往复活塞压缩机_百度百科
往复活塞压缩机
往复活塞压缩机是通过活塞在气缸内作往复运动来压缩和输送气体的往复压缩机。
往复活塞压缩机简介
往复活塞压缩机是各类压缩机中发展最早的一种，公元前1500年中国发明的木风箱为往复活塞压缩机的雏型。18世纪末，英国制成第一台工业用往复活塞空气压缩机。20世纪30年代开始出现迷宫压缩机，随后又出现各种无油润滑压缩机和隔膜压缩机。50年代出现的对动型结构使大型往复活塞压缩机的尺寸大为减小，并且实现了单机多用。
分类 　往复活塞压缩机有多种分类方法。
① 按传动方式分为轴驱动和非轴驱动两类。轴驱动的往复活塞压缩机按轴的结构不同又区分为曲轴驱动和非曲轴驱动两种。在曲轴驱动的一类中，一种是无十字头的往复活塞压缩机曲轴转动时通过连杆直接带动活塞在气缸内作往复运动;另一种是有十字头的往复活塞压缩机,连杆通过十字头带动活塞作往复运动。图2为非曲轴驱动的往复活塞压缩机，转盘的转动带动活塞在气缸内作往复运动。非轴驱动的往复活塞压缩机通常指自由活塞压缩机和电磁驱动活塞压缩机。电磁驱动是由直线电动机的转子在磁力作用下直接带动活塞在气缸内作往复运动，从而实现对气体的压缩。
② 按活塞在气缸内的作用方式分为单作用、双作用和级差式。
③ 按气体在气缸内受到压缩的方式,分为单级压缩和多级压缩。
④ 按气缸是否用油润滑,区分为油润滑和无油润滑两种。
⑤ 按气缸的布置方式区分有立式结构(气缸垂直布置)和卧式结构（气缸水平布置）两种。在卧式结构中,气缸水平布置在曲轴两侧，相对两列同时作相向或相背运动的结构称对动型压缩机；气缸虽水平布置在曲轴两侧，但相对两列作同向运动或非相向运动的结构称对置型；气缸中心线之间有某一夹角的称角度式压缩机。（见图）
往复活塞压缩机结构及原理
基本结构和工作原理 　在各种往复活塞压缩机中，最典型、应用最广的是各种曲轴驱动往复活塞压缩机。单作用无十字头的往复活塞空气压缩机。旋转的曲轴通过连杆带动活塞沿气缸内壁面作往复直线运动。当活塞向下运动时，包含在活塞端面与气缸之间的工作容积增大而形成真空，这时经过空气滤清器的空气推开吸气阀而被吸进气缸。当活塞作反向行程运动时,吸气阀关闭,封闭在气缸内的气体受到压缩，且随着容积的减小而压力不断提高。当压缩气体的压力达到略高于排气管内空气压力和排气阀弹簧的阻力时，气体即推开排气阀而进入排气管。用来控制气体吸入和排出气缸的部件称气阀，它在压力差和弹簧力的作用下自行启闭，故称自动作用阀。最常用的气阀结构。由于结构上的原因,在排气终了时气缸内还有部分空气残留,气缸中容纳残余空气的空间称余隙容积。活塞向下运动初期，余隙容积的空气在气缸内膨胀，直到气缸内的压力略低于吸气管内的空气压力，吸气阀开启，气缸从吸气管内吸进新鲜空气。气缸内进行的吸气、压缩、排气和膨胀4个过程组成一个循环。如果用气缸的空气压力p作为纵坐标，用气缸容积V作为横坐标,则气缸内所进行的循环用气缸指示图来描述（图7）,其中曲线 4-1表示吸气过程，1-2为压缩过程，2-3为排气过程，3-4为膨胀过程。由过程曲线1-2-3-4-1所包围的面积表示循环指示功，即在一个循环中用于压缩空气和克服阻力所需要消耗的动力。
空气在气缸内受到压缩时，空气和气缸的温度不断提高。为了保持气缸内润滑和摩擦件工作的正常，在气缸外层设有通水或空气的冷却设施(水套或散热片)，以防止空气压缩终了时温度超过允许值。
从大气吸气的单级压缩机的最终压力：微型压缩机（排气量为0.1～1.0米3/分）以0.6～0.8兆帕为宜;小型压缩机（排气量为1～10米3/分）以0.5～0.7兆帕为宜；中、大型压缩机(排气量在10米3/分以上)以0.2～0.4兆帕为宜。更高的压力须采用多级压缩,每级压力比（排气压力与吸气压力之比）为2～4。多级压缩是通过一系列带级间冷却的压缩。在第一级气缸内压缩后排出的气体，通过第一级间冷却器，冷却后引入第二级气缸的吸气侧。在第二级气缸压缩后排出的气体，再通过第二级间冷却器,冷却后引入第三级的气缸的吸气侧,依此类推（图8）。压缩后的气体通过级间冷却，既能降低排气温度，又可节省压缩功。经过多级压缩的气体压力可以超过100兆帕。排气压力超过100兆帕的压缩机称为超高压压缩机。 往复活塞压缩机
为了保持排气管中的压力不变，压缩机的排气量应能根据用气量的变化而自行调节。调节的方法有定时停转、改变转速、截断吸气管、顶开吸气阀和连通辅助容积等。
为了防止气缸内的气体向外泄漏，活塞上设置金属的或非金属的起密封作用的活塞环。采用活塞环时，气缸内必须用油润滑，防止过大的摩擦、磨损、泄漏和过高的排气温度。在需要不含油的压缩气体或气体不能与油相接触的场合，采用无油润滑压缩机。第一类无油润滑压缩机采用耐磨性好的材料活塞环和填料。这种材料具有自润滑性，在工作时无需用油润滑。自润滑材料可取石墨产品、浸渍巴氏合金（见滑动轴承材料）、铝青铜、银或人造树脂等；也可取聚四氟乙烯，填充玻璃纤维、石墨、陶瓷材料、青铜和二硫化钼等材料，这些都是应用最广泛的自润滑材料。第二类无油润滑压缩机是利用曲折（迷宫）的原理，在活塞圆周表面上（有时还在活塞圆周表面对应的气缸表面上）制成一系列串联的阻流通道，以阻止气缸内的气体沿活塞与气缸间的间隙向外泄漏。这类无油润滑压缩机称为迷宫压缩机。第三类无油润滑压缩机是隔膜压缩机。
参考书目 　活塞式压缩机设计编写组编：《活塞式压缩机设计》，机械工业出版社，北京，1981。
往复活塞压缩机
往复活塞压缩机相关资料
往复式压缩机活塞杆的失效形式不多
1、断裂，听说前段时间上海某化工厂和日本的日立就出现断裂的情况，由于设计单位隐私就不指明了。这是活塞杆最常见的，也是最危险的失效形式。主要引起原因是柱塞跳动过大。
2、磨损，长时间的柱塞运动，和填料之间的频繁摩擦，使得填料部位的柱塞杆表面磨损严重，造成填料泄漏。
3、疲劳，这个失效形式需做探伤才能看出了，往复运动的交变应力会造成柱塞的应力疲劳。时间长了也会造成断裂失效。为什么活塞式压缩机每一级的压力比不能过大-_百度文库
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为什么活塞式压缩机每一级的压力比不能过大-
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与缸盖间隙1.5mm，气缸镜面倒角6?30，实测每个缸气阀总余隙容积为o
试计算:：[1]每个缸的相对余隙容积是多少？其中哪部分占的比例最大？ ⑵计算容积系数?v。
5?⑶若实际使用中名义排气压力为5?10Pa（绝），此时容积系数v为多大？
23. 上题所给空气压缩机，若排气压力为（绝），计算排气量为多少？若将此空气压缩机的排气量提高到，其他参数不变，试计算：⑴采用提高转速方案，需将转速提高到多少？⑵采用加大缸径办法，则缸径应该加大到多少？
按题19的条件，计算该空气压缩机的轴功率及所配电机功率（经皮带传动），此时该机的比功率为多少？
24. 按题19的空气压缩机，分别按下述条件工作时的容积排气量、质量排气量和指示功率比原设计值增大或减小的原因。⑴吸气压力不变，排气压力提高10%；⑵排气压力不变，吸气压力提高10%；⑶相对余隙容积变为12%；⑷吸气温度由25C变为40C
25. 某空气压缩机，名义吸气压力为1?10Pa（绝），名义排气压力为4?10Pa（表），吸气温度20C，试计算缸内进行绝热压缩时排气温度为多少？现实际测得排气温度为110C，按名义压力计算多变压缩过程指数并分析实际排气温度低于绝热压缩排气温度的原因。
26. 某立式双缸双作用氮氢循环气压缩机，介质组成的容积百分数为：oo55oon221%，H263%，CH314%，NH32%气压力290?105Pa（绝），名义排气压力
o320?105Pa（绝），吸气温度30C，气缸直径82mm，贯穿活塞杆直径为
35mm，相对余隙容积0.16，曲轴转速365r/min，活塞行程150mm，试计算此循环机的排气量。
27. 某空气压缩机工作时，当大气压为1?10Pa，大气温度为20C，已知压16
3m100缩机的理论流量为，相对余隙容积??0.05，多变膨胀指数
m/?1.2，?p?T?l?0.9，绝热压缩过程指数k?1.4。
试求：⑴若实际排气量为80.2m3
，其最高排气压力值可达多少？
⑵若此时测得压缩机指示功率为Ni?258kW，计算等温和绝热理论效率。
28. 某双列双作用单级空气压缩机，气缸直径为240mm，活塞杆直径为40mm，行程140mm，转速为730r/min，进气压力为1?10Pa，进气温度为25C，
5排气压力为4.5?10Pa（绝），相对余隙容积为0.10，已知?P?0.96，5o
?T?0.96，?l?0.97，相对湿度为0.80，求排气量和供气量。
题24的压缩机，进气阀阻力降?ps?0.3MPa，?p?0.9MPa，排气塔阻力降d
机械效率为0.92，压缩机与电机刚性连接，求所配电机功率及活塞位于内、外止点时所受气体力。
29. 某石油气压缩机，已知混合气的绝热指数为1.23，吸气压力为
5o1.015?105Pa（绝），排气压力为45?10Pa（绝），Ⅰ级吸气温度40C，
o32C，其他各级进气温度为相对压力损失为15%，试根据最佳及排气温度（不
宜超过100C）选定级数、确定各级压力比，并说明调整压力比的理由。
已知某空气压缩机吸气温度为30C，吸气压力为1?10Pa，相对湿度0.80，从末端测得排气量为o5o9.76m3
in，八小时在中间冷却器中收集到冷凝水
28kg，该压缩机的排气量应为多少？ 30. 某两级空气压缩机，排气量为
20m3，吸气压力为1?105Pa（绝），压17
缩到26?10Pa（绝），中间压力为5.1?10Pa（绝），一级进气温度为35C，相对湿度为0.87，经中间冷却后二级进气温度为40C。试判断中间冷却后气体中有无水析出，并确定二级缸的凝析系数，若有冷却水析出，则8小时内约凝出多少公斤水？
31. L型空气压缩机，采用两级压缩，两级均为双作用，活塞直径为50mm，行程180mm，转速为600r/min，吸气压力为1?10Pa（绝），排气压力为5o55o
9?10Pa（绝），级间压力为3.1?10Pa（绝），排气量为5540m3
oo0.8025C40C，相对余隙容积一级进气温度，相对湿度，第二级进气温度
级为0.10，二级为0.14，压力系数?pⅠ?0.96；?pⅡ?0.97，温度系数?TⅠ??TⅡ?0.97，泄漏系数?lⅠ?0.96；?lⅡ?0.97。
试求：⑴各级汽缸直径；⑵各级绝热压缩排气温度（按缸内实际平均吸排气压力计算，压力损失取最小值）；⑶各级指示功率；⑷轴功率（取
⑸各列最大活塞力值。
32.如题31的压缩机，若排气压力降为6?10Pa（绝）和排气压力升到5?m?0.90）；
11?105Pa时级间压力各为多少？哪一级压力比变化幅度大？两种情况下的排气量各为多少？
某油田气压缩机为两级压缩，排气量3m12，采用双作用活塞，活塞杆直径30mm，曲轴转速450r/min，活塞行程200mm。已知各级数据如下。
33，某三级合成气压缩机，各级形成容积与转速的乘积分别为
3m?13.553m?5.343m?2.07nVhⅠ，nVhⅡ，nVhⅢ，各级
相对余隙容积分别为
5　 ，aⅢ?0.14，若进、排气压力aⅠ?0.07，aⅡ?0.105o分别为10.5?10Pa（绝）和161?10Pa（绝），第一级进气温度为30C，
且?pⅠ?TⅠ?lⅠ?0.88，其余各级进气温度为40C，各级气体可压缩性系数为o
ZsⅠ?1.005，ZdⅠ?1.014，ZsⅡ?1.015，ZdⅡ?1.035，ZsⅢ?1.04，ZdⅢ?1.084，试求级间压力及排气量。
34. 某两级单作用空气压缩机，缸径之比1.6:1，行程相等，相对余隙容积分别
55?2?0.14，为?1?0.10，进气排气压力分别为1?10Pa和7.5?10Pa（绝），
ooT?25CT?35C，求级间压力。 各级进气温度s1，s2
sn???cm??30?相等，第二台采35. 两台压缩机列的往复运动质量和活塞平均速度?
用高转速、短行程结构，其转速是第一台的2倍，试求两机往复惯性力是否相等？
36. 有一W型压缩机。三列连杆同装在一个曲柄销上，各气缸中心线夹角为60o，各列往复质量相等，求第一阶，二阶往复惯性力及旋转惯性力，并说明平衡质量可平衡那些惯性力。
37. 有一扇型压缩机，四列连杆在同一曲柄销上，各列气缸中心线夹角为45，各列往复运动质量相等，求一阶往复惯性力。当平衡质量的质心旋转半径等于曲柄半径时，平衡质量应为多大？
o12038. 三列对置式压缩机，各列往复运动质量相等，曲柄错角，求一阶，二o
阶往复惯性力及往复惯性力矩（对曲轴中点取矩），分析其平衡情况。
39. 某L型空气压缩机，曲轴转速为980r/min，曲柄半径60mm，由计算得知
Ⅰ级（垂直列）往复运动部分质量23kg，Ⅱ级（水平列）往复运动部分质量为17kg，曲轴上的旋转惯性力Ir?11.2kN，已知两块平衡铁各产生平衡力为11.0kN。试分析该机往复惯性力及旋转惯性力平衡情况，绘图说明。
40. 设计排气量为10m3
的空气压缩机的一级进气阀，已知气缸直径
280mm，行程为120mm，各级相对余隙容积0.17，连杆长度300mm，曲轴转速980rpm，进气压力0.98?10Pa，排气压力2.94?10Pa（绝），进气温55
oo/20C122Cm?1.2，钢的密度度，排气温度，膨胀过程指数
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容积式压缩机习题40等内容。　
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　　压缩机的每一级排气温度是随该级压力比的增加而按一定关系增高的，因此级压力比过大必然会导致排气温度的升高。而在压缩机的实际运行中，过高的排气温度足绝对不允许的，因为它会恶化甚至破坏气缸内润滑油的性能，从而导致如下两种不良现象：
　　(1)润滑油的粘度降低，失去润滑性能，这特使运动件之间摩擦加剧，零件磨蚀损坏，降低机器寿命。
　　(2)润沿油今的轻质馏分迅速挥发，造成&积炭&现象。积炭能使排气阀的阀坐和升程限制器通道以及徘气管道堵塞，使通道阻力增大;同时积炭还能使活塞环卡死在环梢里，失去密封作用;另外积炭燃烷还会造成爆炸事故。因此一般活塞式空气压缩机的每一级徘气温度通常规定不得超过160℃，这也就限制了级压力比不能过大。
　　对于无润滑压缩机而言，过高的排气温度也将会使氟塑料活塞环产生变形甚至气化，因此间样是不允许的，一般规定不得超过180℃。
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