活塞式空压机组成结构、主要种类、基本特点、工作原理及主要问题
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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。衍生产品有空压机、流水线设备、塑机、风机等。
活塞式空压机基本组成
1 —排气阀 2 —气缸 3 —活塞 4 —活塞杆 5 —滑块 6 —连杆 7 —曲柄 8 —吸气阀 9 —阀门弹簧
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。一为单级活塞式空压机，常用于需要 0 . 3 — 0 . 7MPa 压力范围的系统。单级活塞式空压机若压力超过 0 . 6MPa ，各项性能指标将急剧下降，故往往采用多级压缩，以提高输出压力。为了提高效率，降低空气温度，需要进行中间冷却。为二级压缩的活塞式空压机空气经低压缸后压力由 p 1 提高至 p 2 ，温度由 T l 升至 T 2 ；然后流入中间冷却器，在等压下对冷却水放热，温度降为 T l ；再经高压缸压缩到所需要的压力 p 3 。并由该图可见，进入低压缸和高压缸的空气温度 T l 和 T 2 ，位于同一等温线 12 ′ 3 ′ 上 ，两个压缩过程 偏离等温线不远。同一压缩比 p 3 / p 1 的单级压缩过程为 123 ″ ，比两级压缩偏离等温 12 ′ 3 ′ 远得多，即温度要高许多。且单级压缩消耗功相当于图中面积 613 ″ 46 ，两级压缩消耗功相当于图中面积 61256 和 52 ′ 345 之和，节省的功相当于 2 ′ 23 ″ 32 ′ 。可见，分级压缩可降低排气温度，节省压缩功，提高效率。
主要种类
接触的方式不同，常有一些几种形式：
活塞式空压机-是一种往复式空压机中最常见的，使用最多的一种，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。
立式空气压缩机的气缸中心线与地面垂直，卧式空气压缩机的气缸中心线则与地面平行。原动机（电动机或内燃机）的回转运动经曲 柄连杆机构转换为活塞的往复直线运动。空气压缩机中 的进气、排气过程与液压泵的吸油、压油过程类似。
活塞式空压机一般以排气压力、排气量（容积流量）、结构型式和结构特点进行分类。
1．按排气压力高低分为：
低压空压机 排气压力≤1.0MPa
中压空压机 1.0MPa<排气压力≤10MPa
高压空压机 10MPa<排气压力≤100MPa
2．按排气量大小分为：
小型空压机 1m3/min<排气量≤10m3/min
中型空压机 10m3/min<排气量≤100m3/min
大型空压机 排气量>100m3/min
空压机的排气量指吸入状态自由气体流量。
一般规定：轴功率<15KW、排气压力≤1.4MPa为微型空压机。
3．按气缸中心线与地面相对位置分为：
立式空压机——气缸中心线与地面垂直布置。
角度式空压机——气缸中心线与地面成一定角度（V型、W型、L型等）。
卧式空压机——气缸中心线与地面平行，气缸布置在曲轴一侧。
对动平衡式空压机——气缸中心线与地面平行，气缸对称布置在曲轴两侧。
4．按结构特点分为：
单作用——气体仅在活塞一侧被压缩。
双作用——气体在活塞两侧被压缩。
水冷式——指气缸带有冷却水夹套，通水冷却。
风冷式——气缸外表面铸有散热片，空气冷却。
固定式——空压机组固定在地基上。
移动式——空压机组置于移动装置上便于搬移。
有油润滑——指气缸内注油润滑，运动机构润滑油循环润滑。
无油润滑——指气缸内不注油润滑，活塞和气缸为干运转，但传动机构由润滑油循环润滑。
全无油润滑——气缸内传动机构均无油润滑。
此外还分为有十字头（中小型无油空压机）、无十字头（V、W型低压微型空压机）；
优点：
1.压力范围大；
2.气量调节对压力影响小；
3设备价格低，初投资低；
4.操作方便；
5.使用寿命长。
缺点：
1.设备体积大且笨重；
2.结构复杂、易损件多，维修工作量大；
3.运行时振动和噪声较大，设备安装基础要求高；
4.运行维护费用相对较高。
在气缸内作往复运动的活塞向右移动时，气缸内活塞左腔的压力低于大气压力 p a ，吸气阀开启，外界空气吸入缸内，这个过程称为压缩过程。当缸内压力高于输出空气管道内压力 p 后，排气阀打开。压缩空气送至输气管内，这个过程称为排气过程。活塞的往复运动是由电动机带动的曲柄滑块机构形成的。曲柄的旋转运动转换为滑动——活塞的往复运动。
空压机的余隙容积，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：
1.制造精度及零部件组装，与要求总是有偏差的。运动部件在运动过程中可能出现松动，使结合面间隙增大，部件总尺寸增长。
2.对压缩含有水滴的气体，压缩时水滴可能集结。对于这种情况，余隙容积可防止由于水不可压缩性而产生的水击现象。
3.活塞周期运动时，由于摩擦和压缩气体时产生热量，使活塞受热膨胀，产生径向和轴向的伸长，为了避免活塞与汽缸端面发生碰撞事故及活塞与缸壁卡死，故用余隙容积来消除。
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。 在空压机工作时，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。设计空压机时，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，这在设计对动式空压机时，也是经常碰到的。
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