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1、第二章第二章容积式压缩机容积式压缩机往复式压缩机典型结构及工作过程1往复式压缩机的热力性能及动力性能2往复式压缩机的气阀与密封3 往复式压缩机的调节与控制4往复式压缩机的选型与结构实例5菜单6 回转式压缩机第1页/共32页2.2.2 2.2.2 压缩机的动力性能压缩机的动力性能目的：分析各种作用力及力矩，指导压缩机的结构设计，及压缩机基础和减震设计,保证压缩机安全平稳运行压缩机工作时，作用力有哪几种？（1）压缩气体的作用力；（气体力）（2）运动件产生的惯性力；（往复惯性力和旋转惯性力）（3）摩擦力。（往复摩擦力和旋转摩擦力）第2页/共32页气体力的计算（Fg）第3页/共32页(2)惯性力计算
2、往复惯性力：旋转惯性力：活塞运动的速度与加速度 第4页/共32页往复质量和旋转质量往复质量和旋转质量往复式第5页/共32页曲轴曲轴第6页/共32页汽缸汽缸 十字头活塞及活塞杆第7页/共32页十字头十字头 滑道滑道第8页/共32页 连杆的重量分配第9页/共32页曲轴偏心质量曲轴偏心质量（偏心质量向 集中）mc00主轴颈曲柄销曲柄曲拐r第10页/共32页综合质量转化为两部分 旋转运动质量往复运动质量第11页/共32页(a)(a)往复惯性力往复惯性力 I I惯性力=质量x加速度 分解式：第12页/共32页 往复惯性力图：I1I11I第13页/共32页（b）旋转惯性力 Ir 旋转惯性力：Ir=旋转质量
3、向心加速度 当一定时，旋转惯性力大小一定。惯性力方向沿曲柄半径向外，即始终为拉力作用。由于旋转质量都集中在曲轴上，旋转惯性力只发生在曲轴上。旋转惯性力可以用曲轴配重来平衡。I rmr第14页/共32页(3)摩擦力 摩擦力又分为：往复摩擦力和旋转摩擦力。（a）往复摩擦力 RS 往复摩擦力所消耗的功率占总摩擦功率Nm的（60%70%）当=0180，摩擦力为正值，连杆受拉力。当=180 360，摩擦力为负值，连杆受压力第15页/共32页(b)旋转摩擦力 Rr 主要发生在：十字头销、连杆瓦、主轴瓦、轴承等。旋转摩擦力所消耗的功率占总摩擦功率 Nm 的40%30%。旋转摩擦力位于曲轴连杆瓦处，摩擦力方向
4、与转向相反。旋转摩擦力产生旋转摩擦力矩，Mr=Rrr第16页/共32页作用力分析作用力分析(a)综合活塞力：Fp=Fg+FIs+Ffsh第17页/共32页()工作力矩（阻力矩）阻力矩与驱动力矩平衡（理论上）MY=Md (Md：驱动力矩）实际中：MY 阻力矩随气体压力变化而变化，即：Md MY 差值：Md-MY=J.J 全部旋转质量的惯性矩，曲轴的角加速度，第18页/共32页 由于阻力矩非定值，使曲轴的转速出现加速和减速现象，加速时 为正；减速时 为负。则：惯性力矩为 J 值。当：Md MY 时，驱动功富裕，J 为正值，曲轴加速。Md MY 时，驱动功不足，J 为负值，曲轴减速。任何机器的曲轴在
5、旋转中一会儿加速、一会儿减速，破坏轴和轴承，影响电网，必须尽可能的减少这一速度波动。第19页/共32页（）飞轮的惯性矩计算 解决速度波动的最简单有效的方法是加一个飞轮，原理是：增大惯性矩 J，从而降低角加速度。飞轮的惯性矩：G 轮缘部分的质量，kg D 轮缘质心直径，m 速度波动产生的最大动能变化量E 飞轮第20页/共32页平均角速度 由G、D来设计计算飞轮尺寸。加飞轮的目的：解决驱动力矩与阻力矩不均衡问题，使压缩机转速均匀。第21页/共32页（）侧向力矩（侧覆力矩）在十字头与曲轴上各存在一个侧向力 FN，形成了一个力偶MN。两侧向力之间距为 b,侧覆力矩周期性变化，机器自身无法平衡，造成机器
6、震动、摇摆，满载荷、立式机更明显。措施：机体、基础加大，提高稳定性。Fp第22页/共32页（）惯性力平衡 往复式压缩机存在两种惯性力：往复惯性力 I 和旋转惯性力 Ir 旋转惯性力的平衡 旋转惯性力：平衡方法：曲柄反方向加平衡重，质量为 m0，旋转半径 r0 平衡时：平衡重的质量：第23页/共32页往复惯性力的平衡 往复惯性力：平衡方法：采用多列气缸或对称布置气缸来平衡部分惯性力。第24页/共32页多列压缩机惯性力及惯性力矩的平衡多列压缩机惯性力及惯性力矩的平衡在同一曲拐上装几列气缸，配置多列气缸中心线合理的夹角，使一阶惯性力合成为一个常量，可以用平衡重加以平衡。菜单第25页/共32页多列压缩
7、机惯性力及惯性力矩的平衡多列压缩机惯性力及惯性力矩的平衡一个曲轴上设置多个曲拐，每一个曲拐装一列气缸，适当配置各种曲拐的错角和气缸中心线的夹角。第26页/共32页思考题思考题活塞式压缩机为什么会产生振动，如何消除？原因：1 未被平衡的惯性力 2 压缩机供气不连续、气体管路中的压力脉动消除：1 不平衡力 2 气流脉动引起的装置振动，常采用 (1)安装缓冲器（2）设置孔板（3）应用减震器（4）合理安置管道支点，避免直拐角第27页/共32页1、阀座 2、阀片3、弹簧 4、升程限制器2.3.1气阀组件1、阀座 2、启闭元件（阀片）3、弹簧 4、升程限制器PEEK环状阀2.3 往复式压缩机气阀和密封往复式压缩机气阀和密封 进气时，气流需要克服阀片弹簧阻力，进气压力 pp2 同样，阀片颤振，出现压力线波动。p 为克服气门阀片压紧弹簧所需的压力。第28页/共32页气阀的作用是控制气体进入和排出汽缸2.3 2.3 往复式压缩机气阀与密封往复式压缩机气阀与密封压缩机上的进气阀和排气阀都是自动阀即气阀的启闭不是由专门的控制结构控制取决于：气阀两侧的压力差和弹簧的预紧力实现自动及时启闭的。第29页/共32页无计划停车原因统计表气阀活塞杆填料流程工艺活塞环第30页/共32页压缩机阀：环状阀、网状阀、碟形阀、条状阀、直流阀、层环状阀、菌状阀等。第31页/共32页感谢您的观看！第32页/共32页