1往复活塞式压缩机结构及力学分析
1.1往复活塞式压缩机活塞杆与十字头组件
1.1.1活塞杆与十字头组件的组成
1.1.2活塞杆与压缩机装配后的垂直跳动量限制与分析
1.1.3活塞杆结构设计
1.1.4活塞杆与十字头连接方式
1.1.5十字头体、滑履、十字头销
1.2活塞组件
1.2.1活塞结构
1.2.2柱塞结构
1.2.3毂部设计及与活塞杆的连接方式
1.2.4活塞的材料及其质量支承面
1.2.5双作用活塞主要尺寸确定和强度计算
1.2.6活塞组件失效与修理
1.3往复活塞式压缩机活塞杆所受综合活塞力的计算
1.3.1往复压缩机的气体力
1.3.2往复压缩机的惯性力
1.3.3相对运动表面间的摩擦力
1.3.4活塞杆所受综合活塞力
1.4 往复活塞式压缩机活塞杆强度校核
1 往复活塞式压缩机结构及力学分析
1.1 往复活塞式压缩机活塞杆与十字头组件
1.1.1 活塞杆与十字头组件的组成
该组件包括活塞杆、十字头及十字头销三个主要零件，此外还有相应的一些联结零件。它们处于气缸与机身之间，其一端连接活塞，另一端连接连杆，而十字头滑履又支承在机身滑道上，故处于极为重要的部位。在压缩机的运行中，该处极易发生事故，并造成重大的破坏，例如连杆小头衬套烧损、活塞杆断裂等。此外，活塞环、填料非正常失效，往往是活塞杆倾斜引起的。并且，十字头滑履与滑道之间的间隙还是检验其机身与曲轴、连杆等运动部件总体精度的重要指标，新压缩机的十字头滑履与滑道的间隙应控制在()0.8 1.20000~1D
δ=，其中D 为十字头直径。
1.1.2 活塞杆与压缩机装配后的垂直跳动量限制与分析
活塞杆在压缩机运行过程中能否平直运动十分重要。API618中，对活塞杆的径向跳动的公差作了规定，即水平径向跳动量为0.064mm ±，其垂直径向跳动为在活塞杆热态预期径向跳动的基础上每1mm 行程不大于0.00015Smm ±（S 为活塞行程）。
另有资料指出：活塞杆水平跳动时，如安装合适则一般无需调整，其跳动量一般不会超过0.08mm 。冷态垂直跳动许用值见表2-1.
表2-1活塞杆冷态垂直跳动量许用值
Table.2-1 The piston rod cold vertical jump allowable value
气缸直径/mm
冷态跳动量/mm 120~200 0.000~0.050 240~290
0.012~0.063 330~380
0.038~0.088 445~520
0.063~0.139 585~675 0.100~0.165
活塞杆倾斜或下沉原因：
a) 气缸与活塞之间的间隙及十字头与滑道间隙冷态时不等，故使装配后活塞杆呈倾斜
状态，如图2-1所示。一些压缩机制造者称：新压缩机空负荷运行45min 后停机测 量，活塞杆在一个行程内的跳动量为零。压缩机长期运行后，活塞与气缸的通常均大于十字头与滑道的磨损。在有油润滑时后者润滑丰富，前者则相对较差；在气缸
无油润滑时，具有自润滑性能热塑性材料承压面的磨损，更要大于十字头与滑道的磨损，故活塞杆会形成倾斜。工业上重要的压缩机，在填料压盖处应设位移传感器，在超出一定值时便要报警，然后调整活塞杆或更换支撑环。
图2-1 由十字头与十字头滑道及气缸与活塞间隙形成的倾斜
b) 活塞杆自身质量形成的挠度，如图2-2所示。在大型压缩机中，尤其是具有两个隔
腔的无油润滑压缩机，沉降量应进行认真计算与测量。挠度可按均布质量载荷q 简支梁计算，下沉挠度曲线方程为
()
33224x qx L Lx x EI ?=-+ 最大挠度2
max /8qL ?=，活塞外端面转角324qL EI θ=，其中24q d g πρ= 式中：d 为活塞杆径；L 为十字头端面至活塞轴侧端面的距离；ρ为材料密度；E 为材料弹性模量；I 为活塞杆截面二次矩，4/64I d π=。
图2-2活塞杆自身质量形成的挠度
1.1.3 活塞杆结构设计
活塞杆本身就是一直杆，按其与活塞及十字头的连接方式，结构可分为两类：活塞杆两端具有螺纹，通过螺母与活塞及十字头紧固；活塞杆两端均为凸缘，通过压板和螺钉与活塞或十字头相紧固。活塞杆的结构设计直接影响到活塞杆的静强度和疲劳强度，最大承受拉力，
活塞杆刚度等。在活塞杆断裂事故中有一部分事故的主要原因就是因为不合理的活塞杆结构设计所导致的。
设计与制造精良、安装与运行操作正确时，两种结构都是安全可靠的。有些设计中把凸缘改为法兰，或一端为螺纹另一端为凸缘，设计者可统筹考虑。当气缸为无油润滑时，填料为自润滑材料。为防止该处因摩擦而产生的热量导致温度达自润滑材料玻璃化（软化）温度，并导致密封原件产生“冷流”，活塞杆与填料接触长度范围内应进行冷却。冷却液为曲轴箱中润滑油，由润滑系统供油经十字头体再由接管或钻孔导入活塞杆内。活塞杆内钻孔中插有一根油导向管，令油先沿杆内壁流动导走活塞杆上的热量，再由导向管内流出活塞杆并回到曲轴箱。自润滑填料的隔距环也应进行冷却，冷却介质一般为水。
当高压级活塞杆直径小于3d时（d为活塞杆直径），还可将活塞与活塞杆制成一体。
活塞杆的材料、性能、热处理方法及填料接触的表面硬度，见表2-2。
表2-2活塞杆常用材料性能和处理方法
Table.1-1 The piston rod’s material properties and the processing method
材料抗疲劳强度
σ-1/MPa
屈服强度
σs/MPa
热处理方法
同填料接触部分
表面硬度
应用场合
35钢180 320 表面淬火38~45HRC 压缩空气或无腐蚀性气体
45钢210 360 表面淬火48~56HRC 压缩空气或无腐蚀性气体
40Cr 340 700 表面淬火47~52HRC 压缩空气或无腐蚀性气体，有较高的强度和疲劳强度
38CrMoAlA 430 850 氮化800~1000HV
有较高的硬度、耐磨性、疲劳强度和较高的耐腐蚀性
能
3Cr13 270 650 表面淬火23~29HRC 压缩腐蚀性气
体
活塞杆长度由机器总体设计时，按照级的配置、有无中体分隔室、活塞连接方式等确定。活
2s max EI n =F L
π塞杆直径主要按压折确定。可按最大气体力与行程初选活塞杆直径，并按密封填料的内孔尺寸标准圆整。
对于非贯穿活塞杆，按不同的压折校核安全系数。当柔度/L i ＞100时，许用值
1020~s n ??≥??。式中i 为惯性半径，
i =
为杆的截面二次矩，cm 4；A 为截
面积，cm 2；n s 为安全系数，应按欧拉公式验算，即 活塞杆与填料接触的部位应有很高的耐磨性，故需进行表面处理。值得指出的是，采用表面等离子喷涂陶瓷（TiO 2-Al 2O 3等）方法，能大大改善表面性能，其硬度可HRC60≥，不仅耐磨与抗氧化，还耐酸、碱介质腐蚀，其涂层结构强度高，涂层可达0.60mm 。此种涂层还可以用于磨损活塞杆的修复。用于气缸有油润滑的压缩机特别适合。 1.1.4 活塞杆与十字头连接方式
对连接的要求：制造、装拆方便；通过活塞杆调节活塞与气缸间隙方便。
（1） 传统的连接方式
表2-3传统的活塞杆与十字头连接特点
Table.2-3 Traditional piston rod and cross connection characteristics
方
案
特点 余隙调节方法 应用范围 1 活塞杆螺纹与十字头体直接连接，由活塞
杆上自设法兰锁紧
法兰与十字头体间加垫片 小型压缩机；调节余隙时需转动 2 活塞杆螺纹与十字头体直接连接，由螺母
锁紧 旋转活塞杆，移动活塞 中、小型压缩机；活塞在调整余隙
时需转动
3
螺纹杆螺纹通过法兰盘由四颗螺柱与十
字头体联接 调整活塞杆顶部垫片厚度 中、大型压缩机；
四颗螺柱使十字头体结合部成方
形，重量尺寸增
加
4 活塞杆上设凸缘，通过分成两半的圆盘，
再由法兰盘箍住两半圆盘并由四颗螺柱
紧固在十字头体上 调整活塞杆顶部垫片厚度 中、大型压缩机；
四颗螺柱使十字头体结合部成方形，重量尺寸增
加
5 活塞杆上设有螺纹，由两个螺母将其夹持同时转动两螺母便可使活塞杆中型压缩机
在十字头体上，螺母外均有小齿供最后定位，带小杆的螺钉用于防止活塞杆转动前后移动；十字头体内的螺母由其上两边开的小长孔中插入两小棒来转动，最后紧固活塞杆由外边的螺母拧紧
6
活塞杆上设螺纹，并由一带法兰边的螺
母，十字头体也有一带相同法兰边的孔，
活塞杆插入后用一部分的卡箍卡住，最后
将螺母反向拧紧，螺母上设小齿供防松
用，活塞杆与十字头体用健定位
调整活塞杆顶部垫片厚度大型压缩机
1.1.5十字头体、滑履、十字头销
十字头体一般分为四种形式：铸铁整体十字头；整体铸钢滑履铸有巴氏合金；分体与滑履圆弧结合面；分体与滑履平面结合。中、大型压缩机十字头体都用铸钢，中型压缩机偶尔也用球墨铸铁。
大型压缩机的滑履均为一个单独的零件，其承压面铸有巴氏合金且表面开有两头不贯通的纵、横油槽。滑履与十字头的结合面过去采用平面，因加工麻烦而淘汰。现在均采用圆弧面，由螺栓紧固，其间可衬以铝或铜垫片，以调整滑道与十字头的间隙，或调整活塞杆中心与十字头的高度。
20世纪中叶大型压缩机十字头销都采用锥面与十字头体配合，两端采用压板压紧。实践证明，这种配合在交变的往复载荷力作用下，沿锥面的分力会对压板螺钉产生不断的冲击，致使其疲劳断裂。最终，十字头销将在这种分力作用下击破侧窗盖板，从而弹出机身，造成压缩机事故，甚至威胁到人身安全，因此该配合方式已逐渐被淘汰了。
当今压缩机十字头销均为直销，中空作为润滑油通道。其在销座中的配合为间隙配合，机器运行后因销的温度高于十字头体而胀合在销座中。两座孔中的轴向定位可用压板或挡圈。另一种设计思路为在十字头体上的销座孔中设有铜套，允许十字头销在其中产生一定的转动，这样的结构可防止当连杆小头衬套与十字头销产生咬合时，可由此来补偿，有效的预防事故的发生。
1.2活塞组件
活塞组件主要包括活塞、支撑或导向环或托瓦，以及与活塞杆连接结构等。
1.2.1活塞结构
活塞是与气缸相配合的零件，因此也分为双作用式、极差式、单作用式（柱状活塞与柱塞）。每一种活塞由于取材、工艺等因素又有了诸多的结构。
（1）双作用式活塞
双作用活塞随着制造与应用的发展，形成了整体结构及组合结构两种。
整体结构活塞为一种最原始的铸造结构。其两端面间有筋条支撑，中心有毂部。为烧铸时放置泥芯，其中一个端面设有泥芯头孔（同时也是清理泥芯沙孔）。泥芯孔在活塞按尺寸加工好后再加工管牙螺纹，最后用丝堵拧入密封，且丝堵尾部被车削成与活塞端面同一平面。其中一个丝堵上设有供活塞水压试验的螺孔（水压试验完成后将其堵塞）。此外当活塞尺寸大时，丝堵上设有供吊装活塞用螺孔。活塞端面间筋条不宜与活塞外缘及毂部完全相连，以免筋条被铸造收缩或铸造应力拉断，同时也为避免活塞外缘加工好后因铸造内应力消除不彻底而运行后变形失去圆整性。
该种整体结构的缺点是，铸造工艺复杂，落泥芯不慎会造成偏心而导致铸件报废；
泥芯孔堵头会因运行中的热胀冷缩而脱落，若运行中掉入气缸将导致气缸及活塞损坏；
大直径铸铁活塞质量过大，采用铸铝可减轻约1/2质量，但铝的价格比铸铁高。
钢板焊接活塞，它由四部分焊接而成，即圆环形活塞体、两圆环形端板、若干筋条、毂部，此外还有铸上的软金属托瓦。焊接活塞的主要优点是减轻活塞的质量，仅为铸铁活塞的60%~70%；缺点是焊接工艺要求很高，由于焊接的残余应力使活塞在运行中被活塞杆捅破的情况，国内、外时有发生。
除此之外还有没有毂部的活塞，是铸铁铸造结构，设有端面间筋条以增加两面强度，但因无毂部故不需要落泥芯头的专门开孔。一般为直径较小的中压级活塞。适用于中、高压级的活塞一般为锻钢或铸钢，中心圆孔是切割而成。
组合活塞已成为现代往复式压缩机中一种倾向性结构。它通常由两块活塞端面与中间圆环组成。两端面可由铸铝或铸铁制成；中间圆环为铸铁或钢及不锈钢，因为其上设有活塞环，要求环槽、环岸有较高的强度和耐磨性。
（2）级差式活塞
现代压缩机中极差式结构的活塞与气缸绝大多数仅两级组合在一起，分为倒级差结构与正级差结构：倒级差，即低压活塞置于盖端，高压活塞置于轴端，并且大多为相邻级的组合；正级差，即低压活塞在轴端，高压活塞在盖端，可为相邻级组合也可不相邻
及组合。
倒级差活塞结构设计中，传递活塞力的部分设在活塞中部，其横壁的毂部为活塞杆头部法兰与螺母所夹持。这样，当温度改变时，各部分可自由胀缩。活塞顶部有一较大圆孔，允许活塞杆从此孔插入，此孔最后由盖板密封。
级差活塞直径最大的一级称为基本部分。基本部分一般都要承受活塞的重量，故其上有承压面。两高压相邻级组合的活塞，轴端高压级活塞可用填料密封，也可用活塞环密封，并再设一平衡腔用填料密封。前者气缸活塞结构简单，但需高压填料；后者气缸活塞结构复杂，但低压填料密封即可。
正级差活塞高、低压级组合及自动调心结构，当级差活塞头部为高压级时，为了避免几级串在一起同心度和垂直度不易保证，以及经过长时间运转后，基本部分因磨损而下沉，整个级差活塞的重量可能会由高压级的小活塞，由此使高压级气缸及活塞急剧磨损。在考虑活塞与气缸间的间隙时，高压级小活塞与气缸之间的间隙，应大于基本部分与气缸间的间隙值，或者采用自动调心结构。自动调心结构既应满足两气缸轴线不同心，又应满足有偏转角度。
此外，还有高压级活塞相对低压级活塞无任何连接的全浮动结构，是依靠气体压力压紧在低压级活塞上，活塞与气缸的对中问题可自动解决。在稳定工况下，两活塞不会发生分离，也不会发生碰撞现象；在启动过程中，压力尚未建立时，全浮动的活塞由于惯性力和摩擦力等的共同作用，将与低压级活塞发生分离，与气缸盖和低压级活塞发生碰撞，产生较大的撞击应力，并有可能使材料破坏。因此，采用这种结构需要精心设计。
在微型高压压缩机中的高压级，当活塞直径小于20mm时，既无法用活塞环，又不允许放大间隙，因此可考虑用全浮动结构的柱塞。
1.2.2柱塞结构
在高压级和超高压级中，难以避免活塞环的严重磨损。特别是当活塞直径≤20mm，
采用活塞环密封在制造商也很困难，故采用不带活塞环的柱塞结构。柱塞的密封方式有两种：
（1）靠柱塞和气缸之间的微小间隙（在冷状态下，相当于两级精度间隙配合），并充分注入润滑油进行密封。另外，柱塞上也可设若干环形槽，使得润滑油均布，并
起到阻塞液体的作用，主要用于直径小的柱塞。
（2）气体的密封靠填料函来实现，填料函布置在气缸座上。当压力大于35MPa时，需注入大量压力油，实际上填料密封的是油而不是气体，用压力油来达到密封的目
的。柱塞工作表面需精磨，圆柱度要求很严，其偏差应小于柱塞与气缸之间的间隙。
柱塞的连接应有自动补偿的功能，确保其与气缸的对中要求。
1.2.3毂部设计及与活塞杆的连接方式
活塞毂部是用于连接活塞杆的部位。活塞与活塞杆连接通常采用以下方式：（1）依靠活塞杆上的圆形平台凸肩及螺母紧固活塞，这是应用最普遍的结构型式。为了防止活塞与活塞杆的相对转动，采用销钉与键固定；为了避免活塞在交变载荷下引起松动，螺母必须加锁紧装置；为了保证活塞与活塞杆的同轴度，依靠圆柱面与凸肩的配合来实现。一般其余部分采用间隙配合。
活塞力的传递分别由活塞杆上的凸肩及螺母来承担。为了使凸肩不至于比活塞杆
外径大太多，凸肩端面可加钢垫圈。
铸铝活塞硬度低仅为HB90左右，其活塞环槽在压缩机运行中易磨损成坡口，尤其用金属活塞环时。降低这种磨损最好的方法是对活塞进行阳极化处理，经处理后的活塞硬度可达HB290~HB390.
（2） 由活塞杆上的凸缘与四颗螺钉完成。
1.5 往复活塞式压缩机活塞杆所受综合活塞力的计算
图中所示为作用在往复压缩机各部位的各作用力示意图。作用于活塞（或十字头）上的力有气体力、往复惯性力、往复摩擦力以及侧向力；作用于曲柄销上的力有旋转惯性力以及连杆力；作用于主轴承上的有驱动力矩以及旋转摩擦力。
往复压缩机的气体力
由气体压力造成的作用力是气体力。它是压缩机的主要作用力，所有其他作用力的大小都与气体力的大小有关。一般规定为使连杆受拉的气体力为正，使连杆受压的气体力为负。
因为在压缩机整个工作过程中，气缸内气体压力是变化的，所以压缩机中的气体力也是变化的。为了描述气体力的变化，可采用气体力指示图（见图）。
图（a ）是盖侧工作容积气体力指示图，纵坐标是气体力F g ，横坐标是活塞位移x 。为了简单起见，进气压力损失和排气压力损失采取平均压力损失。下面给出各工作过程中气体力的计算式。
进气过程气体力
gs s G s
s G F =P A =p （1-）A δ 排气过程气体力
gd d G d
d G F =P A =p （1+）A δ 压缩过程气体力
gc i G F =p A
其中，p i 应满足
空气压缩机主要结构说明 空气压缩机，也就是通常所说到的空压机。空气压缩机是工业现代化的基础产品，常说的电气与自动化里就有全气动的含义；而空气压缩机就是提供气源动力，是气动系统的核心设备机电引气源装置中的主体，它是将原动（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置，我国的空气压缩机行业的市场规模均为8%以上的增速增长，市场规模扩张迅速。 空气压缩机的主要结构 1、压缩机构部分：气缸，活塞，进排气阀等部件。气缸体和气缸盖上有四个气阀孔，两件两派 2、传动机构部分：由皮带轮，曲轴，连杆，十字头等组成。通过传动机构，由马达传递的旋转运动变为往复直线运动。 3、密封部分：一级和二级气缸密封分别由一组填料组成。密封环和活塞杆通过拉伸弹簧的预紧力和气体压力夹紧和密封。 4、润滑系统系统：传动机构的润滑系统由油泵、过滤器、滤油器和压力表组成。 5、冷却部分：由冷却水管、中间冷却器、后冷却器组成。冷却水从主进水管进入中间冷却器冷却，并且在排出之后，冷却水分别进入第一和第二级气缸的水腔内。 6、减压阀和压力控制系统：减压阀和压力控制系统控制压缩机排气压力在预定的操作范围内进行运转。当储罐中的压力超过规定值时，压缩机停止吸入并使压缩机无负载运行以降低功耗的。减荷阀为平衡时，借阀的启闭控制进气或停止进气，下部有一个小活塞，小活塞腔与电磁阀和过度考虑的减压阀连接。小活塞腔是大气压。当储气罐的压力超过额定值时，压力控制系统运行（电磁阀进气连接），气体进入小活塞腔，推动活塞上压弹簧，关闭阀门，停止进气和压力下降后的压力控制系统。统一操作（电磁阀进气口断开），减压阀自动打开，压缩机进入正常运行状态。 7、安全保护部分：分别由安全阀和电气保护组成。当排出压力超过规定值时，安全阀自动打开。安全阀分为一级或二级安全阀，一级安全阀的开启压力为0.24~0.3Mpa。
离心式压缩机工作原理及结构图 2016-04-21 zyfznb转自老姚书馆馆 修改分享到微信 一、工作原理 汽轮机(或电动机)带动压缩机主轴叶轮转动，在离心力作用下，气体被甩到工作轮后面的扩压器中去。而在工作轮中间形成稀薄地带，前面的气体从工作轮中间的进汽部份进入叶轮，由于工作轮不断旋转，气体能连续不断地被甩出去，从而保持了气压机中气体的连续流动。气体因离心作用增加了压力，还可以很大的速度离开工作轮，气体经扩压器逐渐降低了速度，动能转变为静压能，进一步增加了压力。如果一个工作叶轮得到的压力还不够，可通过使多级叶轮串联起来工作的办法来达到对出口压力的要求。级间的串联通过弯通，回流器来实现。这就是离心式压缩机的工作原理。二、基本结构 离心式压缩机由转子及定子两大部分组成，结构如图1所示。转子包括转轴，固定在轴上的叶轮、轴套、平衡盘、推力盘及联轴节等零部件。定子则有气缸，定位于缸体上的各种隔板以及轴承等零部件。在转子与定子之间需要密封气体之处还设有密封元件。各个部件的作用介绍如下。
1、叶轮 叶轮是离心式压缩机中最重要的一个部件，驱动机的机械功即通过此高速回转的叶轮对气体作功而使气体获得能量，它是压缩机中唯一的作功部件，亦称工作轮。叶轮一般是由轮盖、轮盘和叶片组成的闭式叶轮，也有没有轮盖的半开式叶轮。 2、主轴 主轴是起支持旋转零件及传递扭矩作用的。根据其结构形式。有阶梯轴及光轴两种，光轴有形状简单，加工方便的特点。 3、平衡盘 在多级离心式压缩机中因每级叶轮两侧的气体作用力大小不等，使转子受到一个指向低压端的合力，这个合力即称为轴向力。轴向力对于压缩机的正常运行是有害的，容易引起止推轴承损坏，使转子向一端窜动，导致动件偏移与固定元件之间失去正确的相对位置，情况严重时，转子可能与固定部件碰撞造成事故。平衡盘是利用它两边气体压力差来平衡轴向力的零件。它的一侧压力是末级叶轮盘侧间隙中的压力，另一侧通向大气或进气管，通常平衡盘只平衡一部分轴向力，剩余轴向力由止推轴承承受，
一、目的要求 1．了解往复活塞式压缩机的结构特点； 2．了解温度、压差等参数的测定方法，计算机数据采集与处理；3．掌握压缩机排气量的测定原理及方法； 4．掌握压缩机示功图的测试原理、测量方法和测量过程； 5．了解脉冲计数法测量转速的方法； 6．掌握测试过程中，计算机的使用和测量。 单作用压缩机工作原理图
二、实验仪器、设备、工具和材料
往复活塞式压缩机性能测定实验验装置简图 1－消音器2－喷嘴3－压力传感器4－温度传感器5－减压箱6－调节阀7－压力表8－安全阀9－稳压罐10－单向阀11－温度传感器12－压力传感器13－温度传感器14－吸入阀15－控制柜16－计算机17－接近开关18－冷却水排空阀19－进水阀20－排水管 注：图中虚线为信号传输线 三、实验原理和设计要求 活塞式压缩机原理示意简图 1．活塞压缩机排气量的测定实验的实验原理
用喷嘴法测量活塞式压缩机的排气量是目前广泛采用的一种方法。它是利用流体流经排气管道的喷嘴时，在喷嘴出口处形成局部收缩，从而使流速增加，经压力降低，并在喷嘴的前后产生压力差，流体的流量越大，在喷嘴前后产生的压力差就越大，两者具有一定的关系。因此测出喷嘴前后的压力差值，就可以间接地测量气体的流量。排气量的计算公式如下： 式中： q V：压缩机的排气量，m3／min， C：喷嘴系数，根据喷嘴前后的压力差，喷嘴前气体的绝对温度，在喷嘴系数表中查取，见本实验教材； D：喷嘴直径，D=19.05mm： H：喷嘴前后的压力差，mmH20； p0：吸入气体的绝对压力，Pa； T0：压缩机吸入气体的绝对温度，K； T1：压缩机排出气体的绝对温度，K。 通过测量装置，计算机采集吸入气体温度T0、排出气体温度T1、喷嘴压差H，并由计算机已存储的喷嘴系数表，计算出喷嘴系数，用上述公式计算出排气量q V。 2．传感器的布置和安装 排气量的测试需要测量出喷嘴前后的压力差、环境温度、排气温度三个参数，因此需要安装测量这三个参数的传感器。它们的布置如图1－2所示。
培训教案 培训课题: 往复式压缩机基本结构、工作原理、常见故障及注意事项培训日期: 2017年8月培训课时:2课时 课程重点: 讲述往复式压缩机基本结构、工作原理、常见故障及注意事项。 培训目标及要求： 通过培训使全体员工对往复机的结构、工作原理有一定的了解，掌握其常见故障，明确注意事项，真正做到“四懂三会” 授课内容： 一、往复式压缩机的型号、结构及工作原理 1、往复式压缩机型号 2、往复式活塞压缩机的工作过程 往复式活塞压缩机属于于容积型压缩机。靠气缸内作往复运动的活塞改变工作容积压缩气体。气缸内的活塞，通过活塞杆、十字头、连杆与曲轴联接，当曲轴旋转时，活塞在汽缸中作往复运动，活塞与气缸组成的空间容积交替的发生扩大与缩小。当容积扩大时残留在余隙内的气体将膨胀，然后再吸进气体；当容积缩小时则压缩排出气体，以单作用往复式活塞压机（见图）为例，将其工作过程叙述如下：
（1）吸气过程当活塞在气缸内向左运动时，活塞右侧的气缸容积增大，压力下降。当压力降到小于进气管中压力时，则进气管中的气体顶开吸气阀进入气缸，随着活塞向左运动，气体继续进入缸内，直至活塞运动到左死点为止，这个过程称吸气过程。 （2）压缩过程当活塞调转方向向右运动时，活塞右侧的气缸容积开始缩小，开始压缩气体。（由于吸气阀有逆止作用，故气体不能倒回进气管中；同时出口管中的气体压力高于气缸内的气体压力，缸内的气体也无法从排气阀排到出口管中；而出口管中气体又因排气阀有逆止作用，也不能流回缸内。）此时气缸内气体分子保持恒定，只因活塞继续向右运动，继续缩小了气体容积，使气体的压力升高，这个过程叫做压缩过程。 （3）排气过程随着活塞右移压缩气体、气体的压力逐渐升高，当缸内气体压力大于出口管中压力时，缸内气体便顶开排气阀而进人排气管中，直至活塞到右死点后缸内压力与排气管压力平衡为止。这叫做排气过程。 （4）膨胀过程排气过程终了，因为有余隙存在，有部分被压缩的气体残留在余隙之内，当活塞从右死点开始调向向左运动时，余隙内残存的气体压力大于进气管中气体压力，吸气阀不能打开，直到活塞离开死点一段距离，残留在余隙中的高压气体膨胀，压力下降到小于进气管中的气体压力时，吸气阀才打开，开始进气。所以吸气过程不是在死点开始，而是滞后一段时间。这个吸气过程开始之前，余隙残存气体占有气缸容积的过程称膨胀过程。 4、往复式压缩机的结构 往复式活塞压缩机由机座、中间接筒、曲轴、连杆、十字头、活塞杆、活塞、填料箱、气阀、飞轮、冷却和调节控制系统及附属管线等组成。如图
往复式压缩机原理及结构 发展历程 从世界范围内看压缩机的发展历程和概况。活塞式压缩机的发展历史悠久，具有丰富的设计、研究、制造和运行的经验，至今在各个领域中依然被广泛采用、发展着。然而，也必须注意到，制冷压缩机的不断进步也反映在其种类的多样性方面，活塞式以外的各类压缩机机型，如离心式、螺杆式、滚动转子式和涡旋式等均被有效地开发和利用，并各具特色，这就为我们制冷工程的业内人士在机型的选择上提供了更多的可能性。在这样的背景之下，活塞式压缩机的使用范围必然受到一定影响而出现逐渐缩小的趋势，这一趋势在大冷量范围内表现得更为显著。在中小冷量范围内，实际上还是以活塞式压缩机为主 往复式压缩机的优缺点 优点： 适应较广泛的压力范围 热效率高、单位耗电量少、加工方便 对材料要求低，造价低廉 生产、使用、设计、制造技术成熟 装置系统较简单 缺点： 转速受到限制 结构复杂、易损件多、维修工作量大 运转时有震动 输气不连续、气体压力有波动 第一章热力循环 （1）理论循环与实际循环之间的差别
（2）实际循环的压缩机的性能 1．制冷压缩机的性能指标 输气量：单位时间内由吸气端输送到排气端的气体质量称谓压缩机的质量输气量q，单位为kg/h，此气体若换算为吸气状态的容积，则是压缩机的容积输气量q， 单位为立方米/h。 制冷量：表示制冷压缩机的工作能力的重要指标之一，即单位时间内所能产生的制冷量。 输气系数：表示压缩机气缸工作容积的有效利用率，即压缩机实际输气量与理论输气量之比值－－称为输气系数。 指示功率和指示效率：单位时间内所消耗的指示功就是压缩机的指示功率。 制冷压缩机的指示效率就是压缩一公斤工质所需绝热循环理论功的值。 轴功率、轴效率和机械效率： 由原动机传到压缩机主轴上的功率，称为轴功率。 制冷压缩机的等熵理论功率与轴功率之比，称为轴效率，用以评定压缩机 主轴输入功率利用的完善程度。 机械效率是压缩机的指示功率和轴功率之比，用以评定压缩机摩擦损耗的 大小程度。 电功率与电效率： 从电源输入驱动电动机的功率就是压缩机所消耗的电功率。 电效率是等熵理论功率与电功率之比，用以评定电动机输入功率利用的完 善程度。 效能比：为了最终衡量制冷压缩机在动力消耗方面的制冷效果，采用效能比，是指 压缩机所产生的制冷量与所消耗功率之比。有相对于轴功率与相对于电功率
一、活塞式压缩机的工作原理 当活塞式压缩机的曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞便做往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构 成的工作容积则会发生周期性变化。活塞式压缩机的活塞从气缸盖处开始运动时，气缸内的工作容积逐渐增大， 这时，气体即沿着进气管，推开进气阀而进入气缸，直到工作容积变到最大时为止，进气阀关闭；活塞式压缩机 的活塞反向运动时，气缸内工作容积缩小，气体压力升高，当气缸内压力达到并略高于排气压力时，排气阀打开 ，气体排出气缸，直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关闭。当活塞式压缩机的活塞再次反向运动时，上述过 程重复出现。总之，活塞式压缩机的曲轴旋转一周，活塞往复一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程， 即完成一个工作循环。 二、活塞压缩机的优点 1、活塞压缩机的适用压力范围广，不论流量大小，均能达到所需压力； 2、活塞压缩机的热效率高，单位耗电量少； 3、适应性强，即排气范围较广，且不受压力高低影响，能适应较广阔的压力范围和制冷量要求； 4、活塞压缩机的可维修性强； 5、活塞压缩机对材料要求低，多用普通钢铁材料，加工较容易，造价也较低廉； 6、活塞压缩机技术上较为成熟，生产使用上积累了丰富的经验； 7 、活塞压缩机的装置系统比较简单。 三、活塞压缩机的缺点 1、转速不高，机器大而重； 2、结构复杂，易损件多，维修量大； 3、排气不连续，造成气流脉动； 4、运转时有较大的震动。 活塞式压缩机在各种场合，特别是在中小制冷范围内，成为制冷机中应用最广、生产批量最大的一种机型。 活塞式压缩机的分类 双击自动滚屏发布者：admin 发布时间：阅读：399次 1、按所采用的工质分类，一般有氨压缩机和氟利昂压缩机两种。 按压缩级数分类，有单级压缩和两级压缩。单级压缩机是指压缩过程中制冷剂蒸气由低压至 高压只经过一次压缩。而所谓的两级压缩机，压缩过程中制冷剂蒸气由低压至高压要连续经 过两次压缩。 2、按作用方式分类，有单作用压缩机和双作用压缩机。 其制冷剂蒸气仅在活塞的一侧进行压缩，活塞往返一个行程，吸气排气各一次。而双作用压
1 引言 空气压缩机是指压缩介质为空气的压缩机，主要作用是为生活、生产提供源源不断地、具有一定压力的压缩空气。作为一种工业装备，压缩机广泛应用于石油、化工、天然气管线、冶炼、制冷和矿山通风等诸多重要部门；作为燃气涡轮发动机的基本组成元件，在航空、水、陆交通运输和发电等领域随处可见；作为增压器，已成为当代内燃机不可缺少的组成部件。在诸如大型化肥、大型乙烯等工艺装置中，它所需投资可观，耗能比重大，其性能的高低直接影响装置经济效益，安全运行与整个装置的可靠性紧密相关，因而成为备受关注的心脏设备[1]。 压缩机按工作原理可分为容积式和动力式两大类；按压缩级数分类，可分为单级压缩机、两级压缩机和多级压缩机；按功率大小分类，可分为微小型压缩机、中型压缩机和大型压缩机。按压缩机的结构形式可分为立式、卧式和角度式。而且角度式又可分为L型、V型、W型、扇形和星型等。不同形式的压缩机具有其鲜明的特点，根据其工作原理的不同决定了其不同的适用范围[2]。 空气压缩机的选择主要依据气动系统的工作压力和流量。起源的工作压力应比气动系统中的最高工作压力高20%左右，因为要考虑供气管道的沿程损失和局部损失。如果系统中某些地方的工作压力要求较低，可以采用减压阀来供气。空气压缩机的额定排气压力分别为低压（0.7MPa~1.0MPa）、中压（1.0MPa~10MPa）、高压（10MPa~100MPa）和超高压（100MPa以上），可根据实际需求来选择。常见使用压力一般为0.7~1.25MPa[3]。 空气压缩机应用范围极为广泛，且由资料显示国内需求量呈上升趋势，是中小型工业用压缩机一个庞大的族群。中、小型微型工业用往复活塞式压缩机有着相同的传动部件基础上变换压缩级数和气缸直径，迅速派生出多品种变形产品的便利条件。不仅其容积流量、排气压力变化多端，通过适当调整部分零部件材质还可以压缩多种气体，大为扩展服务领域[4]。 活塞式压缩机与其他类型的压缩机相比，特点是 （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，实验室中使用的压力则更高。 （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很多。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内，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；特则是在较小排气量的情况下，要做成速度型，往往很困难，甚至是不可能的。此外，气体的重度对压缩机性能的影响也不如速度型那样显著，所以同一规格的压缩机，将其用于不同介质时，较易改造[5~7]。 根据机械部JB1407-85《微型往复活塞式空气压缩机基本参数》规定，额定排气压力分为0.25MPa、0.4MPa、0.7MPa、1.0MPa、1.25MPa和1.4MPa几个档
离心压缩机基础知识 分类 （1）按轴的型式分：单轴多级式，一根轴上串联几个叶轮；双轴四级式，四个叶轮分别悬臂地装在两个小齿轮的两端，旋转靠电机通过大齿轮驱动小齿轮。 （2）按气缸的型式分：水平剖分式和垂直剖分式。 （3）按压缩介质分类：空气压缩机、氮气压缩机、氧气压缩机等。 特点与应用 ? 优点 由于是连续旋转式机械，可以大大地提高进入其中的工质量，提高功率。所以，离心式压缩机的第一个特点是：功率大。 由于工质量可以提高，必然导致叶片转速的提高，所以第二个特点是高速性。 无往复运动部件，动平衡特性好，振动小，基础要求简单； 易损部件少，故障少、工作可靠、寿命长； 机组单位功的重量、体积及安装面积小； 机组的运行自动化程度高，调节范围广，且可连续无级调节； 在多级压缩机中容易实现一机多种蒸发温度；
润滑油与介质基本上不接触，从而提高了冷凝器及蒸发器的传热性能；对大型压缩机，可由蒸气动力机或燃气动力机直接带动，能源使用经济合理； ? 缺点 单机容量不能太小，否则会使气流流道太窄，影响流动效率； 因依靠速度能转化成压力能，速度又受到材料强度等因素的限制，故压缩机每级的压力比不大，在压力比较高时，需采用多级压缩； 特别情况下，机器会发生喘振而不能正常工作； 离心压缩机的工作原理分析 ? 常用名词解释 （1）级：每一级叶轮和与之相应配合的固定元件（如扩压器等）构成一个基本的单元，叫一个级。 （2）段：以中间冷却器隔开级的单元，叫段。这样以冷却器的多少可以将压缩机分成很多段。一段可以包括很多级。也可仅有一个级。（4）进气状态：一般指进口处气体当时的温度、压力。 （7）表压（G）：以当地大气为基准所计量的压强。 （8）绝压（A）：以完全真空为基准所计量的压强。 （9）真空度：与当地大气负差值。 （10）压比：出口压力与进口压力的比值。 性能参数
汽车空调的核心部件是空调的压缩机，它负责将低压的气态制冷剂吸入，加压为高压的气态制冷剂排出，为制冷剂的循环流动提供动力。因为正是制冷剂的循环流动过程中，在发动机舱内，制冷剂由气态变为液态，这个过程中制冷剂要放出热量；而在车内，制冷剂由液态变为气态，这个过程中制冷剂吸收热量，从而降低车内的温度。 在空调压缩机的发展过程中，曾经有过多种形式的压缩机，主要有曲轴连杆式压缩机、轴向活塞式、叶片式、涡旋式等。通过本站对各种压缩机结构和原理的介绍，会发现压缩机的发展是向着积体更小（利于在车内安装）、效率更高（降低开空调时动力损失，也即意味着降低了发动机的油耗）、低振低噪！ 1 曲轴连杆式压缩机 曲柄连杆式空调压缩机图 曲柄连杆式压缩机结构与发动机曲柄连杆机构基本相同，曲轴旋转时，通过连杆带动活塞往复运动，由气缸内壁、缸盖和活塞顶面构成的工作容积便会发生周期性变化，从而在制冷系统中起到压缩和输送制冷剂的作用。
在缸盖上部设有两个单向阀片，活塞下行时，活塞顶部的空腔增大，进气阀片打开，将低压制冷剂吸入；当活塞上行时，活塞顶部空间减小，排气阀片打开，制冷剂被加压后排出。 曲轴连杆式压缩机是第1代压缩机，它应用比较广泛，制造技术成熟，结构简单，而且对加工材料和加工工艺要求较低，造价比较低。适应性强，能适应广阔的压力范围和制冷量要求，可维修性强。 曲轴连杆式压缩机主要缺点有三点：一是压缩机体积大而重；二是因为只有一个或两个活塞，排气另一个是排气不连续，排气气流易波动，且工作时有较大的振动；第三个无法适用于高速；所在在小型汽车中很少应用曲轴连杆式压缩机。目前大多应用在客车和卡车的大排量空调系统中。 2 轴向活塞压缩机 轴向活塞式压缩机可以称为第2代压缩机，常见的有摇板式和斜板式两种压缩机这是汽车空调压缩机中的主流产品。这两种压缩机的气缸均以主轴为中心布置，活塞运动方向与压缩机的主轴平行。如下图所示，这也正是称为轴向活塞式压缩机的原因
.活塞式压缩机的基本知识及原理 活塞式压缩机的分类： （1）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。 （2）按气缸达到最终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。 （3）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。 （4）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侧的两条以上中线上。 活塞式压缩机工作原理： 当活塞式压缩机的曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞便做往复运动，由气缸内壁、气缸内的工作容积则会发生周期性变化。活塞式压缩机的活塞从气缸盖处开始运动时，气缸内的工作容积逐渐增大，这时，气体即沿着进气管，推开进气阀而进入气缸，直到工作容积变到最大时为止，进气阀关闭；活塞式压缩机的活塞反向运动时，气缸内工作容积缩小，气体压力升高，当气缸内压力达到并略高于排气压力时，排气阀打开，气体排出气缸，直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关闭。当活塞式压缩机的活塞再次反向运动时，上述过程重复出现。总之，活塞式压缩机的曲轴旋转一周，活塞往复一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程，即完成一个工作循环。 活塞式压缩机的基本结构 活塞式压缩机基本原理大致相同，具有十字头的活塞式压缩机，主要有机体、曲轴、连杆、十字头、气缸、活塞、填料、气阀等组成。 1、机身：主要由中体、曲轴箱、主轴瓦（主轴承）、轴承压盖及连接和密封件等组成。曲轴箱可以是整体铸造加工而成，也可以是分体铸造加工后组装而成。主轴承采用滑动轴承，安装时应注意上下轴承的正确位置，轴承盖设有吊装螺孔和安装测温元件的光孔。 2、曲轴：曲轴是活塞式压缩机的主要部件之一，传递着压缩机的功率。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。 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。 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。十字头与活塞杆的连接型式分为螺纹连接、联接器连接、法兰连接等。大中型压缩机多用联接器和法兰连接结构，使用可靠，调整方便，使活塞杆与十字头容易对中，但结构复杂。 5、气缸：气缸主要由缸座、缸体、缸盖三部分组成，低压级多为铸铁气缸，设有冷却水夹层；高压级气缸采用钢件锻制，由缸体两侧中空盖板及缸体上的孔道形成泠却水腔。气缸采用缸套结构，安装在缸体上的缸套座孔中，便于当缸套磨损时维修或更换。气缸设有支承，用于支撑气缸重量和调整气缸水平。 6、活塞：活塞部件是由活塞体、活塞杆、活塞螺母、活塞环、支承环等零件组成，每级活塞体上装有不同数量的活塞环和支承环，用于密封压缩介质和支承活塞重量。活塞环采用铸铁环或填充聚四氟乙烯塑料环；当压力较高时也可以采用铜合金活塞环；支承环采用四氟或直接在活塞体上浇铸轴承合金。 活塞与活塞杆采用螺纹连接，紧固方式有直接紧固法，液压拉伸法，加热活塞杆尾部法等，加热活塞杆尾部使其热胀产生弹性伸长变形，将紧固螺母旋转一定角度拧至规定位置后停止加热，待杆冷却后恢复变形，即实现紧固所需的预紧力。活塞杆为钢件锻制成，经调质处理及表面进行硬化处理，有较高的综合机械性能和耐磨性。活塞体的材料一般为铝合金或铸铁。
压缩机结构介绍 一、压缩机分类 压缩机按结构形式的不同分类如下： 按其原理可分为： 往复式（活塞式）压缩机、回转式（旋转式）压缩机（涡轮式、水环式、透平）压缩机，轴流式压缩机，喷射式压缩机及螺杆压缩机等各种型式，其中应用最为广泛的是往复式（活塞式）压缩机。 活塞式压缩机怎样分类？ 活塞式压缩机分类的方法很多，名称也各不相同，通常有如下几种分类方法：（一）按压缩机的气缸位置（气缸中心线）可分为： （1）卧式压缩机，气缸均为横卧的（气缸中心线成水平方向）。 （2）立式压缩机气缸均为竖立布置的（直立压缩机）。 （3）角式压缩机，气缸布置成L型、V型、W型和星型等不同角度的。 （二）按压缩机气缸段数（级数）可分为： （1）单段压缩机（单级）：气体在气缸内进行一次压缩。 （2）双段压缩机（两级）：气体在气缸内进行两次压缩。 （3）多段压缩机（多级）：气体在气缸内进行多次压缩。 （三）按气缸的排列方法可分为： （1）串联式压缩机：几个气缸依次排列于同一根轴上的多段压缩机，又称单列压缩机。 （2）并列式压缩机：几个气缸平行排列于数根轴上的多级压缩机，又称双列压缩机或多列压缩机。 （3）复式压缩机：由串联和并联式共同组成多段压缩机。 （4）对称平衡式压缩机：气缸横卧排列在曲轴轴颈互成180度的曲轴两侧，布置成H型，其惯性力基本能平衡。（大型压缩机都朝这方向发展）。 （四）按活塞的压缩动作可分为： （1）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。 （2）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。（3）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。
压缩机结构及工作原理 1.压缩机的种类 （1）容积型压缩机：用机械的方法使密闭容器的容积变小,使气体压缩而增加其压力的机器。 它有两种结构型式：往复活塞式(简称活塞式)和回转式 （2）速度型压缩机：用机械的方法使流动的气体获得很高的流速，然后在扩张的通道内使气体流速减小，使气体的动能转化为压力能，从而达到提高气体压力的目的，这种机器称为速度型压缩机。属于这一类的有离心式制冷压缩机。 这种压缩机工作时，气体在高速旋转的叶轮推动下，不但获得了很高的速度，并且在离心力的作用下，沿着叶轮半径方向被甩出，然后进入截面积逐渐扩大的扩压，在那里气体的速度逐渐下降而压力则随之提高。 压缩机种类图： 2.压缩机的分类 (1)按工作蒸发温度范围分类单级制冷压缩机一般可按其工作蒸发温度的范围分为高温、中温和低温压缩机三种，但在具体蒸发温度区域的划分上并不统一。下面列举一种著名压缩机的大致工作蒸发温度的分类范围。 高温制冷压缩机(-10~0)℃ 中温制冷压缩机(-15~0)℃ 低温制冷压缩机(-40~-15)℃ (2)按制冷量的大小分类： 大型≥550kW 中型（25~550）kW 小型≤25kW (3)按密封结构形式分类
制冷系统中的制冷剂是不允许泄漏的，这意味着系统中凡与制冷剂接触的每个部件都应是对外界密封的。根据制冷压缩机所采取的防泄漏方式和结构，可有三种不同的基本压缩机形式。 开启式压缩机 半封闭式压缩机 全封闭式压缩机 活塞式制冷压缩机 1.机体：它是压缩机的机身，用来安装和支承其他零部件以及容纳润滑油。 2.传动机构：压缩机借助该机构传递动作，对气体作功，它包括曲轴、连杆、活塞等。 3.配气机构：它是保证压缩机实现吸气、压缩、排气过程的配气部件，它包括吸、排气阀片，阀板和气阀弹簧等。 4.润滑油系统：它是对压缩机各传动摩擦偶合件进行润滑的输油系统，它包括油泵、油过滤器和油压调节部件等。 5.卸载装置：它是对压缩机气缸进行卸裁、调节冷量、便于启动的传动机构，它包括卸载油缸、油括塞、推杆和顶针、转环等零件。 6.轴封装置：在开启式压缩机中，轴封装置用来密封曲轴穿出机体处的间隙，防止泄漏，它包括托板、弹簧、橡胶圈和石墨环等。 开启式制冷压缩机 半封闭式制冷压缩机 全封闭式制冷压缩机 回转式制冷压缩机 回转式压缩机发展很快，特别在高效化、小型化、轻量化方面。常用的回转式压缩机有螺杆式、滚动活塞式（滚动转子式）、滑片式和涡旋式四种。 螺杆式制冷压缩机
压缩机基础知识 1理想气体的状态方程？ 答：理想气体在任何状态下P·V/T = 常数，P—绝对压力MPa；V—气体容积m3；T—绝对温度K 2什么叫气体的比重及比容？ 答：单位重量气体所占的容积叫比容。单位为m3/kg或m3/t。单位体积的气体所占的重量叫比重，也叫重度。单位为kg/m3或t/m3。气体的比重与气压成正比，而与温度成反比。 3什么叫气体的压力？压力单位的表示方法有哪些？ 答：作用于单位面积上的气体力叫气体的压力，国际单位为Pa。 一般气体压力有以下几种表示方法： ①工程大气压与物理大气压：1工程大气压= 1 kg/cm2= 0.098 Mpa； 1物理大气压= 1.033 kg/cm2=0.10138 Mpa； ②液体压力计的液柱高度： 1工程大气压= 10.332mH2O(水柱)=760mmHg； ③绝对压力和表压力：气体的绝对压力等于大气压力和表压力之和，当测量小于大气压的压力时， 绝对压力等于大气压力减去真空计的压力。 4绝对温度、华氏温度、摄氏温度之间有何关系？ 答：①绝对温度T与摄氏温度t(℃), T = t + 273.15(K)； ②摄氏温度t(℃)与华氏温度tF(F), tF = 9/5 t +32 (F)； ③绝对温度与华氏温度tF,华氏绝对温度TF，TF = tF + 459.67 ,T = 5/9 TF。 5什么是压缩机？压缩机的分类有哪些？ 答：加压或者输送气体的流体机械称为压缩机。 压缩机按工作原理可分为:容积式压缩机和动力式压缩机两大类。容积式压缩机里又包括往复式压缩机和回转式压缩机。动力式压缩机里又包括喷射式压缩机和离心式压缩机。其中活塞式压缩机和离心式压缩机在炼油厂中最为常见。 6什么是往复活塞式压缩机的工作循环？ 答：往复式压缩机都有气缸、活塞、气阀。压缩气体的工作过程可 以分为膨胀、吸收、压缩和排出四个阶段。 图1所示是一种单吸式压缩机的工作简图。 1）膨胀过程：当活塞2向左边移动时，气缸的容积增大，压力 下降，原先残留在气缸内的余气不断膨胀。图1 气缸工作简图2）吸入过程：当压力降到小于进气管的压力时进口管中的气体便推开气阀3进入气缸，随着活塞逐渐向左移动，气体继续进入气缸，直到活塞移至左边的末端（又称左死点）为止。 3）压缩过程：当活塞掉转方向向右移动时，气缸的容积逐渐减小，便开始了压缩气体的过程。这时气缸内的压力不断升高，但由于排气管外的压力此时大于气缸内的压力，故排气阀4无法打开，气缸内的压力逐渐升高。 4）排出过程：当气缸内的压力逐渐升高到克服排气管外压力和弹簧力之和时，排气阀打开，开始排出过程。直到活塞移至右边的末端（又称右死点）为止。然后活塞又开始向左移动，重复以上过程。 活塞在气缸内每走一个来回，就经历一个工作循环。
往复式压缩机基本构成和工作原理 基本构成和工作原理 一、总体结构和组成 （1）工作腔部分：气缸、活塞、活塞杆、活塞环、气阀、密封 填料等； （2）传动部分：曲柄、连杆、十字头； （3）机身部分：机身、中体、中间接头、十字头滑道等； （4）辅助部分：润滑冷却系统、气量调节装置、安全阀、滤清 器、缓冲器等。
二、机构学原理和构成
（1）活塞压缩机的机构学原理如图2-2所示。 （2）控制气体进出工作腔的气阀如图2-3所示。 三、汽缸基本形式和工作腔 （1）单作用汽缸 对压缩机的汽缸而言，缸内仅在活塞一侧构成工作腔并进行 压缩循环的结构称为单作用汽缸。 （2）双作用汽缸 在活塞两侧构成两个工作腔并进行相同级次压缩循环的结构 称为双作用汽缸。
（3）级差式汽缸 通过活塞与汽缸结构的搭配，构成两个或两个以上工作腔， 并在各个工作腔内完成两个或两 个以上级次的压缩循环的结构， 称为级差式汽缸。 （4）平衡腔 有些多工作腔汽缸，其中的一个腔室仅与 某个工作腔进气相 通，而不用于气体压缩，起力平衡作用，称为 平衡腔。 （5）工作腔 容积式压缩机中，直接用来处理气体的容 积可变的封闭腔室 称为工作腔，一个压缩机可能有一个工作腔，也可能有多个工作 腔，同时或轮流工作，执行压缩任务。 （6）工作容积 工作腔内实际用来处理气体的那部分体 积称为工作容积。 （7）余隙容积
工作腔在排气接触以后，其中仍然残存一部分高压气体，这 部分空间称为余隙容积，余隙容积一般有害。 四、压缩机结构形式 （1）列 压缩机中，把一个连杆对应的一组汽缸及相应的动静部件称 为一列。一列可能对应一个汽缸，也可能对应串在一起的多个汽缸。 （2）分类：立式、卧式、角度式。 （3）立式压缩机的汽缸中心线与地面垂直。 （4）卧式压缩机的汽缸中心线与地面平行。 （5）角度式压缩机如图，包括L 型、V型、W型、扇形、星型等。
1往复活塞式压缩机结构及力学分析 1.1往复活塞式压缩机活塞杆与十字头组件 1.1.1活塞杆与十字头组件的组成 1.1.2活塞杆与压缩机装配后的垂直跳动量限制与分析 1.1.3活塞杆结构设计 1.1.4活塞杆与十字头连接方式 1.1.5十字头体、滑履、十字头销 1.2活塞组件 1.2.1活塞结构 1.2.2柱塞结构 1.2.3毂部设计及与活塞杆的连接方式 1.2.4活塞的材料及其质量支承面 1.2.5双作用活塞主要尺寸确定和强度计算 1.2.6活塞组件失效与修理 1.3往复活塞式压缩机活塞杆所受综合活塞力的计算 1.3.1往复压缩机的气体力 1.3.2往复压缩机的惯性力 1.3.3相对运动表面间的摩擦力 1.3.4活塞杆所受综合活塞力
1.4 往复活塞式压缩机活塞杆强度校核 1 往复活塞式压缩机结构及力学分析 1.1 往复活塞式压缩机活塞杆与十字头组件 1.1.1 活塞杆与十字头组件的组成 该组件包括活塞杆、十字头及十字头销三个主要零件，此外还有相应的一些联结零件。它们处于气缸与机身之间，其一端连接活塞，另一端连接连杆，而十字头滑履又支承在机身滑道上，故处于极为重要的部位。在压缩机的运行中，该处极易发生事故，并造成重大的破坏，例如连杆小头衬套烧损、活塞杆断裂等。此外，活塞环、填料非正常失效，往往是活塞杆倾斜引起的。并且，十字头滑履与滑道之间的间隙还是检验其机身与曲轴、连杆等运动部件总体精度的重要指标，新压缩机的十字头滑履与滑道的间隙应控制在()0.8 1.20000~1D δ=，其中D 为十字头直径。 1.1.2 活塞杆与压缩机装配后的垂直跳动量限制与分析 活塞杆在压缩机运行过程中能否平直运动十分重要。API618中，对活塞杆的径向跳动的公差作了规定，即水平径向跳动量为0.064mm ±，其垂直径向跳动为在活塞杆热态预期径向跳动的基础上每1mm 行程不大于0.00015Smm ±（S 为活塞行程）。 另有资料指出：活塞杆水平跳动时，如安装合适则一般无需调整，其跳动量一般不会超过0.08mm 。冷态垂直跳动许用值见表2-1. 表2-1活塞杆冷态垂直跳动量许用值 Table.2-1 The piston rod cold vertical jump allowable value 气缸直径/mm 冷态跳动量/mm 120~200 0.000~0.050 240~290 0.012~0.063 330~380 0.038~0.088 445~520 0.063~0.139 585~675 0.100~0.165 活塞杆倾斜或下沉原因： a) 气缸与活塞之间的间隙及十字头与滑道间隙冷态时不等，故使装配后活塞杆呈倾斜 状态，如图2-1所示。一些压缩机制造者称：新压缩机空负荷运行45min 后停机测 量，活塞杆在一个行程内的跳动量为零。压缩机长期运行后，活塞与气缸的通常均大于十字头与滑道的磨损。在有油润滑时后者润滑丰富，前者则相对较差；在气缸
1.从原理、结构、用途上如何划分压缩机？ 答：原理：容积式压缩机和动力式压缩机。 结构： 用途：①动力用压缩机②化工工艺用压缩机③制冷和气体分离用压缩机④气体输送用压缩机 2.为什么要定义级的理论循环？级的理论循环是如何定义的？说明研究分析压 缩机时理论循环的意义？ 答：原因：？ 如何定义：①无余隙容积②进排气过程无流动阻力损失③进排气过程无气流脉动④进排气过程无热交换⑤无泄漏⑥过程指数为常数 意义：是研究压缩机实际工作过程的基础。 3.级的实际循环与理论循环的差别是什么？为什么会有这些差别？ 答：①存在气体膨胀线（存在余隙容积） ②进气过程线低于名义进气压力线，排气过程线高于名义排气压力线，且有非直线（存在进排气压力损失及压力脉动） ③压缩、膨胀过程的过程指数是变化的（由于泄漏、传热等的影响） 4.压缩机实际循环指示图？ 答：
5.进气系数的意义是什么？在指示图中如何表示？理想气体的容积系数、压力 系数、温度系数关系式？ 答：意义：实际进气量Vs与理论进气量Vh的比值称为进气系数。 在指示图如何表示：将折算到名义进气温度下的实际循环进气量Vs，Vh 在图中已表示。 容积系数：压力系数： 温度系数：其中，是将折算到名义压力P1下的容积。 补：分析影响容积系数的诸因素？ 答：①相对余隙容积 ②压力比 ③膨胀系数（热交换起决定作用，m大趋向绝热。高转速来不及换热，趋近绝热；压比高因壁温高，m小；冷却好的，气体与气缸温差小，趋近绝热；气体漏入，m小；气体漏出，m大） ④实际气体 6.分析影响实际循环指示功的诸因素？ 答：①进排气压力损失②泄漏和传热影响③进气系数影响 7.为什么要多级压缩？如何确定级数和各级压力比? 答：原因：①提高压缩机经济性 ②降低排气温度 ③提高容积效率 ④降低气体作用力 如何确定级数：①对于大型连续运转压缩机，省功最重要 ②对于微小型压缩机，成本低、价格低最重要 ③保证运转可靠，机器寿命高，各级压比不应过高 ④对温度要求严格的特殊压缩机，级数多少取决于排气温度 限制 如何确定压力比：实际压缩机中存在压力损失、回冷不完善、余隙容积、热 交换、泄漏等，实际压力比并非是等压比分配。按等压比 分配或等功原则分配压力比可以使压缩机总指示功最小。 (注：为使各级排气温度不致过高，应适当增加第一级压比
离心压缩机的基本结构 第一节离心压缩机系统组成 众说周知，整套离心压缩机组是由电气、机械、润滑、冷却、控制等部分组成的一个系统。虽然由于输送的介质、压力和输气量的不同，而有许多种规格、型式和结构，但组成的基本元件大致是相同的，主要由转子、定子、和辅助设备等部件组成。 第二节主机部件 一、离心压缩机的转子 转子是离心压缩机的关键部件，它高速旋转。转子是由叶轮、主轴、平衡盘、推力盘等部件组成。 叶轮 叶轮也叫工作轮，是离心式压缩机的一个重要部件，气体在工作路径中流动，其压力、流速都增加，同时气体的温度也升高。叶轮是离心式压缩机对气体做功的唯一元件。 1.在结构上,叶轮典型的有三种型式： ⑴闭式叶轮：由轮盘、轮盖、叶片三部分组成。 ⑵半开式式叶轮：无轮盖、只有轮盘、叶片。 ⑶双面进气式叶轮：两套轮盖、两套叶片，共用一个轮盘。 ⒉叶轮的结构以叶片的弯曲形式来分： ⑴前弯叶片式叶轮：叶片弯曲方向与叶轮的旋转方向相同。叶片出口角＞90°。 ⑵后弯叶片式叶轮：叶片弯曲方向与叶轮的旋转方向相反，叶片出口角＜90°。 ⑶径向叶片式叶轮：叶片出口方向与叶轮的半径方向一致，叶片出口角＝90°。 主轴 主轴的作用就是支撑安装其上的旋转零部件（叶轮、平衡盘等）及传递扭矩。在设计轴确定尺寸时，不仅考虑轴的强度问题，而且要仔细计算轴的临界转速。 所谓临界转速就是轴的转速等于轴的固有频率时的转速。 平衡盘推力盘 在多级离心压缩机中，由于每级叶轮两侧的气体作用力不一致，就会使转子受到一个指向低压端的合力，这个合力，我们称为轴向力。轴向力对于压缩机的正常运转是不利的，它使转子向一端窜动，甚至使转子与机壳相碰，发生事故。因此应设法平衡它，平衡盘就是利用它的两侧气体的压力差来平衡轴向力的零件。热套在主轴上，通常平衡盘只平衡一部分轴向力，剩余的轴向力由止推轴承来承受。 推力盘是固定在主轴上的止推轴承中的一部分，它的作用就是将转子剩余的轴向力通过油膜作用在止推轴承上，同时还确定了转子与固定元件的位置。 二、离心压缩机的定子 定子是压缩机的固定元件，由扩压器、弯道、回流器、蜗壳及机壳组成。 扩压器 扩压器的功能主要是使从叶轮出来的具有较大动能的气流减速，把气体的动能有效地转化为压力能。 扩压器一般分为：无叶扩压器、叶片扩压器、直壁式扩压器。 弯道 其作用使气流转弯进入回流器，气流在转弯时略有加速。 回流器 其作用使气流按所需方向均匀的进入下一级。 蜗壳 其主要作用是把扩压器后面或叶轮后面的气体汇集起来，并把它们引出压缩机，流向输送管道或气体冷却器，此外，在会聚气体过程中，大多数情况下，由于蜗壳外径逐渐增大和流通面积的逐渐增大，也起到了一定的降速扩压作用。 轴承 支撑轴承：用于支撑转子使其高速旋转。
简单介绍几种压缩机的工作原理及结构 一、离心压缩机的工作原理及结构 汽轮机（或电动机）带动压缩机主轴叶轮转动，在离心力作用下，气体被甩到工作轮后面的扩压器中去。而在工作轮中间形成稀薄地带，前面的气体从工作轮中间的进汽部份进入叶轮，由于工作轮不断旋转，气体能连续不断地被甩出去，从而保持了气压机中气体的连续流动。气体因离心作用增加了压力，还可以很大的速度离开工作轮，气体经扩压器逐渐降低了速度，动能转变为静压能，进一步增加了压力。如果一个工作叶轮得到的压力还不够，可通过使多级叶轮串联起来工作的办法来达到对出口压力的要求。级间的串联通过弯通，回流器来实现。这就是离心式压缩机的工作原理。
二、螺杆式空压机工作原理及结构 可以从以下来阐述，其中包含吸气、封闭及输送、压缩及喷油、排气四个过程。各个步骤介绍如下： 1、吸气过程： 螺杆式的进气侧吸气口，必须设计得使压缩室可以充分吸气，而螺杆式空压机 并无进气与排气阀组，进气只靠一调节阀的开启、关闭调节，当转子转动时，主副转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时，其空间最大，此时转子的齿沟空间与进气口之自由空气相通，因在排气时齿沟之空气被全数排出，排气结束时，齿沟乃处于真空状态，当转到进气口时，外界空气即被吸入，沿轴向流入主副转子的齿沟内。螺杆式空压机维修提醒当空气充满整个齿沟时，转子之进气侧端面转离了机壳之进气口，在齿沟间的空气即被封闭。 2、封闭及输送过程： 主副两转子在吸气结束时，其主副转子齿峰会与机壳闭封，此时空气在齿沟内闭封不再外流，即[封闭过程]。两转子继续转动，其齿峰与齿沟在吸气端吻合，吻合面 逐渐向排气端移动。螺杆式空压机维修过程三。 3、压缩及喷油过程： 在输送过程中，啮合面逐渐向排气端移动，亦即啮合面与排气口间的齿沟间渐渐减小，齿沟内之气体逐渐被压缩，压力提高，此即[压缩过程]。而压缩同时润滑油亦 因压力差的作用而喷入压缩室内与室气混合。 4、排气过程： 当螺杆空压机维修中转子的啮合端面转到与机壳排气相通时，（此时压缩气体之压力最高）被压缩之气体开始排出，直至齿峰与齿沟的啮合面移至排气端面，此时两转子啮合面与机壳排气口这齿沟空间为零，即完成（排气过程），在此同时转子啮合面与机壳进气口之间的齿沟长度又达到最长，其吸气过程又在进行。