不同，可分為平面填料和錐面密封兩種，前者廣泛用于中、低壓氣缸上，后者用于高壓。按填料材料可分為金屬填料和塑料填料，前者用于有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)，后者用于少油或無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)。七、密封元件七、密封元件低壓三瓣斜口密封圈低壓三瓣斜口密封圈 1、平面填料、平面填料 常見(jiàn)的有三瓣形、六瓣形。低壓三瓣斜切口形用于低壓壓縮機(jī)。在它的密封室中裝有擋氣環(huán)和密封圈。付密封圈付密封圈 主密封圈主密封圈1扇形片；扇形片；2帽形片；帽形片；3弧形片

23、；弧形片；4定位銷；定位銷；5收縮縫；收縮縫；6定位孔定位孔 1副密封圈；副密封圈；2主密封圈；主密封圈；3油道；油道；4螺栓；螺栓；5活塞活塞桿；桿；6壓蓋；壓蓋；7填料函；填料函；8密封盒；密封盒；9墊片墊片 三、六瓣密封圈用于中壓壓縮機(jī)，一個(gè)填料函中有若干密封盒，每個(gè)密封盒中裝有兩個(gè)密封圈，主密封圈為六瓣，副密封圈為三瓣。平面填料及填料函平面填料及填料函 2 2、錐面填料、錐面填料 當(dāng)最大密封壓差大于l0Mpa時(shí)，常采用錐面填料。密封盒內(nèi)裝有外圈和固定圈。此兩圈的錐形內(nèi)口固合成一個(gè)雙錐面的密封腔，密封腔內(nèi)裝有一個(gè)T形密封環(huán)和兩個(gè)梯形密封環(huán)組成一組。彈簧推力及介質(zhì)壓力通過(guò)固定圈與密封環(huán)間的

24、錐面?zhèn)鬟f給各密封環(huán)，使之緊抱在活塞桿上阻止介質(zhì)泄漏。改變錐面與活塞桿軸線之間的夾角為獲得不同的密封力。3 3、活塞環(huán)式密封填料、活塞環(huán)式密封填料 4、無(wú)油潤(rùn)滑填料、無(wú)油潤(rùn)滑填料 當(dāng)介質(zhì)不允許被潤(rùn)滑油污染時(shí)常使用無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)。如合成氨的觸媒會(huì)因氣體帶油而使活性降低；空氣分離裝置中的氧氣會(huì)因沾油引起燃燒、爆炸；食品工業(yè)中會(huì)因氣體帶油而污染食品等。無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)多采用自潤(rùn)滑材料制造活塞環(huán)、填料、閥片等。常用的有填充聚四氟乙烯、石墨、尼龍以及噴涂或浸漬的二硫化鉬等。采用無(wú)油潤(rùn)滑技術(shù)，既可以避免介質(zhì)的污染，又減少潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)備投入和節(jié)省大量潤(rùn)滑油。第四節(jié)第四節(jié) 活塞式壓縮機(jī)的主要結(jié)構(gòu)形式活塞式壓縮機(jī)的主

25、要結(jié)構(gòu)形式一立式壓縮機(jī)一立式壓縮機(jī) 立式壓縮機(jī)的氣缸中心線與地面垂直，氣缸工作面不承受活塞重量，活塞與氣缸磨損小而均勻。立式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，重量輕。動(dòng)力平衡性較好。立式壓縮機(jī)氣缸和活塞垂直吊裝比較方便，占地面積小，但列間距離較小，致使安裝、配管、維修和操作都有不便。立式壓縮機(jī)僅用于中小型或微型機(jī)組，可使機(jī)器高度處于人體高度，便于操作。二角度式壓縮機(jī)二角度式壓縮機(jī) 角度式壓縮機(jī)的氣缸中心線夾角小于180，有L型、V型、W型和扇型等幾種。角度式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)力平衡性能較好。每一曲軸大多只有一個(gè)曲拐，可裝兩根以上的連桿，曲軸簡(jiǎn)單，長(zhǎng)度短，可以采用滾動(dòng)軸承。各列的慣性力可利用曲軸上的平衡重

26、量部分或全部平衡，故機(jī)器轉(zhuǎn)速較高，動(dòng)力平衡以L型、W型為最佳。由于氣缸彼此錯(cuò)開(kāi)定角度，相距較遠(yuǎn)，氣閥與管道安裝方便，缸間管道和中間冷卻器可直接設(shè)置在機(jī)器上。V型、W型結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于小型低壓移動(dòng)式壓縮機(jī)，L型多用于固定式空氣動(dòng)力用壓縮機(jī)。臥式壓縮機(jī)氣缸中心線與地面平行，有一般臥式、對(duì)置式和對(duì)動(dòng)式（對(duì)置平衡式）之分。一般臥式壓縮機(jī)經(jīng)濟(jì)可靠，操作方便，但結(jié)構(gòu)型式老，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，慣性力不能平衡，轉(zhuǎn)速不高，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)笨重。對(duì)置式壓縮機(jī)氣缸水平布置在曲軸箱兩側(cè)，但曲柄錯(cuò)角不等于180。機(jī)身與曲軸剛性較好，運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)，但慣性力平衡性能較差，振動(dòng)較大。對(duì)動(dòng)式壓縮機(jī)為活塞作對(duì)稱運(yùn)動(dòng)的對(duì)置型壓縮機(jī)，氣缸水平設(shè)置且分

27、布在曲軸箱的兩側(cè)，氣缸中心線與曲軸中心線垂直，每相鄰兩列有一對(duì)錯(cuò)角為180的曲拐，活塞作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。該類壓縮機(jī)的動(dòng)力平衡性能特別好，慣性力矩很小，轉(zhuǎn)速可比一般臥式提高11.5倍。三臥式壓縮機(jī)三臥式壓縮機(jī) 立式壓縮機(jī)立式壓縮機(jī) L L型壓縮機(jī)型壓縮機(jī) V V型壓縮機(jī)型壓縮機(jī) W W型壓縮機(jī)型壓縮機(jī) 臥式壓縮機(jī)臥式壓縮機(jī)H型對(duì)動(dòng)式壓縮機(jī)型對(duì)動(dòng)式壓縮機(jī)M型對(duì)動(dòng)式壓縮機(jī)型對(duì)動(dòng)式壓縮機(jī)【本章小結(jié)本章小結(jié)】1、壓縮機(jī)是通過(guò)壓縮氣體提高氣體壓力的機(jī)械，有生產(chǎn)裝置的“心臟”之稱。按照壓縮機(jī)的工作原理，可分為容積型和速度型兩大類。2、活塞式壓縮機(jī)按工作原理可分為吸氣過(guò)程、壓縮過(guò)程、排氣過(guò)程、膨脹過(guò)程等四個(gè)工作過(guò)程

28、。3、活塞式壓縮機(jī)的分類（1）按氣缸中心線位置分立式壓縮機(jī)、臥式壓縮機(jī)、對(duì)置式壓縮機(jī)、角度式壓縮機(jī)（2）按活塞在氣缸內(nèi)所實(shí)現(xiàn)的氣體循環(huán)分單作用壓縮機(jī)、雙作用壓縮機(jī)、級(jí)差式壓縮機(jī)（3）按壓縮機(jī)的排氣終壓力分低壓壓縮機(jī)、中壓壓縮機(jī)、高壓壓縮機(jī)、超高壓壓縮機(jī)（4）按冷卻方式分水冷式壓縮機(jī)、風(fēng)冷式壓縮機(jī)4、壓縮機(jī)級(jí)、段、列的概念（1）級(jí)氣體僅通過(guò)工作腔或葉輪壓縮的次數(shù)稱為級(jí)數(shù)。壓縮機(jī)按級(jí)數(shù)可分為單級(jí)壓縮機(jī)、兩級(jí)壓縮機(jī)和多級(jí)壓縮機(jī)。（2）段在容積式壓縮機(jī)中，每經(jīng)過(guò)一次工作腔壓縮后，氣體便進(jìn)入冷卻器中進(jìn)行一次冷卻；而在離心式壓縮機(jī)中，往往經(jīng)過(guò)兩次或兩次以上葉輪壓縮后才進(jìn)入冷卻器進(jìn)行冷卻，并把每進(jìn)行一次冷卻的數(shù)個(gè)壓縮級(jí)合稱為一個(gè)段。（3）列一個(gè)連桿的中心線對(duì)應(yīng)的活塞組即為一列。壓縮機(jī)按列數(shù)的多少可分為單列和多列壓縮機(jī)。5、活塞式壓縮機(jī)的主要零部件有氣缸組件、活塞組件、氣閥、曲軸、密封元件等組成。本課件中部分圖片和動(dòng)畫(huà)本課件中部分圖片和動(dòng)畫(huà)素材采集自北京東方仿真控制素材采集自北京東方仿真控制技術(shù)有限公司，特此致謝！技術(shù)有限公司，特此致謝！