活塞式制冷压缩机PPT课件

1、活塞式制冷压缩机2 一 活塞式制冷压缩机的工作过程1.压缩过程 将制冷剂的压力提高。当活塞处于最下端位置1-1（称为内止点或下止点）时，活塞移动到2-2位置时，开始排气。制冷剂在气缸内从吸气时的低压升高到排气压力的过程称为压缩过程。2.排气过程 制冷剂进入冷凝器。直到活塞运动到最高位置3-3（称为外止点或上止点）时排气过程结束。制冷剂从气缸向排气管输出的过程称为排气过程。3.膨胀过程 将制冷剂的压力降低。直至气缸内气体的压力降至稍低于吸气腔内气体的压力，即将开始吸气过程时为止，此时活塞处于位置4-4。活塞从3-3移动到4-4的过程称为膨胀过程。4.吸气过程 从蒸发器吸入制冷剂。活塞从位置4-4

2、向下运动时，吸气阀开启，低压气体被吸人气缸中，直到活塞到达下止点1-1的位置。此过程称为吸气过程。组成机体（曲轴箱）气缸活塞吸、排气阀片曲轴连杆机构活塞式压缩机有以下特点： 因为是往复运动，转速不宜太高； 气缸工作腔有余隙容积； 气缸工作腔必须设置吸、排气阀，使吸、排气过程产生阻力损失； 结构复杂，零部件多； 往复式压缩机不允许吸气带液。二 活塞式压缩机的结构六个系统： （1）运动系统：曲轴、活塞连杆组件、联轴器等； （2）配气系统：阀板、气阀弹簧等； （3）密封系统：活塞环、油封、垫片、填料等； （4）机体系统：曲轴箱、气缸体、气缸套、盖板等； （5）润滑系统：润滑油泵、滤油器、调压阀等；

3、（6）安全和能量调节系统：假盖、假盖弹簧、安全阀、能量调节装置等。当压缩机发生液击时，可保护气缸不致被破坏。7/17/202258FS10压缩机安全阀：1.72MPa打开，高压气体流回吸气腔。吸气集管，内置滤网缸套凸缘与缸体上部隔板间设有垫片，垫片厚度会改变余隙容积。假盖及假盖弹簧：液击时打开，保护零件。铝制活塞，钢制活塞销，二者过盈配合。单端面机械轴封曲轴设2个曲拐，每个曲拐上连接4个连杆。能量调节机构：根据吸气压力，控制气缸的加载或卸载。曲轴箱可设加热器：防止启动时“奔油” (冬季启动前或停车时间长油温下降，溶入的氟利昂增多。重新启动时压力下降，氟利昂逸出产生大量气泡的现象)7/17/20

4、22缸径：100mm气缸夹角：45454545回油均压孔：使漏入曲轴箱的制冷剂能经该孔被抽走；使吸气中所带的润滑油流回曲轴箱；经此孔抽空压缩机。Y型活塞式制冷压缩机工作图立式活塞式制冷压缩机工作图我国活塞式制冷压缩机的型式及基本参数表 活塞式压缩机气缸布置型式压缩机类型缸 数23468全封闭V型角度式或B型并列式Y型角度式X或V型角度式气缸直径小于70mm的单级半封闭式压缩机Z型直立式Z型直立式或W型角度式V型角度式70mm气缸直径的单级半封闭式压缩机V型角度式或直立式W型角度式扇型或V型角度式W型角度式S扇型角度式开启式100mm气缸直径V型角度式或直立式扇型或V型角度式W型角度式S扇型角度

5、式125mm气缸直径V型角度式170mm气缸直径250mm气缸直径表 压缩机基本参数类别缸径行程转速范围/r/min缸数/个容积排量（8缸）mm最高转速/r/min排量/m3/h最低转速/r/min排量/m3/h半封闭式48、55、621440230、40、50、602、3、47070100018002、3、4、6、81800232.61000129.255182.6101.5开启式10010075015002、4、6、81500565.2750282.670395.6197.812511060012004、6、81200777.2600388.6100706.5353.31701405001

6、00010001525.5500762.3250200500600860028265002355活塞式单级制冷压缩机型号表示方法如下 （1）压缩机型号表示方法：（2）压缩机组型号表示方法：目前国内有些生产厂家仍习惯沿用老的压缩机型号表示方法，即活塞式制冷压缩机的优缺点:优点能适应较广阔的压力范围和制冷量要求；热效率较高，单位耗电较少，特别是偏离设计工况运行时更为明显；对材料要求低，多用普通钢铁材料，加工较易，造价较低廉；技术上较为成熟，生产使用上积累有丰富的经验；装置系统比较简单。缺点因受活塞往复惯性力的影响，转速受限制，不能过高，因此单机输气量大时，机器显得很笨重；结构复杂，易损件多，维修工

7、作量大；由于受到各种力、力矩的作用，运转时振动较大；输气不连续，气体压力有波动。活塞式制冷压缩机的结构 活塞式制冷压缩机的结构：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。活塞式制冷压缩机主要由工作腔部分、机座部分及辅助系统(润滑、冷却、仪表控制、安全放空等)等三大部分组成 观看活塞机整体图活塞式制冷压缩机的结构机体 机体：包括气缸体和曲轴箱两部分，一般采用高强度灰铸铁（HT20-40）铸成一个整体。它是支承气缸套、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。气缸采用气缸套结构，安装在气缸体上的缸套座孔中，便于当气

8、缸套磨损时维修或更换。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,主轴颈与曲轴销足够的耐磨性。故曲轴一般采用40、45或50号优质碳素钢锻造。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气体做功。连杆包括连杆体、连杆小头衬套、连杆大头轴瓦和连杆螺栓。 连杆体在工作时承受拉、压交变载荷，故一般用优质中碳钢锻造或用球墨铸铁（如QT4010）铸造，杆身多采用工字形

9、截面且中间钻一长孔作为油道。十字头十字头是连接活塞与连杆的零件，它具有导向作用。十字头与活塞杆的连接型式分为螺纹连接、联接器连接、法兰连接等。螺纹连接结构简单，易调节气缸中的止点间隙。但是调整时需转动活塞，且在十字头体上切削螺纹时，经多次拆装后极易磨损，不易保证精度要求。故这种结构常用于中、小型压缩机上。不在十字头体上切削螺纹，而采用两螺母夹持固定的结构，可用于大、中型压缩机。联接器和法兰连接结构，使用可靠，调整方便，使活塞杆与十字头容易对中。但结构复杂笨重，多用在大型压缩机上。 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

10、可变的工作容积，以实现吸气、压缩、排气等过程。 活塞-活塞可分为筒形和盘形两大类。活塞的材料一般为铝合金或铸铁活塞销-活塞销是用来连接活塞和连杆小头的零件，在工作时承受复杂的交变载荷。活塞环-活塞环包括气环和油环。汽环的主要作用是使活塞和气缸壁之间形成密封，防止被压缩气从活塞和气缸壁之间的间隙中泄漏；油环的作用是布油和刮去气缸壁上多余的润滑油。活塞式制冷压缩机的结构活塞环活塞环为一圆环，环周上有一处切口，切口形式菜直口、斜口与搭口。斜口斜度为45度。活塞环的材质常用灰铸铁或合金铸铁。填料函一般设置在双作用的气缸上，其主要目的是为了防止气缸内被压缩的气体从活塞杆方向泄漏至缸外。它是由多组密封填料

11、组成的密封组合件，它的密封功能大多数是借助气缸内外压差力使用权填料产生自紧以及自身的结构特点得到。填料函的结构有平面型和锥形填料两种；平面填料函的结构形式有三瓣或六瓣组成，每组环的外圆上由拉抻弹簧抱紧，以使各瓣间或填料与活塞杆间有良好的接触。活塞式压缩机的结构气缸气缸是活塞式制冷压缩机工作部件中的主要部分。根据压缩机不同的压力、排气量、气体性质等需要，应选用不同的材料与结构型式。基本要求是：应具有足够的强度与刚度；应具有良好的冷却、润滑及耐磨性；应尽可能地减少余隙容积和气体阻力；应有利于制造和便于检修；应符合系列化、通用化、标准化的“三化”要求，以便于互换。 一般说来，工作压力低于60105P

12、a的气缸用铸铁制造；工作压力在(60200)105Pa的气缸用稀土球墨铸铁或铸钢；更高压力者用碳钢和合金钢锻造。与活塞外圆相配合的气缸(或缸套)的内壁表面称为工作表面(也称镜面)。为增加气缸耐磨性和密封性，工作表面的加工要求较高，一般表面粗糙度Ra不大于0.4m 活塞式制冷压缩机的结构气缸根据气缸的冷却方式，可分为风冷和水冷两种。风冷式气缸一般用于小型低压移动式压缩机。它的结构简单，重量轻，靠气缸外所铸环向或纵向散热片强化散热。大部分压缩机的气缸用水冷却，铸铁气缸可铸成有冷却水道的双层壁或三层壁结构。冷却水道包围着气缸工作容积、阀室及填料函。多层气缸冷却效果好，但铸造较困难。 活塞式制冷压缩机

13、的结构气缸气阀在气缸上布置方式对气缸结构有很大影响。布置气阀的主要要求是：通道截面积大，余隙容积小，安装和修理方便。气阀在气缸盖上，其轴线与气缸轴线平行或成角度，称轴向或斜向布置。另一种是气阀配置在气缸体上，气阀轴线与气缸轴线相垂直，称径向布置。再一种是混合布置，常用于双作用气缸，盖侧气阀采用轴向配置，轴侧气阀采用径向或斜向布置，以减小余隙容积和气缸长度 活塞式制冷压缩机的结构气缸气阀 气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气量、功率损耗和运转的可靠性。气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

14、缩、排气等工作过程。气阀的结构 气阀主要由阀座、阀片、弹簧、升程限制器和将它们组为一体的螺栓，螺母等组成。排气阀的结构与吸气阀基本相同，两者仅是阀座与升程限制器的位置互换，吸气阀升程限制器靠近气缸里侧，排气阀则是阀座靠近气缸里侧。环状阀因其阀片为薄圆环而得名阀座与升程限制器上都有环形或孔形通道，供气体通过。阀片与阀座上的密封口贴合形成密封。升程限制器上有导向凸台，对阀片升降起导向作用。 气阀的要求 1 阻力损失小。气阀阻力损失大小与气流的阀隙速度及弹簧力大小有关。气速越高，能量损失越大；弹簧力过大，阻力损失也大，其大小按气阀运动规律的合理性准则设计确定。 2 气阀关闭及时、迅速，关闭时不漏气，

15、以提高机器的效率，延长使用期。 3 寿命长、工作可靠。限制气阀寿命的主要因素是阀片及弹簧质量，一般对长期连续运转的压缩机，希望寿命达8000小时以上；对移动式、短期或间歇运转的压缩机，要求可稍低些。4 形成的余隙容积要小。5 噪声小。6 此外，还要求气阀装配、安装、维修方便，加工容易等。 气阀的材料阀座和升程限制器均受冲击载荷，阀座还承受阀两侧的气体压力差。要求材料耐冲击并有足够强度。阀座和升程限制器的材料可根据气体性质的不同和承受压力差的不同而选择相应的材料。 阀片材料应具有强度高、韧性好、耐磨、耐腐蚀性能。 气阀弹簧一般采用碳素弹簧钢，合金弹簧钢及不锈钢等材料。活塞式制冷压缩机的结构轴封轴

16、封-轴封的作用在于防止压缩气体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。常见的轴密封有填料密封、唇封、迷宫密封、机械密封等形式其原理就是使高压介质在通过密封的过程中逐渐减压，降低介质压差直至压差为零，从而达到密封的效果。轴封图活塞式制冷压缩机的结构润滑系统润滑的作用润滑是压缩机中的重要问题之一，它不仅影响到压缩机的性能指标，而且对压缩机的寿命、可靠性、安全性也直接相关。润滑的作用如下：1)使摩擦表面(即轴与轴承、活塞环与气缸壁等运动部件接触面)被油膜分隔，形成液体摩擦或半干摩擦，从而降低压缩机的摩擦功、摩擦热和零件的磨损，提高压缩机的机械效率，增加压缩机的可靠性

17、和耐久性。2)带走摩擦热，使摩擦表面温度不致过高。3)润滑油充满活塞与气缸的间隙和轴封的摩擦表面之间，增强了密封作用。4)带走磨屑，改善摩擦表面的工作情况。5)压缩机的润滑系统还向能量调节装置供油。活塞式制冷压缩机的结构润滑系统润滑的作用活塞式制冷压缩机的结构润滑系统压缩机润滑系统工作原理主油泵从机体油池吸入润滑油，将润滑油泵入油冷器进行冷却，冷却后的润滑油进入油滤器进行过滤，过滤后的润滑油进入机体下部的主油管，被输送到主油管的油，首先进入主轴承座油道，润滑主轴瓦和曲轴主轴颈；其次进入曲轴油道，润滑连杆瓦和曲轴连杆轴颈；再进入连杆体油孔，润滑连杆小头衬套和十字头销；然后进入十字头销孔，润滑十字

18、头两端衬套和十字头销；最后进入十字头油管，润滑十字头上下瓦和十字头滑道。各部位润滑后的润滑油均返回到机体油池。 润滑方式及润滑系统压缩机的润滑方式可分为飞溅润滑和压力润滑两种类型。飞溅润滑是利用运动零件的机械作用，将润滑油送至需要的摩擦表面，半封闭压缩机就有很多的采用飞溅润滑。一方面在连杆大头下端装设甩油勺，将曲轴箱中的油甩向气缸镜面，润滑活塞与气缸壁之间的摩擦表面；另一方面，在电动机一端的轴上装有甩油盘，将油甩起并收集在电动机侧端盖的集油小室上，通过曲轴中的油道，润滑主轴承和连杆轴承。压力润滑就是设置小型润滑泵通过传动机件或电动机带动，从油池中将润滑油供送到润滑点。 活塞式制冷压缩机的结构润

19、滑系统活塞式制冷压缩机的主要特点：优点：1）适用压力范围广，不论流量大小，均能达到所需压力； 2）热效率高，单位耗电量少； 3）适应性强，即排气范围较广，且不受压力高低影响，能适应较广阔的压力范围和制冷量要求； 4）可维修性强； 5）对材料要求低，多用普通钢铁材料，加工较容易，造价也较低廉； 6）技术上较为成熟，生产使用上积累了丰富的经验； 7）装置系统比较简单；缺点： 1）转速不高，机器大而重； 2）结构复杂，易损件多，维修量大； 3）排气不连续，造成气流脉动； 4）运转时有较大的震动。 活塞式压缩机在各种用途，特别是在中小制冷范围内，成为制冷机中应用最广、生产批量最大的一种机型。活塞式制冷

20、压缩机典型故障及事故分析排气温度不正常 排气温度不正常是指其高于设计值。影响排气温度增高的因素有：进气温度、压力比、以及压缩指数（对于空气压缩指数K1.4）。影响到吸气温度高的因素如：中间冷却效率低，或者中冷器内水垢结多影响到换热，则后面级的吸气温度必然要高，排气温度也会高。气阀漏气，活塞环漏气，不仅影响到排气温度升高，而且也会使级间压力变化，只要压力比高于正常值就会使排气温度升高。此外，水冷式机器，缺水或水量不足均会使排气温度升高。过热故障 在曲轴和轴承、十字头与滑板、填料与活塞杆等摩擦处，温度超过规定的数值称之为过热。过热所带来的后果：一个是加快磨擦副间的磨损，二是过热量的热不断积聚直致烧

21、毁磨擦面以及烧抱而造成机器重大的事故。造成轴承过热的原因主要有：轴承与轴颈贴合不均匀或接触面积过小；轴承偏斜曲轴弯曲、扭；润滑油粘度太小，油路堵塞，油泵有故障造成断油等；安装时没有找平，没有找好间隙，主轴与电机轴没有找正，两轴有倾斜等。活塞式制冷压缩机典型故障及事故分析断裂事故 断裂事故发生的部位主要有：曲轴断裂：其断裂大多在轴颈与曲臂的圆角过渡处；连杆的断裂：连杆螺钉断裂；气缸、缸盖破裂：主要原因：对于水冷式机器，在冬天运转停车后，若忘掉将气缸、缸盖内的冷却水放尽，冷却水会结冰而撑破气缸以及缸盖； 活塞杆断裂。活塞式制冷压缩机典型故障及事故分析活塞杆断裂： 主要断裂的部位是与十字头连接的螺纹

22、处以及紧固活塞的螺纹处，此两处是活塞杆的薄弱环节，如果由于设计上的疏忽，制造上的马虎以及运转上的原因，断裂较常发生。若在保证设计、加工、材质上都没有问题，则在安装时其预紧力不得过大，否则使最大作用力达到屈服极限时活塞杆会断裂。在长期运转后，由于气缸过渡磨损，对于卧式列中的活塞会下沉，从而使连接螺纹处产生附加载荷，再运转下去，有可能使活塞杆断裂，这一点在检修时应特别注意。此外，由于其它部位的损坏，使活塞杆受到了强烈的冲击时，都有可能使活塞杆断裂。 活塞式制冷压缩机典型故障及事故分析燃烧和爆炸事故 有油润滑压缩机中往往产生积碳问题，因为积碳不仅会使活塞环卡在槽内，气阀工作不正常以及使气流信道面积减小增加阻力，而且在一定的条件下积碳会燃烧，导致压缩机发生爆炸事故。因此，气缸中的润滑油不能供给太多，不能让没有经过很好过滤，含有大量尘埃的气体吸入气缸，否则形成积碳