空压机工应知应会大纲.doc

生产操作类员工成长路径应知应会题库 生产类空气压缩机工助理操作师、操作师应知应会大纲工种名称：生产类空气压缩机工适用员工类别：生产类空气压缩机工助理操作师、操作师 考试题型：填空题、判断题、选择题、简答题、综合运用题 目录第一部分: 应知应会大纲第一章 空气压缩机工助理操作师与操作师应知大纲21.1、职业道德1.2、工程热力学基础知识1.3、压缩空气系统概述1.4、螺杆式空气压缩机1.5、离心式空气压缩机1.6、空气压缩机的运行操作第二章 空气压缩机工助理操作师应会大纲33第三章 空气压缩机工操作师应会大纲35第二部分: 知识点综合运用 第四章 第四章 空气压缩机工助理操作师应知应会大纲知识点综合运用374.1、空气动力学基础知识4.2、压缩机的运行特性与供气调节4.3、压缩空气的净化4.4、自用空气压缩机的简单工作原理第五章 第五章 空气压缩机工操作师应知应会大纲知识点综合运用585.1、空压机潜在事故分析5.2、空气压缩机的维护保养5.3、空气压缩机运行常见问题解决举例5.4、选择空压机的基本准则第三部分: 应知应会样题 第六章 空气压缩机工助理操作师应知应会样题69（另附）第七章 空气压缩机工操作师应知应会样题69（另附）第一部分: 应知应会大纲第一章 生产类空气压缩机工助理操作师与操作师应知大纲1.1、职业道德1、遵守法律、法规和公司、分厂及车间有关规定。2、爱岗敬业，具有高度责任心。3、严格执行工作程序、工作规范、工艺文件和安全操作规程。4、工作认真负责，团结合作。5、爱护设备及工具、夹具、刀具、量具。6、着装整洁，符合规定。7、保持工作环境清洁有序，文明生产。1.2、工程热力学基础知识工程热力学主要研究热能转变为机械能时的工作情况，气动技术的工作介质压缩空气正是靠这种转换来做功的。掌握工程热力学有关基础知识，对于学习气动技术是十分必要的。1.2.1、基本概念1、温度温度是表示物体冷热的程度。从分子运动论观点看，温度是分子热运动平均动能的标志，温度愈高，分子的热运动平均动能愈大。绝对温度：是用绝对零度作为基点来解释的温度。基点零度为华氏零下459.67度或摄氏零下273.15度。绝对零度是指从物质上除去所有的热量时所存在的温度或从理论上某一容积的气体缩到零时所存在的温度。冷却温度差：是确定冷却器的效率的术语。因为冷却器不可能达到100的效率，我们只能用冷却温差衡量冷却器的效率。冷却温度差是进入冷却器的冷水或冷空气温度和压缩空气冷却后的温度之差。国际上常用的温度单位有以下三种： .摄氏温度（），国际通用标准。在标准大气压下，取水的冰点为 0 ，沸点为 100 。 .华氏温度（），主要用于美、英国家。在标准大气压下，取水的冰点为 32 ，沸点为 212 。 .热力学温度（或称开氏温度） ( K ) ，国际通用标准。以273.15为零度（0K），单位符号为K，单位名称为“开尔文”。水的冰点为 273 . 15K , 沸点为373 . 15 K。 三种温度的换算关系如下：摄氏温度（）=热力学温度（K）273.15 摄氏温度（）=5/9华氏温度（）32 2、热量热量是物体内部分子所具有的能量变化的一种度量，如果分子运动的动能增加，反映出温度升高。用符号 Q 表示，单位是 J 。1kg水温度升高1所需的热量，与1kg其他物质温度升高1所需的热量不相等。工程上常用比热容来说明物质的这一特征。1kg 物质温度升高 1 时所需的热量，叫该物质的比热容，用符号 c 表示，其单位为 kJ / kgK （千焦耳公斤 K ）。用比热容来计算某一过程的吸热量或放热量较为方便。如mkg物质，比热容为c，温度由t1升到t2，其吸热量为： Q=mc（t2-t1） 应当指出，气体的比热容并非常数，而与温度、压力有关，例如空气在1at，-160时，比热容为0.244；在12at，-160时比热容为0.364。即在压力高，温度低时比容值有所增加。通常情况下，比热容受压力的影响不大，往往可以忽略；而受温度影响则较显著，应予考虑。所以换热器中，空气从30降到-172比热容己不再是常数，应求出其平均值。3、功 个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，我们说这个力对物体做了功，功等于力的大小和位移的乘积：W=FS。压缩气体推动活塞作功W，等于气体对活塞的作用力F与活塞移动的距离（行程）的乘积（SF），即W=FS。若活塞上的压力为P，活塞面积为A，则W=FS =PAV（V为气体膨胀增加的体积）；若气缸内气体为mkg，则每千克气体所作的功为：w=PV/m。在法定单位中，功的单位是J，1J=1Nm。4、内能物质（气体或混合气体）由分子组成，这些分子总是在不停地运动而具有动能，分子间还因有作用力存在而具有势能。物质内部具有的动能和势能（各种能量）之和叫做物质的内能，量的符号用U表示。能的单位和功的单位相同都是 J （焦耳）。功和能是两个密切联系的物理量。外力对物体做功的过程，实质就是能从一种形式转化为另一种形式的过程。也就说，功是能的转化的度量。功可以改变物体的内能。但是做功并不是改变物体内能的唯一形式。没有做功而使内能改变的过程叫做热量传递。做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，它们都可表示物体内能的变化。所以热量表示物体内分子能的全部，而温度只表示分子运动的强弱。5、压力单位面积上所承受的垂直作用力称为压强，在工程中习惯称为压力。分子运动论把气体的压力看作是气体分子撞击容器内壁的宏观表现。压力用绝对压力和相对压力两种方法表示，绝对压力是以绝对零压（即绝对真空）为基准，相对压力是以大气压为基准来衡量的。 相对压力由一般压力表测得，又称为表压力，两者之间的关系为： 绝=大气表 当绝对压力低于大气压时，习惯上成为具有负压，并将绝对压力低于大气压的数值，称为真空度，即 真空 大气 绝 在法定单位制中，压力的符号为 P ，单位名称为“帕斯卡”，单位符号为 Pa。各种压力单位及其换算见下表。5、比容与密度单位质量的气体所占有的容积称为比容，其量的符号为v，单位符号为 m3 / kg 。单位容积中的气体质量，称为气体的密度，其量的符号为 ，单位符号为 kg / m3。密度与比容互为倒数。6、压缩性与膨胀性流体体积随压力增大而减小的性质称为压缩性。流体体积随温度升高而增大的性质称为膨胀性。液体的压缩性和膨胀性很小，一般称为不可压缩流体；气体在压力和温度变化时其压缩性和膨胀性较大，密度随着变化，所以将气体称为可压缩流体。1.2.2、热力学定律7、热力学第一定律热力学第一定律就是能量不灭和能量转换定律：即热是能量的一种形态，能量不能自行产生和消灭，只能从一种形态转变为另一种形态。机械功可以转变为热能，热能也可以转变为机械功。热可以变成功，功也可以变成热，一定热量的消失时，必定会产生一定量的功，消耗一定量的功时，必出现与之对应的一定量的热。即W+Q=U。假设 Q 是转变为机械功的热量，L 是由此热量而做的功，则热力学第一定律可用以下简单公式表示： Q = AL 式中 A 为功的热当量， A = 1J / Nm。 8、热力学第二定律克劳修斯于1850年提出了完整的热力学第二定律：“热不可能自发地、不付代价地从一个低温物体传给另一个高温物体”。热能从低温传向高温的过程或热能转化为机械能的过程，是不会自发进行的，必须同时有其他一些过程，如机械能转化为热能的过程，或热能从高温传向低温的过程，或工质膨胀的过程同时进行。1.2.3、理想气体的基本知识9、理想气体实验证明，不同气体遵守上述三个公式的范围是不同的，可以假设一种在任何情况下完全符合上述三个公式的气体存在，这种气体称为理想气体。根据分子运动论分析，所谓理想气体，就是指这样一种假想的气体，其分子本身不占有体积，分子之间没有相互作用力。实际上理想气体是不存在的，它只是实际气体的近似描述，其近似程度与气体状态及种类有关。如空气、氮气、氢气等，在压力不太高，温度不太低时，它们的性质近于理想气体性质，可作为理想气体看待。10、气体的基本定律气体定律是表示在气体状态发生变化时，气体的基本状态参数 p 、 v 、 T 三者之间的关系。在压力不太高（与大气相比），温度不太低（与该气体的液化温度比）时，做一系列气体性能实验后发现： 玻义耳马略特定律一定质量的气体，当温度不变时，气体各状态下的绝对压力 p 与比容 v 成反比（即玻义耳马略特定律），称为等温过程。即pV =常数，或P1V1P2V2= 盖吕萨克定律一定质量的气体，当压力不变时，气体在各状态下的比容 v 与绝对温度 T 成正比（即盖吕萨克定律），称为等压过程。即 v / T 常数，或v 1/ T1v 2/ T2 查理定律一定质量的气体，在容积不变的条件下，气体温度越高，压力越大，气体在各状态下的绝对温度与绝对压力成正比（即查理定律），称为等容过程。即PT =常数，或P1T1=P2T2 11、理想气体状态方程根据上述三个关系式，可得到理想气体在状态变化时，压力 p 、温度 T 、比容 v 之间的关系，理想气体状态方程为： p v = RT 式中 R气体常数，对于干空气 R = 29 . 97 kgf m/kgfK 。12、绝热过程气体在状态变化过程中，与外部无热量交换的过程称为绝热过程，如果空气压缩机气缸里的活塞运动速度极快，气缸里被压缩的气体来不及与外界交换热量，便可看作是绝热变化。 13、多变过程在实际工作中所遇到的气体工作介质，如压缩机中的空气，在状态变化过程中，或多或少的都有热的授、受，既非等温也非绝热。这种变化过程称为多变过程，可有下列公式表示： PVn 常数 多变指数 n 的值，包括到之间的所有的变化。等压过程 n =0 ；等容过程 n =；等温过程 n = 1；绝热过程 n = k 。1.2.4、混合气体的性质混合气体的性质，取决于组成混合气体的各组分含量。比如空气中其主要成分是氮和氧，它们的含量基本不变，因此，在一般情况下，可把空气看成单一气体，当混合气体的各组成气体为理想气体，则混合气体也适用于理想气体各有关定律。14、分压和分容积一个由多种气体组成的混合物，假设使混合气体中各组分气体单独分开，并使温度和容积都保持混合气体的容积和温度，这时各组分气体的压力称该组分气体的分压力。道尔顿定律对于理想的混合气体，各组分气体的分子运动是相互不干扰的，所以混合气体对容器壁所显示的压力，应该等于各组分气体分压力之和。设 p 为混合气体的压力， Pl 、P2、P3 Pn。分别为各组成气体的分压力，则 p = Pl P2P3 十Pn 这就是道尔顿定律，又称为混合气体分压定律。假使把混合气体各组分单独分开，并使压力和温度都保持原来混合气体的压力和温度，这时各组成气体应该有的容积，称为该组成气体的分容积。设 V 为混合气体的总容积， Vl 、V2、 V3 Vn 为各组分气体分容积，则 V = Vl + V2+ V3 十 + Vn 道尔顿定律推论对理想气体的混合气体，根据道尔顿定律，可以推导出一个很重要的结论，在温度不变条件下，可写出以下关系式： piv = pvi 即Pi = （vi v ）P yip 或 yi=vi / v = p i/ p 式中 yi表示各组成气体的容积百分数。混合气体的总压力乘以每种组分的容积百分数，就是该组分在混合气体中的分压。当混合气体总压力一定时，组成混合气体的分压力和其体积成分成正比，或者说，各组成混合气体的体积成分等于它的分压力与总压力之比。15、质量百分数与容积百分数混合气体的组成一般用质量百分数与容积百分数来表示。质量百分数即衬昆合气体中某一组成气体的质量占混合气体总质量的百分比。设各组成气体的质量分别为 ml 、 m2 、 m3 ，则混合气体的总质量为 m = mlm2十m3， m 1 / m 、m2m 、m3m 就是各组成气体的质量百分数。1.2.5、空气的性质16、空气的组成实验测定，干燥空气的平均组成如下表所示。且各组成部分之间的比例，在地球的任何地区几乎是恒定不变的。干燥空气的组成组成及符号体积重量组成及符号体积重量氧 O220.9323.1氪 Kr1.8010-4310-4氮 N278.0375.06氙 Xe0.0810-40.410-4氩 Ar0.9321.286氢 H20.510-40.03610-4二氧化碳CO20.030.046臭氧 O3(0.010.02)10-40.210-4氖 Ne(1518)10-41210-4氡 Rn610-13氦 He体积(4.65.3)10-4重量0.710-4由此可见，空气中主要成分是氧、氮和氩。在一般情况下，近似认为空气中含有20.9%的氧和的79.1%氮。这样把空气称为氧和氮的二元系统。在精确计算中，因为空气中含有的20.9%氧、78.1%的氮和0.932%的氩。这时把空气称为氧、氮、氩三元系统。在不考虑空气的化学性质时，可以把空气看成单一物质，其分子量为28.96，则1千克摩尔空气为28.96公斤。空气中除了含有氧、氮和氩外，还含有氖、氦、氪、氙气体。这些气体（包括氩）在内气中含量极少，在自然界中不易得到，所以称它们为稀有气体。由于这些气体的化学性质稳定，又有“惰性气体”之称。此外因地区条件的不同，空气中还含有少量的（不定量的）水蒸气、二氧化碳、乙炔等气体及机械杂质。16、空气的性质在常温下空气是无色、无味、透明的气体。大气层中因有臭氧（o3）存在，而呈现天兰色。在1大气压下，空气的液化温度为-191.35（81.8k），气化温度为-194.35（78.8k）。在1个大气压下，将空气冷却到-213（60.15k）时，则变成固体。使气体转变为液体的温度称为液化温度。液化温度与压力有关，气体的压力越小，其液化的温度越低，反之亦然。但是，对每一种气体来讲都有着一个温度，大于这个温度时，无论在任何压力下也不能使这种气体液化，这个温度称为气体的临界温度，其压力称为临界压力。空气的临界温度为-140.63（即132.52k），也就是说空气必须在低于-140.63的温度时才可能液化，这也就是用分馏塔分离空气的方法，我们把它叫做深冷空气分离法的原因。由空气及各组分的主要物理参数可见，在1atm时氧的沸点90.17k（-182.98），氮的沸点77.35k（-195.80），两者的沸点相差的13。氩的沸点为87.291k（-185.86），它介于氧和氮沸点中间。低温液化精馏法就是利用氧、氮沸点不同把空气分离为氧气和氮气。显然氩气在精馏中，将会影响氧和氮的纯度。空气是目前工业化分离中制取氧、氮气的原料，空气是最廉价、是取之不尽，用之不竭的原料。人的生命和动植物的生长也离不开空气。1.2.6、湿空气的性质17、湿空气的组成干空气和水蒸气的混合物叫作湿空气。通常所提到的空气都是指湿空气，绝对干燥的空气在自然界是不存在的。由于空气中水蒸气分压很小，因此，湿空气可作理想混合气体处理。湿空气中的水蒸气含量没有固定的比例，它随同天气的变化和水蒸气的来源情况而经常改变。要想知道湿空气的组成，首先要知道空气的湿度和相对湿度，然后再由饱和水蒸气的参数表查得该温度下空气中饱和水蒸气的含量，即可求得湿空气中水蒸气的含量多少。湿空气经压缩、干燥等过程时，干空气量是不变的，而其中的水蒸气量可能改变、也可能不变，因此，计算湿空气的热力性质时，采用 1kg 干空气作为单位量。18、湿空气的特性 饱和湿空气在一定温度条件下，如果空气中水蒸气的含量超过某一限量时，空气中就会有水滴析出来，将这种状态下的湿空气称为饱和湿空气，相应的水蒸气分压力称为该温度时的饱和水蒸气分压力。 绝对湿度r 指 1m3 湿空气中所含水蒸气量，在数值上等于水蒸气分压力 PH2O 。和湿空气温度下的水蒸气密度之比。 相对湿度指湿空气中实际所含水蒸气量和同温度下饱和湿空气所含水蒸气量 rs 之比，即式中 Ps 为相同温度下饱和水蒸气分压。 含湿量 d 1kg 干空气所含水蒸气量，单位为 g / kg 。 干球温度和湿球温度用通常温度计测得的湿空气温度称为干球温度 t ，用湿纱布包住温度计的温包所测得的湿空气温度称为湿球温度 t 。饱和湿空气的干、湿球温度彼此相等，不饱和空气的干球温度高于湿球温度，因而可利用干湿球温度差来求湿空气的相对湿度。 露点湿空气在一定压力下冷却到某一温度时，水分开始从湿空气中析出，这个温度称为露点，在数值上等于湿空气中水蒸气分压下的饱和温度。在该压力下的露点称为压力露点，工艺上有时将压力露点转换为大气压力下的露点，也称常压露点。空气的动力学特性是由空气的压力、温度及水蒸气含量决定的。因此，工业上采用这三个尺素定义了标准空气：指在海平面的大气压力下（即0.1013 MPa）、温度为 20 、相对湿度为 36%、体积为 1 立方英尺（即 0.025317 m3）的空气，英制表示为 scf。1.3、压缩空气系统概述1.3.1、压缩空气基础知识1、压缩的基本概念分为绝热压缩和等温压缩。其中绝热压缩是一种在压缩过程中气体热量不产生明显传入或传出的压缩过程。在一个完全隔热的气缸内上述过程可成为现实；而等温压缩是一种在压缩过程中气体保持温度不变的压缩过程。2、压缩比的基本概念压缩比（R）是指压缩机排气和进气的绝对压力之比。例：在海平面时进气绝对压力为0.1MPa，排气压力为绝对压力0.8MPa。则压缩比：R= P2/P1=0.8/0.1=8。多级压缩的优点有节省压缩功、降低排气温度、提高容积系数，而对活塞压缩机来说，降低气体对活塞的推力。3、压缩空气的定义空气具有可压缩性，经空气压缩机做机械运动使本身体积缩小，压力提高后的空气称为压缩空气。4、压缩空气的广泛应用及其原因压缩空气是仅次于电力的第二大动力能源，其用途几乎遍及工农业、交通运输、国防、甚至生活中的各个领域。 按使用压缩空气的目的，大致分为以下几类： 作为动力：空气经压缩后可作为动力，以驱动各种风动机械及风动工具，以及控制仪表和自动化装置，具有无毒、无害、安全、适合冲击性的优点，一般采用净化空气。 助燃气体：例如玻璃熔化及玻璃加工均用普通压缩空气作为助燃剂。 吹扫、反吹：如用普通压缩空气吹扫玻壳。 使气体液化：气体经压缩，冷却和膨胀便能液化。例如，空气分离制氧、氮等。 压缩空气在工业在广泛应用的主要原因如下：贮存：按需要容易地贮存大容量的压缩空气；设计和控制简单：作用气动元件属于简单设计，因而容易地适合较简单控制的自动系统；运动的选择：气动元件易于实现无级调速的直线和回转运动；压缩空气产生系统：由于气动元件价格合适，整套装置费用较低，而且气动元件寿命长，所以维护费用较低；可靠性：气动元件有很长的工作寿命，所以系统有很高的可靠性；恶劣环境适应性：压缩空气很大程度上不受高温、灰尘、腐蚀的影响，这一点是别的系统所不能及的；环境干净：气动元件是清洁的，以及有特殊的排出空气处理方法，对环境污染少；安全性：在危险地处不会引起火灾，若系统过载执行元件只会停车或打滑。5、压缩空气的分类按压缩空气的质量，可以分为普通压缩空气和净化空气。普通压缩空气是指未经过净化处理的压缩空气；净化空气是指经过干燥、除尘、除油等净化处理的压缩空气，也叫仪表空气。在电子企业中，对压缩空气的净化程度要求比较高，尤其是用压缩空气作为动力源及产品的冷却源等时，空气中含有过量的油、水或灰尘，会使设备机构失灵、产品质量下降或报废，所以一般选择无油润滑的压缩机并经过严格的净化处理。 另外按压缩空气的压力等级，压缩空气可以分为：低压、中压、高压、超高压压缩空气。分类标准如下表：低压1.0MPa高压10100MPa中压1.010MPa超高压100MPa6、压缩空气的质量指标 压力气动机械设备的工作压力一般为 0.71.2 MPa ，仪表控制用的工作压力为 0.40.7 MPa , 所以动力气源一般按 0. 7 MPa 送出，且不得低于正常供应压力的20。 露点气源不能含有过多水份，否则水蒸气一旦遇低温冷凝析出水滴（即结露），会使气缸、管路和仪表生锈，降低工作可靠性。气源中含湿量的控制应以在工作压力下的气体不结露为原则。净化空气的大气压力露点一般控制在40以下，普通压缩空气的大气压力露点控制在 10或0以下，在寒冷地区，应根据当地最低气温确定压力露点值后换算为大气压力露点。 粉尘用于动力气的气源，都必须经过净化处理。在净化装置后的过滤器出口处，空气含尘粒径不应大于 3m 。气动控制内部的气路通道有的只有微米级（m ) ，如果气源中夹带的粉尘直径稍大一点，会造成堵塞，不能正常工作，甚至失灵，影响生产。 含油量油分的存在对仪表的影响十分严重，如果油分进入仪表，由于油脂粘附在仪表附件和管路上，清除很困难。而且油分可以使灰尘聚集起来，堵塞节流孔和管路损坏部件。因此，用于仪表供气的气源装置，送出的仪表空气中，其油分含量应控制在 8 10一6以下，电子企业一般要求 100无油。 污染物仪表空气中绝对不允许吸入有害性和腐蚀性杂质和粉尘。1.3.2、空气压缩机分类和性能比较7、空气压缩机的种类压缩机是一种用于压缩气体借以提高气体压力的机械，它的种类很多，单介绍空气压缩机的分类。用途极广。空气压缩机的种类很多，按工作原理可分为容积型压缩机和速度型压缩机。容积型压缩机的工作原理是压缩气体的体积，使单位体积内气体分子的密度增加以提高压缩空气的压力；速度型压缩机的工作原理是提高气体分子的运动速度，使气体分子具有的动能转化为气体的压力能，从而提高压缩空气的压力。容积式压缩机它是使气体直接受到压缩，从而使气体容积缩小，压力提高的机械。根据运动部件运行方式的不同分为往复式和回转式，往复式又分为活塞式和膜式，回转式又分为滑片式、螺杆式和转子式。 速度式压缩机又叫动力式压缩机，它首先使气体获得很高的速度，然后让气体停滞下来，使动能转化为位能，即使速度转化为压力，速度式压缩机又分为轴流式、离心式、混流式三种。具体分类如下图：常用的罗茨风机就是转子式中一种，其工作原理为：由一近乎椭圆形的机壳与两墙板包容成一个气缸，机壳上有进气口和排气口，一对彼此以一定间隙相互“啮合”（因为有间隙实际并不接触）的纺锤形转子，通过一对同步齿轮传动在气缸内等速反向旋转，借助于两转子的“啮合”使进气口与出气口相互隔开，在旋转过程中无内压缩地将气缸容积内的气体从进气口推移到排气口，以达到强制排气的目的。另外压缩机按所达到的排气压力可以分为鼓风机、低压、中压、高压、超高压压缩机，如下表：名称压力（ M Pa )中压压缩机1 . 0 10鼓风机 0 . 3高压压缩机10 一 100低压压缩机0 . 3 一 1 . 0超高压压缩机 100压缩机还可以按照容积流量分为微型、小型、中型、大型压缩机，如下表：名称容积流量(m3/ min)名称容积流量(m3/ min)微型压缩机1中型压缩机1060小型压缩机110大型压缩机608、压缩机性能特点比较 下表为空气压缩机站常用压缩机的性能比较：1.3.3、空气压缩机技术参数、组成和选用9、压缩机技术参数大气压力及进气压力空气压缩机经进气过滤器将空气吸入，大气压力指环境周围空气的压力，进气压力指压缩机入口前的压力，即进气过滤器出口的压力，两者之差即入口阻力。入口阻力用以反映进气过滤器脏污程度以及管路压力损失，在容积流量相同时进气压力降低，排气压力也降低。一般情况下，进气压力的变化及其影响不大。不同地区的海拔不同，大气压力有所不同，我国青藏高原约0.06MPa，东北地区约为0.1016MPa。排气压力压缩机排气压力是指最终排出压缩机的气体压力。已成型的压缩机的排气压力是由排气管网决定的占管网中的压力仅仅取决于压缩机在该压力下排入管网的气量与用户所耗的气量是否平衡。若两者平衡则压力稳定；若两者不平衡则压力改变。当排入量大于消耗量时，管网中压力上升，并达到新的平衡后，即在此高压下稳定。压缩机铭牌上所标的排气压力，一般为允许的最大排气压力。压力比在压缩单元排气口压力与进气口压力之比即称为压力比。由于一个压缩单元中提高气体压力是有限的，因此，为了得到某个一定的压力，压缩机往往由许多级组成。进气温度空气压缩机在保证有足够的容积流量的前提下的级的入口最高温度，一般为 36 。排气温度国家标准规定，采用水冷时，每级的排气温度 160 。但无油螺杆机一般低于 200 。冷却水温度用于换热器的冷却水入口温度，一般不超过 34 。容积流量是指单位时间内测得压缩机排出气体的体积核算到进气条件下的数值，在国外及我国旧的国家标准中称为排气量，由于压缩机的进气条件不同，使压缩机实际供气量发生变化，常用的表达方式有： 标准状态：20 、0.1 MPa （绝）的干燥空气，部分国外公司如 AtlaS CoPco公司采用此标准，表示单位为：标准立方英尺每分钟（ SCFM ）。 常态 ：0 、0.1 MPa （绝）的干燥空气，表示单位为：常态立方米每小时（ Nm3 / h ) . 实际状态：35、0.098 MPa （绝）、 60 % RH 的空气，表示单位为：实际立方米每小时（ Am3 / h ）。 实际入口状态：35 、0.097 MPa（绝）、80 % RH 的空气，特别表示在空气压缩机进气过滤器后的状态，表示单位为：入口立方米每小时（Im3 / h）。具体的制造厂家或用户往往以上述的其中一种方式作为自己的标准。对于上述常态 ( Nm3 / h ) ，也称为标准状况，是国家标准中的设计条件。 功率功率指单位时间内所做功的大小，压缩机的功率可分为有效功率、轴功率和原动机功率，单位为瓦或千瓦。有效功率是指单位时间内通过压缩机的流体所获得的功率，也就是压缩机的输出功率。原动机传递给压缩机轴上的功率称为轴功率，因为在压缩机内部有各种损失，因而轴功率不可能完全传给流体，所以有效功率始终小于轴功率。由于压缩机运转时可能出现超负荷情况，所以原动机的配套功率通常选择得比轴功率大一些。效率有效功率与轴功率之比称为总效率，用符号表示。转速转速指压缩机的转轴每分钟的转数，用符号 n 表示，单位为转每分，写做 r / min 或 rpm。10、空压机主要部件压缩机主机进气阀精密油气分离滤芯：有效降低压缩空气中的排气含油量和机组功耗。油过滤器：滤除润滑油中的杂质，确保润滑油清洁延长压缩机使用寿命。电脑液晶显示控制器：微电脑智能监控系统，全自动化运行，中文显示，轻触式按键。11、空气压缩机的选择 空气压缩机的选择主要依据气动系统的工作压力和流量。 气源的工作压力应比气动系统中的最高工作压力高20%左右，因为要考虑供气管道的沿程损失和局部损失。如果系统中某些地方的工作压力要求较低，可以采用减压阀来供气。空气压缩机的额定排气压力分为低压、中压、高压和超高压，可根据实际需求来选择。1.4、螺杆式空气压缩机螺杆式压缩机的分类很多，本章重点介绍电子行业常用的无油螺杆式空气压缩机。1.4.1、无油螺杆式空气压缩机的工作原理1、螺杆空气压缩机的工作原理螺杆式压缩机属于容积式回转压缩机。一对阴、阳转子（即螺杆）和“ co ”字型的机壳组成一个压缩单元，见下图。利用一对螺杆在机壳内的回转运动来造成螺旋状齿型空间的容积变化，以进行气体的压缩。阴转子的齿沟相当于活塞压缩的气缸，阳转子的齿相当于活塞。由阳转子带动阴转子做回转运动。使二者相互啮合的空间容积不断变化，将气体吸入，经过压缩至一定压力后排出。一台螺杆压缩机可由几个压缩单元组合，分级压缩，来达到所需要的输出压力和流量。 2、螺杆式压缩机的工作循环螺杆式压缩机的工作循环可分为吸气、压缩和排气三个过程，随着转子旋转，每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环。为简单起见，这里只介绍其中的一对齿。吸气过程（如下图，a表示吸气过程即将开始；b表示吸气过程中；c表示吸气过程结束) 所研究的一对齿用箭头标出，阳转子有四个齿，按逆时针方向旋转，阴转子有六个齿沟，按顺时针方向旋转。图中的转子端面是吸气端面。机壳上有特定形状的吸气孔口，如图中粗实线所示。图a 示出吸气过程即将开始的转子位置。在这一时刻，这一对齿前端的型线完全啮合，且即将与吸气孔口连通。随着转子开始运动，由于齿的一端逐渐脱离啮合而形成了齿间容积，这个齿间容积的扩大，在其内部形成了一定的真空，而此齿间容积又仅与吸气孔口连通，因此气体便在压差作用下流入其中，如图b 中阴影部分所示。在随后的转子旋转过程中，阳转子齿不断从阴转子的齿槽中脱离出来，齿间容积不断扩大，并与吸气孔口保持连通。从某种意义上讲，也可以把这个过程看成是活塞（阳转子齿）在气缸（阴转子齿槽）中滑动。吸气过程结束时的转子位置如图c 所示，其最显著的特征是齿间容积达到最大值，随着转子的旋转，所研究的齿间容积不会增加。齿间容积在此位置与吸气孔口断开，吸气过程结束。压缩过程（如下图，a表示压缩过程即将开始；b表示压缩过程中；c表示压缩过程结束、排气过程即将开始) 图中的转子端面是排气端面，机壳上的排气孔口如图中粗实线所示。在图中，阳转子的旋转方向为顺时针方向，阴转子的旋转方向为逆时针方向。 图 a 示出压缩过程即将开始的转子位置。此时，气体被转子齿和机壳包围在一个封闭的空间中，齿间容积由于转子齿的啮合就要开始减小。随着转子的旋转，齿间容积由于转子齿的啮合而不断减小。被密封在齿间容积中的气体所占据的体积也随之减小，导致压力升高，从而实现气体的压缩过程。如图b 所示。压缩过程可一直持续到齿间容积即将与排气孔口连通之前，如图c所示。排气过程（如下图，a表示排气过程中；b表示排气过程结束) 齿间容积与排气孔口连通后，即开始排气过程。随着齿间容积的不断缩小，具有排气压力的气体逐渐通过排气孔口被排出（图a）。这个过程一直持续到齿末端的型线完全啮合（图b）。此时，齿间容积内的气体通过排气孔被完全排出，封闭的齿间容积的体积将变为零。排出的气体可进入下一级压缩单元进一步压缩以提高压力或直接送出。1.4.2、无油螺杆式空气压缩机的结构无油螺杆式空气压缩机的结构无油螺杆式空气压缩机组主要由空气系统、传动系统、润滑系统、冷却系统、安全保护系统、监控系统等组成。这六部分构成一个完整的机组，相互协调，才可以保证机组正常运转，达到压缩空气的目的。其系统示意图如下图：3、无油螺杆空气压缩机的六大系统空气系统如下图所示，无油螺杆空气压缩机的空气系统是由1入口过滤器、2、5入口消音器、3入口蝶阀、4一级压缩单元、6出口止回阀等组成。入口过滤器主要是防止空气中灰尘和杂质进入压缩单元，堵塞或损伤压缩转子，过滤器芯一般用滤纸和金属网等做成。过滤器芯应定期进行清洗或更换（或根据入口阻力指示情况随时更换），因为过滤器太脏时，入口阻力增大，相对地一级压比提高，压缩机气量减小，效率下降。消音器一般都是用来消除高速气流流过管道时产生产的高频尖叫声。止回阀是保证气流只能朝一个方向流动。即当压缩机出口压力大于系统压力时，止回阀自动打开，气体由压缩机出口流向系统，输送给用户，当压缩机停运或卸荷时，压缩机出口压力低于系统压力，在止回阀弹簧力与系统压力的作用下，止回阀关闭，使系统气体不能倒流入压缩机中。但是当止回阀漏气时，压缩机停机后，从系统倒流入压缩机的气体会使压缩机倒转。这时不能轻易开启压缩机，以免开机时瞬时冲击致使电机过载。压缩单元是压缩机组的关键部件，由1增速齿轮、2轴封组件、3阳转子、4、轴承、5同步齿轮、6平衡活塞、7阴转子组成，如下图所示。通过对转子受力情况的分析，阳螺杆在运转时承受的轴向推力较大，为减轻止推轴承的负荷，对其驱动齿轮采用较大的倾角，或在其上装设平衡活塞，将压力油或者气体引入平衡缸作用于平衡活塞，以期抵消大部分轴向推力。阴螺杆的受力情况与阳螺杆基本相同，所不同的是阴螺杆受的轴向推力较小，一般不用设置平衡活塞。在无油螺杆式空气压缩机中，同步齿轮的任务是传递约等于总扭矩的 10的阴转子扭矩，另一方面保证螺杆齿面之间的无接触运转。因此，同步齿轮的齿面间隙必须确实小于螺杆齿间的齿面间隙。传动系统常见的螺杆机驱动方式如下图所示。对于无油螺杆压缩机，其转子齿顶速度通常在 50100 m/s 之间。采用电动机驱动时，对于频率为50Hz 的电网，电动机最高转速为 3000r / min ，这往往不能满足无油螺杆压缩机转子齿顶速度的要求。所以，在压缩机和原动机之间需增设增速装置。双级无油螺杆压缩机的相互配置，最为流行的为上图中d 所示。这种方案不仅可使两级转子都具有最佳的齿顶速度，还具有结构紧凑和制造方便等优点。润滑系统无油螺杆压缩机中的润滑油始终不与被压缩气体接触，其作用是润滑和冷却轴承、轴封、同步齿轮和增速齿轮等零部件。润滑油要求选用加入抗泡沫剂、防腐蚀和减磨剂的矿物油，如汽轮机油等，一般不采用价格较高的合成油。润滑系统包括齿轮油泵，水冷式油冷却器及全流量油过滤器等。油泵的出口油压超过最大允许值后，油泵出口处的旁通阀打开，油经管路返回油槽，这样就能保证油系统油压始终维持在一定范围内。一定的油位，既能保证油泵不吸入空气，更重要的是它能保证润滑油有足够的沉淀时间，使油中所带的杂质充分沉淀，所以必须定期检查油位，补充损耗的润滑油。冷却系统螺杆压缩机的冷却系统一般均为水冷式。无油螺杆压缩机的压缩单元气缸通常制成双层壁结构，夹层内通以冷却水，以保持气缸和转子的尺寸和间隙不变，而不是为了冷却气体。在每级压缩完后，有专门的冷却器冷却压缩空气，以降低气体温度，提高机组效率，同时在降低气体温度的同时，使压缩气体中所含大量水分冷凝。为了使润滑油保持一定的粘度，防止高温氧化，脱碳等，所以润滑油也需要冷却，另外，润滑油经冷却后，能更多地带走润滑表面的热量，使润滑效果更好。压缩机在停止运转后，担心因冷却器管路泄漏而使压缩机进水或者冬天冻结，必须将机器中的冷却水排放干净。安全装置在压缩机运转过程中，为防止异常的高压、高温等对设备及人身造成不必要的伤害，在压缩机及管路上都设有安全保护装置。 为了保护压缩机一级超压以及为保护后冷却器及高压侧，在压缩机的每级出口管路上般都安装安全泄压阀。 压缩机停运时，为防止系统的压缩空气由主管道倒流回来，故在压缩机出口管路上设有止回阀。 为了防止异常空气高温，油压高所引起的故障，在相应位置安装了压力开关和温度开关作为保护。监控系统螺杆压缩机机组的监控系统作用如下： 为了防止机组在不正常的工况下运行； 为了适应不断变化的运行工况，自动调节机组的容积流量等参数，并控制机组的起动和停机；一旦机组运行于不正常的工况时，监控系统应及时控制机组停机，并记录有关故障信息。监控系统目前的发展已由早期的采用常规压力表、温度计等仪表，监测重要的状态参数，并用开关、继电器、接触器等元件控制机组运行，发展到了利用传感器、调节器等工业自动化仪表技术，采用 PLC 、单片机、工控机甚至人工智能技术为控制核心的时代。1.5、离心式空气压缩机1.5.1、离心式压缩机的基本工作原理1、基本工作原理在离心压缩机中，由于气体在工作轮里的离心力的作用获得动能，在工作轮以后的扩压器和蜗壳等渐扩通道流动时转变为压力能，使气体压力得到提高。下图为离心压缩机的简图。气体经吸气室由工作轮中间流进，经叶片之间的通道沿半径方向甩出来，再经扩压器和蜗壳流出机外。一个工作轮及其相配合的固定元件称为“压缩机级”简称为“级”。当压缩机要获得较高压力时，采用多级压缩机，就是将气体分在若干级中进行压缩，压到某一压力时先引到冷却器中进行冷却，降低气温之后再继续压缩，根据冷却的次数多少可将压缩机分成几个段，一个段可以包括几个级，也可仅有一个级，段与段间的冷却器称为中间冷却器。采用多级压缩，可以节省压缩功，可以降低排气温度。（下图离心压缩机简中1为蜗壳、2为扩压器、3为叶片）1.5.2、离心式空气压缩机的结构2、两大基本结构每个压缩级分成两大基本部分：旋转部件和固定部件。旋转部件 工作轮在离心压缩机中，气体只有在工作轮中增加了能量，即增加了压力，提高了速度。因此工作轮是离心压缩机最重要的一个组成部分。按照叶片出口部分的弯曲方向将工作轮分为三种形式：令向与工作轮旋转方向一致的称为前弯叶片式，弯向与工作轮旋转方向相反的称为后弯叶片式，叶片出口方向与工作轮半径方向一致的称为径向叶片式。工作轮在结构上一般是由特殊的高级铸造不锈钢经精密加压铸造一次成型。带有轮盖的，称为闭式工作轮。不带轮盖的称为开式工作轮。下图所示的三种工作轮，a为后弯叶片式；b为径向叶片式；c为前弯叶片式，其中前两种属于闭式，后一种属于半开式。根据叶片与轮盖表面的角度，分为二元叶轮、三元叶轮。二元叶轮比较简单，叶片垂直于轮盖表面，三元叶轮的叶片比二元叶轮更向入口延伸，与轮盖表面形成倾斜的角度，使气流与叶片角度得到密切配合。离心式压缩机一般采用半开式后弯或径向三元流叶轮，从而获得较高的级效率。转子结构离心压缩机的转动部分称为转子，转子一般由轴、工作轮、小齿轮、推力盘等组成。精密研磨的小齿轮在大齿轮的驱动下使转子高速旋转。推力盘是将剩余的轴向推力通过油膜作用在止推轴承上，它除了承受转子轴向推力之外，推力盘还确定了转子相对于固定元件的位置。根据产品的不同分为单轴单叶轮与单轴双叶轮的结构。固定部件 吸气室吸气室的作用是将气体从进气管或中间冷却器引入叶轮，并使气流在进入叶轮时流速分布均匀。 扩压器气体经过工作轮提高了压力同时增加了速度，在工作轮出口处气体的绝对速度是很高的。因此，为了使这部分动能转变为压力能，在工作轮后面一般均设置扩压器。扩压器实质上就是一个扩压通道，它的流通截面逐渐扩大。工作轮出口气体速度愈大，扩压所起的作用也就愈大。扩压器按结构可分无叶扩压器、叶片扩压器、直壁扩一压器等几种类型。 由于扩压器的叶片是相对静止的，常将工作轮又称为动叶轮。 蜗壳蜗壳的作用是把扩压器后面或工作轮后面的气体汇集起来，引到压缩机外面，使它流向压缩机气体的输送管道或流到冷却器去进行冷却，此外，在汇集气体的过程中，由于蜗壳外径的逐渐增大和流通面积的渐渐扩大，使气流得到降速扩压。1.5.3、传动系统3、传动系统离心式空压机普遍采用水平剖分的齿轮箱结构，传动系统由中间大齿轮带动两个增速齿轮，从而驱动两根轴上的一、二、三级叶轮， COOPERC8 系列、 ATLASZH 系列、 ELLIOTPAP 系列离心式空压机的结构均类似，下图所示为 ATLASZH 系列的结构，其中大齿轮转速 2950r / min ，一级转速 26000r / min ，二、三级转速 36000r / min 。在压缩机设计和制造时，已经选了与其匹配的电动机，电动机是将电能转化机机械能的机械设备，经常使用的为三相鼠笼式异步电动机，当电机启动时，会产生 47 倍的额定电流，同时使电源系统的电压降低，即启动转距较小。为了降低对电源的影响，减小对电动机的发热及电磁冲击，往往采用降压启动的方式，即在电机起动初期给定子绕组加上部分电压，从而电流较小，在接近全压时加上全电压，实现启动，由于启动转距减小，必须要求空压机空载。一般情况下，压缩机空载的转矩是全载的 15%20 % ，电动机采用 65 电压的降压启动，其转矩为额定转矩的 42 % ，从而既保证低电流又能驱动压缩机达到全速。为了保证启动过程中的空载，控制系统采用“负载延迟”，即规定在压缩机完全启动后才允许入口导叶打开带载，电动机启动时间一般为 20 秒，负载延迟时间一般为 25 秒到 60 秒。三相鼠笼式异步电动机是一种结构简单，经济实用的电动机，常用在速度为 3000r / min , 并且不要求调速的压缩机中，其结构为：安装在外壳上的定子绕组在电源的作用下产生交变磁场，与轴一体的鼠笼式转子感应出电流并在磁场中受力旋转，两者通过气隙实现电一磁一力的转化，辅助部分有轴承、风扇、隔音罩等。三相鼠笼式异步电动机的机械特性曲线比较平，在设定的额定点附近运转速度