活塞式空压机-是一种往复式空压机中常见的,使用多的一种,其活塞直接接触气体。靠活塞环来密封压缩气体。在气压传动中,通常采用容积型活塞式空气压缩机。这里介绍两种典型结构,用来帮助理解空气压缩机的工作原理。
捷豹空压机(万州办事处)秉持在空气压缩机领域多年的专业制造经验,以不断创新为经营理念,始终为用户提供出色的空气压缩机解决方案。捷豹的活塞式空气压缩机、螺杆式空气压缩机、冷冻式干燥机、吸附式干燥机为客户提供多种出色的空气解决方案。
随着当今社会的不断发展和生产技术水平的不断提高,生产和生活中对螺杆空压机和活塞空压机的分析也日益渐高。因此,积极采用科学的手段,对螺杆空压机和活塞空压机的优缺点进行分析的意义就显得非常重要。
一、螺杆空压机和活塞空压机的概述
随着施工企业的发展,各施工单位对机械设备的性能、环保等方面越来越重视,设备配置也朝着环保、节能的方向发展,本文简要对LS20-150螺杆式压缩机和4L-20/8活塞式压缩机的性能作如下比较分析。
压缩机是以空气为介质的重要动力设备,在国民经济各行业及*建设中应用十分广泛。国内外信息表明,以螺杆式压缩机代替活塞式压缩机,是国际上空气动力用压缩机发展的新趋势。目前美、日及西欧等发达国家的螺杆压缩机市场占有量己达90%以上。九十年代以来,我国通用机械压缩机制造业已经批量、规模化生产螺杆式压缩机,螺杆式压缩机在改善生产条件,降低环境噪声,提高气源质量,**生产正常进行,减少维修时间及费用等诸方面均有着活塞式压缩机无法比拟的优点。
二、螺杆空压机和活塞空压机的工作原理
1、活塞式无油润滑空气压缩机
活塞式无油润滑空气压缩机由压缩机主机、冷却系统、调节系统、润滑系统、安全阀、电动机及控制设备等组成。压缩机及电动机用螺栓紧固在机座上,机座用地脚螺栓固定在基础上。工作时电动机通过连轴器直接驱动曲轴,带动连杆、十字头与活塞杆,使活塞在压缩机的气缸内作往复运动,完成吸入、压缩、排出等过程。该机为双作用压缩机,即活塞向上向下运动均有空气吸入、压缩和排出。
2、螺杆式空气压缩机
螺杆式空气压缩机由螺杆机头、电动机、油气分离桶、冷却系统、空气调节系统、润滑系统、安全阀及控制系统等组成。整机装在1个箱体内,自成一体,直接放在平整的水泥地面上即可,*用地脚螺栓固定在基础上。螺杆机头是1种双轴容积式回转型压缩机头。1对高精密度主(阳)、副(阴)转子水平且平行地装于机壳内部,主(阳)转子有5个齿,而副(阴)转子有6个齿。主转子直径大,副转子直径小。齿形成螺旋状,两者相互啮合。主副转子两端分别由轴承支承定位。工作时电动机通过连轴器(或皮带)直接带主转子,由于2转子相互啮合,主转子直接带动副转子一同旋转。冷却液由压缩机机壳下部的喷嘴直接喷入转子啮合部分,并与空气混合,带走因压缩而产生的热量,达到冷却效果。同时形成液膜,防止转子间金属与金属直接接触及封闭转子间和机壳间的间隙。喷入的冷却液亦可减少高速压缩所产生的噪音。
螺杆式空压机的主要部件为螺杆机头、油气分离桶。螺杆机头通过吸气过滤器和进气控制阀吸气,同时油注入空气压缩室,对机头进行冷却、密封以及对螺杆及轴承进行润滑,压缩室产生压缩空气。压缩后生成的油气混合气体排放到油气分离桶内,由于机械离心力和重力的作用,绝大多数的油从油气混合体中分离出来。空气经过由硅酸硼玻璃纤维做成的油气分离筒芯,几乎所有的油雾都被分离出来。从油气分离筒芯分离出来的油通过回油管回到螺杆机头内。在回油管上装有油过滤器,回油经过油过滤器过滤后,洁净的油才流回至螺杆机头内。当油被分离出来后,压缩空气经过小压力控制阀离开油气筒进入后冷却器。后冷却器把压缩空气冷却后排到贮气罐供各用气单位使用。冷凝出来的水集中在贮气罐内,通过自动排水器或手动排出。
三、螺杆空压机和活塞空压机的优缺点
1、功能方面的比较
(一)、力平衡方面
单螺杆压缩机:螺杆承受的径向和轴向气体力可以自动平衡,星轮齿承受气体力,要求星轮齿具有足够的强度和刚度。双螺杆压缩机:螺杆转子承受较大的径向和轴向气体力,要求螺杆具有足够的强度和刚度。
(二)、制造成本方面
单螺杆压缩机:螺杆和星轮轴承可选用普通轴承,制造成本较低。双螺杆压缩机:由于两螺杆转子负荷比较大,要求选用精度较高的轴承,制造成本较高。
(三)、可靠性和运行成本方面
单螺杆压缩机:单螺杆压缩机的星轮是易损部件,除对星轮材料有较高要求外,星轮还需定期更换,运行成本则高。双螺杆压缩机:双螺杆压缩机中没有易损件,无故障运行时间可达 4 ~ 8 万小时,则运行成本低。
(四)、效率方面
在新机状态下,单螺杆压缩机和双螺杆压缩机的效率基本相同。随着运行时间增加,单螺杆压缩机的星轮磨损将导致气量减少和效率降低。
(五)、噪音和振动方面
单螺杆压缩机和双螺杆压缩机的噪音和振动基本相同。
(六)、加工设备方面
单螺杆压缩机:没有成熟的**加工设备,进而导致产品的性能不是很稳定。双螺杆压缩机:已有成熟的螺杆**铣床和磨床,可确保产品性能稳定。
(七)、操作和维护方面
单螺杆压缩机和双螺杆压缩机的日常操作和维护基本相同。
(八)、适用性方面
单螺杆压缩机:适合用于高排气压力的场合,如高压空气压缩机、制冷压缩机和天然气压缩机等。 由于受到转子刚度和轴承负荷等方面的限制,双螺杆压缩机只能适用于中、低压范围,如动力用空气压缩机、制冷压缩机和低压天然气压缩机等,排气压力一般不能**过4.5MPa 。
2、性能上
(一)、技术上
单螺杆空压机没有双螺杆成熟,没有相关行业标准和国家标准,机器出了故障解释权归空压机生产厂家,双螺杆空压机必须符合国家标准和行业标准GB8542,TB/T6430。 单螺杆空压机通过单螺杆与两个星轮啮合压缩空气,三者直接接触,导致星轮与转子之间的磨擦较严重,(单螺杆星轮的材料是树脂材料因此在星轮与螺杆啮合运行时易磨损,树脂沫混入主机的油里易出现空压机高温、停机)使用时间不长,机头内泄大,排气量降低。双螺杆通过阳阴转子啮合,两转子之间有油膜而不直接接触,磨擦小,排气量不随时间变化而变化。
(二)、 电机上
单螺杆空压机的主电机为普通电机,双螺杆主电机为节能电机,故单螺杆电机轴承磨损严重,增加运行成本。 目前国际*品牌的空压机,都做的是双螺杆空压机,如瑞典的阿特拉斯、日本的神钢、美国英格索兰、等都未采用单螺杆空压机。
(三)、维护成本上
单螺杆空压机虽然采购成本比较低,星轮与转子之间的磨擦较严重,需要换星轮,维修费用、运行成本就自然会很高,否则排气量回损失严重达不到*要求。 双螺杆空压机暂时购买成本虽然问题偏高,但是有较高的机械可靠性、运行平稳、适用性强,这样后期的维护成本就很低,故障率低,也不会影响生产。
螺杆空压机和活塞空压机的优缺点分析作为工程管理的核心工作之一。对工程项目的管理方面具有十分重要的作用。我们必须采用科学的方法用于分析中。
这种结构的压缩机在排气过程结束时总有剩余容积存在。在下一次吸气时,剩余容积内的压缩空气会膨胀,从而减少了吸人的空气量,降低了效率,增加了压缩功。且由于剩余容积的存在,当压缩比增大时,温度急剧升高。故当输出压力较高时,应采取分级压缩。分级压缩可降低排气温度,节省压缩功,提高容积效率,增加压缩气体排气量。
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活塞式压缩机是一种依靠活塞往复运动使气体增压和输送气体的压缩机。属容积型压缩机,又称“往复活塞式压缩机”或“往复式压缩机”。主要由工作腔、传动部件、机身及辅助部件组成。
工作原理
电动机启动后带动曲轴旋转,通过连杆的传动,活塞做往复运动,由汽缸内壁、汽缸盖和活塞**面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞从汽缸盖处开始运动时,汽缸内的工作容积逐渐增大,这时,汽体即沿着进气管推开进气阀而进入汽缸,直到工作容积变到大时为止,进气阀关闭;活塞反向运动时,汽缸内工作容积缩小,气体压力升高,当汽缸内压力达到并略**排气压力时,排气阀打开,气体排出汽缸,直到活塞运动到极限位置为止,排气阀关闭。当活塞再次反向运动时,上述过程重复出现。总之,曲轴旋转一周,活塞往复一次,汽缸内相继实现进气、压缩、排气的过程,即完成一个工作循环。
组成构造
活塞式压缩机主要由机体、曲轴、连杆、活塞组、阀门、轴封、油泵、能量调节装置、油循环系统等部件组成。
1机体
机体包括汽缸体和曲轴箱两部分,一般采用高强度灰铸铁铸成一个整体。它是支承汽缸套、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。汽缸采用汽缸套结构,安装在汽缸体上的缸套座孔中,便于当汽缸套磨损时维修或更换。因而结构简单,检修方便。
2曲轴
曲轴是活塞式制冷压缩机的主要部件之一,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。曲轴在运动时,承受拉、压、剪切、弯曲和扭转的交变复合负载,工作条件恶劣,要求具有足够的强度和刚度以及主轴颈与曲轴销的耐磨性。故曲轴一般采用40、45或50号优质碳素钢锻造,但已广泛采用球墨铸铁铸造。
3连杆
连杆是曲轴与活塞间的连接件,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汽体做功。连杆包括连杆体、连杆小头衬套、连杆大头轴瓦和连杆螺栓。
4活塞组
活塞组是活塞、活塞销及活塞环的总称。活塞组在连杆带动下,在汽缸内作往复直线运动,从而与汽缸等共同组成一个可变的工作容积,以实现吸气、压缩、排气等过程。
5汽阀
汽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汽量、功率损耗和运转的可靠性。汽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、压缩、排气等四个工作过程。
6轴封
轴封的作用在于防止制冷剂蒸汽沿曲轴伸出端向外泄漏,或者是当曲轴箱内压力低于大气压时,防止外界空气漏入。因此,轴封应具有良好的密封性和安全可靠性、且结构简单、装拆方便、并具有一定的使用寿命。
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能量调节装置
能量调节装置在制冷系统中,随着冷间热负荷的变化,其耗冷量亦有变化,因此压缩机的制冷量亦应作必要的调整。压缩机制冷量的调节是由能量调节装置来实现的,所谓压缩机的能量调节装置实际上就是排气量调节装置。它的作用有二,一是实现压缩机的空载启动或在较小负荷状态下启动,二是调节压缩机的制冷量。
活塞式空压机是往复式空压机中的一种,其压缩元件是一个活塞,在气缸内部做往复运动,按活塞同气体。产品有空压机、流水线设备、塑机、风机等。
电动机试运转合格后,准备压缩机组的试运转,活塞式空压机的附属设备与管道的安装按技术要求进行。
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活塞式空压机与螺杆空压机的区别
活塞式空压机
在早期市面上的空压机大多是活塞式的
其基本原理是靠在气缸内做往复运动的活塞
使容积缩小而提高气体压力
基本结构由多个活塞、活塞环、气门阀件、曲轴轴瓦等组成。
而螺杆机是近十几年才进入我国的一项新技术
其相对于活塞机有能耗低,出气品质高,排气压力稳定等显著优势
逐步淘汰了相对运行费用高可靠性低的活塞式空压机。
但螺杆机比活塞机具体优势在哪?
我们先来了解下活塞机和螺杆机的结构及工作原理
1、活塞机的结构:主要由缸体、曲轴、连杆、活塞体、阀门、轴封(对活塞体与缸体内壁进行密封)、能量调节装置(弹簧)、水套(对缸体进行冷却)等部件组成。
活塞式空压机是出现较早的传统式机械空压机
它是由原动机带动曲轴旋转,而曲轴通过连杆与活塞杆相连,连杆将曲轴的旋转运动转换为活塞的往复运动,活塞在气缸内对气体进行压缩。
这种曲柄滑块机构在机械装置中应用很广泛,它是将旋转运动转化为直线往复运动的为简单的结构。
2、螺杆式空气压缩机
螺杆机的结构:是由螺杆机头、电动机、油气分离桶、冷却系统、空气调节系统、润滑系统、安全阀及控制系统等组成。
以下是螺杆机简单结构图
1.阳转子 2.阴转子 3.机体
4.滑动轴承 5.止推轴承 6.轴封 7.平衡活塞
步
空压机通过空气滤器吸入周围的空气,使之进入到压缩主机内。
第二步
阴阳转子通过合运动来改变言机内的容积,同时腔内不断喷油,润滑和冷却螺杆。由此产生了受热后的油气混合物。
第三步
升温升压后的油气混全物通过排气单向阀进入到油气分离器罐。
第四步
主机腔内大多数的油在油气分离器内与压缩空气进行分离,然后经冷却后回到言机循环利用。
第五步
一旦油气分离器内的空气达到需低压力时,小压力阀开启;高温的压缩空气进入后冷却器。
第六步
压缩空气的温度在后冷却器内被冷却下来,得到您所需要的压缩空气。
螺杆机与活塞机的效率与维护PK
活塞机推荐指数
活塞式空压机为往复式运动机构,存在着不可消除的惯性力,因此运行时振动大,噪音高,较大的活塞式空压机安装时需要专门的固定基础。活塞式空压机是往复间断性供气,运行时气流脉动较大.活塞式空压机的气阀、活塞、活塞环、连杆瓦等诸多易损件。这些易损件的磨损和损坏将造成气体压缩时更大的泄漏,终导致效率降低!
螺杆机推荐指数
螺杆空压机为回转式运动机构,平衡性好,其振动小,噪音低,*安装基础,同时也避免了对工作环境的污染。螺杆空压机输气平稳,无气流脉动,能够满足要求较高气量用户需求。螺杆压缩机中不存在影响机器效率的易损件,进行压缩的一对转子并不直接接触,不会出现磨损情况。因此长期连续运行的经济性要远优于活塞式空压机!
电动机的空气间隙检查合格后,装上风扇叶片,拧紧各连接螺栓,将锁紧装置琐牢。