活塞式压缩机的结构与安装及运行维护.ppt





《活塞式压缩机的结构与安装及运行维护.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《活塞式压缩机的结构与安装及运行维护.ppt(215页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、,活塞式压缩机构造,活塞压缩机,活塞压缩机,无十字头压缩机:,有十字头压缩机:,L型压缩机,1连杆 2曲轴 3中间冷却器 4活塞杆 5气阀 6气缸 7活塞 8活塞环 9填料 10十字头 11平衡重 12机身,机身部分 工作腔部分- 气阀、汽缸、活塞 传动部分- 连杆、曲柄、十字头 辅助设备 缓冲罐、冷却器,活塞式压缩机总体结构,活塞式压缩机,主要零部件,气缸组件 活塞组件 气阀组件 密封组件 曲轴-连杆机构 机身 辅助系统,工作腔部分,连杆 曲柄 十字头,传动部分,作 用,支承各主要零部件,并使之保持准确的相对位置 组成压缩机的吸汽腔、排汽腔和曲轴箱 承受力和力矩的作用,并把不平衡的力和力矩传
2、递给基础,机体,活塞式压缩机机体一般由机身、中体和曲轴箱(机座)三部分组成。 机体内部安装各运动部件,并为传动部件定位和导向。机体中气缸所在的部位是气缸体,安装曲轴的部位为曲轴箱。曲轴箱内存装润滑油,外部连接气缸、电动机和其他装置。 运转时,活塞式压缩机机体要承受活塞与气体的作用力和运动部件的惯性力,并将本身重量和压缩机全部和部分的重量传到基础上。 要求有足够的强度和刚度。,机体,作 用,气缸(也称缸套)的作用是与活塞及气阀一起在压缩机工作时组成可变的工作容积。 它还对活塞的往复运动起导向作用。,气缸,气阀配置在气缸盖上; 气阀配置在气缸体上; 气阀轴线与气缸轴线呈非正交混合配置方式。,气阀在
3、气缸上的配置,活塞组件,构成 由活塞、活塞环、活塞杆或活塞销等组成; 功用: 活塞组件在气缸中作往复运动,与气缸一起构成压缩容积。,要求: (1) 要有足够的刚度和强度,传力可靠; (2) 导热性好,耐高压、耐高温、耐磨损; (3) 质量小,重量轻,尽可能减小往复惯性力。 材料: 铝合金材料基本上满足上面的要求,因此,活塞一般都采用高强度铝合金,但在一些低速柴油机上采用高级铸铁或耐热钢。,活塞组件,(1)活塞体 筒形活塞,常为单作用活塞,用于小型无十字头的压缩机,通过活塞销与连杆直接相连,活塞顶部直接承受缸内气体压力。 盘形活塞,用于中、低压双作用气缸。盘形活塞通过活塞杆与十字头相连。它不承受
4、侧向力。为减轻往复运动质量,活塞可铸成空心结构,两端面间用筋板加强。,活塞组件,活塞顶部 活塞头部 活塞裙部。,活塞结构,指第一道活塞环槽到活塞销孔以上部分。它有数道环槽,用以安装活塞环,起密封作用,又称为防漏部。 活塞顶部吸收的热量主要也是经过防漏部通过活塞环传给气缸壁,再由冷却水传出去。,活塞头部,头部,活塞裙部:指从油环槽下端面起至活塞最下端的部分,它包括装活塞销的销座孔。活塞裙部对活塞在气缸内的往复运动起导向作用,并承受侧压力。裙部的长短取决于侧压力的大小和活塞直径。,活塞裙部,裙部,1-顶部2-环槽部 3-裙部 4-环岸 5-环槽 6-销座 7-加强筋 8-卡环槽9-泄油孔及泄油槽,
5、大型压缩机活塞,活塞环是具有弹性的开口环, 气环 油环,(2)活塞环,功用,气环是保证气缸与活塞间的密封性,防止漏气,并把活塞顶部吸收的大部分热量传给气缸壁,由冷却水带走。 油环起布油和刮油的作用,下行时刮除气缸壁上多余的机油,上行时在气缸壁上铺涂一层均匀的油膜。既可以防止机油窜入气缸燃烧掉,又可减少活塞、活塞环与气缸壁的摩擦阻力,此外,油环还能起到封气的辅助作用。,活塞环的材料,常用材料是含少量Cr、Mo、Cu、Mn等元素的合金铸铁。小型制冷压缩机中,近年来出现使用聚四氟乙烯加玻璃纤维或石墨等填充剂制成的活塞环。特点是密封性好,寿命长,对气缸镜面几乎无磨损,虽然热膨胀系数大,易泡胀,但仍然是
6、一种很有前途的材料。 为了改善第一道气环的耐磨性,可对其采用多孔性镀铬的表面镀层处理方法,此法不仅提高环的使用寿命12倍,还可使气缸的磨损减少20%30%。 其余环一般镀锡或磷化。,活塞环的材料要有足够的强度、耐磨性、耐热性和良好的初期磨合性等。,铜活塞环,活塞环,两瓣式活塞环,斜口式活塞环,搭接口式活塞环,四氟活塞环 F4,铜活塞环,活塞环,RIK衬环,NPR衬环,TP衬环,TP衬环,镀 铬 环,镀 钛 环,氧、 磷 化 环,典型的活塞环是一个具有弹力的开口环,(3)活塞销,一般制成中空圆柱结构,以减少惯性力。 普遍采用浮式活塞销的连接方法,即活塞销相对销座和连杆小头衬套都能自由转动,可以减
7、小摩擦面间的相对滑动速度,使磨损减小且均匀。 为防止活塞销产生轴向窜动而伸出活塞擦伤气缸,通常在销座两端的环槽内,装上弹簧挡圈。 活塞销与活塞销座间的润滑是利用飞溅的润滑油或由油环刮下并通过适当油孔导入的润滑油。,连接连杆小头和活塞,并把活塞承受的气体压力传给连杆。,活塞销的内孔:a 圆柱形;b 两段截锥与圆柱组合;c两段截锥形。,活塞销与活塞销座孔及连杆小头衬套孔的连接,1 全浮式安装,当发动机工作时,活塞销、连杆小头和活塞销座都有相对运动,这样,活塞销能在连杆衬套和活塞销座中自由摆动,使磨损均匀。这种安装方式应用较广泛。,2 半浮式安装的特点是活塞中部与连杆小头采用紧固螺栓连接,活塞销只能
8、在两端销座内作自由摆动,而和连杆小头没有相对运动。活塞销不会作轴向窜动,不需要锁片。小轿车上应用较多。,全浮式,半浮式,曲轴,材料:中碳钢或中碳合金钢模锻而成。为提高耐磨性和耐疲劳强度,轴颈表面经高频淬火或氮化处理,并经精磨加工,以达到较高的表面硬度和表面粗糙度的要求。 要求:曲轴受力情况复杂,同时,又是高速旋转件,因此,要求它具有足够的刚度和强度,具有良好的承受冲击载荷的能力,耐磨损且润滑良好。,曲轴,构成:主轴颈1、连杆轴颈4、曲柄3、平衡块2、前端和后端等组成。一个主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄组成了一个曲拐,曲拐数目等于气缸数(直列式压缩机);V型压缩机它的曲拐数等于气缸数的一半。 主
9、轴颈:支承部分,通过主轴承支承在主轴承座中。主轴承的数目不仅与压缩机气缸数目有关,还取决于它的支承方式。曲轴的支承方式一般有两种,一种是全支承曲轴,另一种是非全支承曲轴。,曲轴支承方式,全支承曲轴:曲轴的主轴颈数比气缸数目多一个,即每一个连杆轴颈两边都有一个主轴颈。如六缸压缩机全支承曲轴有七个主轴颈。四缸压缩机全支承曲轴有五个主轴颈。这种支承强度和刚度较好,且减轻了主轴承载荷,减小了磨损。 非全支承曲轴:主轴颈数比气缸数目少或与气缸数目相等。虽然这种支承的主轴承载荷较大,但缩短了它的总长度,使压缩机的总体长度有所减小。,主轴承,用于支承曲轴主轴颈,并被安装在机体的前后盖内。主轴承是压缩机中主要
10、磨损件之一,它直接与主轴颈接触,承受活塞力和旋转质量惯性力的共同作用,主要是冲击和压缩,很容易发热和磨损,为了减小磨损和导出热量,必须从轴承的材料、结构工艺和润滑等方面予以改善。 我国系列活塞式压缩机均采用滑动轴承,滑动轴承根据轴承孔座是整体式还是剖分式而分别具有轴套和轴瓦两种结构的形式。 对于轴承合金层材料的要求主要是足够的机械强度,良好的表面减磨性能,耐腐蚀和与轴套钢背结合牢固等。目前常用材料为锡基巴氏合金或铅锑铜合金。轴套钢背材料,从与轴承合金层的结合牢度和机械强度考虑,以选用低碳钢为宜,常用的有08、10、15号钢。,十字头,十字头是连接连杆和活塞杆的部件,是将回转运动转化为往复直线运
11、动的关节。 由十字头体、滑板、十字头销等组成。 对十字头要求:足够的强度、刚度、耐磨损、重量轻、工作可靠。 按十字头体与滑板的连接方式,分为整体式和可拆式两种。整体式十字头多用于小型压缩机上,它具有结构轻便、制造方便的优点,但不利于磨损后的调整。高速压缩机上为了减轻运动的重量也有用整体十字头的。在大中型压缩机上,多采用可拆式十字头结构,它具有便于调整间隙的特点。 十字头与活塞杆的连接主要有螺纹连接,连接器连接以及法兰连接等。各种连接方式均应采取防松措施,以保证连接的可靠性。螺纹连接结构简单,重量轻,使用可靠,但每次检修后要重新调整气缸与活塞的余隙容积。,连杆组件,连杆的作用是将曲轴和(十字头)
12、活塞连接起来,传递活塞和曲轴之间的作用力,将曲轴的旋转运动转变为活塞的往复运动。 连杆分为连杆小头(包括衬套) 、连杆大头(包括轴瓦及连杆螺栓)和连杆体三部分。 连杆小头及衬套通过活塞销(十字头)与活塞(活塞杆)连接,工作时作往复运动。连杆大头及大头轴瓦与曲柄销连接,工作时作旋转运动。而连杆大小头之间的杆身(连杆体),工作时作垂直于活塞销平面的往复与摆动的复合运动。,连杆,要求:连杆强度高,刚度大,重量轻。连杆一般都采用中碳钢或合金钢经模锻或辊锻而成,然后经机加工和热处理,,连杆小头,连杆小头一般均做成整体式。 连杆小头的润滑方式有两种。一种是靠从连杆体钻孔输送过来的润滑油进行压力润滑,另一种
13、是在小头上方开有集油孔槽承接曲轴箱中飞溅的油雾进行润滑,润滑油可通过衬套上开的油槽和油孔来分配。,连杆大头,连杆大头有剖分式和整体式两种。前者用于曲拐结构的曲轴上,后者用于单曲柄曲轴或偏心轴结构上。 剖分式连杆大头又分为直剖式和斜剖式两种。 整体式连杆大头的结构简单,无连杆螺栓,便于制造,工作可靠,容易保证其加工精度。由于整体式连杆大头用于偏心轴时其尺寸显得过大,因此,这类连杆只应用在缸径70mm以下的小型制冷压缩机中。 连杆体截面形状,有工字形、圆形、矩形等。,连杆的材料,连杆体承受着拉伸、压缩的交变载荷及连杆体摆动所引起的弯曲载荷的作用。因此,对连杆的要求是具有足够的强度和刚度;连杆大小头
14、轴瓦工作可靠,耐磨性好;连杆螺栓疲劳强度高,连接可靠;连杆易于制造,成本低等。 一般采用35、40、45号优质碳素钢或可锻铸铁KTH35012、KTH37012(过渡牌号)、球墨铸铁QT45010等。为了减小连杆惯性力,低密度的铝合金连杆在小型制冷压缩机中也得到了广泛的应用。模锻和铸造连杆能获得合理的结构形状,材料利用率高,加工简便,是制造连杆的常用方法。,段钢连杆,铝连杆,连杆螺栓,剖分式连杆大头的大头盖与连杆体用连杆螺栓连接,它对大头盖与连杆体之间既起紧固作用,又起定位作用。 连杆螺栓虽小,但它承受严重的冲击性脉动拉伸载荷,有时还承受一定程度的剪切载荷。由于连杆螺栓的破坏将会造成压缩机的严
15、重损坏,甚至危及人身安全,所以对连杆螺栓的设计、制造要引起高度重视。,气阀组件,活塞式压缩机的气阀有排气阀与吸气阀。排气阀的结构与吸气阀仅是阀座与升程限制器的位置互换,吸气阀升程限制器靠近气缸里侧,排气阀则是阀座靠近气缸里侧。气阀主要由阀座、阀片、弹簧和升程限制器和将它们组为一体的螺栓、螺母等组成。 气阀是活塞式压缩机的主要部件之一,它的作用是用来控制气体及时吸入和排出气缸。目前,活塞式压缩机上的气阀一般为自动阀,即气阀不是用强制机构而是靠阀片两侧的压力差来实现启闭的。,气阀组成,阀座上开有供气体通过的通道。阀座上设有凸出的环状密封边缘(称为阀线),阀片是气阀的主运动部件,当阀片与阀线紧贴时则
16、形成密封,气阀关闭。气阀弹簧的作用是迫使阀片紧贴阀座,并在气阀开启时起缓冲作用。升程限制器用来限制阀片开启高度。,控制气体及时吸入与排出气缸。 受阀片两侧气体压力差控制自行启闭的自动阀。 由阀座、阀片、气阀弹簧和升程限制器四部分组成。,气阀的工作原理,当阀片下面的气体压力大于阀片上面的气体压力、弹簧力以及阀片重力之和时,阀片离开阀座,上升到与升程限制器接触为止(即所谓气阀全开),气体便通过气阀通道流过。当阀片下面的气体压力小于阀片上面的气体压力、弹簧力及阀片重力之和时,阀片离开升程限制器向下运动,直到阀片紧贴在阀座的阀线上时,即并闭了气阀通道,使气体不能通过,这样完成了一次启闭过程。应该指出:
17、吸气阀是靠压缩机吸气腔与气缸内的压差而动作,排气阀是靠压缩机排气腔与气缸内的压差而动作。 气阀的结构型式也是多种多样,最常见的有环片阀和簧片阀两种。,气阀类型,网状(卸荷)阀,环形气阀,网型气阀,网型阀,PEEK环状阀,POPPET阀 蘑菇阀,网型阀片,气阀的材料,阀片的材料 在氮氢气压缩机、空气压缩机、石油气压缩机中,由于被压缩的气体没有腐蚀性,阀片材料常用30CrMnSiA。 压缩具有腐蚀性的气体的压缩机阀片材料常用1Cr18Ni9Ti、3Cr13、2Cr13、1Cr13等,还可采用30CrMoA、20CrNi4VA、37CrNi3A等材料。 工程塑料也可制阀片,常用的有纯聚四氟、填充聚四
18、氟乙烯、浇铸尼龙等。,气阀的材料,阀座和升程限制器的材料 阀座和升程限制器的材料是根据气阀两侧不同压力差选取的。 压力差大于40102kPa时,采用优质碳钢35、40、45或合金钢40Cr、35CrMo等; 当压力差为1610240102kPa时,采用锻钢、稀土球墨铸铁、合金铸铁等; 当压力差为610216102kPa时,采用HT30-54、稀土球墨铸铁、合金铸铁等; 当压力差小于6102kPa时,采用合金钢33CrNiMoA。,气阀的材料,气阀弹簧材料 压缩具有腐蚀性气体的压缩机和氧气压缩机的弹簧,常采用有色金属、不锈钢等耐腐蚀材料如4Cr13、1Cr18Ni9Ti、Qsi3-1等。 一般压
19、缩机气阀的弹簧,常采用碳素钢丝和合金弹簧钢丝。,轴封装置,由于曲轴伸出机体(曲轴箱)与原动机连接,曲轴伸出机体的部位应安装轴封装置。它的作用是防止曲轴箱内的气体经曲轴外伸端间隙漏出,或者因曲轴箱内气体压力过低而使外界空气漏入。对轴封装置要求结构简单,密封可靠,使用寿命长,维修方便。 轴封装置主要有波纹管式和摩擦环式两种。波纹管式轴封因密封性较差,容易损坏,目前多被摩擦环式所替代。,活塞式压缩机的辅助装置,活塞式压缩机除主机外,还有保证压缩机正常运转所必需的辅助系统。 冷却系统 气路系统 润滑系统 安全保护系统等,缓冲器,由于压缩机工作的运转特性,决定它排出的气体必然产生脉动现象。缓冲器就是起着
20、稳定气流的作用,它实际上是一个气体贮罐。 气体通过缓冲器后稳定程度取决于缓冲容积的大小及压缩机气缸的工作特点。 缓冲容积大小与连接导管的长度、截面积、压缩机的转速、气流脉动的频率、所需压力不均匀度及导管中气体的声速有关。 缓冲器的结构形式有圆筒形和球形,分别用在低压和高压时。,冷却器,气体被压缩后,温度必然升高。因此,在气体进入一级压缩前必须用冷却器将气体温度冷却到接近气体吸入时的温度。 压缩机采用的冷却器:列管式、套管式、元件式、蛇形管式、淋洒式、螺旋板式等结构。列管式、螺旋板式一般用于低压级,套管式、淋管式用于高压级。,对气体进行冷却的目的?,降低气体在下一级压缩时所需之功,从而减少压缩机
21、的功耗; 使气体中的水蒸汽凝结出来,将其在油水分离器中分离掉; 使气体在下一级压缩后不致过高,使压缩机保持良好的润滑; 温度高使润滑油性能下降,积炭,甚至爆炸;介质安全性能受温度影响。,油水分离器,压缩气体中的油和水蒸汽经过冷却后凝成水滴和油滴,如果不分离掉而进入下级气缸,一方面使气缸润滑不良,也影响气阀工作; 另一方面,降低气体的纯度,化工生产中使合成效率降低,空气压缩机和管路中油滴大面积聚积则有引起爆炸的危险。此外油水分离器还起冷却气体和缓冲作用。因此,各级气缸都配置油水分离器。,油水分离器,惯性油水分离器是根据液体和气体的密度差别,利用气流速度和方向改变时的惯性作用,使液体和气体互相分离
22、。 离心油水分离器气体进口切向,根据旋风分离的原理,使油滴和水滴在离心力的作用下,被甩在器壁上,沿壁流至底部。,安全阀,压缩机每级的排气管路上无其它压力保护设备时,都需装有安全阀。当压力超过规定值时,安全阀能自动开启放出气体;待气体压力下降到一定值时,安全阀又自动关闭。所以安全阀是一个起自动保护作用的器件。 安全阀按排出介质的方式分为开式和闭式两种。开式安全阀是把工作介质直接排向大气且无反压力。这种安全阀用于空气压缩机中。闭式安全阀是把工作介质排向封闭系统的管路,用于贵重气体、有毒或有爆炸危险的气体压缩机装置中。,安全阀,压缩机中常用的安全阀有弹簧式与重载式两种。弹簧式结构紧凑,缺点是阀门从开
23、始开启至完全开启,压力要升高1015;重载式结构没有弹簧式的紧凑,但其阀门从开始开启到完全开启的时间内,不发生压力的继续升高现象。所以在压力较高时宜采用重载式安全阀。 安全阀不常工作,因此为了避免由于腐蚀或因热而干结住引起卡住的现象,阀门应定期打开,使其不致失灵。在弹簧式安全阀上装有手柄,可以使阀门定期打开。,实训:W型活塞式压缩机拆装,一、拆装基本原则,拆卸时遵循从上到下,从外到内的原则,先拆外部零件,后拆内部零件,拆组合件,再拆零件,装配顺序与拆卸相反;并做标记。 拆卸时使用专用工具、卡具。保证对零件不发生损伤,如卸气阀组合件时,用专用工具,拆活塞和装活塞时不能碰伤活塞环; 对于较重的部件
24、,拆卸时要准备好起吊工具,绳套,并在绑吊时注意保护好部件,不要碰伤和损坏;,一、拆装基本原则,拆卸下来的零部件放置在合适的位置,大件重要机件,放在垫木上,例如:活塞、气缸盖、曲轴、连杆等要特别防止因放置不当而发生变形,小零件放在箱子里,盖好。 拆卸下的零件要尽可能的按原来结构态放在一起,对成套不能互换的零件在拆卸前要做好记号,拆卸后要放在一起,或用绳子串在一起,以免搞乱,使装配时发生错误而影响装配质量。,二、空压机的拆卸,放出曲轴箱内润滑油(和系统冷却水); 卸下皮带轮罩,拧松胀紧三角皮带的调节螺丝,取下三角皮带; 卸下排气接管、(调压系统管路和冷却水管路);,二、空压机的拆卸,卸下吸风头,视
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 活塞 压缩机 结构 安装 运行 维护

限制150内