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空壓機(jī)

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了解空壓機(jī)的原理和構(gòu)造大全,此文必讀!

時(shí)間:2019-09-11 10:46來(lái)源:德耐爾空壓機(jī) 作者:Denair
了解空壓機(jī)的原理和構(gòu)造大全,此文必讀! 1、電動(dòng)機(jī) 一般電機(jī)功率250KW以下采用380V電機(jī),電機(jī)功率超過(guò)250KW一般采用6KV和10KV電機(jī)。 防爆空壓機(jī)是380V/660v,同一個(gè)電機(jī)接線方式不同,可實(shí)現(xiàn)380v和660V兩種電壓的選配,防爆機(jī)銘牌上標(biāo)定的高壓力為0.7MPa,國(guó)

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了解空壓機(jī)的原理和構(gòu)造大全,此文必讀!

 


1、電動(dòng)機(jī)

 

  一般電機(jī)功率250KW以下采用380V電機(jī),電機(jī)功率超過(guò)250KW一般采用6KV和10KV電機(jī)。



防爆空壓機(jī)是380V/660v,同一個(gè)電機(jī)接線方式不同,可實(shí)現(xiàn)380v和660V兩種電壓的選配,防爆機(jī)銘牌上標(biāo)定的高壓力為0.7MPa,國(guó)家沒(méi)有0.8MPa的標(biāo)準(zhǔn),國(guó)家頒發(fā)的生產(chǎn)許可證上注明的是0.7MPa,實(shí)際使用中可達(dá)0.8MPa。



空壓機(jī)配套的有2極和4極兩種異步電動(dòng)機(jī)。


2極同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為3000r/min,空壓機(jī)的異步電動(dòng)機(jī)2極的轉(zhuǎn)速≥3000×97﹪=2910 r/min,一般對(duì)用戶(hù)講是2960 r/min、3%是速差。



4極同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1500r/min,空壓機(jī)的異步電動(dòng)機(jī)4極的轉(zhuǎn)速≥1500×97﹪=1455 r/min,一般對(duì)用戶(hù)講是1480 r/min,3%是速差。



空壓機(jī)配套的電機(jī)只有2極和4極的,其轉(zhuǎn)速也是按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)可視為一個(gè)常數(shù)(1480 r/min、2960 r/min)。



服務(wù)系數(shù):空壓機(jī)行業(yè)的電機(jī)都是非標(biāo)電機(jī),是大機(jī)小標(biāo)的一種現(xiàn)狀。服務(wù)系數(shù),一般采用1.1~1.2。舉例200kw的空壓機(jī)的電機(jī)的服務(wù)系數(shù)為1.15,那么該空壓機(jī)電機(jī)的大功率實(shí)際可達(dá)200×1.15=230kw,給用戶(hù)講時(shí)是儲(chǔ)備了15﹪的功率,屬添工加料。

 


普通電機(jī)是小機(jī)大標(biāo)的一種現(xiàn)狀。舉例:100kw的電機(jī)能輸出80%的功率就不錯(cuò)了,通常的說(shuō)法是功率因數(shù)cos∮=0.8,是偷工減料。



防護(hù)等級(jí):是指電機(jī)的防水,防塵等級(jí),一般的IP23已足夠用,但空壓機(jī)行業(yè)中380V電機(jī)基本上選用IP55和IP54的,6KV、10KV電機(jī)基本上選用IP23,也有客戶(hù)要求選用IP55或IP54。



絕緣等級(jí):是指電機(jī)的耐高溫防燒毀的能力等級(jí)。一般用的是F級(jí),B級(jí)溫升考核是指比F級(jí)高一個(gè)層級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)考核。



啟動(dòng)方式:星三角轉(zhuǎn)換的啟動(dòng)方式。

 

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  2、螺桿壓縮機(jī)主機(jī)


 
  壓縮機(jī):是一種提升氣體壓力的機(jī)械;螺桿壓縮機(jī)的核心部件是主機(jī),俗稱(chēng)機(jī)頭;主機(jī)的技術(shù)核心是螺桿副,也就是陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子,粗的是陽(yáng)轉(zhuǎn)子,細(xì)的是陰轉(zhuǎn)子。



主機(jī):主要構(gòu)造是由轉(zhuǎn)子、機(jī)殼(汽缸),軸承和軸封組成。確切的說(shuō)就是兩根轉(zhuǎn)子(一對(duì)陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子)兩端套著軸承裝在機(jī)殼內(nèi),把空氣從一端吸入,依靠陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),齒頂對(duì)齒溝的齒合,進(jìn)而把空氣進(jìn)行壓縮,提升氣體的壓力,然后從另一端排出。



主機(jī)進(jìn)行氣體壓縮時(shí)需要?jiǎng)恿Φ妮斎耄枰鋮s、密封和潤(rùn)滑,因此主機(jī)必須安裝在空壓機(jī)的系統(tǒng)中才可以工作。



螺桿機(jī)之所以屬高科技產(chǎn)品 ,就是因?yàn)橹鳈C(jī)是高科技產(chǎn)品。



主機(jī)之所以稱(chēng)為高科技產(chǎn)品主要有兩點(diǎn):①加工精度非常高,非一般設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)加工的;②轉(zhuǎn)子是一個(gè)三維空間曲面,其型線只掌握在極少數(shù)幾個(gè)外國(guó)公司手中。



從主機(jī)的結(jié)構(gòu)上看,陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子間是不接觸的,有2-3絲的間隙,轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間也是有2-3絲的間隙,也是不接觸不摩擦的。轉(zhuǎn)子端面與機(jī)殼之間也是2-3絲的間隙,也是不接觸不摩擦的,因此主機(jī)的壽命主要取決于軸承和軸封的壽命。


軸承和軸封的壽命即更換周期,是和其受力狀況和轉(zhuǎn)速有關(guān)的。故而轉(zhuǎn)速低,軸承又不額外受力的直聯(lián)主機(jī)的壽命是更長(zhǎng)的。相反、皮帶機(jī)的主機(jī)轉(zhuǎn)速高,軸承又受力,故其壽命就短。


主機(jī)軸承的安裝是在恒溫恒濕的車(chē)間內(nèi)由專(zhuān)用的安裝工具進(jìn)行安裝的,是技術(shù)性非常高的一項(xiàng)工作。軸承一壞,尤其是大主機(jī),必須返到專(zhuān)業(yè)的維修工廠進(jìn)行更換,加上往返運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間,維修用的時(shí)間,是會(huì)給用戶(hù)造成很大麻煩的,在時(shí)間上用戶(hù)就耽誤不起,空壓機(jī)一停,整個(gè)生產(chǎn)線就得停,工人就得放假,每天影響的工業(yè)產(chǎn)值以數(shù)萬(wàn)計(jì)。故而本著對(duì)用戶(hù)負(fù)責(zé)的態(tài)度,盡可能的推薦低轉(zhuǎn)速的沒(méi)有增速齒輪的直聯(lián)機(jī)。

 

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  3、油分罐的構(gòu)造和分離原理


 
  油分罐就是能夠?qū)崿F(xiàn)油和氣的混合物相分離的一個(gè)罐子。油分罐一般為圓柱形的45#鋼焊成的碳鋼鐵皮罐,用不銹鋼做的油分罐非常罕見(jiàn),一般情況下不用。另一作用就是儲(chǔ)存潤(rùn)滑油。油分罐內(nèi)有一個(gè)油氣分離濾芯,簡(jiǎn)稱(chēng)油分芯,油分芯一般有23層左右的進(jìn)口玻璃纖維層層纏繞而成,少數(shù)偷工減料可能只有18層左右。



其工作原理是當(dāng)油和氣的混合物以一定的流速穿過(guò)玻璃纖維層時(shí),油滴被物理機(jī)械的阻擋,慢慢地凝露為大油滴之后在重力作用下,落到油分芯底部,然后有回油管把這部分過(guò)濾掉入油分芯底部的油導(dǎo)入機(jī)頭內(nèi)部,參與下一循環(huán)。回油管上有一單向閥,使得機(jī)油只能由油分芯底部流入主機(jī)的壓縮腔。



實(shí)際上油氣混合物在穿透油分芯之前,油氣混合物中99%的油分已被分離掉到油分罐底部。 



從主機(jī)出來(lái)的高壓、高溫(80℃左右)油氣混合物是沿著油分罐內(nèi)部的切線方向進(jìn)入油分罐的,在離心力作用下,油氣混合物中的油分大部分被甩到油分罐的內(nèi)壁上,在重力的作用下沿著內(nèi)壁流到油分罐的底部。另外一部分油滴在相互碰撞的過(guò)程中凝結(jié)成大油滴,最后也是在重力的作用下沉向油分罐底部,參與下次循環(huán)。



經(jīng)油分芯過(guò)濾后的空氣,經(jīng)過(guò)最小壓力維持閥(最小壓力閥)流向后部冷卻器冷卻再排出空壓機(jī)。



最小壓力維持閥也是單向閥,可稱(chēng)之為油分罐上面的氣閥。位于油氣桶上方油氣分離器出口處,開(kāi)啟壓力設(shè)定為0.45MPa左右,最小壓力閥主要有以下功能:



(1)啟動(dòng)時(shí)優(yōu)先建立起潤(rùn)滑油所需的循環(huán)壓力,確保機(jī)器的潤(rùn)滑
(2)油氣桶氣體壓力超過(guò)0.45MPa之后方行開(kāi)啟,可降低流過(guò)油氣分離器的空氣流速,除確保油氣分離器效果之外,并可保護(hù)油氣分離器因壓力差太大而受損。
(3)止回功能:當(dāng)停機(jī)后油氣桶內(nèi)壓力下降時(shí),防止管路壓縮空氣回流。



油分罐端蓋上面有個(gè)安全閥,當(dāng)油分罐內(nèi)的空氣壓力達(dá)到設(shè)定值的1.1倍時(shí)安全閥自動(dòng)打開(kāi),放掉部分空氣,降低油分罐內(nèi)的氣壓。檢查安全閥的方法是在壓縮機(jī)滿(mǎn)載工作時(shí),輕拉安全閥上的泄氣拉桿,若安全閥能向外排氣,則視為正常。



油分罐上裝有一個(gè)壓力表,檢測(cè)的是濾前壓。油分罐的底部裝有排污閥,要定期打開(kāi)排污閥,放掉沉淀在油分罐底部的水和污物。



油分罐旁邊有一個(gè)透明的油位鏡顯示油分罐內(nèi)油位的高低。正確的油位是當(dāng)空壓機(jī)正常工作時(shí)油面在上下度中間位置,過(guò)高會(huì)跑掉,過(guò)低會(huì)影響整機(jī)的安全性。



油分罐屬于壓力容器必須有制造資質(zhì)的專(zhuān)業(yè)廠家生產(chǎn)。每個(gè)油分罐都有一個(gè)唯一的編號(hào)和合格證。

 

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  4、冷卻器

 

  風(fēng)冷型螺桿機(jī)的機(jī)油冷卻器和壓縮空氣后冷卻器做成一體,為鋁制板翅式結(jié)構(gòu),在真空爐內(nèi)釬焊成型,一旦漏油幾乎不可修復(fù),只有更換。其工作原理是熱油和高溫(80℃左右)氣體在各自管道內(nèi)流動(dòng),電機(jī)拖動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng),冷風(fēng)垂直地吹過(guò)載有熱油和高溫氣體的管道,實(shí)現(xiàn)熱交換,用手感覺(jué)經(jīng)過(guò)散熱器熱交換后的空氣,會(huì)覺(jué)得非常燙手。



水冷型螺桿機(jī)一般采用管式散熱器,水在管內(nèi)流動(dòng),熱油在管外流動(dòng),經(jīng)熱交換后冷水變熱水。不少?gòu)S家為降低成本往往不用銅管而用鋼管。水冷機(jī)必須另建冷卻塔,把熱交換后的熱水冷卻以便參與下次循環(huán),水質(zhì)對(duì)散熱器影響非常大,冷卻塔又增加不少成本,因此水冷機(jī)的用量遠(yuǎn)沒(méi)有風(fēng)冷機(jī)大,但粉塵比較大的場(chǎng)合比如水泥廠、有易熔性塵埃的車(chē)間、比如噴涂車(chē)間盡可能的使用水冷機(jī)。水冷型散熱器一但結(jié)垢,很難清理,一般得用化學(xué)藥水泡上幾天,再用高壓水或高壓空氣吹。水冷機(jī)冷卻水的用量在JB/T6430-2002中有明確規(guī)定。每壓縮1m3的空氣大約需消耗水4升。



風(fēng)冷型散熱器流出的熱空氣原則上必須用導(dǎo)風(fēng)罩導(dǎo)出或者必須采用非常有效的方式使熱風(fēng)盡可能有效的排出空壓機(jī)房,比如加裝工業(yè)風(fēng)機(jī)向外抽熱風(fēng)。



經(jīng)散熱器流出的熱風(fēng)不能有效的排出,而參與空壓機(jī)空氣循環(huán)的話(huà),其結(jié)果是災(zāi)難性的高溫停機(jī)。



經(jīng)后冷卻器冷卻過(guò)的壓縮空氣中含有大量的水分,其中大部分可以在儲(chǔ)氣罐中分離出來(lái)。



冷卻后的壓縮空氣溫度:水冷機(jī)比環(huán)境溫度大約高10℃左右、風(fēng)冷型比環(huán)境溫度大約高15℃左右。

 

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  5、溫控閥


 
  主要通過(guò)控制噴入主機(jī)的潤(rùn)滑油的溫度來(lái)達(dá)到控制主機(jī)排氣端的排氣溫度。機(jī)頭排氣溫度過(guò)低,水分會(huì)在油分罐析出,造成潤(rùn)滑油乳化。油溫≤70℃時(shí)溫控閥控制住潤(rùn)滑油不讓潤(rùn)滑油進(jìn)入冷卻器,當(dāng)油溫>70℃時(shí)溫控閥只讓部分熱油經(jīng)過(guò)油冷卻器被冷卻,冷卻后的機(jī)油與另一部分未被冷卻的熱油混合進(jìn)入主機(jī),當(dāng)油溫≥76℃時(shí),溫控閥把通往油冷卻器的通道全部打開(kāi),此時(shí)的熱潤(rùn)滑油全部經(jīng)過(guò)油冷卻器冷卻后再進(jìn)入主機(jī)進(jìn)行壓縮。



溫控閥可理解為進(jìn)入機(jī)頭的油的溫度調(diào)控閥。

 

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  6、PLC和顯示屏
 

 

  PLC可理解為一臺(tái)電腦的主機(jī),空壓機(jī)液晶顯示屏可以理解為電腦的顯示屏。PLC具有輸入、輸出(給顯示屏)、計(jì)算、儲(chǔ)存的功能。



通過(guò)PLC使螺桿機(jī)變成一臺(tái)高度智能化的傻瓜機(jī),空壓機(jī)的任何一個(gè)部件位出現(xiàn)故障都會(huì)通過(guò)PLC反映到顯示屏上以便維修。

 


空壓機(jī)的空濾、機(jī)濾、油分芯和潤(rùn)滑油到了更換時(shí)間,PLC會(huì)自動(dòng)報(bào)警提醒以便更換。



  7、螺桿空壓機(jī)其他組成部分

 

  1、空氣過(guò)濾器

 

空氣過(guò)濾器

 

  空濾芯是個(gè)紙質(zhì)的干式的過(guò)濾器,是空氣過(guò)濾的核心。做成折疊形狀是為了增大空氣穿透的面積。



空濾芯通氣細(xì)孔約為3μm左右,主要功能是濾掉空氣中大于3μm左右的灰塵和固態(tài)顆粒,避免螺桿轉(zhuǎn)子過(guò)早磨損,機(jī)油過(guò)濾器和油分芯的過(guò)早阻塞。一般每500小時(shí)或更短的時(shí)間(視具體環(huán)境而定)取下用≤0.3MPa的空氣自?xún)?nèi)向外吹,清理疏通被阻塞的通氣細(xì)孔。壓力太大會(huì)把細(xì)孔吹破吹大,反而起不到應(yīng)有的過(guò)濾精度的要求。故用儲(chǔ)氣罐內(nèi)的剩余的空氣吹空濾芯時(shí),一定要看清楚儲(chǔ)氣罐上壓力表顯示的壓力,小心用>0.3MPa的空氣會(huì)把空濾芯吹報(bào)廢,進(jìn)而使空濾芯失效,造成機(jī)頭抱死。

  2、進(jìn)氣閥

 

進(jìn)氣閥

 

  又叫進(jìn)氣控制閥,通過(guò)它控制進(jìn)入主機(jī)的氣流大小,進(jìn)而達(dá)到控制空壓機(jī)排氣量大小的目的。



容調(diào)式的進(jìn)氣閥是由反比例閥控制伺服氣缸,伺服氣缸的頂桿推動(dòng)進(jìn)氣閥內(nèi)的閥片進(jìn)而控制進(jìn)氣量,可實(shí)現(xiàn)從0-100%的無(wú)級(jí)進(jìn)氣控制調(diào)節(jié)。



容調(diào)式的進(jìn)氣閥是由反比例閥控制伺服氣缸,伺服氣缸的頂桿推動(dòng)進(jìn)氣閥內(nèi)的閥片進(jìn)而控制進(jìn)氣量,可實(shí)現(xiàn)從0-100%的無(wú)級(jí)進(jìn)氣控制調(diào)節(jié)。

 

  3、 反比例閥和伺服氣缸:

 

反比例閥

伺服氣缸

 

  比例是指A和B兩氣路之間的氣流分配比例,反是相反的意思,即經(jīng)過(guò)反比例閥進(jìn)入伺服氣缸的氣量越小,進(jìn)氣閥的閥片打開(kāi)越大,反之越小。

 

  4、放空電磁閥

 

放空電磁閥

 

  在進(jìn)氣閥的旁邊,當(dāng)空壓機(jī)停機(jī)時(shí),讓油分罐內(nèi)和主機(jī)內(nèi)的空氣放空到進(jìn)氣閥片上方,通過(guò)空濾器排出,避免空壓機(jī)再次啟動(dòng)時(shí)因主機(jī)內(nèi)有油而造成空壓機(jī)重車(chē)啟動(dòng),進(jìn)而加大啟動(dòng)電流而燒毀電機(jī)。

 

  5、溫度傳感器

 

溫度傳感器

 

  位置在主機(jī)的排氣端,測(cè)量的是主機(jī)排出的油氣混合物的溫度,另一端接PLC,并在液晶顯示屏上顯示溫度的高低 。

 

  6、壓力傳感器

 

壓力傳感器

 

  位置在空壓機(jī)的排氣端,即出氣口,測(cè)量排出油分芯后的空氣壓力,未經(jīng)過(guò)油分芯過(guò)濾前的氣流壓力叫濾前壓,當(dāng)濾前壓與濾后壓差≥0.1MPa時(shí)就該更換油分芯了,另一端接PLC,并在顯示屏顯示壓力的大小。油分罐外面裝有壓力表,檢測(cè)的是濾前壓,電子屏上顯示的是濾后壓。

 

  7、機(jī)濾

 

機(jī)濾

 

  機(jī)濾是機(jī)油過(guò)濾器的簡(jiǎn)稱(chēng),機(jī)油過(guò)濾器是一種紙質(zhì)過(guò)濾器,過(guò)濾精度在10微米---15微米之間。其功能是除去油中的金屬微粒、灰塵、氧化物、膠質(zhì)等保護(hù)軸承及轉(zhuǎn)子正常潤(rùn)滑。油過(guò)濾器堵塞會(huì)導(dǎo)致機(jī)頭供油不暢,影響軸承壽命,引起排氣高溫,造成局部積碳。

 

  8、回油單向閥:

 

回油單向閥

 

  油氣分離器濾下的殘油集中于油分芯底部的小圓凹槽中,經(jīng)回油管引至主機(jī),避免已被分離的潤(rùn)滑油再隨空氣排出。為防止主機(jī)壓縮室內(nèi)的油返流,在回油管后設(shè)置一個(gè)單向閥,如果機(jī)器運(yùn)行中油耗突然增大,應(yīng)檢查單向閥的節(jié)流小孔是否堵塞。

 

  9、空壓機(jī)內(nèi)的各種機(jī)油管

 

機(jī)油管

 

就是機(jī)油流通的管道,從主機(jī)排出的高溫高壓油氣混合物通過(guò)的機(jī)油管外面必須套上波紋管,防止高壓爆裂。聯(lián)接油分罐到機(jī)頭之間的回油管一般是鐵的。

 

  10、冷卻散熱器的風(fēng)機(jī)

 

冷卻散熱器的風(fēng)機(jī)

 

  一般用的是軸流風(fēng)機(jī),由一個(gè)小電機(jī)拖動(dòng),使冷風(fēng)垂直吹過(guò)散熱器。有些機(jī)型不設(shè)溫控閥,而是通過(guò)控制風(fēng)扇電機(jī)的停轉(zhuǎn)來(lái)控制油溫的。當(dāng)排氣溫度上升至85℃時(shí),風(fēng)扇開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn);當(dāng)排氣溫度低于75℃時(shí),風(fēng)扇自動(dòng)停轉(zhuǎn),使溫度保持在一定范圍之內(nèi)。設(shè)有溫控閥的機(jī)型風(fēng)機(jī)的啟停同上。

 

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作者:德耐爾@德耐爾空壓機(jī)  空壓機(jī)修訂日期:2019-09-11
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