压缩机原理

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1楼

发表于 2009-8-28 22:33 |只看该作者 |倒序浏览

压缩机结构原理与故障分析

压缩机的原理
压缩机主要由机身、中间座、气缸、活塞、中间冷却器及曲轴连杆机构等部分组成。当曲轴在电机带动下作旋转运动时，通过连杆即十字头将曲轴的旋转运动变为活塞在气缸中的往复运动，从而进行气体压缩。
压缩机运行时，被压缩气体先经机前气液分离器，将少量的液体及固体颗粒进行分离后，由进气缓冲罐或吸气管进入一级气缸，气体压缩后排入中间冷却器进行冷却分离，冷却分离后的气体进入二级气缸继续继续气体压缩，气体压缩到额定压力后，排入排气缓冲罐，再由排气缓冲罐排入后冷却器冷却或排入储气罐，最后排入流程。
压缩机传动机构的润滑采用齿轮泵循环。储于机身油池内的润滑油，在进入油泵前先经过滤盒，在由齿轮油泵压倒滤油器，然后通过曲轴中的油孔到达曲轴摩擦表面进行润滑。同时部分润滑油沿连杆中的油孔润滑十字头销及十字头的摩擦表面。
齿轮油泵的油压应保证在0.1－0.3Mpa，且不能低于0.1Mpa。
曲轴两端轴承利用飞溅油进行润滑。其轴承型号3622型双列径向自动调心滚柱轴承，前轴承有可卸式轴承座，拆下轴承座可方便地拆下曲轴。装配曲轴两端轴承盖时，应保持曲轴有1.5－2.5mm的热膨胀间隙。对带有气量调节系统的压缩机，压缩机的排气量可以在0、50％、100％三档进行调节。
压缩机启动之前，应打开压缩机进气口与排气口之间的截止阀，使压缩机在无负荷情况启动，待压缩机运转正常后，再关闭回流截止阀，使压缩机进入工作状态。为了保证压缩机的安全运行，不因为过载而引起事故，在压缩机后均装有安全阀。当系统压力超过最高额定压力时，安全阀自动打开排放气体，排放气体通过平衡管回到进气系统。安全阀的开启、关闭压力范围分别为各级排气压力的1.1和0.9倍。
压缩机的主要结构特征
1.
机身
机身带有油池和十字头滑道，机身为灰铸铁件，用来装曲轴、连杆、十字头，机身用地脚螺栓固定在基础上。机身顶部为开口的。可用来安装主轴承、曲轴和连杆，主轴承上端有支撑梁与机身紧密配合并用长拉杆螺栓紧固以增强机身刚性，总装完成后用机身盖板来密封，机身的十字头滑道两侧都有十字头窗口，用来安装十字头销及连接十字头与活塞杆等，工作时窗口用盖板密封，机身上端设有呼吸器，用于降低曲轴箱的油温与内部压力。主轴瓦由上下两部分组成。瓦背由钢制成，内表面为轴承合金，轴承上设有测温口。机身底部为储油部分，底面倾斜，便于油流出，油池设有电加热器。以便冬季提高润滑油温度。
2.
曲轴
曲轴是由45号钢制成，它由主轴颈、曲柄颈、拐臂等组成，两列的曲柄互成180°。轴延伸端安装联轴器。润滑油有主轴承进入曲轴上的油孔，经过连杆体内油孔流向十字头销并润滑十字头滑板。
3.
连杆
连杆是由45钢制成，它由连杆体和连杆盖组成，它通过两根连杆螺栓、螺母将两体式连杆大头瓦组成一体。
连杆大头瓦为薄壁瓦，小头瓦为锡青铜的整体式，压入连杆小头瓦孔内。大小头瓦的工作间隙参照标准，连杆体内有接通曲轴与十字头销的油孔。
4.
十字头
十字头是球墨铸铁制成，滑板浇铸锡基轴承合金，与活塞杆连接部分为内螺纹、活塞杆为外螺纹，安装时调好内外止点间隙后，用活塞杆锁母锁紧。
5.
中间接筒
中间接筒为铸铁制成的筒形部件，是机身与气缸连接的桥梁，两端通过螺栓螺母与机身和气缸连接。
接筒为短双式结构，与机身连接侧设有刮油环部件，防止机身润滑油进入气缸体内，接筒上设有填料冷却用进出水接口、漏气回收口、充氮口、放空口等。同时接筒两侧设有大窗口，用于填料、刮油环的拆装及维修，工作时两窗口用盖板密封。
6.
刮油环
刮油环部件由压盖、壳体、刮油环组成。
刮油环由锡青铜制成，是为刮下活塞杆上的润滑油设的，刮油环通过接筒窗口装入。
7.
气缸
本压缩机设有两个气缸，均为双作用铸铁缸。上进下出，气缸采用水冷却式结构。
8.
活塞与活塞杆
一级活塞为ZL401材料，二级活塞为JT25－47C/ZL401的组合式活塞，活塞杆由2Cr13制成。活塞杆与填料接触的工作表面经过陶瓷处理，活塞都配有一定数量的活塞环和支撑环，活塞环和支撑环均为4F－4无油润滑元件。
活塞与活塞杆用螺母紧固。活塞靠活塞杆肩部及螺母外圆作径向定位。螺母紧固后将螺母的卷边压入活塞体端槽内，以防止松动。
9.
气阀是压缩机的重要部件之一
本机采用环状阀结构。气缸气体的吸入和排出是通过气阀阀片的开闭来实现的，气阀在阀片两边气体压差下自动开闭：在均匀布置在升程限制器上的弹簧的作用下自动关闭。阀片的升程、弹簧的特性及弹簧力的大小直接影响气阀的能量损失和阀片的寿命。而弹簧力大小的确定与压缩机转数、气阀工作压力、气阀中气体的流速、气阀运动零件质量、阀片升程等因素有关。本机气阀是采用贺尔碧格产品，对气阀参数尺寸即工作条件的任意改变，都会直接影响气阀的正常工作和使用寿命。因此对气阀的制造装配使用及检查维修给以足够的重视。
10.
活塞杆密封填料
压缩机活塞杆密封填料，也是压缩机重要的部件之一，是密封气缸中高压气体的若干元件组成，材料均为填充聚四氟乙烯，填料盒设冷却水腔以降低活塞杆的温度。填料设有漏气回收口。漏气回收口通过与填料相连的接筒上的接管法兰回收处理。
11.
运动机构润滑系统
本机的运动机构（曲轴、连杆、十字头等）全部采用强制润滑。机身油池作为油箱，其前部设有油标，用于显示机身油池油位。用油管把机身与稀油站进出油孔连接起来。整个润滑系统由机身和稀油站组成，稀油站由单独电机驱动的主辅齿轮油泵，可切换的双联过滤器，油冷却器，油压调节阀组成。开车前先开启辅油泵进行预润滑，当供油压力≤0.15Mpa压缩机报警，如果供油压力≤0.1Mpa，主电机就立即联锁停机，以保证摩擦部件不至于无油润滑而损坏，油压可以通过稀油站油压调节阀进行调节，油泵的正常供油压力0.25－0.35Mpa。机身内的油位高度可以从机身上的油位显示器观察，最高油位应不至于接触曲轴、连杆；最低油位应保证吸油口不露出油面。本机采用油池电加热器，冬季温度低时，可以先启动电加热器预热油池中的润滑油使油温在27℃－35℃之间。润滑油选用100号空气压缩机油
油池内的润滑油最少三个月做一次定期检查，若有变质应及时更换，在压缩机刚安装好或刚更换运动部件以及长期停车后，在运转前必须进行油路系统清洗，以除去油路系统中的杂质。12.压缩机的辅机
压缩机各级的进排气口处都设有脉动缓冲器，用以减小压缩机断续压缩所产生的气流脉动、从而最大限度地缓解管路振动和提供气阀的使用寿命，并且级间设有中间冷却器和分离器。
13.压缩机的管路系统
13.1冷却水管路
冷却水管路是一个压力循环封闭系统，冷却水通过总进水管，送到压缩机各冷却点，总进水管上设有总进水阀及温度、压力指示仪表，用户可以根据需要在总进水管入口处设水流量表，用以监视单机用水量。各冷却点（气缸、填料、冷却器、油冷却器）的进出口处都设置截止阀，用以调节冷却水量。每个冷却水回水支管上都设有视水器和温度计，可以监视回水温度和流动情况，然后汇集到总回水管。压缩机在冬季停止运转时，应将压缩机整个冷却系统中的水全部排净，以防止冻坏机器和管路。其它季节长期停止运转也应如此。
13.2气管路
在压缩机总进气口使用截止阀和一个气体过滤器，末端使用止回阀和截止阀。止回阀用以防止系统气体倒流，截止阀用以停机时压缩机系统与外界工艺系统的脱离。此外，在一级、二级分离器上使用安全阀，当气体压力超过额定压力时，安全阀自动开启，使压力迅速下降，以保证机器安全运转。
气管路组装后，在压缩机正式投入运转前应进行吹洗。
14.仪表及自动监控系统
压缩机气管路、油管路、冷却水管路、各级缓冲器上均设有温度及压力显示仪表以便随时显示压缩机的运转参数。为了保证压缩机的安全运转，本机还在上述管线上设置了压力及温控系统。当压力、温度小于或超过规定值时，该系统可发出报警信号或连锁停机。
15.负荷控制管路
负荷控制管路是是为了调节压缩机的排气量和使压缩机实现无负荷启动，以适应工艺流程需要。本机采用二回一管路调节。

压缩机的安装
1.
总则
压缩机安装质量的好坏直接影响耶稣基督正常运转和使用。不正确的安装会影响压缩机的精度，从而给相对运动的部件的正常工作带来很大的影响，甚至会导致严重的故障和缩短使用寿命。
2压缩机主机的安装
压缩机基础二次层高度为50mm。
压缩机基础表面应进行铲麻处理，麻点应分布均匀。在机身就位前，应将其底面的油污、泥土等赃物清除干净，机身安装应采用垫铁安装，每组垫铁不应超过三层，机身与垫铁及垫铁之间接触面积不小于60％，每组垫铁高度小于或等于50mm，垫铁与基础应均匀接触，接触面积应达到50％以上。机身在基础就位后，用水平仪通过主轴承孔找机身的纵向水平，通过中间滑道找机身的横向水平。其水平度偏差不大于0.05/mm/m。
曲轴的安装，机身轴承孔下瓦装好后，曲轴彻底清洗干净后，水平吊装，平稳的装入机身轴承孔中，检查各主轴颈对轴瓦的接触情况。轴瓦一般不允许刮研，在接触不良的情况下，应通过更换轴瓦来达到，个别轴瓦也可以进行局部微量刮修。
装上轴承盖并紧固到工作状态，检查曲轴的水平度，其值应不大于0.10mm/m。
气缸的安装，安装气缸应以中体滑道轴心线为基准，找各级气缸的中心线，气缸的倾斜方向应与中体滑道倾斜方向一致。
连杆与十字头的安装，安装前要清洗十字头的油孔、十字头销油孔、连杆体油孔和大小头瓦的油孔。大头瓦与曲轴径向间隙、十字头与滑道间隙应符合规定值。十字头销与连杆小头瓦径向间隙、十字头体与连杆小头瓦端面轴向间隙应无异常变化，连杆体应摆动灵活。
填料的安装：安装前必须清洗填料的各零部件。正确安装各填料密封室，保证冷却水路畅通，正确调整密封元件等在密封室的轴向间隙及前后顺序。
活塞的安装：认真清洗活塞体和活塞环，活塞环在槽内应自由活动，活塞环应错开安装。检查活塞与气缸的止点间隙、活塞体与气缸的径向间隙。安装活塞部件时，活塞杆尾部应涂润滑油并装上填料护套。活塞安装好后，应检查十字头间隙、活塞间隙的变化情况及连杆摆动的灵活情况。
气阀的安装：清洗各部件，组装气阀时，应检查阀片的升程，使气阀部件完整无缺，连接螺栓要拧紧，严禁松动。注意吸排气阀的正确安装。
润滑系统的安装
3.主电机的安装
压缩机主轴与电机的主轴的同轴度应以压缩机主轴为基准，可以调节电机来实现。其同轴度不大于0.03mm。
4.其他部件的安装
5.辅机和管路的安装
辅机是指缓冲器、冷却器、分离器
压缩机的运转工作
1.
9 Z" @! {0 ~: b/ P压缩机运转前的准备工作
a.
压缩机主要螺纹连接部件的检查，
b.
压缩机润滑系统的检查，
c.
各级气缸止点间隙的检查，
d.
调整好压缩机的保护系统，
e.
确定压缩机的正确转向。
2.( a: f' Y9 [8 R1 @
压缩机的空负荷运转
a.
拆下压缩机的进口管线，同时拆下吸排气阀。
b.
打开冷却水系统。
c.
启动辅助油泵调整油路压力。
d.
压缩机盘车。
e.
瞬间启动压缩机，确认压缩机运动部件无异常现象。
f.
第二次启动压缩机运转5min，检查各部件有无过热现象、振动现象。
g.
第三次启动压缩机，空负荷运转时间不少于4小时。
3.
- I) o7 \* I( K7 W空载运转的检查
a.
空载停车后，应立即打开机身滑道盖板，用接触式温度计检查，主轴承、大小头瓦轴承温度，不允许温度超过65度。
b.
检查活塞杆温度，不得超过110度。
4.
2 u' ~: y4 V) |$ h" g压缩机的负荷试车
a.
打开总进水管，调整各冷却支管的流量，并通过视水镜观察各水流是否畅通，检查指示仪表是否正常。
b.
启动辅助油泵，调整压力。
c.
压缩机盘车。
d.
打开进口阀门及二返一阀门，末级出口阀门和各级缓冲器、冷却器上的排污阀门。
e.
启动压缩机运转30min后，一切正常后方可进行负荷运转。
f.
缓慢关闭各级缓冲器、冷却器、分离器上的排污阀门，关闭二返一阀门，逐渐调节出口截止阀，使末级排气压力至规定值。
5.! Y6 h5 a& l: z. _" Z2 c
压缩机的正常停车
a.
开启旁通回路阀，使压缩机处于空载状态。
b.
从末级开始打开各级缓冲器、冷却器、分离器上的排污阀。
c.
关闭压缩机进气和排气总管截止阀使压缩机与系统脱离。
d.
切断主电机和稀油站油泵电源。
e.
关闭冷却水进出阀门。
6.
* k. N+ I' s$ R+ X0 k; w0 W, X: ]压缩机紧急停车
当压缩机处于危险状态时，应对压缩机进行紧急停车，直接将主电机电源切断，打开旁通回路阀和缓冲器、分离器、冷却器上的排污阀卸荷并及时关闭进排气阀门，使压缩机与系统脱离。停止润滑油和冷却水的供给。

压缩机的故障与原因分析

出现问题6 y+ x. h0 I# J# B" r	原因3 p+ U* f0 \|' o! C2 }, r3 W; C- J. _	解决方法 4 D/ c2 {3 M3 A3 B
排气量不足 2 w3 I$ ~" k6 ~2 K9 n	1.# y% `; Y; p3 J L 气阀泄漏 $ _% @8 \& M- j: L1 M5 j2.3 b Z( r/ \1 U8 ` G 填料、活塞环泄漏! t2 L: K7 q3 F2 y3 U9 ~7 m 3.% N) S5 g. k( l1 z4 G% X8 e n4 { 管路泄漏6 `9 n, {' I! F7 k: o) G	1. 6 N4 \, i& I/ M, C8 n S" p1 y检查气阀弹簧阀片并及时更换 e' a( }- ]' K( s' I3 @; Q2.2 P& y1 k) w4 V) o3 E 检查填料、活塞环密封情况更换密封元件 ; E4 s2 \|$ Q/ ?. _5 w3 U3. 7 z) w2 U/ F6 t3 y8 R检修各处密封情况 . m# {$ N, k2 r8 ?; @: j* C
功率消耗超过设计规定 - g; `) y- X5 h3 T6 n+ \- o; e/ [	1. 5 ~# d/ o/ B/ z. Q2 n% {* j+ d/ c* a气阀阻力过大4 q6 K+ T6 T# E9 R% G7 C 2. ; k& G A B8 n+ ^吸气压力过低5 Y# W) @2 Y! Q! \( x" ?5 ] 3. ! ^2 e# n3 j$ G0 \气体内泄漏 2 g8 {! M7 W% z, Q$ M4.3 [; ^0 d$ A9 f I6 N! a 一级吸气压力过高或过低 ! j$ A) G" l8 Q1 p/ Y	1.4 P9 \|9 j! k r7 _ 检查气阀弹簧力，气阀通道是否畅通 t+ }: g& S5 ^( G2 ]% K: ~ 2.8 r D2 r5 L0 L 检查进气过滤器是否堵塞- v8 I7 {4 E, D9 a0 V2 n* A6 ^ 3.) s1 t+ N _; t4 {( M; e9 X0 B 检查吸排气压力是否正常，各级排气温度是否增高" B9 J% H/ G; D8 }8 I8 q+ H 4. % `4 ]$ q% h+ Y6 {. \|* O检查压缩机前工艺系统 2 l$ @- h. I# t# x& d5 S2 k
压力超过正常压力 ' f! ?! f" W) }8 S% }	1. 7 }" \- E# M2 `% j, j( P吸排气阀不良( Y8 w! [3 a3 f* X8 Y) R& U! j Z 2.) T( A: @ ?3 V$ P! u# i- O$ o/ I 进气压力过高 # U+ `0 K$ ?- h% M8 M* v3., P( `' W0 Q# i% J# Z4 Q% g 活塞环泄漏3 H4 `- y* k2 O+ S	1.& K" @, s1 S2 j 检查气阀，更换 / l2 W" F+ ?! ~% q2. b. J6 P9 i5 x x/ m 检修 p! X p+ D0 t3. ) p6 I3 Y" s! ?6 p+ s/ P更换活塞环0 Y( X: R7 m- Q, J- \|$ n: K3 H
压力低于正常压力( D& \|& N3 {: j; R! p4 z x- b5 w	1.5 v5 m9 T) I! U( T 吸排气阀不良引起排气不足% q$ d: @$ G7 h( T 2.2 b) l* Q9 j; O& n+ ] 进气管道阻力大: G3 @! s9 o2 ~3 o) g	1., T2 s* k% S! ~' Y% J 检修气阀，更换 . w% `( A c. f. d# z$ i2. ) E# \|+ ~7 M% I检查工艺流程 9 w: c. f/ w0 [
排气温度超过正常温度 / S; M' `5 W* U" b6 w: D: F/ O	1.3 O5 P z e2 I: \0 { 下吸气阀泄漏 # J, E; d3 w3 U& L( t2. ) g" H9 H/ m& Z' r# z吸气温度过高9 ]( D/ t' r/ a	1. ; `+ [! E* Z t0 _6 K检查下一级吸气阀 ( k% y2 s( z; _4 J4 f& M c/ ?1 C2.5 E+ m* v M$ I4 J 检查工艺流程，增大冷却水量 & w. W" ~( w% t0 g
运动部件发出异常声响 - \ ^# U" ?: p; [- u& d. j	1.3 C \. F# V- w$ t& ?; W 连杆螺栓、轴承盖螺栓、十字头处螺母松动或断裂 V; k/ e! [ M# Y3 r! T2 \|" f; ~ 2. 4 @% T/ I0 j8 s; d+ O% T) P主轴承、大小头瓦、十字头间隙过大 ! h' C- r: A$ }3 u- O' j3 d3. : R) n$ a E A& V6 o r9 A曲轴与联轴器和电机轴键配合松动# V- x4 p- {1 d7 ~+ W: T/ Z	1.1 \|. C& S8 M/ Y V0 {' r 紧固或更换损坏件- K5 d- P1 b: h% l7 D# r$ R3 T- M 2.- R! u% Q G& u% O9 d& J 检修或更换 6 \|* H- [! s& U3. ~8 i% Z. O% I5 s, h& L/ Z检查并采取相应措施 & N% d# J$ \& c
气缸内发出异响 - ~9 E/ r N. g- [5 q" O1 ?6 u	1.气阀故障 ' E( [1 m( }4 I% N' c8 E0 `9 x# R2.异物掉入气缸 j7 t" N2 ], x/ a+ z 3.活塞螺母松动: o0 D' Y( _; K4 h0 i	1.更换气阀5 S0 z0 Y7 \& o3 \|8 }! b 2.检查并清除0 e/ d* n1 ^$ n 3.紧固螺母 * ^* I! `+ \|/ R
气缸发热; a5 f" ]3 _. V/ `9 q/ b8 r	1.- H% a7 Q: a# z7 l 冷却水流量不足 1 X) j1 O; f) x# Z2 t; ^2. 5 U9 \9 ]1 g8 O8 \|8 P赃物带入气缸造成气缸拉伤5 I8 v! \, _& @" m	1. $ h# r5 u6 w# C! l检查冷却水- h1 ~1 u: o X/ `: W% Q 2. . d f Y! a# N4 q* d/ J检查气缸并采取相应措施 ) h- o( S- H- s# ~+ U0 e1 I3 E: j! M
轴承和十字头滑道发热 n# h/ H R( P: w/ t8 w. c5 z	1.% K3 B6 j- j8 s) \; ` 配合间隙过小: B5 A: F! v+ Q# z$ s& _& z2 G( H4 ^/ x 2. # r4 A) m$ O" m, }油压过低或断油 ( _& k" \|8 l6 h' ?3 x! }% ?3. & J7 j* V( K- C$ U2 j! G润滑油太脏或被稀释 7 e/ @0 q/ [ ]. f% d5 A	1. - q5 s. y* z7 ~) p& E e调整间隙 ! W) N b0 D) l' y/ z2.8 f& ~: g% n. q0 D 检查油泵和油路 6 _. `5 N- J" d1 [' J7 ~3.+ o# i4 S! z/ ]! W1 ]% o 更换润滑油 . d. v7 a6 Z6 ~7 S
气阀盖发热 # T9 F( K. Z" @. Y1 s' j	吸气阀窜气 6 ?8 e9 W( ~: @% I) \ ?	检查吸气阀 6 G' H4 u$ _8 T6 W7 V' \" O
油泵油压低 0 c. V" ^9 X$ G+ o	1.0 Y% V$ y o$ M- `' t# j* M9 O 油池油液位低 6 _' \| W# Q" b; P; [% R2.0 [9 z5 K% Q: I S+ S- Y0 T4 p 滤油器堵塞- @4 n0 K) b! K) _; f1 C& Y; ^5 E$ @ 3.) U& Y3 L4 G3 T4 \|6 \ 吸油管不严，管内有空气 - p; P" `- F) G4.; d4 P3 g- P1 e4 K$ P 油泵泵壳和填料不严泄漏" J9 A/ Q3 F* K! h* t! I3 U 5.9 q' g5 ^5 m. v/ w% C4 n 油过滤器、油管堵塞 : U: i$ w: K% Z- [3 F& F	1. ' z8 d- X0 ]8 e2 L3 u+ T增加润滑油7 @! Q/ ^+ L. G" K3 O 2.) F: S; p, w( ?8 ^2 q/ \& \6 o( d 清洗' K( l" }: k0 j* l- Y 3.3 C# B: j; V) p2 r5 S 检修油管排出空气) e( B- Z( r. J& o, }" S7 R5 {$ G& s+ v 4. 4 Y( K! x. h6 l, y检查密封情况并消除 % h1 _/ M9 e G4 x5.9 ~ T, @6 z# q" c. I9 r 检查油路系统，消除故障& \|$ P! U+ x+ ?6 m! y, @% C