活塞式空氣壓縮機.ppt

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1、2020年8月10日,1,第八章 活塞式空氣壓縮機,2020年8月10日,2,2020年8月10日,3,一、空壓機的用途和分類,（一）空壓機在船舶上的用途 壓力在2.452-2.942MPa的壓縮空氣用來啟動主機; 壓力在980KPa的壓縮空氣用來大中型柴油機操縱和換向; 壓力在392KPa的壓縮空氣用來操作離合器,剎車,充壓力水柜,鳴汽笛,吹洗機件管道和海底閥，鍋爐煙道等. （二）空壓機的分類 1.按工作原理分 容積式:（活塞式適合中等排量，各種壓力的場合） （回轉(zhuǎn)式適合于小排量，中低壓的場合） 速度式（離心式適合于大排量低壓的場合） （軸流式適合于更大的排量，壓力更低的場合）,

2、2020年8月10日,4,2、按工作壓力分 低壓（0.2-1.0MPa），中壓（1-10MPa），高壓（10-100MPa） 3、按排量分 微型（小于1m3/min），小型（ 1-10m3/min ），中型（ 10-100m3/min ），大型（大于100 m3/min ） 4、按驅(qū)動方式分 電動機驅(qū)動、柴油機自由端帶動（如350型，8NVD機）、柴油機本身汽缸泵氣（如國產(chǎn)160，250機，單缸停油泵氣）（第一缸的缸蓋上有專用的充氣閥） 5、按工作級數(shù) 一級，二級（多采用），三級 6、按汽缸的布置方式分 臥式，立式，角式（V，W型， 扇型），,2020年8月10日,5,二、活塞式空壓機的工作原

3、理,（一）理論循環(huán) 所謂理想工作循環(huán)，即不考慮工作循環(huán) 中的泄漏，氣流流經(jīng)閥和管路時的壓力損 失以及氣流作不等速流動的慣性影響，并 假設(shè)空氣與缸壁等無熱交換，壓縮過程中 空氣的溫度不變，壓縮后的空氣全部排出 氣缸。 當活塞在氣缸中A上死點，向右移動時，活塞左邊的氣缸容積增大，缸內(nèi)形成真空，大氣中壓力為P1的空氣就壓開吸氣閥，等壓進入氣缸，一直到活塞移 動到右死點B為止，這是吸氣過程，如直線AB所示。 當活塞改變運動方向從右死點向左移動時，吸氣閥關(guān)閉，活塞左邊的氣缸容積減小，壓力升高，直至活塞左移至點c，缸內(nèi)壓力上升至P2為止，這是等溫壓縮過程，如曲線BC所示。,2020年8月10日,6,當活塞

4、由點c繼續(xù)左移時等壓排氣，排氣閥開啟，空氣等壓排出氣缸，直至活塞左移至左死點A為止，這是過程，如直線CD所示。至止，空壓機已完成一個工作循環(huán)。只要活塞不斷在缸內(nèi)作往復(fù)運動，空氣就不斷被吸入、壓縮和排出。由于PV圖上吸氣、壓縮和排氣過程線所圍成的面積ABCD表示空壓機一個理想工作循環(huán)所消耗的功，故P-V圖有理論示功圖之稱。 （二）空壓機實際循環(huán) 1、存在余隙容積。所謂余隙容積指的是活塞排氣沖程結(jié)束時，缸內(nèi)的剩余容積。它由閥窩空間，活塞頂?shù)降谝坏阑钊h(huán)的環(huán)形空間和活塞與氣缸蓋之間的空間所組成，其中以后者為最大?；钊娇諌簷C必須有余隙容積，以免曲柄連桿機構(gòu)受熱膨脹或連桿軸承松動等，引起活塞撞擊氣缸蓋

5、而造成機損事故。由于余隙容積的存在，缸內(nèi)就會殘留一部分壓縮空氣。如圖所示，當活塞從左死點右移時，殘存在余隙V0中的壓縮空氣就沿曲線41膨脹，一直至活塞右移至點1。缸內(nèi)壓力低于大氣壓力時，新鮮空氣才壓開吸氣閥進入氣缸。于是，在吸氣沖程中就多了一個膨脹過程，吸氣行程由ab縮短到1b，吸氣容積相應(yīng)地由Vh減小到VS。顯然，余隙容積V0越大，膨脹過程越長，吸氣容積越小。所以為了提高空壓機的排氣量，應(yīng)盡量減小余隙容積。,2020年8月10日,7,2020年8月10日,8,余隙容積對吸氣容積的影響以容積系數(shù)V表征。即容積系數(shù) V=VS/Vh 式中VS 吸氣容積：Vh 活塞一個沖程掃過容積(行程容積)。 運

6、轉(zhuǎn)中，空壓機的余隙容積會因軸承的磨損或更換較厚的氣缸墊床而變大。 為便于測檢，余隙容積常用余隙容積高度來表征。余隙容積高度指的是活塞位于缸蓋端的死點位置時，活塞頂與缸蓋間的距離。船用小排量空壓機，余隙容積高度一般為0.51.8mm 2有阻力損失?？諝饬鹘?jīng)吸入濾器，吸排氣閥和管路時均有阻力損失，且與氣流速度的平方成正比。吸入端的阻力損失，使吸氣閥開啟延遲，膨脹過程延長，吸氣壓力降低，氣缸的吸氣量將由于吸氣行程的縮短和吸氣比容的增大而減小，排出端的阻力損失勢必使排氣壓力升高。顯然，壓縮耗功將隨之增大。如圖中，12為實際吸氣過程線，34為實際排氣過程線。點l出現(xiàn)波谷，點3出現(xiàn)波峰，這是啟閥時需克服氣

7、閥的彈簧力和閥片的慣性力之故。,2020年8月10日,9,阻力損失造成吸氣量的減小以壓力系數(shù)p來表征。假設(shè)把吸氣終了缸內(nèi)的壓力折合到大氣壓力后，吸氣容積由VS ，減小到VS，則； p= VS/ VS =P1/Pa 式中：P1吸氣終了缸內(nèi)壓力，Pa----大氣壓力。 3、存在氣流慣性影響。在吸排氣過程中，氣流隨活塞作不等速運動，使氣流流動的阻力損失隨流速的升降而增減，所以實際吸排過程線為波動曲線。 4、空氣與氣缸壁等有熱交換。進入氣缸的新鮮空氣因吸熱而膨脹，比容增大，吸氣量減少。 因受熱造成吸氣量的減小用溫度系數(shù)T來表征。若把吸氣末了時缸內(nèi)的空氣溫度折合到外界空氣溫度，吸氣容積

8、由VS減小到VS 則： T= VS/ VS=TS/TS 式中， TS吸氣管中空氣的熱力學(xué)溫度，K， TS吸氣末了缸內(nèi)空氣熱力學(xué)溫度，K。,2020年8月10日,10,5、壓縮過程不可能是等溫。 雖然空壓機采用了冷卻措施，然 而氣缸中的空氣總是來不及得到 充分的冷卻(特別是高速大缸徑的 空壓機)，所以實際壓縮過程是介 于等溫和絕熱之間的多變過程。 冷卻情況好的，接近于等溫，冷卻情況差的接近于絕熱。右圖表示出了三種壓縮過程的示功圖。顯然，用水或空氣冷卻氣缸的目的之一，就是使壓縮過程盡量趨近等溫，以減小壓縮耗功，提高空壓機的效率。 6有泄漏損失。空壓機工作時，空氣總會通

9、過活塞環(huán)和氣閥等不嚴密處漏泄，這些泄漏只能盡量減小，不能消除。 泄漏的大小可用泄漏系數(shù)L表示。 L= VS/ VS （排出壓縮空氣折合到進口狀態(tài)的體積/折合到進氣態(tài)的）,2020年8月10日,11,由上分析可知：空壓機的實際循環(huán)包括四個，膨脹、吸氣、壓縮、排氣。 壓縮比 =P2/P1 （排氣壓力/吸氣壓力） 三、多級壓縮和中間冷卻 多級壓縮中間冷卻指的是，空氣在低壓缸中壓縮到某一壓力后，排至空氣冷卻器中冷卻，然后進入下一級氣缸中繼續(xù)壓縮，如此連續(xù)下去，直至空氣壓力達要求為止?？諝獾呐懦鰤毫?jīng)一次壓縮達到的，稱一級壓縮；經(jīng)二次壓縮達到的，稱二級壓縮，依此類推。,2020年8月10日,12,

10、,采用多級壓縮和中間冷卻的原因： 1一級壓縮能達到的最高排氣壓力受余隙容積的限制。 排氣壓力越高，膨脹過程就越長，吸氣行程就越短。當排氣壓力高達一定值時，膨脹過程就延續(xù)到吸氣沖程終了?？諌簷C的工作循環(huán)變成膨脹一壓縮一膨脹，既不吸氣也不排氣，空氣壓力也就不再升高。,2020年8月10日,13,2一級壓縮的壓力過高對空壓機的潤滑不利。 因壓縮過程不可能是等溫的，排氣溫度隨排氣壓力的升高而升高。 當排氣壓力達一定值時，排氣溫度就會接近或超過潤滑油的閃點(215240)，使?jié)櫥瑮l件惡化，滑油變質(zhì)、裂化和結(jié)焦，甚至引起爆炸事故。 為了保證空壓機安全可靠地工作，一級壓縮壓力就不應(yīng)過高，以排氣溫度不超過18

11、0為宜。降低排氣溫度的最有效措施是采用多級壓縮和中間冷卻，以降低單級壓縮比和次級吸氣溫度。,2020年8月10日,14,3、減小壓縮耗功，提高效率。,,,,,2020年8月10日,15,,4、提高容積效率。單級壓縮比降低后，余隙影響變小。 5、可以減少相關(guān)機件的重量和尺寸因單級壓縮比減少。（理論上中間級壓力為（P1P2）1/2）,2020年8月10日,16,四、空壓機的構(gòu)造,（一）氣閥,2020年8月10日,17,1、閥座,閥座用于支承閥片，其上開有由閥片控制開關(guān)的氣流通道。為了保證氣密性，要求與閥片的配合面平整光滑無傷痕。 閥座要承受閥片的沖擊，故通常采用鑄鐵、合金鑄鐵、稀土球墨鑄鐵或鍛鋼等

12、耐沖擊的材料制造。,2020年8月10日,18,2、閥片,閥片是開關(guān)氣流通道的重要零件，又是易損件。工作中除了受氣流推力，彈簧力和慣性力的作用而周期地與閥座和升程限制器沖擊外，在閥關(guān)閉期間還承受壓向閥座的空氣壓力，易于磨損和變形。 閥片一般采用強度高，韌性好、耐磨和耐腐蝕的合金鋼制造，加工好后經(jīng)淬火和回火處理，其厚度一般為0.8--3mm。為了提高耐沖擊強度，閥片的兩面均經(jīng)研磨。 閥片也可用塑料(填充聚四氯乙烯)和尼龍一6等非金屬材料制造。這種閥片密封性好，耐沖擊，使用壽命長，但強度較差，熱變形大。,2020年8月10日,19,環(huán)片閥的結(jié)構(gòu)簡單，但閥片承受沖擊力較大，磨損較快。廣泛用于低中壓空

13、壓機上。 球面碟形閥具有流線形氣流通道，有利于空氣的流通，但閥的流通面積較小，結(jié)構(gòu)強度求高。適用于小排量空壓機上。 條片閥具有較大的流通面積，但閥片易變形而失去氣密作用，多用于低壓級。,,2020年8月10日,20,吸、排氣閥的區(qū)分原則,一般說來，同一級中的吸氣閥比排氣閥大，以使流經(jīng)吸氣閥的空氣流速不致于過高。但也有為了制造和更換的方便，同一級中的吸，排氣閥做成大小和組裝的次序完全一樣的，且可以互換。 可根據(jù)吸，排氣閥均是止回的原則區(qū)分，即不允許空氣流氣缸的是吸氣閥，不允許空氣進入氣缸的是排氣閥。這類氣閥修理或拆檢后，也應(yīng)按止回的原則正確安裝。,2020年8月10日,21,3、彈簧,彈簧

14、的主要作用是使氣閥關(guān)閉及時，緩和閥片與升程限位器的沖擊。 條片閥因閥片本身具有彈性，往往不另設(shè)彈簧。氣閥工作時，彈簧周期地被壓縮和伸長，故多用具有較高疲勞強度的高級彈簧鋼絲制造。 氣閥彈簧太硬，閥開啟遲滯，阻力損失和閥片對閥座的沖擊均大，太軟，閥關(guān)閉不及時，空氣回流，排氣量降低，更嚴重是，由于閥片延遲落座，活塞已回程，此時氣流作用力變成與彈簧力的作用方向一致，促使閥片以更大加速度落座，引起更大的沖擊。太軟的彈簧對排氣閥工作的影響尤甚。一般排氣閥的彈簧比吸氣閥彈簧硬。,2020年8月10日,22,4、升程限位器,升程限位器用以限制閥片的升程，并兼作閥片的導(dǎo)向和彈簧承座。 升程過大，閥關(guān)閉時的

15、沖擊就大，且關(guān)閉延遲， 升程過小，氣流流經(jīng)閥時的阻力損失大。 為了保證閥能及時關(guān)閉，閥片的升程往往隨轉(zhuǎn)速的升高而減小。,2020年8月10日,23,,不同轉(zhuǎn)速下的閥片升程,2020年8月10日,24,5對氣閥的要求 1)啟閉及時，動作準確。即閥片的起落無延遲現(xiàn)象，閥升起后能正確落位。 2)關(guān)閉嚴密。氣閥關(guān)閉時氣密性好，無漏氣現(xiàn)象。 3)阻力損失小。 4)工作時沖擊和噪聲小。,2020年8月10日,25,6、氣閥的檢查,氣閥損壞的原因是閥片與閥座和升程限制器的撞擊。 拆檢時應(yīng)注意閥片和閥座的磨損情況，并根據(jù)磨損和變形的程度決定研磨還是換新。 若閥片和閥座的密封面出現(xiàn)的溝痕不深，可先用粗金

16、鋼砂后用細金鋼砂在平板上按“8”字形軌跡研磨，直至溝痕消失表面光潔為止。,2020年8月10日,26,氣閥的檢查,若閥片的密封面出現(xiàn)較深的溝痕，在平板上研磨難以達到光潔的要求，則在閥片的強度滿足要求的情況下，可調(diào)一個面使用，但新的工作面需研磨后才能使用； 若發(fā)現(xiàn)閥片翹曲變形，則應(yīng)換新。 閥片、閥座經(jīng)研磨組裝后，應(yīng)檢查氣密性、靈活性和牢固性，即用潔凈的煤油注入氣閥的氣流通道應(yīng)無明顯滲漏；從氣流通道頂動閥片，閥片應(yīng)能自由起落，連接件應(yīng)緊固，開口銷應(yīng)鎖好。,2020年8月10日,27,（二）安全閥,為了防止空壓機的排氣壓力超過容許值而發(fā)生機損事故，一般空壓機各級均設(shè)置安全閥。 當空壓機的排氣壓力超過

17、額定工作壓力時，閥盤2升起，高壓空氣經(jīng)閥體9上的排氣口排至大氣，使排氣壓力降低。當排氣壓力降至低于額定工作壓力時，在彈簧8的作用下，閥盤2落下，關(guān)閉氣道，空壓機就恢復(fù)正常供氣。,2020年8月10日,28,安全閥的開啟壓力，一般高壓級比工作壓力高10，低壓級比工作壓力高15?？諌簷C出廠時，安全閥的開啟壓力已調(diào)整好，并已鉛封。,,圓盤軸,調(diào)整螺釘4下旋，閥的開啟壓力升高；調(diào)整環(huán)10上旋，閥啟閉壓差增大；反之，壓差減小。,2020年8月10日,29,（三）、空壓機的潤滑,在高溫下，滑油的粘度會急劇下降，氧化速度顯著增加，并生成大量酸類，膠質(zhì)和瀝青等。 生成物一部分沉積在機件的工作表面和油道中，加劇

18、摩擦件的磨損和增大滑油流動阻力；另一部分溶解在油中，會加速油質(zhì)惡化，縮短滑油的使用期。 要求空壓機的潤滑油具有較好的抗氧化穩(wěn)定性和適當?shù)恼扯?。具有較高的閃點，一般以閃點高于壓縮終了的空氣溫度40以上為宜。 滑油中若混入少量閃點低的油種(如柴油等)，閃點就會降低。使用管理中應(yīng)盡量避免不同油種的油互相混合,2020年8月10日,30,,空壓機通常采用飛濺潤滑或壓力潤滑。壓力潤滑需設(shè)專門的潤滑系統(tǒng)，油量可以調(diào)節(jié)，送入潤滑部位的滑油經(jīng)過濾器過濾，雜質(zhì)較少，潤滑效果好，飛濺潤滑結(jié)構(gòu)簡單，但潤滑效果較差。船用小型空壓機多采用飛濺潤滑。 空壓機中潤滑油的飛濺，通常是借助于懸掛于曲軸上的甩油環(huán)或裝于連桿大頭下

19、端的油杓，氣缸和活塞靠飛濺的油和油霧潤滑。濺落于箱壁上的一部分油則沿箱壁下流去潤滑主軸承。有些連桿大小頭上開有導(dǎo)油孔，以便把濺落的油引至大小頭軸承。 采用甩油環(huán)濺油時，甩油環(huán)旁的曲臂上往往設(shè)有儲油槽或圈，借助于離心力的作用和曲軸上的油道，把濺入并積聚于儲油槽(或圈)內(nèi)的油壓入連桿大頭軸承：采用油杓濺油時，利用油杓擊油的沖擊力和連桿大端的油道，把油壓入連桿大頭軸承，確保該軸承的潤滑。,2020年8月10日,31,采用飛濺潤滑的空壓機，曲軸箱的油位油位過高，擊濺厲害，飛濺的油太多，不僅耗功增大，油溫升高，加速滑油的變質(zhì)，而且滑油的耗量和壓縮空氣中的油分均增加。更為嚴重的是，過多的滑油竄入氣缸，會引

20、起活塞環(huán)和氣閥的故障，甚至產(chǎn)生爆燃事故， 油位過低，會造成潤滑不良。 曲軸箱的油位應(yīng)嚴格控制在油標尺兩刻線之間。采用油杓飛濺者，當活塞處于下死點時，以油杓淹入油內(nèi)2030mm為宜，但油杓至少離箱底23。,2020年8月10日,32,（四）空壓機的冷卻,空壓機的冷卻包括氣缸冷卻，中間冷卻及壓后冷卻。冷卻的方式有風冷和水冷兩種。 氣缸冷卻的主要目的在于移出壓縮過程中空氣傳給缸壁及摩擦產(chǎn)生的熱量，使壓縮過程趨于等溫，以節(jié)約壓縮耗功和借以改善氣缸的潤滑條件。 中間冷卻的主要目的是降低下一級的吸氣溫度和減少耗功，使空壓機有良好的潤滑條件和較高的經(jīng)濟性。由于壓縮空氣經(jīng)中間等壓冷卻后，其容積減小，有利于減小

21、下一級氣缸的缸徑。,2020年8月10日,33,,壓后冷卻的目的是縮小壓縮空氣的容積，提高儲氣瓶的儲氣量，減小氣壓的下降幅度，同時，經(jīng)壓后冷卻之后，壓縮空氣中的水汽和油汽冷凝，可以通過油水分離器把油和水從壓縮空氣中分離出來，從而提高壓縮空氣的質(zhì)量。 在使用管理中應(yīng)注意熱交換面的清潔和冷卻水管路的暢通，確保良好的熱交換效果。 對于風冷式加強散熱的散熱片不能損壞和沾上油污，更不能涂油漆；對于水冷式中與水接觸的散熱面也應(yīng)防止沾上油污和形成水垢。,2020年8月10日,34,風冷的冷卻器比較簡單，壓縮空氣從帶有很多散熱片的管子中流過，被風扇所鼓的風冷卻； 空氣的進口布置在上方，出口布置在下方，符合熱上

22、冷下的原則，有利于空氣的流動?？諝膺M入殼體3后，由于受到管間隔板4的阻擋，使空氣的流向與管束垂直交叉，并與冷卻水的流向相反，有利于提高冷卻器的熱交換效果。,船用水冷式空壓機，一般不自帶水泵，空壓機和冷卻器所需要的冷卻水來自壓力水柜或由機艙的其它水泵供給。,2020年8月10日,35,Tube intercooler,2020年8月10日,36,空壓機氣缸中排出的壓縮空氣含有油和水蒸氣，經(jīng)冷卻后會凝結(jié)成液滴。 油滴和水滴若隨空氣進入下一級氣缸，粘附在氣閥上，使氣閥工作失常，壽命縮短；水滴沾附于缸壁上，會使?jié)櫥瑦夯苈分杏偷蔚拇罅糠e聚，有引起爆炸的危險。 若冷卻后的壓縮空氣直接充入儲氣瓶，則會降

23、低壓縮空氣的品質(zhì)。故各級冷卻器之后一般都設(shè)油水分離器，分離壓縮空氣中的油滴和水滴。,（五）空壓機的油水分離器,2020年8月10日,37,冷卻后的壓縮空氣從進口接頭進入殼體內(nèi)，因容積突然增大，流速突然降低，為空氣與油滴和水滴的分離提供了較充裕的時間。 隨后氣流由于流向的改變和多次轉(zhuǎn)折而撞擊芯子7的壁面，油滴和水滴即沾附于壁面上，并在重力作用下下流而積聚于殼體6的下部空間； 分離后的壓縮空氣則經(jīng)限制器和出口接頭充入下一級氣缸或儲氣瓶。,撞擊式油水分離器,,2020年8月10日,38,為了提高油水分離器分離油和水的效果，空壓機運行中，應(yīng)定期開啟泄放閥排污。,2020年8月10日,39,使用管理中所

24、應(yīng)注意的有： 1泄閥應(yīng)及時開啟，以防液位過高影響分離效果而使空氣品質(zhì)變壞。 2限制器位置要適當，太高時，球閥可能偏離閥座，不能回位，失出止回作用；太低時，則開啟過流斷面變小，氣流阻力加大。 3環(huán)境氣溫低于5時，應(yīng)在停車后隨即開啟泄放閥，排出全部液體，以免凍結(jié)。,2020年8月10日,40,五、船用空壓機實例第八章,技術(shù)參數(shù) 雙缸，二級壓縮、風冷、電動 甩油環(huán)飛濺潤滑 轉(zhuǎn)速 600RPM、排量0.34m3/min 額定工作壓力 3MPa 軸功率 3.679KW 安全閥開啟壓力（裝在二級排氣管上）3.1MPa 氣閥閥片升程 1.5,2020年8月10日,41,,,2020年8月10日,42,0.3

25、4/30B型空壓機結(jié)構(gòu)特點,曲軸的輸入端裝有兼作飛輪和風扇的皮帶輪,左右主軸承旁邊各有一個甩油環(huán)，靠近甩油環(huán)的左右曲柄臂上各有一個儲油圈?？諌簷C運轉(zhuǎn)時，各摩擦面靠甩油環(huán)飛濺潤滑油形成的油霧潤滑。 氣閥為單環(huán)的環(huán)片閥，閥片的升程為1.5 空壓機只有中間冷卻器,無壓后冷卻器. 中間冷卻器由三根v型管組成，在管子的外表面有很多均勻分布的鰭片. 一級氣缸的活塞上裝有兩道刮油環(huán)，其中下面一道有倒角，安裝時應(yīng)注意有倒角的一面應(yīng)朝上，切勿裝反。 一級氣缸排氣閥的上部有一個手動釋載閥，若自動起動釋載裝置損壞需起動空壓機時，可提起該閥上的鋼圈，并轉(zhuǎn)動90度，一級氣缸的排氣空間即通過手動釋載閥與大氣溝通，降低空

26、壓機的起動負荷?？諌簷C起動后，再提鋼圈，反轉(zhuǎn)90，使釋載閥復(fù)原，空壓機即開始正常工作。,2020年8月10日,43,CZ6030型，二級、風冷或水冷，采用油杓飛濺潤滑。一級工作壓力為0637MPa,二級工作壓力為2.942MPa，排量為60m3h,CZ60/30型空壓機,2020年8月10日,44,CZ60/30型空壓機結(jié)構(gòu)特點,CZ6030型空壓機采用的是單環(huán)和雙環(huán)的環(huán)片閥。 曲軸的輸入端裝有兼作聯(lián)軸器的飛輪，電動機通過彈性聯(lián)軸器帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。 上大下小的差動式活塞用鋁合金鑄造?；钊敒橐患壍墓ぷ髅?，不同直徑段之間的過渡錐面為二級的工作面?；钊纳隙藷o刮油環(huán)，下端有一道刮油環(huán)。 活塞銷與連桿

27、的聯(lián)接為浮動式?？諌簷C運轉(zhuǎn)時，活塞銷在銷座和連桿小頭軸承中均可轉(zhuǎn)動。在冷態(tài)時，活塞銷與銷座為過盈配合。,2020年8月10日,45,,氣缸體與曲軸箱為組合式，用螺栓連接。氣缸蓋和氣缸體上均有冷卻水套。 氣缸體與活塞一樣，具有兩個不同的直徑段，與活塞相配合構(gòu)成兩個密閉的工作空間：活塞頂部為一級氣缸的工作空間，活塞不同直徑段過渡錐面以下的環(huán)形空間為二級汽缸的工作空間。 一級的吸排氣閥裝在氣缸蓋上，二級的吸排氣閥橫向?qū)ΨQ地裝在氣缸體中部的閥室內(nèi)。,2020年8月10日,46,在二級的吸排氣閥室上分別裝有一級和二級的安全閥，它們的開啟壓力分別為0.686MPa和3.236MPa。 連桿大頭的軸承蓋上裝

28、有擊油杓，空壓機工作時，靠油杓擊濺曲軸箱的潤滑油所形成的油霧潤滑各摩擦面。上部大直徑段的氣缸壁，借助于一級空氣吸入管上的油杯每分鐘滴入1-2滴油或通過連接管從曲軸箱中吸入部分油霧進行潤滑。 氣缸蓋上裝有釋載閥，用來減輕空壓機的起動負荷和調(diào)節(jié)空壓機的排氣量。,2020年8月10日,47,,空壓機的自由端設(shè)有殼管式中間冷卻器和壓后冷卻器以及油水分離器。中間和壓后冷卻器置于同一殼體中，壓縮空氣從上部進入，從管內(nèi)流過，然后從下部排出，冷卻水從下側(cè)進入，從管外流過，然后從上側(cè)排出。 若活塞上端的活塞環(huán)因磨損或裝配不當引起較大泄漏，一級氣缸的吸氣量就會大幅度下降，這是使用管理中應(yīng)該注意的。,2020年8月

29、10日,48,,例題：CZ60/30型“級差活塞”式二級空氣壓縮機若連桿軸承磨損, 會導(dǎo)致_____。 A. 低壓級余隙容積減小 B. 低壓級余隙容積增加 C. 高壓級余隙容積增加 D. B+C,B. 低壓級余隙容積增加,2020年8月10日,49,提起偏心手柄2，頂桿3便向下移動，通過活塞5、彈簧6、導(dǎo)筒7和導(dǎo)頂爪9等，強行頂開一級吸氣閥的閥片，使吸氣閥處于常開，空壓機即可在無載荷的情況下起動，放下偏心手柄2，在彈簧力的作用下，釋載閥和一級吸氣閥均復(fù)原，空壓機即開始正常運轉(zhuǎn)。 如果通過控制機構(gòu)將二級排出的高壓空氣，從接頭1引到活塞5的上部空間，通過活塞5和導(dǎo)頂爪9等同樣可以把一級吸氣閥強行頂

30、開，使空壓機釋載空轉(zhuǎn)，停止排氣；當儲氣瓶壓力下降到一定值時，由于活塞5上部空間的壓縮空氣通過控制機構(gòu)排至大氣，在彈簧力的作用下，一級吸氣閥復(fù)原，空壓機又恢復(fù)供氣。這樣，通過控制機構(gòu)和釋載閥，就能自動調(diào)節(jié)空壓機的排氣量。使用中，應(yīng)注意孔口的暢通，否則活塞5的下移就會遲緩或受阻。,,,,,2020年8月10日,50,六空氣壓縮機的排氣量調(diào)節(jié)和自動起動釋載裝置,（一）、空壓機的排氣量調(diào)節(jié) 如果不考慮吸入空氣的溫度、壓力，濕度和空壓機技術(shù)狀況的影響，在轉(zhuǎn)速不變的情況下，一般來說，空壓機的排氣量是一定的。但是船上的壓縮空氣的消耗量卻是時大時小，沒有一定的規(guī)律，因而產(chǎn)生了空壓機的供氣量與壓縮空氣的消耗量之

31、間的不平衡，使壓縮空氣系統(tǒng)的壓力上下波動很大。 為了保證柴油機間歇性起動、換向的需要，就必須保證儲氣瓶有足夠的壓縮空氣。有必要對空壓機的排量進行調(diào)節(jié)，以便維持儲氣瓶的壓力在規(guī)定范范圍內(nèi)。在以壓縮空氣起動的內(nèi)燃機船舶上，一般規(guī)定儲氣瓶的壓力維持在2.53.0MPa。要求氣壓達上限時，空壓機停止供氣，氣壓降至下限時，空壓機又恢復(fù)供氣。,2020年8月10日,51,,空壓機常采用下列方法調(diào)節(jié)排氣量； 1停車調(diào)節(jié) 停車調(diào)節(jié)指的是氣瓶的壓力達上限值時停氣瓶壓力下降至下限值時起動;從而維持儲氣瓶的壓力在規(guī)定范圍內(nèi)。這種調(diào)節(jié)方法適用于電動空壓機。 現(xiàn)在船上驅(qū)動空壓機的電動機已實現(xiàn) 起動和停車自動控制，常

32、用的自動控制 元件有壓力繼電器和電接點壓力表。這 些元件實際上是以壓力作為控制信號的 開關(guān)。,2020年8月10日,52,,單觸頭壓力繼電器示意圖 1、杠桿，2、彈簧，3、調(diào)節(jié)螺釘，4、鐵片彈簧，5永久磁鐵，6、頂桿，8、波紋管,壓力繼電器有單觸頭和雙觸頭兩種。波紋管7為 壓力感受元件，儲氣瓶通過接管與波紋管室相同。 隨著儲氣瓶壓力的上升，作用在波紋管7上的空氣 壓力就克服彈簧2的張力壓縮波紋管7，使頂桿6向 上移動和杠桿1繞支點反時針擺動，直至儲氣瓶的 壓力上升至上限值時，鐵片彈簧4就克服永久磁鐵 5的吸力使動觸頭m與定觸頭n分開,切斷電動機的 電源,空壓機停車；隨著儲氣瓶的壓力下降，彈簧

33、2就使頂桿6向下移動和杠桿1順時針擺動， 直至 儲氣瓶的壓力下降至下限時，在永久磁鐵5的吸力 作用下，動觸頭m又與定觸頭n況迅速閉合，電動 機的電源接通，空壓機起動。,旋進調(diào)節(jié)螺釘3，壓緊彈簧2，起動和停車壓力 均升高，反之，起動和停車壓力均降低。永久磁 鐵靠攏鐵片彈簧4，停車與起動壓差擴大，反之， 壓差縮小.,2020年8月10日,53,JY型壓力繼電器結(jié)構(gòu)圖和原理圖（雙觸頭）,2020年8月10日,54,,微動開關(guān)3和16串聯(lián)于控制電路，而微動開關(guān)3還與接觸器的輔助觸頭19并聯(lián)。儲氣瓶經(jīng)管接頭9與膜片8的下部空間相通，當儲氣瓶的壓力下降至下限值時，在低壓彈簧2的作用下，微動開關(guān)3閉合，此時

34、微動開關(guān)16也處于閉合狀態(tài),電動機控制電路的電源接通，接觸器的線圈通電，接觸器控制電動機的主觸頭及與微動開關(guān)3并聯(lián)的輔助觸頭19均閉合，空壓機起動,2020年8月10日,55,隨著儲氣瓶壓力的升高，作用在膜片8上的空氣壓力克服低壓彈簧2的張力，頂動圓盤使頂柱向上移動,并帶動爪盤組，使微動開關(guān)3斷開，由于電流可由與微動開關(guān)3并聯(lián)的接觸器的輔助觸頭19旁通，接觸器的線圈不斷電，電動機的電路不會斷開，空壓機繼續(xù)運轉(zhuǎn)；,當儲氣瓶的壓力上升至上限 值時，膜片8頂動另外一組圓 盤和頂柱，壓縮高壓彈簧17， 通過爪盤組15使微動開關(guān)16斷 開，控制電路的電源被切斷， 接觸器的線圈斷電，主、輔觸 頭均斷開,空

35、壓機停車；,2020年8月10日,56,顯然，旋緊螺母l和18，加大低壓彈簧2和高壓彈簧17的預(yù)緊力，空壓機起動和停車壓力均升高； 反之，起動和停車的壓力均降低這種雙觸頭的壓力繼電器，由于高 低壓彈簧分開，調(diào)整時互不牽連，故停車和起動的壓差就可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。 停車調(diào)節(jié)，因空壓機停車后便不再消耗動力，故比較經(jīng)濟，且易于實現(xiàn)自動控制，壓縮機本身也無需設(shè)置專門的 調(diào)節(jié)機構(gòu)，因而船舶廣泛采用。其缺點 是起動和停車較頻繁，會加快摩擦件的磨損，且起動電流較大.,2020年8月10日,57,2、空轉(zhuǎn)調(diào)節(jié),空轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)指的是，空壓機不停地運轉(zhuǎn)，根據(jù)儲氣瓶壓力的變化，時而供氣，時而停止供氣。實現(xiàn)這種調(diào)節(jié)的方法

36、三種調(diào)節(jié)方法。 1)余隙容積調(diào)節(jié)和壓開吸氣閥調(diào)節(jié) CAl0B型和CZ6030型空壓機時，用這兩種調(diào)節(jié)方法。,2)旁通調(diào)節(jié) 在空壓機的排氣管路上，裝一手動旁通閥。當儲氣瓶的壓力達到上限值時，開啟旁通閥，讓壓縮空氣排至大氣；當儲氣瓶壓力下降至下限值時，關(guān)閉旁通閥，空壓機又恢復(fù)向儲氣瓶充氣。NVD型柴油機所帶的空壓機就是采用這種方法調(diào)節(jié)排氣量。 空壓機空轉(zhuǎn)時要消耗功率，不經(jīng)濟，電動空壓機很少采用空轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，就是配備有吸氣閥壓開機構(gòu)的03430B型和CZ6030型空壓機也未采用。空轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)多用于柴油機直接驅(qū)動的空壓機。,2020年8月10日,58,（二）空壓機的自動起動卸載裝置,船上壓縮空氣的消耗量沒

37、有一定的規(guī)律，儲氣瓶內(nèi)壓力的范圍是一定的，空壓機啟動和停車是以它作為自動控制信號的，使空壓機只能作不規(guī)則的間歇運轉(zhuǎn)。耗用壓縮空氣次數(shù)越多，空壓機的啟、停就會越頻繁。 電動機的啟動電流比正常工作電流要大很多，如果空壓機帶著負荷去頻繁地啟動電動機，這不僅會使接觸器的觸頭之間產(chǎn)生強烈火花，燒黑觸頭，加大其電阻，還有可能因電流過大而使電動機燒壞 在船舶上常用的自動起動釋載裝置有電磁式和離心式兩種,2020年8月10日,59,它主要由主軸1上的飛球3和滑閥4等組成，工作原理類似柴油機的離心調(diào)速器。 空壓機在完成啟動以前，其曲軸轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速，受離心力作用的飛球3尚未完全張開，滑閥4在彈簧5的作用下處于

38、正常工作位置的右側(cè)(配氣閥4如圖位置)，壓縮空氣得以通過滑閥4腰部而流至氣閥壓開機構(gòu)，強行壓開空壓機的吸氣閥或排氣閥，并使之保持常開狀態(tài)，以達到空壓機啟動釋載的目的。,離心式自動啟動釋載配氣閥,2020年8月10日,60,,2020年8月10日,61,,啟動完畢空壓機達到額定轉(zhuǎn)速時，飛球完全張開，配氣滑閥4被飛球3向右推至正常工作位置，使原先進入氣閥壓開機構(gòu)的壓縮空氣反向流經(jīng)氣閥4腰部泄入大氣，使空壓機的氣閥恢復(fù)正常工作狀態(tài)，空壓機轉(zhuǎn)入正常運轉(zhuǎn)。 調(diào)整彈簧5的張力，將改變它與離心力的平衡關(guān)系，實際上就是改變空壓機結(jié)束啟動釋載(完成啟動)時的轉(zhuǎn)速。 對定速電動機來說，已調(diào)好了的彈簧，不要輕易地去

39、調(diào)整,2020年8月10日,62,CZ-60/30型船用壓縮機自動控制原理圖,2020年8月10日,63,七、空氣減壓閥,船舶上用空氣控制離合器、鳴放氣笛和雜用的低壓壓縮空氣是將儲氣瓶的壓縮空氣經(jīng)減壓閥節(jié)流降壓后獲得的。常用的減壓閥有彈簧式和氣壓式。 儲氣瓶的高壓空氣從減壓閥進口進入閥體內(nèi)，由于主閥在調(diào)節(jié)彈簧的張力作用下，與閥座形成一定的開度高壓空氣便通過這一開度經(jīng)過節(jié)流降低壓力后從低壓室排出。因低壓室與彈簧盤之間用厚度約0.5mm的金屬薄膜隔開薄膜下面即受到低壓空氣的壓力，,2020年8月10日,64,當?shù)蛪嚎諝鈮毫Υ笥趶椈?的調(diào)定值時，便推動金屬薄膜和彈簧盤向上移動，同時帶動主閥關(guān)小與閥座

40、的開度,增大節(jié)流作用,保持輸出的壓力為一定值. 不同的減壓空氣壓力由彈簧2的大小來決定.,,,,,,,,,,,,,,,2020年8月10日,65,（二）氣壓式空氣減壓閥,開啟針閥1和4，高壓空氣經(jīng)節(jié)流降壓后，從通道進入上部空間C。 假設(shè)閥盤13處于關(guān)閉狀態(tài)時，低壓儲氣瓶的壓力達到調(diào)定值，此空間C中的調(diào)壓空氣通過橡皮膜7作用在閥盤13上向下的力，與空間A的高壓空氣、空間B的低壓空氣以及彈簧9使閥盤13向上的力相平衡。 當?shù)蛪簝馄康膲嚎s空氣被消耗，空間B的壓力下降，使作用在閥盤13上的力失去平衡，在空間C調(diào)壓空氣壓力作用下，閥盤13下移，隨著低壓儲氣瓶壓力的升高，閥盤13就逐漸上移，直至低壓儲氣

41、瓶的壓力重新達到調(diào)定值時，閥盤13關(guān)閉，停止向低壓儲氣瓶充氣，作用在閥盤13上的力又恢復(fù)平衡。 只要通過針閥l和4改變空間C中調(diào)壓空氣的壓力，就可以調(diào)節(jié)低壓儲氣瓶的壓力?？臻gC中調(diào)壓空氣的壓力升高，使閥盤13下移的力增大，閥盤13勢必在更大的低壓空氣壓力下才關(guān)閉，故低壓儲氣瓶的壓力升高；反之，低壓儲氣瓶的壓力降低。,2020年8月10日,66,氣壓式空氣減壓閥,2020年8月10日,67,調(diào)節(jié)減壓閥時，針閥1和4的開度不宜過大，并要注意低壓壓力表的指針。當?shù)蛪簤毫咏髸r，立即關(guān)閉針閥1。 若低壓空氣的壓力繼續(xù)升高，并超過要求值時，說明空間C的空氣量過多，可旋松調(diào)節(jié)螺釘3，使C腔的空氣經(jīng)針閥

42、4和球閥2卸掉一部分，然后把低壓儲氣瓶的空氣也放掉一部分，使其低于規(guī)定值，再觀察氣瓶壓力是否符合要求。 減壓閥的常見故障是針閥1和4及球閥2關(guān)不嚴，引起調(diào)壓困難，橡皮膜破裂也由可能。,2020年8月10日,68,八、空氣瓶,儲氣瓶又稱冷氣瓶或空氣瓶。圓筒形的壓力容器，一般用鋼板卷壓焊接而成。按承壓的大小，一般可分為3、1、0.4MPa級儲氣瓶。儲氣瓶頭上設(shè)有主停氣閥，充氣閥、排氣閥，安全閥易熔塞、壓力表、排污閥等。其中易熔塞是為防止機艙發(fā)生火災(zāi)引起氣瓶爆炸事故而設(shè)的。 當機艙發(fā)生火災(zāi)時，易熔塞受熱熔化，把瓶內(nèi)壓縮空氣排至大氣，以避免受熱氣壓升高而發(fā)生氣瓶爆炸。易熔塞材料的熔點一般為100C。,

43、2020年8月10日,69,,船舶航行中，應(yīng)定期開啟排污閥排除積存于瓶底的污油和污水，以保證氣瓶的儲氣量和防止污物被空氣帶至柴油機的操縱系統(tǒng)而影響閥件的動作。 為了確保船舶的操縱性能，嚴禁船舶靠離碼頭時，開啟排污閥快速和大量排污。新的或使用若干年后的儲氣瓶，應(yīng)進行水壓試驗，試驗壓力為1.21.3倍工作壓力。 檢修儲氣瓶或有關(guān)裝置時，應(yīng)注意放出瓶內(nèi)壓縮空氣， 待無氣排出(壓力表無壓力指示)時，才可動手拆有關(guān)零件。否則，氣壓會使零件飛出傷人或損壞機件。,2020年8月10日,70,九、空壓機的管理,1啟動 1)經(jīng)過仔細檢查，確信空壓機安裝妥善后，將空壓機曲軸轉(zhuǎn)l2轉(zhuǎn)，檢查運動部件是否靈活，有無卡阻

44、現(xiàn)象。 2)檢查曲軸箱內(nèi)的油位，是否在油尺的兩刻線之間。對注油器中的油位和滴油量進行檢查，其油位應(yīng)使油管入口低于油面并具有一定的深度，單位時間內(nèi)的滴油量，應(yīng)視具體情況而定，一般至少每分鐘為1一2滴。 3)開啟冷卻水管上的截止閥(水冷式)，讓水進入氣缸套和中間冷卻器，開啟機身下部和中間冷卻器下部的放水閥， 檢查供水情況，最后分別關(guān)好。,2020年8月10日,71,,4)對自動釋載啟動的空壓機，應(yīng)檢查其排出截止閥是否已完全開啟。如果手動釋載，還應(yīng)開啟手動釋載閥，待啟動完畢后關(guān)閉。 5)檢查壓力表是否靈敏及其連接如何，機器的運轉(zhuǎn)方向及運轉(zhuǎn)中有無異常聲響。連接處和密封處有無漏泄(油，水氣)現(xiàn)象。,20

45、20年8月10日,72,2運轉(zhuǎn),1)注意壓力表讀數(shù)是否正常。 2)注意冷卻水進出口溫差，一般不超過13。如果在空壓機啟動時，忘記打開冷卻水閥，必須立即停車，讓氣缸完全冷卻后，才能通入冷卻水，切忌向高溫氣缸充入冷卻水，而引起有害的熱應(yīng)力。,2020年8月10日,73,3)注意排氣溫度，一般風冷式不超過160度；水冷式不超過200。 4)注意曲軸箱內(nèi)滑油溫度，一般不超過70。 5)注意及時地開啟冷卻器和油水分離器中的放泄閥，放泄殘水和油污。放出來的殘水，應(yīng)以水面上呈現(xiàn)油漬，但手指捻起來并無油膩感覺為宜。 6)每班檢查一次與電動機的連接和地腳螺栓的緊固情況，并注意有無異常振動和聲響。 7)注意試驗安

46、全閥，防止咬住而失靈。,2020年8月10日,74,3停車,1)切斷電源，停轉(zhuǎn)電動機， 2)打開上述的泄放閥及殘水旋塞，排除殘水后關(guān)好， 3)切斷冷卻水源，關(guān)閉空壓機的排出截止閥和注油器上的油量調(diào)節(jié)閥 4)按定期檢修制度，對氣缸、活塞及其他運動機件進行檢查和測量，并把所得數(shù)值記錄下來，作為分析運行情況好壞和推測更新或修理時間的依據(jù)。,2020年8月10日,75,二、檢修中的注意事項,1檢修氣閥 1)氣閥閥片不論是更新還是研磨修復(fù)，閥片與閥座的接觸密封面，用涂色法進行檢查，沿密封圓周應(yīng)達到不間斷地全面均勻。必要時，以研磨膏進行研磨，直至整個密封圓周完全與閥座貼合。 2)閥座的密封面不許有條痕、氣

47、孔和凹痕。閥片表面不許有裂紋，表面硬度一般為洛氏硬度Rc：3742。氣閥密封性可用煤油從閥片入口側(cè)注入進行試漏。,2020年8月10日,76,3)閥座螺栓如不可拆的，在裝復(fù)氣閥上緊螺母之后，應(yīng)插裝開口銷止動，如為可拆的，不要漏裝螺栓端頭下的密封墊圈和止動銷。紫銅密封墊圈應(yīng)退火(加熱550600C)軟化，以保氣密良好。在裝復(fù)上緊螺母之后，應(yīng)插裝止動銷，以防因振動而松動。 4)按裝配要求，閥座螺栓中心線應(yīng)垂直于閥座平面，其垂直度不大于 (0.05100)mm。常用簡便方法來代替上述測量，即在氣閥組裝完畢后，用螺絲刀撥動閥片，檢查在導(dǎo)向面內(nèi)是否滑動自如，然后再裝入閥室 5)氣閥裝入閥室后，氣閥的定位

48、螺栓旋到位后，再用緊鎖螺母并緊，以免工作時，氣閥在閥室內(nèi)跳動和漏氣. 。,2020年8月10日,77,,2更換墊片和墊床的注意事項 1)在兩接觸面之間所墊的墊片或墊床，在換新時應(yīng)注意厚度與原物的厚度相等. 2)墊片和墊床往往要求有良好的密封性能。 3)安裝時，防止把氣，油、水等通路和孔口堵塞。,2020年8月10日,78,3活塞組件,1)活塞與氣缸要同心，兩者之間的徑向間隙應(yīng)處處相等，一般是在每一活塞位置上，用塞尺在前后左右四個位置上測量 2)活塞環(huán)除端面(天地)間隙，搭口間隙及其彈性均應(yīng)符合規(guī)定外，在安裝時應(yīng)按360均布各搭口的原則，使之相互錯開。 3)活塞環(huán)的外圓邊緣應(yīng)用細銼刀和砂布予以倒

49、圓或倒角。合適的倒角可使氣缸形成“油楔”，有利于密封和潤滑。有倒角的刮油環(huán)，倒角朝上。,2020年8月10日,79,4)拆裝活塞環(huán)要小心，特別對小直徑的活塞環(huán)。小直徑環(huán)的拆裝方法： (1)拆卸 把34毫米寬，長度大于活塞頂至最低環(huán)槽之間的距離的白鐵皮或銅皮，長度沿活塞軸向從搭口處套入環(huán)內(nèi)，沿活塞周圍套入34片并均勻分布，然后使活塞環(huán)緩慢地沿著它們平行地向外移，把環(huán)一道一道地拆下來。,2020年8月10日,80,,(2)安裝 用布條輕輕地拉開活塞環(huán)的開口，一道一道地裝入環(huán)槽內(nèi)。 全部裝齊并把搭口均勻錯開，用薄而軟的白鐵皮或銅皮做成圓筒形，其高度稍大于頂環(huán)與底環(huán)之間的距離，直徑大于活塞環(huán)，把它套

50、在所有環(huán)的外表面，利用鋼絲鉗夾住圓筒搭口端的兩個折邊，圓筒成為活塞環(huán)的夾具，迫使活塞環(huán)收攏，然后把活塞推入氣缸。,2020年8月10日,81,4連桿 拆裝連桿大頭軸承蓋時，兩邊的墊片不要搞混和漏裝，擊濺潤滑的油勺方向不要裝反。裝畢，用螺絲刀撥動大頭，其軸向位移不超過l毫米，通常認為松緊合適。 5傳動皮帶 傳動皮帶太松，易于打滑，太緊，平行兩軸的彎曲力矩大。估計其松緊程度，通常是用手或直尺壓在與兩軸線等距離的皮帶上，如其下垂量為1015毫米，即認為合適。兼作風扇的皮帶輪，應(yīng)注意電動機的轉(zhuǎn)向，不要裝反。 6檢查 安裝完畢，應(yīng)對所有與拆卸件相連的機件和管路的連接情況及所在位置進行一次全面地檢查。然后轉(zhuǎn)動曲軸檢查并為試轉(zhuǎn)作好準備。,