技术交流丨活塞压缩机分类、工作原理、主要参数、各零部件详解！
一、分类
1、压缩机按其工作原理分类
1）速度型压缩机靠气体在高速旋转的叶轮的作用下，得到巨大的动能，随后在扩压器中急剧降低，使气体的动能转变为势能，也就是压力能。
2）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。
2、压缩机按结构型式分类
3、按排气量压力分类
4、按排气量分类
5、其他分类
1）按压缩级数分：单级、双级、多级；
2）按气缸容积的利用方式分：单作用、双作用、级差式；
3）按气缸在空间的布置分：立式--Z、卧式--P、对称平衡型—H、M、D、对置式--DZ、角式度--L、W、V、X型；
4）按冷却方式分：风冷式、水冷式；
5）按安装方式分：固定式、移动式；
二、工作原理
往复式压缩机通过曲柄连杆机构将曲轴旋转运动转化为活塞往复运动。使气体体积缩小，来提高气体压力的设备。
三、主要参数
1、吸气/排气压力
往复压缩机的吸气和排气压力分别指第一级吸入管道处和末级排出接管处的气体压力，气缸内的压力取决于进、排气系统中的压力，即由“背压”决定。
2、排气温度
指压缩机末级排出气体的温度，它应在末级气缸排出管处测得。多级压缩机末级之前各级的排气温度称为该级的排气温度，在相应级的排气接管处测得。
3、排气量
1）容积流量：压缩机的额定容积流量，即在压缩机铭牌上标注的容积流量是指在特定的进口状态下时的容量。
2）标态流量：由于工艺计算的需要，需将容积流量换算成标准状态（1.013x105Pa，0℃）时的容积值
4、功率和效率
1）对于实际气体，若是在高压下测压缩机消耗的功，一部分直接用于压缩气体，另一部分是用于克服机械摩擦。前者称为指示功，后者称为摩擦功，二者之和为主轴所需的总功，称为轴功。指示功率与总功率的比值即为压缩机的机械效率。
2）单位时间所消耗的功称为功率，每秒做功1焦耳称为1瓦。
3）影响指示功的因数：任意级的进气温度，吸排气阀的压力损失，泄漏系数，膨胀指数和余隙容积等。
5、节能措施
1）多级压缩—满负荷运行，将气体分在若干级中进行逐级压缩，并在级与级之间将气体进行冷却。
2）气量调节—部分负荷运行
a.卸荷器调节：利用氮气、仪表风等辅助气体定住卸荷器调节杆，使气阀部分通径打开，一般为部分或全开两种，此调节方法对气阀有一定影响，适用于粗调节。
b.旁通调节：回流调节，此方法调节精度高，但回流的气体为压缩气，经济性差。
c.变转速调节：变频调节，仅仅广泛应用于驱动机为内燃机和汽轮机的压缩机上，如果驱动机为电机，则需要配置变频器，投资较大。如果压缩机经常低负荷运行，采用该方法可以节约非常多的用电量。
d.余隙腔调节：多用于大型工艺压缩机，在压缩机的气缸上，除固定余隙容积外，另设有一定的空腔，通常手动调节，原则上可以实现0%～100%范围的调节，但系统的可靠性较差，易损件多，难于维护。
四、零部件结构
压缩机主要由曲轴箱、曲轴、连杆、十字头、活塞、气阀、填料、油泵、气量调节装置、润滑油系统、进出口缓冲罐等辅机部件组成。
1、曲轴箱
曲轴箱一般采用高强度灰铸铁铸成一个整体，是支承气缸、曲柄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机体。
2、曲轴
传递着压缩机的全部功率。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。由于承受较大的交变载荷和摩擦磨损，为了润滑主轴颈和曲柄销，直至十字头销，曲轴上开设有油孔。
3、连杆
曲轴与十字头、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。连杆体在工作时承受拉、压交变载荷。连杆体中间钻有油孔。
4、十字头
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。十字头用铸钢制造，滑履外圆铸有巴氏合金层。在十字头销、十字头磨擦表面上均设有油孔和油槽。
5、中体
主要用途是给十字头作为滑道，使连杆、十字头、活塞的组合体在固定的方位上作往复运动。大多数中体与机身为分体铸造，并通过紧固螺栓将两者联为一体。
6、气缸
活塞式压缩机中组成压缩容积的主要部分。气缸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，气缸应有良好的冷却，通常在气缸中设置冷却水夹套。
7、气阀
8、活塞
气缸构成了压缩容积，活塞必须有良好的密封性，有足够的强度和刚度，重量轻，制造工艺好。要求活塞和活塞杆的连接和定位可靠，活塞杆表面硬度高、耐磨、光洁度高。
9、活塞环/支撑环
a.活塞环：密封活塞与气缸之间的间隙，从而达到压缩气体的目的。
b.支撑环（导向环）：支承活寒及活塞杆的重量并且导向活塞，但不起密封作用
10、填料：密封气体，防止其沿活塞杆方向泄漏。
主填料：布置在压缩机气缸与中体之间，密封压力从真空到3000bar，根据需要可以设置润滑、冷却、保护气和漏气回收。
副填料：安装在压缩机两中体之间的隔板上，起辅助密封作用通常没有冷却水、不设润滑点。
填料环小知识科普：
11、刮油环
防止曲轴箱润滑油沿活塞杆向外(中体侧)泄漏。
五、润滑系统
根据活塞压缩机结构的特点，润滑大致分为两种情况：
1、飞溅润滑
多用于小型无十字头压缩机中，其特点是：气缸与运动部件的摩擦面，均靠装在连杆上的打油杆将油飞溅到各润滑部位进行润滑。
2、压力润滑
在大、中型带十字头的压缩机中，均采用压力润滑。这种润滑方式往往分为两个独立系统，即气缸填料部分的润滑、活塞环与气缸的润滑靠注油器供油；而运动部件的润滑，则由油泵连续供油。
六、辅助结构
1、缓冲器
压缩机缓冲器的作用是降低气流脉动，因为往复式压缩机的吸气和排气是周期性的，如果脉过大将会导致管路振动。缓冲器设置在气缸附近，离气缸越近越好。
2、冷却器
压缩机冷却器的作用是降低压缩后介质的温度，级间冷却器是为了满足下一级压缩需要以及减少下一级的压缩功，而末级冷却器则是为了满足工艺流程的需要。
3、分离器
压缩机分离器的作用是从压缩机气缸入口介质中去除冷凝物，防止液体进入气缸中产生液击现象。如果分离不足，冷凝物会通过气体带入气缸，产生液击现象；气体中的液体会损坏活塞、气缸和气阀等件。
来自：阿斯米
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