【文章內(nèi)容簡介】 衡盤的 另一側(cè)與吸氣管相 通，靠近平衡盤端 面安裝梳齒密封， 可使轉(zhuǎn)子上的軸向 力大部分被平衡掉。 平衡盤是最常用的 平衡軸向推力的措 施。 （ 3） 采用平衡盤 （亦稱平衡活塞） 抑振軸承 滑動軸承的基本工作原理 幾種常用的抑振軸承 滑動軸承的基本工作原理 幾種常用的抑振軸承 (1)普通的圓柱軸承 (2)橢圓軸承 (3)多油葉軸承 (4)多油楔軸承 (5)可傾瓦軸承 (6)墊塊式止推軸承 這種軸承在低速重載時，軸頸處于較大 的偏心下工作，因而是穩(wěn)定的，可是在高速 輕載下處于非常小的偏心下工作，因而很不 穩(wěn)定，油膜振蕩一旦發(fā)生很難抑制。所以對 于高速輕載轉(zhuǎn)子，圓柱軸承很少采用。 (1)普通的圓柱軸承 （ 2）橢圓軸承 這種軸承由上下兩段圓 弧所構(gòu)成，圖 1所示，由于 加工方便，使用較廣泛。其 特點是上、下兩段圓弧都距 軸承中心有較大的偏心，并 產(chǎn)生兩個油楔。其上瓦油楔 的油膜壓力就會對前述的軸 頸失穩(wěn)起到抑制作用，由于 幾何的對稱性，這種軸承允 許軸頸正反轉(zhuǎn)。 這種軸承由幾塊圓 弧形瓦塊組成，可以是 對稱的，也可是不對稱 的，它與橢圓軸承的性 能類似，每段都有較大 的偏心，且油楔數(shù)更 多，因軸頸受多方油 楔的作用，故抑振性能 優(yōu)于橢圓軸承。 （ 3） 多油葉軸承 如圖所示這 種軸承的抑振性 能與多油葉軸承 相似，但由于油 楔的不對稱性， 故只允許軸頸單 向轉(zhuǎn)動。 （ 4）多油楔軸承 (5) 可傾瓦軸承 這種軸承由多塊可以繞 支點偏轉(zhuǎn)的活動瓦塊組成。 這是目前認為抑振性能最好 的軸承。它不僅油楔數(shù)多， 且當外部發(fā)生變化使軸頸中 心瞬時離開平衡位置時，由 于瓦塊可以繞支點偏轉(zhuǎn)能夠 自動調(diào)整到平衡位置，使其 不存在維持振蕩的因素，因 而穩(wěn)定性很好 . 止推軸承的工作原理與徑向軸承類似，也是由轉(zhuǎn) 子上轉(zhuǎn)動的推力盤與軸承上幾塊扇形面形成的收斂油 楔動壓力來平衡轉(zhuǎn)子的軸向推力載荷。如圖所示。 (6)墊塊式止推軸承 機械故障診斷 機械故障診斷的必要性 故障診斷監(jiān)測系統(tǒng) 故障監(jiān)測技術(shù) 機械故障診斷方法 所謂故障是指機器喪失工作效能的程度，但通常 故障是能修復(fù)或排除。 長期以來采用的是定期預(yù)防性維修制度，即到一 定時間不出故障也要停機大修，解體檢查，一些部件 還不到使用壽命就得更換，造成維修費用很大和停產(chǎn) 時間很長等損失。如采用機器故障診斷技術(shù)，則可改 為預(yù)防性維修制度，根據(jù)故障診斷結(jié)果，確定適時的 停機和局部維修，這樣就大大延緩?fù)C大修的時間， 甚至不必定期停機大修，從而節(jié)省了維修費用，增加 了持續(xù)生產(chǎn)的時間。 機械故障診斷的必要性 機器故障診斷的過程一般包括如下的主要環(huán)節(jié) (1)機器狀態(tài)參數(shù)的檢測，即信號采集； (2)信號處理，提取故障特征信息； (3)確定故障的發(fā)生部位、類型和程度； (4)對確定的故障作防治處理與監(jiān)控。 故障診斷監(jiān)測系統(tǒng) a．振動信號的采集應(yīng)用各類測振傳 感器檢測機器振動的位移、速度和 加速度，并轉(zhuǎn)為電信號送入分析處 理器。 b．振動信號的處理它是將傳感器感 受到的各種激振力作用的復(fù)雜信號 加工處理，提取與故障有關(guān)的特征 信息，并從模擬量變化為數(shù)字量 ，然后送人數(shù)字運算電路或電子計 算機進行信號分析處理，最后獲得 用于故障分析的數(shù)字或圖形。 (1)機器振動檢測技術(shù) (2)熱紅外技術(shù) (3)聲發(fā)射技術(shù) (4)噪聲分析技術(shù) (5)潤滑油的光譜、鐵 譜分析技術(shù) 故障監(jiān)測技術(shù) 機器故障診斷中除了檢測狀態(tài)參數(shù)和信號處理之 外，更重要的是根據(jù)提取的特征信息進行故障識別與診 斷，以確定故障發(fā)生的部位、類別和程度，然而這是一 項相當復(fù)雜與艱巨的工作。現(xiàn)今，故障診斷方法已有多 種，如綜合比較診斷法、特性變化診斷法、故障樹診斷 法、模糊診斷法、專家系統(tǒng)診斷法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷法等。 其中，專家系統(tǒng)診斷法是一種智能化的計算機診斷系 統(tǒng)，能使一般人員像專家一樣識別與判斷機械故障；而 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷法是一種由模仿人的大腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 而建立的一種非線性的動力學網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可使專家更為 準確地識別與判斷機械故障。 機械故障診斷方法 壓縮機（ Compressor） 工業(yè)上使用的壓縮機主要有往復(fù)式和離心式兩種類型。 往復(fù)式壓縮機 （ Reciprocating Compressor） 結(jié)構(gòu)： 主要部件有氣缸、活塞、吸入和壓出活門。 工作原理： 與往復(fù)泵相似，依靠活塞往復(fù)運動和活門的交替 動作將氣體吸入和壓出。 氣體在壓縮過程中體積縮小、密度增大、溫度升高。 ?往復(fù)式壓縮機通過曲軸連桿機構(gòu)將曲軸旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化 為活塞往復(fù)運動。 ?當曲軸旋轉(zhuǎn)時，通過連桿的傳動，驅(qū)動活塞便做往復(fù) 運動，由氣缸內(nèi)壁、氣缸蓋和活塞頂面所構(gòu)成的工作 容積則會發(fā)生周期性變化。曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復(fù) 一次，氣缸內(nèi)相繼實現(xiàn)進氣、壓縮、排氣的過程，即 完成一個工作循環(huán)。 2022529 往復(fù)壓縮機 理論工作循環(huán) ?為了更好地理解活塞壓縮機的工作原理，這里重點介 紹 理論工作循環(huán) 。假定壓縮機沒有余隙容積，沒有吸、 排氣阻力，沒有熱量交換，則壓縮機工作時，汽缸內(nèi) 的壓力和容積的關(guān)系如下圖所示。壓縮機的理論工作 過程可以簡化成下圖示的三個熱力過程。 2022529 往復(fù)壓縮機 理論工作循環(huán) ?吸氣 —活塞自 0點移至 1點，吸氣 閥打開，氣體在 P1壓力下進入氣缸。 ?壓縮 —活塞自 1點移至 2點，吸排 氣閥均關(guān)閉，此過程為多變壓縮過 程，氣缸內(nèi)的氣體壓力升至 P2。 ?排氣 —活塞從 2點移至 3點，壓力 為 P2的氣體等壓排出氣缸。 ?過程 01230構(gòu)成了壓縮機的理 論工作循環(huán) ，壓縮機完成一個理論 循環(huán) 所消耗的功即為圖中 01230 所代表的面積 。 2022529 往復(fù)壓縮機 理論工作循環(huán) ?壓縮機在壓縮氣體的 過程中，溫度會逐步升高，是個 多變的過程。實際壓縮循環(huán)比理論壓縮循環(huán)多了一個 熱膨脹 的過程。隨著熱膨脹的逐步增加壓力升高，溫 度也升高，功耗隨之加大。所以， 在理論上等溫壓縮 循環(huán)的 功耗最小。 2022529 往復(fù)壓縮機 V a(?p2 1)?V c ??V b p ?????????????????????? ?=????????????????????????????????????=?1 +???????(??2 1)?k =?1 ??????(??2 1)?k ?1???V c ??V V ??V V ??V 往復(fù)式壓縮機 （ Reciprocating Compressor） Va Vb Vc Vd A B C D p p2 p1 V (a) (b) (c) (d) 單動往復(fù)壓 縮機活塞運 行位置及對 應(yīng)的氣體 P V 狀態(tài)變化 圖 工作循環(huán)分析： 余隙的存在不僅減少氣體吸入量而且增加壓縮機能量損耗。 Va Vc ??Va ??=? Vc ??Vb Vc ??Va ? 0 =?余隙系數(shù) 容積系數(shù) 1 k 1 1 p p p p V c a c a c a ??0 =?? 0 隨余隙系數(shù) e 和壓縮比 p1/p2 增大而下降并有可能達到 0 (???p2 1p )?k ??1???k ??壓縮機（ Compressor） 根據(jù)穩(wěn)流體系熱力學第一定律，多變壓縮過程理論上在一個 工作循環(huán)中活塞對氣體所做的功為 式中 T1 為吸氣溫度。 壓縮功與壓縮氣體溫升都隨壓縮比增加而增加。實際壓縮比 一般不超過 8。 高終壓 (～ ) 壓縮機都為多級。氣體經(jīng)上一級壓縮 后，通過中間冷卻器和油水分離器進入下一級氣缸再壓縮。 各級壓縮比只占總壓縮比的一部分，對于 n 級壓縮，取各級 壓縮比相等則其僅為總壓縮比 （ p1/p2） 的 n 次方根。 多級壓縮可避免單級壓縮比過高而引起的排出氣體超溫、容 積系數(shù)低的問題，而且由于級間冷卻使氣體體積減小并使壓 縮過程接近于等溫過程，因此還可減少功耗。 k ?1 W =?p1 (V c ??V b )?k ??1 k ?1 k T 2 =?T 1 (?p2 p1 )?往復(fù)式壓縮機的選用 根據(jù)所輸送氣體性質(zhì)確定壓縮機的類型（如空氣壓縮機、氨 氣壓縮機、氫氣壓縮機等），再根據(jù)生產(chǎn)能力和排出壓強選 擇合適的型號。 注意： 一般標出的排氣量是以 20℃ ， kPa 狀態(tài)下的氣 體體積表示的。 往復(fù)式壓縮機的排氣是 脈動的，可在出口處安 裝貯氣罐，既可使氣體 平穩(wěn)輸出，又可使壓縮 機氣缸帶出的油沫和水 分離。 1 1 2 2 2 3 3 1 3 實際工作循環(huán) 往復(fù)壓縮機 2022529 實際工作循環(huán) ?壓縮機工作過程中活塞環(huán)、 填料、氣閥 不可避免存在 泄露 ，每個循環(huán)的排氣量 總小于實際吸氣量。壓縮機的進 氣阻力 過大，會造成壓縮機排氣量減少。余隙 容積過大會降低排氣量，使指示功圖面 積變小。 2022529 往復(fù)壓縮機 實際過程與理論過程的區(qū)別 由于余隙容積的存在，實際工作循環(huán)由膨脹、吸 氣、壓縮、排氣四個過程組成，而理論循環(huán)無膨 脹過程。 實際吸、排氣過程中存在阻力損失，使實際氣缸 內(nèi)吸氣壓力小于吸入管路內(nèi)氣壓、實際氣缸內(nèi)排 氣壓力高于排出管路內(nèi)氣壓；吸、排氣過程中有 壓力波動、溫度變化。 在膨脹和壓縮過程中，因為氣體與氣缸壁之間存 在熱交換，使得壓縮過程指數(shù)與膨脹過程指數(shù)不 斷變化，并非常數(shù)。 2022529 往復(fù)壓縮機 2. 性能參數(shù) ??往復(fù)式壓縮機的性能參數(shù)主要包括： 排氣壓力 排氣溫度 排氣量 功率和效率 2022529 往復(fù)壓縮機 吸氣 /排氣壓力 ?往復(fù)壓縮機的吸氣 和排氣壓力分別指第一級 吸入管道處和末級排出接管處的氣體壓力，因 為壓縮機采用的是自動閥，氣缸內(nèi)的壓力取決 于進、排氣系統(tǒng)中的壓力，即由 “背壓”決定。 所以吸、排氣壓力是可以改變的。 ?壓縮機銘牌上的吸、排氣壓力是指額定值， ?實際上只要 機器強度、排氣溫度、電機功率和 氣閥工作許可 ，他們是可以在很大范圍內(nèi)變化 的。 2022529 往復(fù)壓縮機 排氣溫度 ?排氣溫度是指壓 縮機末級排出氣體的溫度， 它應(yīng)在末級氣缸排出管處測得。多級壓縮機末 級之前各級的排氣溫度稱為該級的排氣溫度， 在相應(yīng)級的排氣接管處測得。 ?排氣溫度可以計算校核， T2＝ T1(P2/P1)n1/n ?排氣溫度應(yīng)進行 監(jiān)控： ?排氣溫度過高會造成潤滑油潤滑性能下降， ?輕質(zhì)油揮發(fā)污染氣體，潤滑油積碳堵塞閥槽， 活塞環(huán)軟化或加速磨損，非金屬閥片融化等。 2022529 往復(fù)壓縮機 容積流量 ?往復(fù)壓縮機的容 積流量是指在單位時間內(nèi)經(jīng) 壓縮機壓縮后在壓縮機最后一級排出的氣體， 換算到第一級進口狀態(tài)的壓力和溫度 時的氣體 容積值，單位是 M3/min或 M3/h。 ?壓縮機的額定容 積流量， 即在壓縮機銘牌上 標注的容積流量是指在 特定的進口狀態(tài)下（進 口壓力 ，溫度 20℃ ） 時的容積流量。 ?對于實際氣體， 若是