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压缩机技术问答:
【1】什么叫压缩机?
答:压缩机是一种压缩气体提高气体压力或输送气体的机器,叫压缩机又叫压气机和压风机、各种压缩机都属于动力机械,能将气体体积缩小,压力增高,具有一定的动能,可作为机械动力或其他用途。根据所压缩的气体不同,称空气压缩机,氧气压缩机、氨压缩机、天然气压缩机等等。
【2】压缩机有什么用途?
答:随着国民经济的飞跃发展,压缩机在工业上应用极为广泛。压缩机因其用途广泛而被称为“通用机械”。根据压缩气体的使用性质不同的特点可分下列几种:
1.压缩空气作为动力:
驱动各种风动机械,风动工具排气压力为7~8公斤/平方厘米,用于控制仪表及自动化装置,压力约为6公斤/平方厘米,车辆自动,门窗启闭,压力为2~4公斤/平方厘米,制药业,酿酒业中的搅拌,压力为4公斤/平方厘米,喷气织机中的纬纱吹送压力为1~2公斤/平方厘米,中大型柴油机的启动压力为25~60公斤/平方厘米,油井的压裂,压力为150公斤/平方厘米,“二次法”采油,压力约为50公斤/平方厘米,高压爆破采煤压力约为800公斤/平方厘米,国防工业中的压力压缩空气为其动力。潜水艇的沉浮,鱼雷的射击及驱动以及沉船的打捞等等,都以不同的压力压缩空气为其动力。
2.压缩气体用于制冷和气体分离:
气体经压缩、冷却、膨胀而液化,用于人工制冷(冷冻冷藏及空气调节等)如氨或氟利昂压缩机。其压缩压力多为8~12公斤/平方厘米,这一类压缩机通常成为“制冷机”或“冰机”。另外在液化的气体若为混合气时,可在分离装置中,将各组份分别地分离出来,得到合格的各种气体。如空气液化分离后能得到的纯氧、纯氮、和纯的氙、氪、氩、氦等稀有气体。
3.压缩气体用于合成及聚合:
在化学工业中,气体压缩至高压,有利合成及聚合。例如氮氢合成氨,氢与二氧化碳合成甲醇、二氧化碳与氨合成尿素等。化学工业中,例如高压聚乙烯的压力达1500~3200公斤/平方厘米。
4.压缩气体用于油的加氢精制:
石油工业中,用人工方法把氢加热,加压后与油反应,能使碳氢化合物的重组份裂化成碳氢化合物的轻组分,如重油的轻化,润滑油加氢精制等。
5.气体输送:
用于管道输送气体的压缩机,视管道长短而决定其压力。送远程煤气时,压力可达30公斤/平方厘米。氯气装瓶压力为10~15公斤/平方厘米,二氧化碳装瓶压力为50~60公斤/平方厘米。
【3】压缩机是怎样分类的?
答:压缩机按结构形式的不同分类如下:
按其原理可分为:往复式(活塞式)压缩机、回转式(旋转式)压缩机(涡轮式、水环式、透平)压缩机,轴流式压缩机,喷射式压缩机及螺杆压缩机等各种型式,其中应用最为广泛的是往复式(活塞式)压缩机。
【4】活塞式压缩机怎样分类?
答:活塞式压缩机分类的方法很多,名称也各不相同,通常有如下几种分类方法:
(一)按压缩机的气缸位置(气缸中心线)可分为:
(二)按压缩机气缸段数(级数)可分为:
(三)按气缸的排列方法可分为:
(四)按活塞的压缩动作可分为:
(五)按压缩机的排气终压力可分为:
(六)按压缩机排气量的大小可分为:
(七)按压缩机的转速可分为:
(八)按传动种类可分为:
(九)按冷却方式可分为:
(十)按动力机与压缩机之传动方法可分为:
【5】什么叫增压压缩机和循环机?
答:一般化工流程中需要用高压压缩机来进一步压缩压力数倍于大气压的气体,进而使气体压力更加增高,这种压缩机叫做增压压缩机。循环机也是增压压缩机一种,也称循环泵,它的作用是将进气压力在50~1000表压的气体再提高,10~50表压,用以克服系统中的阻力弥补循环系统内气体压气降。循环的特点是:它在较高压力下工作,然而压缩比却是很小的,而且压缩后的气体温度不高,所以一般循环机无冷却水套。
【6】什么叫大气压?
答:包围着地球的空气叫大气,空气受重力的作用包围着整个地球。空气的重量,产生对物体的压强简称大气压,空气是由极微小的气体分子组成的,具有一定的体积和重量,当压力为一大气压,温度为273度K时,1立方厘米的任何气体所含的分子数为2.683×1019个。我们之所以没有感觉出大气有压力是因为身体内外都有空气,而使内外两边的压力互相抵销了,就好比一张绷在架子上的薄纸,用一个手指头轻轻一顶就会穿一个大洞,但如果纸的两面都用手指顶住,则用很大力气也不致损坏的道理一样。对物体所产生的压力约每平方公分受一公斤的力,所以我们把大气的压力说成一个大气压。
【7】什么叫表压力?
答:一般压力表上所指出的气体压力,并不是代表气体的真实压力,而为超出大气之压力值,也就是说没有把大气压力计算在内。指示压力是以大气压力为零算起的。也叫指示压力或计压力。简称表压。表压力=绝对压力-大气压力。
【8】什么叫绝对压力?
答:表压力加上大气压力就是绝对压力。它以绝对真空为零算起的。
绝对压力=表压力+大气压力
绝对压力=大气压力-真空压力
绝对压力在计算中用P表示。
【9】什么叫真空?
答:容器内气体压力低于大气压力时,即产生真空,也称负压。完全没有任何物资的空间(即真空度达到100%被称为绝对真空这是很难达到的)。
通常能760毫米水银柱(在0度)为标准刻度。若所指示出来的容器低于大气压力的读数,叫真空度。真空度上所指出的压力值(真空度)是为容器内气体压力较大气压力为低的压力差值,又称为真空压力或低压力。容器内的大气压力越低意味着真空度越高;返之容器内的大气压力越高(不超过1个大气压),则意味着真空度越低;如果容器内的气体压力与大气压力相等,那么真空度为零,则表示没有真空。
【10】温度的高低与压缩机的关系怎样?
答:物体冷热的程度,叫做温度。我们从能量守恒定律中知道功与热是可以互相变换的,压缩机各处温度的增高是从机械摩擦功、压缩功中转换而来的。例如轴瓦组合不当或润滑不良就会增大摩擦功,并以热的形式交换耗散,于是轴瓦的温度就升高,甚至会烧毁轴瓦,所以根据压缩机各处温度的高低就可判断出机器质量的好坏。
环境温度及油温高、低对压缩机有以下几点影响:
但是,温度也不能过低,若冷却水温度低于0度就会冻结而影响冷却水的循环,甚至冻坏机器。润滑油温度过低就会使油的粘度奕大而妨碍润滑。若温度过低内燃机也不易起动等等。因此,我们从温度的变化情况来判断压缩机工作是否正常,并将各处温度控制在规定范围内,以保持设备的正常运转,这是压缩机操作人员应该掌握的重要环节。
【11】湿度高低与压缩机有什么关系?
答:空气的湿度是随空气状态的改革的,在空气受压缩时,其温度上升,相对湿度则降低;当压缩后的空气膨胀,空气的温度下降,其相对湿度增大,并通常将有水份自其中析出。若空气中含有水份过多,对压缩机有如下影响:
【12】清洁度和压缩机有什么关系?
答:空气中由于风的作用,总是含有不同程度的尘埃和其他杂质,如果空气中灰砂杂质含量过多,对压缩机有相当的危害性。危害性有下列几点:
所以,在空气或其他气体进入压缩机之前必须经过装设有滤清器的设备以防灰尘杂质进入气缸中,防止相对滑动件有急剧增大的磨损,也能防止润滑油的氧化。
【13】压缩机的余隙容积是怎么回事?
答:由于压缩机结构、制造、装配、运转等方面的需要,气缸中某些部位留有一定的空间或间隙,将这部分空间或间隙称为余隙容积。(又称有害容积或叫存气)。
压缩机在以下几个部位存在着余隙容积:
气阀本身所具有的容积,如伐座的通道、弹簧孔等(通道容积所占比例最大,环形间隙其值甚微)压缩机的余隙容积,有的是结构上的需要,有的是难以避免的。如活塞运动到排气终了位置时,其端面与气缸端面之间的间隙,主要是考虑到以下几个因素:
有关气阀到气缸容积的通道所形成的余隙容积,主要是由于气阀布置所难以避免的。
在压缩机工作时,余隙容积使进气阀吸入的气体体积减少了,相应排气量降低了,所以在设计气缸时,要预先考虑到余隙容积对排气量的影响。设计压缩机时,在考虑到生产率、制造、装配和安全运转等情况下,应尽量使余隙容积小些。但有时为了调整活塞力,相应加大些余隙容积,这在设计对动式压缩机时,也是经常碰到的。
【14】怎样提高压缩机的排气量?
答:提高压缩机的排气量(输气量)也就是提高输出系数,通常采用如下方法:
【15】压缩机中为什么对排气温度限制很严格?
答:对于有润滑油的压缩机来说,若排气温度过高时,会使润滑油粘度降低,润滑油性能恶化;会使润滑油中的轻质馏分迅速挥发,并且造成“积炭”现象。实践证明,当排气温度超过200℃时,“积炭”就相当严重能使排气阀座和弹簧座的通道以及排气管阻塞,使通道阻力增大;“积炭”能使活塞环卡死在活塞环槽里,失去密封作用;如果静电作用也会使“积炭”发生爆炸事故,故动力用的压缩机水冷却的排气温度不超过160℃,风冷却的不超过180℃。
【16】机体产生裂纹的原因有哪些?怎样检查?
答:机体产生的裂纹常见的原因是:
检查方法有如下几种:
在设备条件较好的修理厂,水压检查是在专门设备--水压试验器上进行的。在设备条件较差的单位,有的是用普通手压水泵改制简易设备。检查时,先将机体或缸头的水管接头设法堵住,只把其中一个水管接头用橡皮管与水泵出水口连接起来,机体上平面应选用尺寸相当的专用盖板,使冷却水不能外溢。然后打开开关压动水泵,使水进入冷却水套。待开关出水后再将开关关闭,继续压动水泵,使压力表指针达3-4个大气压时即停止供水。这时,可仔细查看机体,缸头的上下内外有无漏水或渗水的现象。
【17】怎样用焊接法修理机体、缸头的裂纹?
答:机体、气缸、气缸盖等发生裂纹,如果发生在内部,而且强度要求很高的地方,一般是用焊接方法进行修复。
用电焊焊接气缸缸头和机体时一般不需要预热。焊接前其他准备工作与气焊焊接前的准备工作相同。所用焊条最好是铜铁组合焊条,(铜心铁皮,或铁心铜皮,或铜丝铁丝捆扎成束)外敷涂料。为防止电焊的部位在焊接后产生内应力或翘曲,每焊一段要用小锤从焊道两侧轻轻向中间敲打;同时趁焊道红热时,用凿口锤轻打焊道,以清除焊渣。这样,能使金属结构紧密,并防止产生气孔。如裂纹过长时,必须分段间隔焊补。每段焊补长度按工件厚度而定,一般以20-30毫米为宜。待距离焊道约70毫米处冷却到用手触摸时,再焊一下段。如裂纹过深,可采用多层堆焊的方法,这样焊的焊料对先焊的焊料能起回火的作用。
在裂纹用气焊或电焊修补好之后,再进行一次水压试验,焊补的部位不漏水,便认为合格。
【18】为什么气缸会早期磨损?
答:气缸的早期磨损属于非正常的磨损,而拉缸属于局部严重磨损和咬蚀都为事故磨损,其原因如下:
(一)、制造方面:
1、气缸(或气缸套)制造质量不佳,或表面粗糙;
2、连杆与曲轴不垂直(连杆或曲轴弯曲);
3、活塞中心与端面不垂直;
4、活塞的环槽歪斜;
5、活塞环弹力过大或表面硬度过高(含三元磷共晶体);
6、活塞销座中心与活塞中心不垂直;
7、曲轴端隙过大;
8、活塞环工作开口量(开口间隙)过小;
9、活塞肖装配不好偏磨气缸;
10、活塞与气缸之间间隙过小;
11、气缸的金相组织不符合要求,应是小片或索氏体状的珠光体。不允许有自由结构的碳化物。
(二)、使用维修方面:
1、机油泵压力不足使气缸得不到很好的润滑;
2、润滑油牌号不对;过浓或过稀;
3、润滑油使用过久含有机械杂质末及时更换;
4、曲轴箱加油口无滤油设备或设备不良使空气中的尘土进入曲轴箱的润滑油中;
5、飞溅润滑的压缩机中,打油杆折断(或油位过低);
6、气缸中冷却不好,温度过高,积炭过多;
7、空气滤清器作用不良,空气带进气缸很多尘土。
【19】连杆常发生的缺陷有哪些?
答:1、在平行于曲轴轴线的平面内及垂直于曲轴轴线的平面内发生弯曲或扭曲变形。前者的弯曲或扭曲弯形将不可避免地要破坏轴承的正常工作,促使轴承及轴颈发生偏磨损甚至迅速报度,同时由于连杆的变形,也会使活塞在汽缸内偏斜,造成局部接触或咬缸现象无法正常运转。
2、连杆小端衬套及大端轴承孔磨损失圆,形成椭圆度锥度。使得与曲轴轴颈或活塞肖(或十字头肖)的配合不紧密,它人之间过大的间隙,严重地影响摩擦生成的热量的传导,导致衬套和轴承的耐磨合金加速磨耗。
【20】连杆螺钉损伤的原因有哪些?怎样检验?
答:连杆螺钉的损伤,包括拉断、伸长、螺纹松动。产生的原因主要有如下几点:
连杆螺钉有无损伤,常用下列方法进行检验:
【21】金属填料函怎样修理?
答:填料函部分的故障大致有二种情况:
如果活塞杆的磨损是由于气缸和活塞的磨损量大或气缸的中心线与机座的中心线不相重合,则可用按下列顺序消除上述原因的方法来解决填料的漏气。
(一)活塞杆的修理步骤:
(1)进行拆卸和清洗填料上的油;
(2)检查直接贴合在活塞杆表面的环的内表面;如果表面上肯有刮伤擦伤和毛面,则按活塞杆进行修整;在良好的状态下,环的工作表面具有光泽并是磨光的;
(3)如果活塞杆的工作部分的磨损很大(大于0.5毫米),则活塞杆需进行车削和研磨;
(4)如果活塞杆表面肯有划痕、擦伤等,可用锉刀修整和人工研磨;
(5)用涂红丹法进行刮削的方法,使环配合于活塞杆的工作表面;
(6)在活塞杆的不工作端或在特制的心棒上进行填料函的预装配;
在预装配时弄清填料函零件相互配合的状况;环和环形体的互相接触的端面应进行研磨;钢环的研磨在平板上用大研磨膏用涂色法检查。
(二)刮削填料环的方法:
(1)活塞杆工作部分涂上一薄层擦拭的红丹油;
(2)将填料环安在杆上来回数次接触研磨;
(3)从活塞杆上将取下,进行刮削,将刮涂有红丹油的地方;
(4)重新在活塞杆上涂色,将环自活塞杆上取下后,重新按颜色来刮削填料环;
(5)当填料环经过数次刮削后,环的整个工作表现上均匀地覆盖有细小的颜色斑迹,则刮削认为合格。
若环对于磨损很大的活塞杆不相适合,必须对活塞杆进行金属喷镀或镀铬修复,使用的心棒应与活塞杆直径一样。因此在运转条件下环内表面的装配必须直接按活塞杆来进行。
【22】引起烧瓦的原因有哪些?
答:通常引起烧瓦的原因有下列几点:
(1)油底壳(或曲轴箱)机油量不足或机油油路不畅通致使润滑不良。
(2)机油压力过低。一般正常机油压力应在1.5~3kg/cm2当机油压力低于0.8kg/cm2,应立即停车检查,否则容易发生烧瓦事故。
(3)轴瓦与轴颈的配合接触面没有达到一定要求。通常接触面积不低于75%,且接触点分布均匀;轴瓦与轴颈的装配间隙过大或过小,以致机油在润滑时无法形成一定的油膜,而产生润滑不良。
(4)轴颈的椭圆度超过一定要求,同样使得机油在润滑过程中无法形成一定的油膜,造成润没有不良。
(5)连杆大端背磨损,而造成轴瓦瓦背无法和连杆大端紧密贴合在一起,而造成连杆轴瓦烧瓦。
(6)轴瓦合金质量不合要求,合金与底瓦没有能完全紧密贴合在一起。
(7)各主轴瓦中心不一致,导致曲轴在主轴瓦内旋转时,有的地方油膜大薄或形成于磨擦,严重时烧瓦。
【23】曲轴产生裂纹或折断是何原因?
答:压缩机的曲轴产生裂纹或折断在一般情况下是很少发生的。出现这种故障的主要原因有如下几点:
【24】曲轴弯曲变形是什么原因?
答:曲轴弯曲变形的原因主要是:
【25】曲轴在什么情况下要进行修理呢?
答:曲轴在使用过程中如果发现下列情况应进行修理;
修理曲轴时,通常是根据具体情况使用手锉、磨床、车床、专用机床或移动机床进行修理。
【26】曲轴产生了裂纹是怎样检查的?
答:曲轴裂纹常发生在曲柄肖与曲柄及曲柄与主轴颈的接合处(危险断面处)。设备条件较好的修理厂是用磁粉探伤机,或超声波探伤仪进行检查。检查时,先把曲轴用探伤机磁化,再用干燥的细铁屑撒在需要检查的部位,同时用小锤,轻轻敲击曲轴,这时注意观察,在铁屑聚积的中间就有清楚的裂纹。
如果缺乏上述设备,也可用锤击法进行检查。要检查前,先清除粘附在曲轴表面的油污,再用煤油浸洗整个曲轴,然后将曲轴的两端支撑在木架上,用小手锤轻轻敲击每道曲柄。曲轴如无裂纹,常发生“锵铿”(金属联贯的尖锐声)的金属声;曲轴如有裂纹,则发生“波,波”(金属不联贯,短促的声音),然后就在这附近容易产生裂纹的部位,用放大镜仔细检查,如发现有油渍冒出的地方,就是裂纹所在。
还有一种检查方法,是将曲轴洗净后,再在曲轴表面均匀地涂上一层滑石粉,然后用手锤轻轻敲曲轴,曲柄如有裂纹,油渍就由裂纹内部渗出而使曲轴表面的滑石粉变成黄褐色。
【27】曲轴弯曲变形是怎样检验的?
答:曲轴弯曲变形后,气缸工作表面即发生偏磨,连杆小头铜套和连杆衬瓦发生过热和早期磨损,曲柄肖磨成锥形。
因此,在压缩机大修,或中修应检查曲轴的弯曲情况,以便及早发现采取相应措施,免得造成更大的损坏。
在检验前,需先将曲轴擦洗干净,放在检验平台的“V”形架上,或用顶针顶住曲轴两端的中心孔将其顶在车床上,然后用百分表进行检验。
检验时,将百分表在测点对准曲轴中间的一道或两道主轴颈,用手慢慢转动曲轴一圈后,百分表上所指示的摆差,即为曲轴的弯曲摆差。
但必须指出,这样测得的结果,还可能有很大的误差,因为它还牵涉到支持在“V”形架上的两道主轴颈和中间一道主轴颈的失圆情况,看看对曲轴的弯曲摆差是否有影响;如果有影响;还要根据情况再对曲轴的弯曲摆差进行调整。中间主轴颈的失圆情况,可用外径百分表或曲轴表测得。
支持在“V”形架上的两道主轴颈的失圆情况,可用百分表通过检查飞轮处这里不发生磨损,测出的失圆情况,在一定程度上,可以代表支持在“V”形架上的两道主轴颈的失圆情况。附带说明一下,轴的弯曲度是指轴的中心线的中部偏离理论中心线的距离与所测的轴长之比。在修理生产中,对具体零件来说,由于零件的长度已经确定了,所以通常是指两者偏移程度。同时,考虑到中工作中的方便,在实际使用中,弯曲度多用弯曲摆差来表示。弯曲摆差为弯曲度的两倍。
【28】怎样提高压缩机气阀的寿命?
答:一般来说压缩机气阀是个重要的部件,也是个易损坏的部件。通常从下列几点来提高气阀的寿命:
如注意空气的清洁、不使润滑油大量进入气阀不使压缩机中的大量水份停留在气阀中、采取适当措施减小管道中气流波动。
【29】压缩机中润滑油消耗过多是什么原因?
答:压缩机润滑油消耗过多主要是下列因素:
1.润滑油太稀(机油温度高,牌号不符要求);
2.润滑油油压过高;
3.活塞、气缸之间的间隙过大;
4.气缸失圆或磨损过大;
5.气缸窜油:
(1)活塞环磨蚀太大失去弹力;
(2)活塞环咬住在环槽中;
(3)活塞环环槽间隙过大;
(4)装错活塞环。
6.曲轴轴承或连杆轴承间隙过大;
7.曲轴箱温度过高或通风不良;
8.用飞溅式润滑法润滑的打油杆过长或曲轴箱油位太高。
【30】压缩机中为什么冬季和夏季不能用相同牌号的润滑油?
答:因为一般润滑油都有一个特点就是在温度高的情况下粘度降低,而在温度低的情况下粘度增高。所以压缩机要根据不同季节(主要是夏季与冬季)也就是根据不同的温度来选择适当的润滑油。我国润滑油的号数越来粘度也越大。因此在有条件的情况下,冬季与夏季所用的润滑油应有区别。在一般压缩机中,气缸--填料部分在夏季用19号压缩机油,冬季用18号压缩机油。曲轴--连杆部分在夏季可用50号机械油。冬季可用30,40号机械油,这样,可使压缩机得到更良好的润滑。一般单作用小型压缩机冬季用13号压缩机油夏季用19号压缩机油。
【31】压缩机采用哪几种润滑方法?
答:根据压缩机结构的特点,可以采用不同的方式进行润滑,有下列几种情况:
【32】润滑油为什么要定期更换呢?
上述杂物在润滑油中容易形成研磨膏类似物,污染润滑油,剧烈地加速机器摩擦表面的磨蚀。因此机器的润滑油在使用过程中若逐渐变质到下列指标就应该更换新油:如缺乏检验设备而无法检查时,每隔2000~3000小时,换一次新油。并仔细清洗给油设备和各润滑点。
【33】压缩机应该定期检查哪些仪表?
答:定期检查压缩机是为了测定压缩机工作质量的好坏。除了日常使用的测量仪表外,另外还须使用下列仪表:
根据各种仪表测度的数据应用有关公式加以运算就可看出压缩机工作质量的好坏。
【34】排气量达不到设计要求是什么原因?如何解决?
答:通常排气量不足的原因有下列几点:
排除方法是:
【35】压缩机的振动会造成哪些危害?
答:压缩机的振动会造成下列的危害:
【36】怎样消除压缩机的振动呢?
答:要消除压缩机的振动一般从以下途径着手:
【37】中间冷却器会出现哪些故障?怎样排除?
答:中间冷却器常见的故障有:
排除方法:
【38】中间冷却器压力下降是何原因?怎样排除?
答:中间冷却器压力下降的原因是:
【39】怎样判断进气阀有故障?
答:正在运转的压缩机,可以根据进气阀的温度不断升高(40℃以上)和气阀的工作声音来鉴别进气阀的故障。有示功仪的,则可通过示功仪来发现。在多级压缩机中,中、高压气缸的进气阀的不严密性,除了其温度升高外,还可以由中间冷却器的压力增高,压缩机的总生产量降低和气缸中压缩气体的初温与终温反常现象来发现之。
【40】一级进气压力上升是何原因,怎样排除?
一级进气压力上升的原因是:由于一级进、排气阀不良,吸气不足,高压气体流入进气管路,进气管通道截面窄小。
排除方法:拆除更换不合格的零部件。彻底紧闭旁通伐(以及注意防止压缩机过载)。