1、往复式压缩机结构实验实验四 往复式压缩机结构实验一、实验目的：1.掌握往复活塞式压缩机及主要工作部件的工作原理；2.了解往复活塞式压缩机的拆装步骤及各工作部件的结构和作用；3.了解活塞、连杆、曲轴、汽阀等相类似的零件和机构。二、压缩机拆装知识：装配压缩机要按照一定的装配程序，就是说哪些零部件先装，哪零部件后装，要有一个合理的次序，它能保证零部件装得进，装得正确，装得快，不出装配差错。不同类型压缩机的装配程序是否都相同呢？不一定。因为不同类型的压缩机都有其结构上的特殊方面，例如开启式、半封闭式全封闭式压缩机各有各的结构特点，因此，对于不同类型压缩机的装配，应根据具体情况作具体分析，不能一概而论。
2、但是，也应看到，不同类型压缩机之间还是有着很多共同之处的，例如：它们终究都属于往复活塞式压缩机，都具有活塞、连杆、曲轴、汽阀等相类似的零件和机构，因此，它们的装配程序与装配要求又有很多相似的地方。具以一台典型压缩机的装配来讨论这个问题，通过它并结合亲自操作实践的体会，就能找出压缩机装配中的一般规律和要求。2Z1.5/7(排气压力7kg/cm2 排气量1.5m3/分)型压缩机是一台生产历史较长的压缩机，在长期的生产实践中已积累了一整套装置工艺方面的经验，但这毕竟还是制造厂的生产装配工艺，不一定完全适合于检修装配，但是，其中绝大部分还是很有参考意义的。压缩机零件在装配前，首先应对它的主要尺寸进行测
3、量，特别是相互精确配合的运动表面尺寸，务必确信它们的配合公差都已符合图纸要求，不符合的就应对零件进行修整，无法修整的就不能使用。按测是一记录进行必要的选配。然后，可按以下程序进行装配操作。三、部件装配：某些零件要先装成部件后才被送去进行整机装配。这些部件有：1活塞连杆组装：将衬套压力连杆小头孔内，铰或精镗衬套内孔，使达到公差要求。在连杆大头处装上轴瓦、连杆大头盖、连杆螺钉等，并校垂直度。装活塞环时，因油环处在最下面，可先装油环，再装汽环，活塞连杆组装配完毕。2阀板组装：将要磨的阀板阀线合在磨具上进行手磨或机磨，直至全部阀线磨出，且表面平整光洁，没有明显的刻良为止，然后再用抛光剂（目前采用绿油）
4、拌冷冻机油磨光，光洁度应达10，最后清洗烘干。研磨阀片。环形阀片需由专用阀片磨床磨削，人工研磨有困难。将排汽阀片、弹簧和升程限制器依次装上阀板。用火油滴在阀片表面上检查其密封性，以在规定时间内无渗漏为合格。测量阀片升程度，其大小应限在1.50.2毫米范围内。最后，用开口销锁紧槽形螺母，阀板组装配完毕。3装其它部件，如截止阀等。四、整机装配：1装前盖把前轴套推进前盖轴承孔中。当轴套止推面与前盖端面接近时，要转动轴套，使其凸缘上的定位孔对准端面上的定位销。旋紧螺栓时要对称均匀地分几次上紧即不要一次旋紧。这样做，为的是使密封面受压均匀，防止前盖变形。对其它盖板也应如此操作。2装活塞连杆组装：在曲轴曲
5、柄销上涂上一层冷冻机油。拆开活塞连杆大头盖，并将这两半合在曲柄销上。装上连杆螺栓和螺母，并把它分次均匀旋紧。转动一下连杆，若是松紧合适，转动灵活，可用开口销将螺母销紧。注意装连杆大头盖时，应核对大头边上的记号，不可装错。3汽缸体组装：在两个活塞连杆组都装上曲轴后，接下来就可装汽缸体。先将吸气阀的升程限制器压入汽缸上的相应环槽中。盘动曲轴使两曲拐处于一高一低的位置，然后，便可把汽缸体向曲轴箱上装。两只活塞是一先一后地塞入汽缸，两只活塞塞进汽缸后，使汽缸体和曲轴箱合上，并用螺栓分次均匀旋紧，其间，要经常转动曲轴，检查是否有过紧或卡住等现象。4阀板组及汽缸盖安装：往吸汽阀升程限制器的弹簧座内旋转吸汽
6、阀弹簧，再在其上放上吸汽阀片。其中，要注意区别高低压方向，分次均匀旋紧汽缸盖螺栓后，要盘动曲轴，检查是否有卡住现象。5吸汽过滤网、截止阀安装：五、实验报告1、简述往复活塞式压缩机主要工作部件作用；2、画出往复活塞式压缩机工作简图并加以叙述；3、简述往复活塞式压缩机的拆装顺序。实验七 活塞式压缩机排气量的测量一.实验的意义与目的1.实验的意义活塞式压缩机的排气量是指压缩机排出的气体容积流量换算成压缩机进气状态下的气体容积流量。进行压缩机排气量的测量，可以得到排气压力随排气量的变化关系，从而可以分析得出， 压缩机是否在设计的排气压力下，达到所规定的排气量。根据分析，进而判定压缩机是否存在泄漏，压缩
7、机是否达到了所设计的工作能力，压缩机的设计计算是否正确，及工作情况是否正常等。2.实验的目的(1)了解压缩机的结构特点;(2)了解温度、压差等参数的测量方法，计算机数据采集与处理;(3)掌握压缩机排气量的测试原理，测量方法和过程;(4)掌握测试过程中，计算机的使用和测量操作方法。二.实验原理用喷嘴法测量活塞式压缩机的排气量是目前广泛采用的一种方法，属于间接测量法。它是利用流体流经排气管道的喷嘴时，流束在喷嘴出口处形成局部收缩，从而使流速增加，静压力降低，并在喷嘴前后产生了压力差，流体的流量愈大，在喷嘴前后产生的压差就愈大，两者具有一定的关系。因此测出喷嘴前后的压力差值，就可以间接地测量气体流量
8、。排气量的计算公式如下：式中 Q压缩机的排气量，m3/min； C喷嘴系数，根据喷嘴前后的压力差，喷嘴前气体的绝对温度，在喷嘴系数表中查取，见本实验附录； D喷嘴直径，D=19.05mm； H喷嘴前后的压力差，mmH2O； P0吸入气体的绝对压力，Pa； T0压缩机吸入气体的绝对温度， K; T1压缩机排出气体的绝对温度， K。通过测量装置，计算机采集吸入气体温度T0、排出气体温度T1、喷嘴压差H、排气压力P3， 并由计算机已存储的喷嘴系数表，计算出喷嘴系数，用上述公式计算出排气量。三实验装置1.实验装置组成实验装置组成如图7-1所示。压缩机为ZW3/0.7型空气压缩机，立式单作用无油润滑二级
9、压缩，压缩机的排气管连接到储气罐，储存压缩气体，保证排气压力稳定，储气罐的排气管经由一个截止阀8通过另一段排气管与喷嘴相连。为了达到排气量和示功图测试目的，安装了测量主轴的转速脉冲传感器，测量气缸内气体压力的瞬间变化的压力传感器(实验八用)， 测量储气罐内的气体压力（即压缩机的排气压力）的压力传感器，测量排气管内气体的温度和环境温度的温度传感器和测量喷嘴前后的气体压力差的压差传感器系统。传感器来的信号输入到测试仪，经过变换、放大、滤波、调整后，再输入到计算机，进行A/D转换，由计算机对这些信号进行数据采集、整理、计算和处理后， 再通过D/A转换，送给测试仪，数字显示测量结果，计算机同时也显示测
10、量的结果。2.传感器的布置与安装 图7-2 压力差、热电阻、排气压力传感器安装图排气量的测试需要测量出喷嘴前后的压力差、环境温度、排气温度三个参数，因此需要安装测量这三个参数的传感器。它们的布置如图7-2所示。(1) 排气压力传感器 在与储气罐相连接的排气管上，在排气截止阀前端安装压力传感器2来测量排气压力，传感器的型号为ADSC，量程为1Mpa.如图1-4所示。(2) 喷嘴前后压差传感器 该传感器4选用ADSC型压差传感器，量程为25KPa。在喷嘴前端的排气管上有两根嵌入排气管内的铜管见图7-2，一根在排气管内的一端封闭，用于安装热电阻。另一根在排气管内的一端开口，排气管外的一端与截止阀5相
11、连，截止阀与压差传感器的一个接头相连，传感器的另一接头暴露在大气中。压差传感器测量的是气体通过喷嘴时，喷嘴前后的压差，因为气体通过喷嘴后进入大气。(3) 测温热电阻传感器 有两个测温热电阻传感器，型号均为Pt100，规格为F5X100mm。一个安放在大气中用于测量环境温度，另一个安装在排气管内的热点阻安放管9内，用于测量排气温度。3. 测试仪由上述传感器所得到的测量信号接入测试仪，进行变换、放大、滤波和调整处理，以适合A/D数据转换。测试仪的作用原理见图1-5所示。在测试仪中，由热电阻来的环境温度和排气温度信号经过电桥的变换，将电阻信号转换成电压信号，电压信号通过放大器三级电压放大后，进行阻抗
12、变换，滤去交流成分和噪音信号，接入数字表进行数字显示，同时进行幅值调整后，送入A/D转换器由计算机进行数据采集处理。排气压力传感器、气缸内压力传感器和喷嘴前后压力差传感器，在传感器内已经接好桥路，只需供给稳定的电桥电压，其输出即为随压力或压差成正比的电压信号，该信号经过集成运算放大器的三级电压放大后，进行阻抗变换，滤去交流成分和噪音信号，幅值调整后，送入A/D转换器由计算机进行数据采集处理。四、实验软件使用说明1启动开机启动Win95。用鼠标左键双击桌面上标有“活塞式压缩机实验教学系统”的图标。正常启动后出现图7-4画面。图7-4注意：若实验时软件已启动，则步可免。2注册分组用鼠标左键单击图7
13、-4中的“管理”按钮，出现管理面板。图7-5用鼠标左键单击“点名册”按钮，出现图7-5画面。拖动右侧滚动条，直到自己的名字出现，然后在右侧表格中点中自己的记录，使自己的记录变蓝。在“学生管理”分类框中的“分入第 组”文本框中输入自己所在实验组号。用鼠标左键单击“更新”按钮。待本组中所有同学均按上述方法签到注册后，单击“退出”按钮回到3-1画面。3实验预习单击“学习”按钮，出现实验预习面板。单击“目录”按钮，出现实验预习内容目录。在前面有图标的目录上，双击鼠标左键，会展开该目录，相反在有图标的目录上双击鼠标左键，会收缩该目录。如图7-6。图7-6在有图标的目录上单击选中后，再单击“显示”按钮，就
14、会出现该页内容，左侧是该页文本内容，右侧是图片内容，用滚动条可以看到更多的文本内容，用右面变蓝的或按钮可以看到更多的图片。单击“目录”按钮，可以回到目录状态。预习结束后，按“退出”按钮，回到图7-4画面。4 实验排气量测试单击“实验”按钮，出现实验面板，如图7-7。点中右侧分组下拉列表框，从中选中实验组别，下面会出现该组的学生名单。待实验硬件设备准备好后，单击“开”按钮，启动排气量测试。待数据稳定后，单击“停”按钮。暂停测试，但不关闭。单击“存贮”按钮，存贮一次排气量测试数据。图7-7调整压缩机出口阀门，改变排气量。然后再次单击“开”按钮，可以继续排气量测试。重复步，直到存贮三次排气量数据。单
15、击“关”按钮，关闭排气量测试。示功图测试待硬件设备准备好后，单击“示功图”按钮，启动示功图测试。过一会后，屏幕出现测得的示功图，如果示功图形状不理想，可以再次单击“示功图”按钮，重复测试示功图，直到满意为止。单击“保存”按钮，存贮示功图数据。把鼠标放到“缩放”按钮上，右侧出现缩放比例面板，单击相应比例，可以进行放大显示，最后回到1：1显示。单击“退出”按钮，回到图一屏幕。注意：不要更改“设置”中的内容，否则将影响正常实验测试。5 打印单击“打印”按钮，出现打印面板，如图7-8。确认选中“实验报告”选项。单击“第 组”下拉列表框，选中要打印的实验组别。单击“打印预览”按钮，预览实验报告内容，确认
16、无错误后，回到图7-8状态。单击“打印”按钮，出现打印对话框。将打印纸在打印机中放好，打开打印机。单击“确认”按钮，开始打印。打印完毕后，单击“退出”按钮，回到图7-4状态。图7-86 结束实验单击退出按钮，退出本实验教学系统，回到Win95状态。单击左下的“开始”按钮，选择关闭系统。确认选中了“关闭计算机”选项后，单击“是”按钮。待屏幕出现“现在可以安全关机了”信息后，关闭计算机电源。关闭硬件设备。五、实验步骤及操作规程1开启计算机，启动计算机压缩机测试软件，选择学习选项，学习了解压缩机结构，工作原理和压缩机参数测试原理。打开压缩机参数测试仪。2. 检查缸内压力传感器和压差传感器阀门，保证在
17、关闭状态。排气压力传感器阀门在打开状态。3. 接通冷却水系统，保证冷却水在整个实验过程中畅通无阻。4. 启动压缩机，待压缩机转速达到正常后，检查润滑油压力表，保证油压为0.2MPa，如果偏离此值，要进行调整。如果油压为0，要马上停止压缩机，查找原因。5. 逐渐关小排气节流阀（大阀门），并由排气压力表观察排气压力，缓慢升高排气压力，待排气压力达到0.4MPa后，稳定10-15分钟。6. 打开压力传感器和压差传感器阀门。7. 在计算机上进入实验选项，按软件说明书进行参数测试。并将实验数据存入磁盘保存。8. 参数测试完成后，关闭压力传感器和压差传感器阀门。9. 重复步骤58，分别在排气压力为0.5和
18、0.55MPa下进行参数测试。10.卸压过程，逐渐打开排气节流阀（大阀门），缓慢将压缩机排气压力降到0Mpa后，停止压缩机。11.将排气压力传感器和压差传感器阀门打开。然后再关闭。以泄放封闭住的压力。12.关闭冷却水，收起冷却水管。13.接通打印机，将实验数据打印出来。注意! 当排气压力低于0.4MPa时，不许对排气量进行测试，即不许打开压差计，以免损坏压差计。六、问题1画出实验所用的压缩机结构简图，并说明主要部件的作用。2叙述测量中所得的参数，温度、压力和压差测试时，常用的传感器类型和种类，测量原理，需要配接何种测量电路（或二次仪表）。3根据测量得到的环境温度、排气温度、排气压力和喷嘴前后压
19、力差，手工计算排气量，并与测试装置测量得到的排气量进行比较，分析误差的大小及产生的原因。4画出实验软件功能的层次结构图。附录 选择喷嘴系数用图喷嘴系数试验八 活塞式压缩机示功图的测量一实验意义及目的1.实验的意义活塞式压缩机的示功图（或称指示图），系反映压缩机在一个工作循环中活塞在气缸的每一位置时，气缸内气体压力变化的曲线。根据得到的示功图，可以对压缩机的工作过程进行各种分析计算。例如，根据示功图的面积可以算出气缸的平均指示压力，指示功率和气阀功率损失;根据吸入线长度可以算出容积系数v;根据排气最高压力，可以求出气缸内实际压力比;根据气体压力所产生的气体力，可以作为动力计算和强度校核的依据。另
20、外，由示功图还可以分析判断气阀的工作情况，活塞环和填料是否发生泄漏;进气和排气过程的压力损失;压缩和膨胀过程的热交换情况等，进而根据这些分析和判断，对压缩机的某些故障采取相应的措施。2.实验的目的(1)了解脉冲计数法转速的测量方法;(2)了解动态压力的测量特点及对传感器的要求;(3) 掌握压缩机示功图的测试原理，测量方法和过程。二示功图测试原理实验的原理是：通过安装在一级气缸吸气阀上的一只压力传感器，将一级气缸内的压力转换为电压信号，并输送到测试仪中通过电桥转换和信号放大，然后进入计算机经过采集和A/D 转换变为数字信号，通过软件的处理和标定系统，还原为压力值。在一个循环中，通过测转速的脉冲信
21、号来获得初始采集点，当测得的脉冲信号值最大时，活塞刚好运动到外止点，亦即膨胀开始点，这时触发开始进行示功图采集。计算机共采集720 个点的数据，即相当于曲柄转角每隔0.5度采集一个压力值。这720 个压力值与通过活塞位移计算公式计算获得的720 个位移值，式中 曲柄转角，rad； 径长比=R/L； R曲柄半径，mm； L连杆长度，mm。通过计算机软件画出往示功图，并显示计算机的屏幕上。同时通过对示功图进行数值积分，求出示功图所代表的指示功率。也将其显示出来。三实验装置1.实验装置组成实验装置组成见实验七的图7-1。2.传感器的布置与安装示功图的测试需要测量出气缸内的瞬时压力值的压力传感器和表征
22、转速和活塞外止点的脉冲的转速传感器，因此需要安装测量这二个参数的传感器。(1)气缸内压力传感器 要测量示功图，必须测量出压缩机在一个工作循环中，活塞在气缸的每一位置时，气缸内气体的压力，该压力值是瞬态压力，需要用动态特性较好的压力传感器，才能反映出气缸内的气体压力变化。因此，选用了电阻式压力传感器，型号为ADSX型，量程为0.5Mpa。 图8-1 气缸内压力引出及传感器安装图由于压缩机的结构，不能在气缸壁上将压力信号引出，因此，通过气阀的锁紧螺栓引出气缸内的压力信号。由于传感器不能安装在压缩机的气体通道内，所以采用了引压管穿过气阀压帽的结构形式，如图8-1所示。引压管8和气阀螺栓12通过引压管
23、连接套10连接在一起，气阀螺栓开有通孔，与引压管内孔将气缸内压力引出。气阀压帽9与密封压帽5之间通过连接螺纹将密封压环6压紧，使密封压环下的O形圈7压缩，达到气阀压帽与引压管之间的密封。引压管通过引压管接头4与截止阀3连接起来，再通过传感器接头2，将截止阀3与传感器1连接起来。截止阀的作用是：将该阀关闭，气缸内压力作用于不到传感器，起到保护传感器的作用;截止阀3打开，由气阀螺栓内孔、引压管、引压管接头、传感器接头，气缸内压力作用于传感器而产生压力信号。（2） 转速传感器 转速传感器为磁电式传感器，它起到测量转速和确定活塞外止点位置的作用，每转产生一个电脉冲，且在活塞到达外止点位置时产生。传感器
24、的安装见图1-3所示。在飞轮3的外缘处，安装一个螺钉作为脉冲信号源6。传感器装在支架5上，支架的底座固定在压缩机基座上。传感器的顶端与螺钉顶端相距23mm，当活塞在外止点的位置时，信号源刚好通过传感器。压缩机飞轮转动时，飞轮上的螺钉每经过传感器一次就会产生一个电脉冲，两个电脉冲的间隔为一个压缩机循环，每分钟的电脉冲个数为压缩机的转速。 图8-2 转速传感器安装图3. 测试仪测试仪的作用原理参见实验七图7-3所示。四、实验软件使用说明实验软件使用参见实验七。五、实验步骤及操作规程实验步骤及操作规程参见实验七。六、问题1叙述转速测量常用的传感器种类，测量原理，需要配接何种测量电路（或二次仪表）。2分析说明测试系统中是如何确定活塞的内止点的。3根据测量得到的示功图，手工计算指示功，并与测试装置显示的指示功进行比较，分析误差的大小及产生的原因。4试画出压缩机几个典型故障的示功图。
