压缩机讲义

压缩机种类很多，按照工作原理可分为容积式和速度式： 容积式包括：往复式和回转式。

往复式包括：活塞式和膜片式。

回转式包括：螺杆式、滑片式和转子式

速度式包括：离心式、轴流式和混流式。 容积式压缩机：

指气体直接受到压缩，从而使气体容积缩小，压力提高的机器。一般这类压缩机具有容纳气体的气缸。以及压缩气体的活塞。按容积变化方式的不同，有往复式和回转式两种结构。 往复式压缩机

往复式压缩机有活塞式和膜片式两种式。在圆筒形气缸中有一个可做往复运动的活塞，气缸上有可控制进、排气阀。当活塞做往复运动时，气缸容积便周期性的变化，借以实现气体的吸进、压缩和排出。 一、往复式压缩机的特点

1、往复式压缩机与离心式压缩机比较

（1）无论流量大小都能达到所需压力，一般单级終压可达0.3至0.5MPa，多级压缩可达到100MPa。

（2）效率较高。

（3）气量调节时排气压力几乎不变。

（4）在一般压力范围内，对材料的要求不高，可用普通的金属材料。 2、主要缺点

（1）转速底，排气量较大时机器显得笨重。 （2）结构复杂，易损件多，日常维修量大。 （3）动平衡性差，运转时有振动，噪音大。 （4）排气量不连续，气流不均匀。 3、各类压缩机的使用范围

活塞式适用于中小输气量，排气压力可由低压到超高压；离心式和阻流式适用于输送大气量，中低压情况；回转式适用于中小输气量、中低压情况。 二、往复式压缩机的工作原理

依靠气缸工作容积周期性的变化来压缩气体，以达到提高工作压力的目的。（活塞在气缸内的往复运动造成减压将气体吸入，继而将气体压缩至一定压强而将它送出）活塞式压缩机的工作原理。

压缩机是用以将低压力的气体压缩至高压力的机器，在完成这项任务时，多采用逐次的多级压缩，每级气缸中都有相同的吸气、压缩和排气过程。 1、压缩机的理论循环

气体在气缸内的理论循环，具有以下特点，即压缩机在吸气、排气时，不存在进排气阀处的压力损失，进排气过程压力处保持恒压，压缩过程指数量是一个定值，故气体在压缩时与气缸壁等处皆不发生热交换，缸内不存在余隙容积以贮留小部分高压气体，全部气体均能排出气缸外。

2、压缩机的实际循环

有余隙容积，在压力比和膨胀指数相同的条件下，相对余隙容积增大，容积减小。一般为了提高容积效率，余隙容积要尽量减小些。

工作原理

1.本压缩机由电动机驱动，当电机驱动时，电动机转子通过联轴器带动曲轴旋转，

2.旋转的曲轴通过连杆与十字头，将曲轴的旋转运动变成活塞的往复运动，

3当活塞由外止点向内止点开始移动时，气缸内活塞外侧处于低压状态，气体则通过吸入阀进入气缸，

4当活塞由内止点向外止点移动时，吸入阀关闭，气缸内的气体被压缩而压力升高，当压力超过排气阀外的气体压力和气阀的弹簧压力时，排气阀打开，缸内压缩气体排出，当活塞达到外止点时，排气完毕，至此完成了一个工作循环。

由于活塞的往复运动，使气缸内交替地发生气体的膨胀和吸入，从而获得连续脉动的压缩气体。(膨胀—吸气—压缩—排气)

三、活塞式压缩机的基本结构及工作过程

活塞式虽然种类繁多、结构复杂、但是基本原理大致相同，具有十字头的活塞式压缩机，主要有机体、工作机构[气缸、活塞、气阀等]及运动机构[曲轴、连杆、十字头等]。

运动过程： 曲轴由电机带动做旋转运动，曲轴上的曲柄带动连杆大头回转并通过连杆小头做往复运动，活塞由活塞杆通过十字头与连杆小头连接，从而做往复直线运动。

工作过程由若干连续的循环组成。当活塞在最高点向下运动时吸气阀打开，气体从吸气阀进入气缸，充满气缸与活塞端面之间的整个容积，直到活塞运行到最低点，吸气过程结束。当活塞从最低点向上运动时吸气阀关闭，气体被密封在空间。活塞继续向上 运动，迫使空间越来越小，因而使气体压力升高，当压力达到工作要求的数值时，压缩过程完成，这时排气阀被迫打开，气体在该压力下排出，直到活塞运行到最高点为止，排气过程完成。

活塞处于最高点称上止点（前止点），最低点时称下止点（后止点）。活塞从上止点开始运动又回到上止点的整个过程称为一个循环，上止点到下止点之间的距离称为行程。 1、活塞式压缩机的分类

（1）按 达到的排气压力分类

名称 压力/105Pa（约为公斤） 鼓风机 〈3

低压压缩机 3——10 中压压缩机 10——100 高压压缩机 100——1000 超高压压缩机 〉1000 （2）按排气量分类

名称 排气量分类 (按进气状态计m3/min) 微型压缩机 〈1

小型压缩机 1——10 中型压缩机 10——60 大型压缩机 〉60

（3）按气缸中心线位置分类

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，气缸只布置在机身一侧。

对置式压缩机：气缸中心线与地面平行，气缸布置在机身两侧。如果相对列活塞相向

运动又称对称平衡式。

角度式压缩机：气缸中心线成一定角度，按气缸排列的所呈现的形状。有分L型、V

型、W型和S型。

（4）按气缸达到终了压力所需压级数分类

单级压缩机：气体经过一次压缩到终压 。 两级压缩机：气体经过二次压缩到终压。 多级压缩机：气缸经三次以上压缩到终压。 （5）按活塞在气缸内所实现气体循环分类

单作用压缩机：气缸内仅一端进行压缩循环。

双作用压缩机：气缸内两端进行同一级次的压缩循环。

级差式压缩机：气缸内一端或两端进行两个或两个以上的不同级次的压缩循环。 （6）按压缩机具有的列数分类

单列压缩机：气缸配置在机身的一中心线上。

双列压缩机：气缸配置在机身一侧或两侧的两条中心线上。 多列压缩机：气缸配置在机身一侧或两恻的两条以上中线上。 2、活塞式压缩机的型号表示法

3

如：4M12——45/210型压缩机：4列、M型、活塞推力12×10N、额定排气量45m/min、

额定排气压力210x105Pa。 3、压缩机的实际工作过程 （1）余隙与膨胀

由于压缩机结构、制造、装配、运转等方面的需要，气缸中某些部位留有一定的空间或间隙，将这部分空间或间隙称为余隙容积。（又称有害容积或叫存气）。 压缩机在以下几个部位存在着余隙容积：

1、活塞运动排气行程终了时，其端面与气缸端面之间的间隙； 2、气缸镜面与活塞外圆（从端面到第一道活塞环）之间的间隙； 3、由于气伐至气缸容积的通道所形成的容积。

4、气伐本身所具有的容积，如伐座的通道、弹簧孔等（通道容积所占比例最大，环形间隙其值甚微）。

压缩机的余隙容积，有的是结构上的需要，有的是难以避免的。如活塞运动到排气终了位置时，其端面与气缸端面之间的间隙，主要是考虑到以下几个因素：

1、活塞周期运动时，由于摩擦和压缩气体时产生热量，使活塞受热膨胀，产生径向和轴向的伸长，为了避免活塞与汽缸端面发生碰撞事故及活塞与缸壁卡死，故用余隙容积来消除。 2、对压缩含有水滴的气体，压缩时水滴可能集结。对于这种情况，余隙容积可防止由于水不可压缩性而产生的水击现象。

3、制造精度及零部件组装，与要求总是有偏差的。运动部件在运动过程中可能出现松动，使结合面间隙增大，部件总尺寸增长。

有关气伐到气缸容积的通道 所形成的余隙容积，主要是由于气伐布置所难以避免的。

在压缩机工作时，余隙容积使进气伐吸入的气体体积减少了，相应排气量降低了，所以在设计气缸时，要预先考虑到余隙容 积对排 气量的影响。设计压缩机时，在考虑到生产率、制造、装配和安全运转等情况下，应尽量使余隙容积小些。但有时为了调整活塞力，相应加大些余隙容积，这在设计对动式压缩机时，也是经常碰到的。

实际工作的压缩机，必须存在一定的余隙容积，包括活塞运动到止点时与盖端之间的间隙和阀座下面的空间及其它死角。留此间隙﹝一般为1、5——4mm﹞的的目的是为了避免因

活塞杆、活塞的热膨胀和弹性变形而引起的活塞与气缸的碰撞，同时以可防止气体带液而发生事故。防止液击的方法在设计上，每级压缩冷却后析出的冷凝液在设计上设置分离器进行气液分离。

余隙内的气体是排不出去的，当活塞离开而返回运动时，这部分气体（排出时的 压力）开始膨胀，直至压力降至吸气入开始时的压力，新鲜气体才能进入。可见余隙的存在，使气缸的实际吸入量小于气缸的行程容积，即减少了新鲜气体的吸入量，降低了生产能力。因此，余隙容积在保证运行可靠的基础上，应尽量减小。 （2）气阀的阻力损失

通道和气阀不可能绝对光滑曲折，所以气体通过气阀和管道时，必须会产生阻力损失。因此气缸内的吸入压力总低于管道中的压力，气缸内实际排出压力总是高于排出管道的压力。

（3）气体温度升高

压缩机工作一段时间后，气缸各部分温度基本为一稳定值，它高于气体的吸入温度，低于排出温度。而气体每一循环中，传热情况是不断变化的。如压缩开始时气体温度较气缸温度低，于是气体自气缸吸取热量而提高本身温度，随着压缩机过程的进行，气体温度高于气缸温度。（气体加热后体积会产生膨胀）所以每经一级压缩后的气体都须经冷却器冷却后才进行下一级压缩。（温度累加后影象打气量及气缸温度，设计上排气温度一般≤180OC） （4）泄漏（ 化工压缩的气体大多属有毒有害气体和易燃易爆气体，若泄漏发生轻则影响环境，重则爆炸着火。）气体泄漏的主要途径是经气阀、活塞环和填料处泄漏。

〈1〉 气阀泄漏：气体得不到充分压缩就排出，吸气时又漏到气缸中如此反复循环（此

时泄漏阀门压盖迅速升温），影响了下一级的吸收，本级吸收的新鲜气体就减少。

〈2〉 活塞环泄漏：如活塞环断裂、磨损过大时，压缩时气体会漏到吸气端或平衡缸，

吸气时又漏回来。串气影响打气量。

〈3〉 填料泄漏：填料磨损过大时，高压气体就会从填料处大量泄漏到大气中。

四、常见故障分析及排除 故障特征 主要原因 消除方法 1.循环油压力低 油泵磨损 修复或更换油泵； 连接处密封不严，发生泄漏； 紧固各连接部位； 堵塞； 清洗、疏通； 滤油器脏污。 2.油温过高 油变质或太脏； 运动机构故障或磨损； 冷却水不足或水温高； 润滑不足。 清洗滤网。 更换润滑油； 应检修，更换磨损件； 加大水量； 添加润滑油。 3.冷却水温升高 水压低、流量小 水管漏水或堵塞 气体泄漏（水中有可见气泡） 开大水量，清洗水管 堵漏、清洗疏通； 检查气水间密封情况，使之完全密封。 4.轴承发热或烧间隙过小或接触不均匀； 坏 润滑油量不足或脏污。 检查间隙和接触情况，更换轴瓦使其符合要求；检查油路或更换新油或检查滤油器的作用。 5.排气温度过高 活塞工作不正常； 吸入温度超过规定值 吸、排气阀泄漏。 检查活塞与气缸的间隙或更换活塞环 检查工艺流程及吸气管附近的热源，并消除其影响 检查更换吸、排气阀 6.气缸内有异常活塞止点间隙过小； 声响或异常振动 活塞连接螺母松动； 异物进入缸内； 配管而引起的振动； 气阀损坏； 支撑不合理。 7.气体压力不正气阀填料、活塞环泄漏过大； 常 压力表失灵。 检查调整止点间隙； 拧紧连接部位； 检查并清除之； 采取相应措施改变设计； 检查清洗气阀，更换损坏的阀片，弹簧； 调整支撑，固定完好。 检查并更换损坏或磨损过大的零件； 更换压力表、 8.运动机构响声连杆螺栓、轴承螺栓断裂或螺母松坚固或更换损坏零件； 异常 动； 检查并采取措施调整间隙； 各摩擦副间隙过大各轴瓦与轴承座刮研轴瓦瓦背； 接触不良； 曲轴与联轴器松动。 检查并采取相对措施。 9.安全阀漏气严（1）安全阀的弹簧没压紧或弹力失（1）调整弹簧或更换新弹簧 重 效 （2）清洗（吹洗）杂质，或重新研磨阀与阀座接触面 （2）安全阀与阀座间有杂质使阀面（3）检查螺纹是否损坏，装配时保持严密 接触不严密 （4）可重新研磨或车削 （3）安全阀连接螺纹损坏或不严密 （5）装配、检修时要注意这一点，要用符合要求的弹（4）密封表面损坏 （5）阀弹簧的支承面与弹簧中心线不垂直在弹簧受压后偏斜，造成阀瓣受力不匀，产生翘曲而造成漏气或产生振荡现象 10.填料函不严，（1）填料函中密封盘上的弹簧损坏（1）检查弹簧是否有折断，对弹力小不合格的弹簧要漏气 或弹力小，使密封盘不能与活塞杆更换新的 完全密封 （2）填料函中的金属密封盘装置不（2）重新装配填料函中的密封盘，使金属密封盘在填当，不能串动，与活塞杆有缝隙 料函中能自由串动，并与活塞杆密封 （3）填料函中的金属密封盘内径磨（3）检查或更换金属密封盘 损严重，与活塞杆密封不严 （4）活塞杆磨损、拉伤，部分磨偏（4）重新修理活塞杆或更换新的活塞杆 不圆等也会产生漏气 （5）润滑油供应不足，填料函部分（5）保证填料函中有适当的润滑油 气密性恶化，形成漏气

簧