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第七章 矿井空气压缩设备 第一节 空气压缩机用途、工作原理及其结构 第二节 活塞式空气压缩机安全保护装置 第三节 活塞式空气压缩机使用、维护与 常见故障及处理 §7-1 空气压缩机用途、工作原理及其结构 空气压缩机概述 定义： 空气压缩机是产生压缩空气的机器，其实质上是消耗机械功以产生高压空气的转换装置，简称空压机。 在现代企业中，使用压缩气体的机器越来越多，气体压缩机是近代工业生产中不可缺少的通用机器。 一、用途与分类 1、作用: 煤空压机是矿生产所需主要的动力设备之一。由空压机生产的压缩空气（简称压气）用以带动风镐、风钻以及其他风动机械进行工作。矿山空压机站一般设在井上，用管道把压缩空气送到井下，沿大巷和上、下山到工作面，带动风动工具工作。 课前复习 1 一电动机2 一空压机3 一滤风器4 一风包 5 一输气管道 6 一风动工具 按原理和结构不同，可以分为：活塞式（往复式）、回转式、离心式和轴流式空压机。而煤矿用的绝大多数是活塞式（往复式）和回转式，尤以活塞式（往复式）为最多。 2、分类： 二、活塞式空气压缩机的工作原理及其结构 （一）活塞式空气压缩机的工作原理 1 -气缸；2 -活塞；3 -活塞杆；4 -十字头；5-连杆；6 -曲柄； 7 -吸气阀；8 -排气阀；9-弹簧 1 3 2 4 6 5 7 8 9 1 吸气 吸气结束 压缩排气 膨胀 排气终了 余隙容积 综上, 空气压缩机的工作过程有以下四个过程: (1) 吸气过程 活塞移动时，气缸的容积增大，压力降低，当气缸中气体压力低于缸外大气压力时，吸气阀被打开，空气在大气压力作用下进入气缸内的过程. (2) 压缩过程 活塞返行时，吸入气缸内的空气被压缩，这时吸气阀被关闭，气缸的容积逐渐缩小，压力逐渐升高的过程. (3) 排气过程 当气缸内的空气压力升高到略大于排气管内的压力时，则推 开排气阀，压缩空气排到排气管内的过程. (4) 膨胀过程 排气结束，排气阀关闭，残留于气缸余隙容积内的压缩空气开始膨胀，而压力逐渐降低，直至压力降到低于吸气压力时，便开始吸气的过程。 P V 活塞式空压机的压容图: 将一个循环过程中气缸内的空气压力P 和容积V 之间的变化关系，用曲线图表示出来，这个曲线图就称为活塞式空压机的压容图，如图所示。 P1—吸入空气的压力； P2—排气管内压缩空气的压力； 1～2—直线段为理论吸气线； 1′～2′—曲线段为实际吸气线； 2～3—曲线段为理论压缩线； 2′～3′—曲线段为实际压缩线； 3～4—直线段为理论排气线； 3′～4′—曲线段为实际排气线； 4～1—曲线段为理论膨胀线； 4′～1′—曲线段为实际膨胀线 活塞式空压机气缸中空气状态变化的压容图 1 、余隙容积Vo 2、 进气压力要略低于大气压力。 3、 排气压力要略高于风包内的压力。 4、 实际吸气线1′～2′和实际排气线3′～4′的起点处有凸出和波动。 5、 实际膨胀线4′～1′和实际压缩线2′～3′要比理论膨胀线4～ 1 和理论压缩线2 ～ 3 的弯曲度要大些。 6 、活塞式空压机的压容图所包围的面积，表示在一个循环 过程中可消耗功率的多少，故又称为“示功图”。 实际工作过程中，活塞式空压 机的压容图的具有以下特点： 以4L 一20 / 8 型活塞式空压机为例： 型号含义：4 ― 设计序号L ― 结构型式代号20 ― 额定排气量 （米3 ／分钟）8 ― 额定排气压力 （公斤／厘米2） （二）活塞式空压机的主要结构 4L 一20 / 8 型活塞式空压机 其主要结构组成有： 1 、机体机体由机身、机座、 曲轴箱、中间接筒、 端接筒等部件组成。 2 、压缩机构 气缸、吸气阀、排气 阀和活塞等部件组成。 气阀由阀片、阀座、 阀盖、弹簧和螺栓 等组成。 如下图所示： 1—中间冷却器；2—曲轴；3—连杆；4—十字头；5—胶带轮； 6—机身； 7—压力表；8—减荷阀；9—一级气缸体；10—一级活塞； 11—一级填料箱； 12—一级进气阀；13——级排气阀；14—二级气缸体； 15—二级活塞； 16—二级填料箱；17—二级进气阀；18—二级排气阀；19—安全阀； 20—粗滤油器；21—齿轮泵组件；22—压力调节器 阀片 升程限制器 阀座 排气阀 1 一阀座，2 一阀盖．3 一弹簧，4 一阀片， 5 一冠形螺母，6 一螺栓，7 一开口销 吸气阀 空压机的气阀 3 、传动机构 4 、润滑装置 5 、冷却装置 传动