活塞式压缩机的运转情况

2020-11-09

活塞式压缩机是应用最早,使用最广泛的一种压缩机。它由电动机或发动机带动曲轴,经曲轴连杆机构将旋转运动变为活塞的往复运动。活塞下行时经进气阀吸入气体,然后进气阀关闭,活塞上行压缩气体,气体被压缩提高压力后,排气阀开启,输出增压气体。

    活塞式压缩机的特点是可以将气体的压力升得很高,用于工业上的压缩机最高压力可达350Mpa。
    在大型压缩机中,特别是石油、化学工业的不少高压气体系统,广泛采用卧式对称平衡型压缩机,但由于活塞式压缩机结构笨重和自身震动较大,限制了它向更大容量方面的发展。特别是近年来离心式压缩机的发展很快,大容量和压力不很高的场合,都显示出较好的经济效果。因此,压力不高的大容量压缩机,活塞式将被离心式所代替。
    中小型压缩机和微型压缩机主要是用来推动风动工具或机械,如矿山、道路施工中使用的风枪、风镐、风钻等。还用于启动大型柴油机、沉船的打捞、潜艇的沉浮,以及国防工业中某些武器的发射等等。这些动力所用的空气压缩机一般排气压力在1Mpa(表压)以下,温度可达220℃。
    活塞式压缩机虽然型式较多,但其润滑系统大致可分为两种:一种为内部润滑系统,即与压缩气体直接接触的活塞等气缸内部的润滑。另一种为外部润滑系统,即曲轴轴承等与压缩气体不直接接触的外部机件的润滑。通常在大容量和高压压缩机中都带有“十字头式”运运机构,其内部润滑系统和外部润滑系统是独立的,分别采用各自要求的润滑油。润滑方式多采用压力供油型。润滑油经压力注油器注入气缸的各个润滑点。而小型无十字头的压缩机、气缸内部润滑及外部运动部件的润滑是分不开的,是由同一润滑系统进行润滑,润滑方式多采用飞溅型。
    内部润滑油主要用来润滑气缸内部的气缸壁、活塞、活塞环。如果是带十字头的压缩机,还要在活塞杆与密封填料之间起润滑作用。此外,润滑油也还要在活塞环与气缸间起密封作用,并对各部件起防锈和防腐蚀作用。进入气缸内的润滑油,会随高温、高压的压缩气体排出机件,这时的润滑油呈雾状,与压缩气体接触的面积增大。如压缩的是空气,则与空气中的氧密切接触,而且压缩气的温度很高,所以润滑油是处于较苛刻的氧化环境中。
    外部润滑油是用油泵将其压送到曲轴主轴承、曲柄销轴承、十字头和十字头导轨等处进行润滑,然后再返回曲轴箱,循环使用。
    从以上活塞式压缩机的工作情况看出,要满足上述润滑条件,压缩机油除了应具备一般润滑油的性能外,应特别注意以下几点:
1、良好的安定性
    活塞式压缩机的内部润滑油要与压缩气体接触。润滑油应有良好的安定性,防止与压缩气体发生作用。对空气压缩机油来说,要有良好的抗氧化安定性,因为被压缩的空气温度很高,空气中的氧压也较大,这就使润滑油将遇到充分的氧化条件。若润滑油的抗氧化安定性不好,就会发生剧烈的氧化,生成大量的沉积物和酸性物质,特别是存积在排气阀和排气管等高温区域的沉积物会生成胶质和积炭。对空压机来讲,润滑油会在排气阀上生成积炭,有可能使空压机发生爆炸。据大量的资料介绍,空压机的爆炸事故大都与积炭有关。试验证明,当排气阀的温度上升到250℃时,粘附在排气阀上的积炭开始呈放热反应,此时就有可能发生事故。所以,压缩机油要严格限制氧化后的沉积物或积炭的生成量。
2、较高的闪点
    空气压缩机工作时,压缩空气温度高,又有足够的空气,如果润滑油的闪点低,再遇到积炭放热产生的火星,当空气中有30-42mg润滑油时,压缩机就可能产生爆炸。在任何情况下,压缩机油的闪点应比压缩空气的最高温度高40℃,所以,规定了压缩机油应具有较高的闪点。在相同粘度的润滑油中,压缩机油的闪点最高。
3、适当的粘度
    压缩机油的粘度过大,会增大机件的摩擦阻力,浪费功率,冷却性变坏,还使滑动表面上润滑油分布不均匀,导致磨损增大。相反,粘度过小,使润滑油承载能力下降,密封性变差,造成漏气。因此适当的粘度是保证压缩机正常工作的必要条件。
    L-DAB油加有无灰抗磨剂,在国产66-10型船用高压空压机(排气压力20Mpa,排气量3.2m3/min)等风冷空压机上长期使用证明,排气系统积炭少,油耗低,磨损正常。


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