往复式压缩机典型零件制造及装配..ppt

讲述：李科 往复式压缩机典型零件制造及装配 * 2 目 录 • 1 概述 • 2 活塞式压缩机典型零件 • 3 压缩机辅助部件 • 4 压缩机的装配 * 3 1.概 述 • • 1.11.1压缩机的分类压缩机的分类 • 按工作原理区分为两大类：速度型和容积型 • 速度型压缩机靠气体在高速旋转叶轮的作用下，得到巨 大的动能，随后在扩压器中急剧降速，使气体的动能转变为势 能（压力能） • 容积型压缩机靠在气缸内作往复或回转运动的活塞，使 容积缩小而提高气体压力 • 往复活塞式压缩机按结构型式的不同，分类如下： * 4 • • 立式压缩机立式压缩机 • （1）气缸作垂直布置 • 优点： • 活塞工作表面不承受活塞重量，因而气缸和活塞的磨损比卧式 的小且均匀，活塞的工作环境改善，能延长机器的使用寿命 • 占地面积小 • 因为载荷使机身主要产生拉伸和压缩应力，所以机身的形状简 单，重量轻； • 往复运动部件的惯性力垂直作用于基础上，而基础抗垂直振动 的能力较强，所以它的尺寸较小 * 5 * 6 • 缺点: • 气阀和级间管道的布置比较困难，较大的压缩机操作 ，维修也甚感不便。

• 所以小型的压缩机有做成立式的，中型固定式的也有 采用立式的 * 7 • • 卧式压缩机卧式压缩机 • 气缸中心线做水平布置，且都在曲轴的一侧 • 优点： • 整个机器在操作者的视线内，所以管理维修方便； • 卧式压缩机的厂房可以比立式的矮 * 8 • • 对称平衡型压缩机对称平衡型压缩机 • 气缸作水平布置，并分布在曲轴两侧 • 优点： • 具有卧式压缩机的1和3项，还有自己独特的优点 • 惯性力可以完全平衡，惯性力矩也很小，甚至为零， 因而机器的转速可以大大提高，使得机器，驱动机和 基础的尺寸，重量，都能减小； • 由于两列的活塞力方向相反，能相互抵消，能减小轴 承的磨损 • 可以采用较多的列数 * 9 * 10 * 11 角度式压缩机角度式压缩机 • V型结构：同一曲拐两列的气 缸中心线夹角可以做成90°、 75°、 60°等； 90°时平衡性 最佳，但为了结构紧凑起见 ，做成60°的居多，也可作成 双重V型的 * 12 • W型结构：同一曲拐上相邻 列的气缸中心线夹角为60°时 ，其动力平衡性最佳；这种 结构也有作成双重W型（六 列）的 * 13 • L型结构：相邻两列的气缸中 心线夹角为90°，而且分别作 垂直与水平布置。

* 14 • 扇型结构：同一曲拐上相邻 列的气缸中心线夹角为45°时 ，平衡性最佳；这种结构也 有作成双重（八列）结构的 * 15 • 角度式压缩机共同的优点是： • 1）各列的一阶惯性力的合力，可用装在曲轴上的平 衡重达到大部分或完全平衡，因此机器可取较高的转数 • 2）气缸彼此错开一定角度，有利于气阀的安装与布 置，因而使气阀的流通面积有可能增加（相对于立式压缩 机而言），中间冷却器和级间管道可以直接装在机器上， 结构紧凑 • 3）角度式压缩机可以将若干列的连杆连接在同一曲 拐上，曲轴的拐数可减少，机器的轴向长度可缩短，因此 主轴颈能采用滚动轴承 • * 16 • V型、W型、扇型结构，由于气缸近似处在垂直于 曲轴中心线的平面内，作成移动风冷式压缩机时，用设 在机器端部的风扇鼓风冷却，迎风面较大 • • 活塞式压缩机按运动机构的结构形式又可分为：无 十字头与带十字头两种 • 无十字头运动机构的特点是：结构简单、紧凑，机 器高度较低，相应的机器重量较轻，一般不需要专门的 润滑机构但是无十字头的压缩机只能作成单作用的， 所以，气缸容积的利用不充分（因为活塞与气缸之间， 只在活塞的一侧形成工作腔），气体的泄漏量也较大， 气缸工作表面所受的侧向力也较大，因而活塞易磨损， 另外，气缸中的润滑油量也难以控制。

* 17 • 无十字头的压缩机一般只适于作成立式、V型、W型和扇型 的结构当压缩机的功率大于120-150kW时，无十字头的压缩 机的重量要超过有十字头的压缩机，而且结构也较复杂因此 ，无十字头压缩机只在小功率范围内采用在小型移动装置中 用的压缩机，要求轻便紧凑经便于搬动，多选用无十字头的运 动机构 * 18 • • 1.21.2活塞式压缩机特点：活塞式压缩机特点： • A、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3500公斤/厘米2，实验室中使 用压力则更高 • B、效率高由于工作原理不同，活塞式压缩机比离心式压缩 机的效率高得多而回转式压缩机由于高速气流阻力损失和气 体内泄漏等原因，效率也较低 • C、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；特别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 • D、活塞式压缩机的主要缺点是：外形尺寸和重量较大，需要 较大的基础，气流有脉动性，以及易损零件较多 * 19 1.31.3活塞式压缩机工作原理活塞式压缩机工作原理 膨胀过程 吸气过程 压缩过程 排气过程 * 20 cmax 1 排气压力p2 进气压力p1 2 3 4 活塞行程 活塞速度 s.行程 n.转转速 pv示功图 进进气压压力p1 排气压压力p2 c v * 21 2 往复式压缩机典型零件 v 往复式压缩机主要包括：曲 轴、连杆、十字头、中体、气 缸、气阀、活塞、活塞杆、活塞环、支承环、填料、刮油环 、辅助系统。

* 22 2.12.1、基本部分、基本部分 • 基本部分其作用是传递动力、连接基础与气缸部分，包括机身 、中体、曲轴、连杆、十字头等部件 曲轴 十字头滑道 连杆大头瓦 连杆 十字头销 连杆小头 瓦 十字头 主轴承 活塞 活塞杆 机体机体 机体包括机身、机座、曲轴箱等部件机体一般采用高强度灰铸 铁（HT20-40）铸成一个整体，是支承气缸套、曲轴连杆机构及其 它所有零部件重量并保证各零部件之间具有正确的相对位置的本体 机体作用： n用来连接气缸和安装运动机构，并用作支承座 n承受机器本身的全部或部分重量 n作为传动机构的定位和导向部分如曲轴支承在机体的主轴承上 ，十字头以机体滑道导向 n承受压缩机工作时气体压力及转动部件的惯性力 n连接某些辅助部件，如润滑油系统、盘车系统、冷却系统等 * 24 * 25 * 26 曲轴曲轴 曲轴是用于把电动机的旋转运动变为 活塞的往复运动，主机的曲轴分为铸造式 和锻造式两列、三列机型配有平衡旋转 力矩的平衡铁，四列以上则不需配平衡铁 ，各曲拐可以实现自平衡轴的外伸端(驱 动端)装有飞轮联轴器（或皮带轮），通过 联轴器（或皮带轮）与驱动机联接曲轴 上设有通油孔，使压力润滑油能通达各个 磨擦部位。

* 27 * 28 连杆连杆 连杆是将作用在活塞上的推力传递给曲轴，又将曲轴的 旋转运动转换为活塞的往复运动的机件． 连杆包括杆体、大头、小头三部分，杆体截面有圆形、 环形、矩形、工字形等，园形截面的杆体机加工最方便，但 在同样强度时，具有最大的运动质量，适用于低速小批量生 产的压缩机，工字形截面的杆体在同样强度时，具有最小的 运动质量，现在采用稀土镁球墨铸铁，可以铸造而成 连杆连杆 连杆体材料: 45#锻件; 合金钢锻件; 球铁 连杆螺栓材料: 优质合金钢40Cr, 35CrMoA 小头瓦材料: 铜合金;钢浇巴氏合金 大头瓦: 与主轴承相同 十字头十字头 十字头是连接作摇摆运动的连杆与作往复运动的活塞杆的 构件，具有导向作用连杆力，活塞力、侧向力在此交汇 2.2 气缸部分 气缸部分：包括气缸、气阀、活塞、填料以及安置在气缸上的排气 量调节装置等部件其作用是形成压缩容积和防止气体泄漏 气缸设计要求： 足够的强度与刚度 良好的润滑、耐磨性、冷却措施 易于气阀拆装 减小气流在气阀和阀窝中的损失 余隙容积小 气缸体气缸体 气缸体是活塞式压缩机中组成压缩容积的主要部分气缸体与 活塞配合完成气体的逐级压缩，它要承受气体的压力，活塞在其 中往复运动，气缸体应有良好的工作表面以利于润滑并应耐磨， 为了散发气体被压缩时产生的热量以及摩擦生热，气缸体应有良 好的冷却，通常在气缸中设置冷却水夹套。

活塞组件活塞组件 •活塞组件是由活塞体、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 •气缸注油润滑时，活塞环采用铸铁环或填充聚四氟乙烯塑料环；当压力较高 时采用铜合金活塞环；支承环采用塑料环或直接在活塞体上浇铸轴承合金 •气缸无油润滑时，活塞环支承环均为填充聚四氟乙烯塑料环，支承环结构型 式为1200单片式,采用安装在环槽中的定位块，实现支承环的径向定位，当活 塞直径较小时，采用整圈开口支承环 •活塞体与活塞杆采用螺纹连接，紧固方式为加热活塞杆尾部，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的刻线标记位置后停止加 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 ，经调质处理及摩擦表面进行硬化处理，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 活塞 • 活塞和气缸构成了压缩容积，活塞必须有良好的密封性，此外还要 求： a) 有足够的强度和刚性; b) 活塞与活塞杆（或活塞销）的连接 和定位要可靠; c) 重量轻，两列以上的压缩机中，应根据惯性力平衡的要求配置各列活塞的质 量; d) 制造工艺性好. 活塞体活塞体 活塞型式： l筒形活塞 l盘形及鼓形活塞 l级差式活塞 l柱塞 活塞材质： l 铸铝 ; 灰铸铁 ;20#16Mn焊接 ; l 锻钢 ; 35(38)CrMoALA 活塞杆 活塞杆活塞杆 活塞杆材料一般为35＃，45＃钢，填 料配合处表面淬火。

高压和腐蚀气用 38CrMoAlA，表面氮化处理;国外多用合 金钢锻件，如42CrMo调质后表面 滚制螺纹、螺纹根部应力限制 在最大允许负荷下,螺纹根部应力值限 制在10,000PSI以下(AISI4142和CC450的 材料允许抗拉强度力100,000和 160,000PSI)- 螺纹预(拉)应力为最大允许 负荷下应力值的1.5倍 活塞环 活塞环为一圆环，环周上有一处切口，切口形式菜直口、斜口与搭口斜口斜 度为45度是由聚四氟乙烯等高分子为基材，以碳纤维、玻璃纤维等为填料， 组成的一种复合材料 它具有良好的自润滑性、摩擦系数小、耐高温、优异的化学稳定性、突出的 不粘性 活塞环活塞环 支撑环（托瓦） 填料填料 •密封填料是由数组密封元件构成，每组密封元件主要由径向密封环、切 向密封环、阻流环和拉伸弹簧组成为减轻各组密封元件的工作负担， 当密封压力较高时,在靠近气缸侧处设有节流环 •当密封气体属易燃易爆性质时，在密封填料中设有漏气回收孔，用于收 集泄漏的气体并引至处理系统在前置填料中设置氮气室并充入低压氮 气，用来阻止和隔离易燃易爆气体向接筒内泄漏氮气室中的氮气则允 许经前置密封环向接筒气缸侧隔腔中泄漏，经顶部放空口排至处理系统 或放空。

•有油润滑时，密封填料中设有注油孔，可注入压缩机油进行润滑, 无油 润滑时，不设注油孔 •密封填料分通水冷却和不通水冷却两种结构型式，通水冷却时,在填料盒 外部设有冷却水腔，当密封填料安装在带有冷却水腔的缸座上时,也可采 用不通水冷却结构型式 气压 气阀气阀 气阀是压缩机的一个重要部件，属于易损件它的质量及 工作的好坏直接影响压缩机的输气量、功率损耗和运转的可 靠性 气阀包括吸气阀和排气阀，活塞每上下往复运动一次，吸 、排气阀各启闭一次，从而控制压缩机并使其完成吸气、膨 胀、压缩、排气等四个工作过程 目前，活塞式压缩机所应用的气阀，都是随着气缸内气体 压力的变化而自行开闭的自动阀，由阀座、运动密封元件（ 阀片或阀芯）、弹簧、升程限制器等组成 布置气阀的主要要求是：通。