往复式压缩机的基本知识及原理
压缩机的分类
压缩机种类很多，按照⼯作原理可分为容积式和速度式：
容积式包括：往复式和回转式。
回转式包括：螺杆式、滑⽚式和转⼦式
速度式包括：离⼼式、轴流式和混流式。
容积式压缩机：
指⽓体直接受到压缩，从⽽使⽓体容积缩⼩，压⼒提⾼的机器。⼀般这类压缩机具有容纳⽓体的⽓缸。以及压缩⽓体的活塞。按容积变化⽅式的不同，有往复式和回转式两种结构。
往复式压缩机
往复式压缩机有活塞式和膜⽚式两种式。在圆筒形⽓缸中有⼀个可做往复运动的活塞，⽓缸上有可控制进、排⽓阀。当活塞做往复运动时，⽓缸容积便周期性的变化，借以实现⽓体的吸进、压缩和排出。 ⼀、往复式压缩机的特点
1、往复式压缩机与离⼼式压缩机⽐较
（1）⽆论流量⼤⼩都能达到所需压⼒，⼀般单级終压可达0、3⾄0。5MPa，多级压缩可达到100MPa。
（2）效率较⾼。
（3）⽓量调节时排⽓压⼒⼏乎不变。
广告伞制作（4）在⼀般压⼒范围内，对材料的要求不⾼，可⽤普通的⾦属材料。
2、主要缺点
（1）转速底，排⽓量较⼤时机器显得笨重。
（2）结构复杂，易损件多，⽇常维修量⼤。
（3）动平衡性差，运转时有振动，噪⾳⼤。
（4）排⽓量不连续，⽓流不均匀。
3、各类压缩机的使⽤范围
活塞式适⽤于中⼩输⽓量，排⽓压⼒可由低压到超⾼压；离⼼式和阻流式适⽤于输送⼤⽓量，中低压情况；回转式适⽤于中⼩输⽓量、中低压情况。
⼆、往复式压缩机的⼯作原理：
依靠⽓缸⼯作容积周期性的变化来压缩⽓体，以达到提⾼⼯作压⼒的⽬的。（活塞在⽓缸内的往复运动造成减压将⽓体吸⼊，继⽽将⽓体压缩⾄⼀定压强⽽将它送出）活塞式压缩机的⼯作原理。
压缩机是⽤以将低压⼒的⽓体压缩⾄⾼压⼒的机器，在完成这项任务时，多采⽤逐次的多级压缩，每级⽓缸中都有相同的吸⽓、压缩和排⽓过程。
1、压缩机的理论循环琴谱架
⽓体在⽓缸内的理论循环，具有以下特点，即压缩机在吸⽓、排⽓时，不存在进排⽓阀处的压⼒损失，进排⽓过程压⼒处保持恒压，压缩过程指数量是⼀个定值，故⽓体在压缩时与⽓缸壁等处皆不发⽣热脚换，缸内不存在余隙容积以贮留⼩部分⾼压⽓体，全部⽓体均能排出⽓缸外。
2、压缩机的实际循环
有余隙容积，在压⼒⽐和膨胀指数相同的条件下，相对余隙容积增⼤，容积减⼩。⼀般为了提⾼容积效率，余隙容积要尽量减⼩些。
三、活塞式压缩机的基本结构及⼯作过程
活塞式虽然种类繁多、结构复杂、但是基本原理⼤致相同，具有⼗字头的活塞式压缩机，主要有机体、⼯作机构[⽓缸、活塞、⽓阀等]及运动机构[曲轴、连杆、⼗字头等]。
运动过程：曲轴由电机带动做旋转运动，曲轴上的曲柄带动连杆⼤头回转并通过连杆⼩头做往复运动，活塞由活塞杆通过⼗字头与连杆⼩头连接，从⽽做往复直线运动。
⼯作过程由若⼲连续的循环组成。当活塞在最⾼点向下运动时吸⽓阀打开，⽓体从吸⽓阀进⼊⽓缸，充满⽓缸与活塞端⾯之间的整个容积，直到活塞运⾏到最低点，吸⽓过程结束。当活塞从最低点向上运动时吸⽓阀关闭，⽓体被密封在空间。活塞继续向上运动，迫使空间越来越⼩，因⽽使⽓体压⼒升压缩胶囊
⾼，当压⼒达到⼯作要求的数值时，压缩过程完成，这时排⽓阀被迫打开，⽓体在该压⼒下排出，直到活塞运⾏到最⾼点为⽌，排⽓过程完成。
活塞处于最⾼点称上⽌点（前⽌点），最低点时称下⽌点（后⽌点）。活塞从上⽌点开
始运动⼜回到上⽌点的整个过程称为⼀个循环，上⽌点到下⽌点之间的距离称为⾏程。
1、活塞式压缩机的分类
（1）按达到的排⽓压⼒分类
名称压⼒/105Pa
⿎风机〈3
低压压缩机3——10
中压压缩机10——100
⾼压压缩机100——1000
超⾼压压缩机〉1000
（2）按排⽓量分类
名称排⽓量分类(按进⽓状态计m3/min)
微型压缩机〈1
⼩型压缩机1——10电动牙刷结构
中型压缩机10——60
⼤型压缩机〉60
（3）按⽓缸中⼼线位置分类
⽴式压缩机：⽓缸中⼼线与地⾯垂直。
卧式压缩机：⽓缸中⼼线与地⾯平⾏，⽓缸只布置在机⾝⼀侧。
对置式压缩机：⽓缸中⼼线与地⾯平⾏，⽓缸布置在机⾝两侧。如果相对列活塞相向运动⼜称对称平衡式。
⾓度式压缩机：⽓缸中⼼线成⼀定⾓度，按⽓缸排列的所呈现的形状。有分L型、V型、W型和S型。
（4）按⽓缸达到终了压⼒所需压级数分类
单级压缩机：⽓体经过⼀次压缩到终压。
两级压缩机：⽓体经过⼆次压缩到终压。
多级压缩机：⽓缸经三次以上压缩到终压。
（5）按活塞在⽓缸内所实现⽓体循环分类
单作⽤压缩机：⽓缸内仅⼀端进⾏压缩循环。
双作⽤压缩机：⽓缸内两端进⾏同⼀级次的压缩循环。
级差式压缩机：⽓缸内⼀端或两端进⾏两个或两个以上的不同级次的压缩循环。
（6）按压缩机具有的列数分类
单列压缩机：⽓缸配置在机⾝的⼀中⼼线上。
双列压缩机：⽓缸配置在机⾝⼀侧或两侧的两条中⼼线上。
多列压缩机：⽓缸配置在机⾝⼀侧或两恻的两条以上中线上。
2、活塞式压缩机的型号表⽰法
如：4M12——45/210型压缩机：4列、M型、活塞推⼒12×10N、额定排⽓量45m3/min、额定排⽓压⼒210x105Pa。
3、压缩机的实际⼯作过程
（1）余隙与膨胀
实际⼯作的压缩机，必须存在⼀定的余隙容积，包括活塞运动到⽌点时与盖端之间的间隙和阀座下⾯的空间及其它死⾓。留此间隙﹝⼀般为1、5——4mm﹞的的⽬的是为了避免因活塞杆、活塞的热膨胀和弹性变形⽽引起的活塞与⽓缸的碰撞，同时以可防⽌⽓体带液⽽发⽣事故。防⽌液击的⽅法在设计上，每级压缩冷却后析出的冷凝液在设计上设置分离器进⾏⽓液分离。 余隙内的⽓体是排不出去的，当活塞离开⽽返回运动时，这部分⽓体（排出时的压⼒）开始膨胀，直⾄压⼒降⾄吸⽓⼊开始时的压⼒，新鲜⽓体才能进⼊。可见余隙的存在，使⽓缸的实际吸⼊量⼩于⽓缸的⾏程容积，即减少了新鲜⽓体的吸⼊量，降低了⽣产能⼒。因此，余隙容积在保证运⾏可靠的基础上，应尽量减⼩。
（2）⽓阀的阻⼒损失
通道和⽓阀不可能绝对光滑曲折，所以⽓体通过⽓阀和管道时，必须会产⽣阻⼒损失。因此⽓缸内的吸⼊压⼒总低于管道中的压⼒，⽓缸内实际排出压⼒总是⾼于排出管道的压⼒。
（3）⽓体温度升⾼
压缩机⼯作⼀段时间后，⽓缸各部分温度基本为⼀稳定值，它⾼于⽓体的吸⼊温度，低于排出温度。⽽⽓体每⼀循环中，传热情况是不断变化的。如压缩开始时⽓体温度较⽓缸温度低，于是⽓体⾃⽓缸吸取热量⽽提⾼本⾝温度，随着压缩机过程的进⾏，⽓体温度⾼于⽓缸温度。（⽓体加热后体积会产⽣膨胀）所以每经⼀级压缩后的⽓体都须经冷却器冷却后才进⾏下⼀级压缩。（温度累加后影象打⽓量及⽓缸温度，设计上排⽓温度⼀
般≤180O C）
（4）泄漏
（化⼯压缩的⽓体⼤多属有毒有害⽓体和易燃易爆⽓体，若泄漏发⽣轻则影响环境，重则爆炸着⽕。）⽓体泄漏的主要途径是经⽓阀、活塞环和填料处泄漏。
〈1〉⽓阀泄漏：⽓体得不到充分压缩就排出，吸⽓时⼜漏到⽓缸中如此反复循环（此时泄漏阀门压盖迅速升温），影响了下⼀级的吸收，本级吸收的新鲜⽓体就减少。
〈2〉活塞环泄漏：如活塞环断裂、磨损过⼤时，压缩时⽓体会漏到吸⽓端或平衡缸，吸⽓时⼜漏回来。串⽓影响打⽓量。
〈3〉填料泄漏：填料磨损过⼤时，⾼压⽓体就会从填料处⼤量泄漏到⼤⽓中。
各部件的功⽤及安装⽅法
往复式压缩机分主机和辅机两部分。
主机负责把机械能转变为⼯作能，包括三部分即：⼯作部分（指⽓缸部件）、传动部分（指主轴、连杆、⼗字头、活塞杆及活塞）、⽀撑部分（曲轴箱、中体等）。 辅机是负责保证⼯作正常的系统，包括四部分即：润滑系统、冷却系统、调节系统、⽓路系统。
⼀、机⾝、中体
机⾝和中体起⽀撑作⽤，其它零件都要在机⾝上安装，因此机⾝安装的关键是要保证其纵向⽔平和横向⽔平在允许的偏差范围内。
基础验收合格后，据图纸在基础上⽤墨线准确地画出主轴中⼼线，电动机中⼼线，各列⽓缸中⼼线。打⿇⾯放置垫铁和地脚螺栓。
先将机⾝上的污垢，铁锈除尽内部倒⼊煤油，油量要⾼于曲轴箱油⾯线以上保持4 —6⼩时，不准有渗漏现象。
为了机⾝正平，通常都⽤三点正法。在便于调整的地⽅放置千⽄顶。机⾝上各中⼼和基础上对应墨线吻合，定位偏差应在±5mm以内。初步确定标⾼，其偏差应在±10mm 以内。
机⾝横向⽔平的測量以主轴⽡窝为基准，在沿轴⽅向两个位置测量。允许电机⽅向⾼0、03mm/m，装上电机转⼦后将会使机⾝向电机⽅向傾斜。纵向⽔平的调整应以滑道为基准。
检查时应在滑道弧⾯上前、中、后三个部位分别测量。以前后两为准，中间供叁考。允许向⽓缸⽅向⾼0、03mm/m，因装上⽓缸和活塞后，滑道前端会稍微下倾。调整时纵向要同时测量。清理表⾯和地脚螺栓孔，除去油污、杂物、⽊屑、尘⼟等杂物。各组垫铁点焊准备⼆次灌浆。
a)曲轴连杆机构
曲轴：带动各连杆作旋转运动。
连杆：改变运动⽅式⼤头作旋转运动，杆作摆动运动，⼩头往复运动。
⼆、轴⽡
压缩机所⽤的主轴⽡有厚壁⽡和薄壁⽡之分。由于后者⽐前者具有较多的优点，所以⽬前设计制造的对动式压缩机中，多使⽤薄壁⽡。
1、厚壁⽡
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在安装前，⾸先检查轴承巴⽒合⾦浇铸质量，然后⽤涂⾊法检查⽡背与⽡窝接合⾯，使均匀接触达到50%以上。如果⽡背与轴承之间存在较⼤的间隙时，将会引起轴⽡变形，并影响轴承的散热性能。对于四剖分轴⽡要按图组对好主轴承，并⽤塞尺检查，下⽡和边⽡接触⾯间不应有间隙。反复提放楔形斜铁，并⽤涂⾊法检查斜铁与边⽡背接触情况。必要时进⾏刮研，使接触⾯平均接触达70%以上。以上⼯作完成后，才能在主轴颈上涂以红铅油，将主轴安装⾄轴承，并旋转主轴再吊离主轴，检查各⽡⼯作表⾯的接触情况。如此反复检查、刮研，直到下⽡与主轴均匀接触达70%以上，边⽡与主轴均匀接触达60%以上，上⽡与主轴均匀接触达50%以上为⽌。检查各⽡⼯作表⾯的接触情况，下⽡承受负荷部分要有900——1200的弧度接触，接触点不⼩于该弧⾯⾯积的70%。轴⽡刮研完毕后，要将油槽开好。
2、簿壁⽡
近年来，在压缩机中采⽤了薄壁精密滑动轴承，就是俗语所说的簿壁⽡，这种轴⽡装配、维护⽅便，使⽤效果也很优良。它的特点是：弹性⼤、导热快、精度⾼。⼜于薄壁⽡具有其⾃⾝的特点，故必须针对其特点进⾏安装。薄壁⽡是相对于厚壁⽡⽽⾔的，即轴⽡的内径对于轴⽡厚度的⽐值较⼩，薄壁蛙⼤多为对开型的，在两半⽡⼝上不放置垫⽚，要靠精密加⼯保证必须的间歇。但轴⽡磨损到⼀定程度后应予更换，为了保证⾈⽡与轴承座贴合紧密，轴承外表⾯半圆周的长度⽐⾈承座孔半圆周的长度稍长。
了解薄壁⽡的特点，才能正确的进⾏安装和检修，以预防出现任何故障。
即第⼀点，由与两半⾈⽡的装配是采取“余⾯⾼度过盈”的⽅式抠紧的，在检测轴与轴⽡间隙前，应按正常情况把紧⽡盖，然后⽤塞尺或压铅法检测。
第⼆点，为了防⽌⼯作时薄壁⽡轴向串动或转动，常采⽤定位折边进⾏定位，或定位销、定位套来定位。
第三点，由于薄壁⽡的基本特性是易于变形适应轴颈，因⽽在⼀般情况下靠加⼯精度保证不需刮研，只在特殊必要时，少量刮研。亦可⽤涂⾊法检查其接触情况。
⼆、主轴就位检查
主轴就位后，对主轴的检查和调整主要包括以下的内容：
奥沙利1、主轴⽔平度
⽤⽅⽔平仪在主轴上平，将主轴每旋转90°测⼀次⽔平度。四个位置所测数值应相等，
允差为0、05mm/m 。对装有悬挂式电机因转⼦重量和电机空⽓间隙的影响，允许主轴向电机⽅向稍⾼，但轴⽡应接触良好。在电动机装于主轴中间位置时，考虑到主轴所产⽣的挠度，这时在主轴颈上⽅的⽔平仪指向两边稍⾼些，但这时轴⽡应接触良好。主轴在轴承座内的位置偏差不能太⼤。
主轴⽔平度不符时要加以调整，⽅法是：
对于双列机⾝的主轴——调整⼀个机⾝的⾼度；
对于多曲拐的主轴——调整机⾝⽔平
重新调整机⾝⽔平时，应拆掉⼆次灌浆的混凝⼟，重新调压缩机底部垫铁。禁⽌使⽤松紧地脚螺栓的⽅法，以防⽌地脚螺栓受⼒不均匀⽽引起松动或拉断事故。
2、主轴与滑道的垂直度检查
将主轴曲拐盘车⾄前后位置，⽤内径千分尺测量由拐颈底部平⾯⾄机⾝中⼼钢丝线中⼼距离e 1、e 2，其差值不应⼤于0、
02mm/m。
3、主轴颈于曲颈平⾏度的检查
将⽔平仪放置在曲拐颈上，每转动主轴90°，检查曲径拐颈于主轴⽔平对照，⼀般不平⾏度允许误差为0、02/100
4、曲拐开度的检查
在多曲拐的曲轴中，⽤内径千分尺在距曲拐边缘15mm处测不同位置开⼝尺⼨，⽐较其差值，即为开度差值。
超过最⼤值时，易引起烧⽡、抱轴磨损等事故，应及时研究处理措施。
三、轴⽡间隙的测量和调整
轴⽡安装后，要有合适的径向间隙和轴向间隙。
颈、轴向间隙作⽤：便于轴件转动时。形成润滑油楔，保证轴承的良好，补偿轴的膨胀和收缩。
间隙⼩时：易发⽣烧⽡、抱轴等事故
间隙⼤时：易发⽣敲击，并发⽣油流散失、⽡衬震裂等事故
间隙不均时：将发⽣过热、偏磨
1、主轴⽡顶间隙的检测⽅法：塞尺法和压铅法
塞尺检测法：直接⽤塞尺从上⽡的两侧插⼊检测。
压铅法：
将上⽡盖及上⽡拆下，在主轴上和两边⽡上放置铅丝，然后装上⽡及⽡盖，均匀对称地拧紧螺栓，随即拆下上⽡盖和上⽡，取出压扁的铅丝，⽤卡尺测量其厚度，就可算出实际的轴⽡间隙。但在检测时，应注意：
（1）铅丝直径不宜过粗，⼀般为规定间隙的1.5—2倍；
（2）沿轴颈表⾯（径向和轴向）放置铅丝的数量视轴承的⼤⼩⽽定，⼀般轴向不少于两处，径向不
少于⼀处。
（3）扣上轴承盖，拧紧螺栓时要均匀对称，拧紧的程度相当于⼯作状态；
（4）⽤精密的卡尺测量铅丝的厚度。
2、为了得到合适的间隙，必须进⾏适当的调整，其⽅法是：
（1）对于四剖分厚壁⽡，增减上⽡和边⽡之间的调整垫⽚厚度。但调整时应注意，两⽡⼝上的垫⽚要等厚；不要加⼊偏垫；不能⽤锉⼑修⽡⼝；每组垫⽚应紧密⽆缝。
（2）对于对开式薄壁⽡，加⼯⽡⼝或更换轴⽡。
（3）为防⽌轴⽡转动或轴向移动，轴⽡盖对轴⽡应有⼀定的压紧⼒。轴⽡的压紧⼒可⽤压铅法测出，其⽅法与测量上⽡间隙相同。
3、压缩机主轴的轴向间隙分两类情况：
（1）⼀般压缩机：在曲轴侧留出轴向间隙0.2—0.3mm，在电动机每侧留出轴向间隙1.5—2.0mm，约相当于每⽶轴长留出1—1.2mm轴向间隙。
（2）对置式压缩机：每列有⼀个曲拐，⼀个⽓缸，列间有中间轴承。为使曲轴轴向定位，采⽤⽌推轴承。装上⽌推轴承的主轴颈通常位于电动机侧，⽌推轴承的两侧各留出相同的轴向间隙（⼀般为0.15—0.25mm），可⽤随机提供的半圆定位铜环插⼊检查。⽌推轴承的另⼀端的轴向间隙约为每⽶轴长留出1mm。
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