王春梅，孟憲超

兗礦集團(tuán)北宿煤礦，山東 鄒城 273516

空氣壓縮機(jī)使用情況簡介：北宿煤礦空壓機(jī)房原有的五臺(tái)4L-20/8活塞式空氣壓縮機(jī)，是1975年建礦時(shí)投入使用的，隨著供氣距離的不斷延長和風(fēng)動(dòng)設(shè)備使用量的不斷增加，已滿足不了用氣量需求，再加上設(shè)備型號(hào)較早，關(guān)鍵備件、備品缺乏；設(shè)備老化，故障率高等原因，自2002年起，我礦逐步對(duì)活塞式空氣壓縮機(jī)進(jìn)行了更換，換成了由上海英格索蘭公司生產(chǎn)的ML160型螺桿式空氣壓縮機(jī)，供氣量28m3/min，冷卻方式為風(fēng)冷。通過這兩種類型的空壓機(jī)的使用，筆者有如下體會(huì)：

1 組成結(jié)構(gòu)不同

1）4L-20/8型活塞式空氣壓縮機(jī)是兩級(jí)、雙缸、復(fù)動(dòng)、水冷、固定式空氣壓縮機(jī)。它主要由壓縮機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、潤滑機(jī)構(gòu)、冷卻機(jī)構(gòu)、調(diào)解機(jī)構(gòu)和安全保護(hù)裝置等部分組成。

壓氣流程是：自由空氣→濾風(fēng)器→減荷閥→一級(jí)吸氣閥→一級(jí)氣缸→一級(jí)排氣閥→中間冷卻器→二級(jí)吸氣閥→二級(jí)氣缸→二級(jí)排氣閥→后冷卻器→儲(chǔ)氣罐→使用處。

動(dòng)力的傳動(dòng)流程是：電動(dòng)機(jī)→三角皮帶輪→曲軸→連桿→十字頭→活塞桿→活塞。

2）ML160型螺桿式空氣壓縮機(jī)主要由油分離器、油過濾器、空氣濾清器、前后冷卻器、主機(jī)、主電機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)等部分組成。

壓氣流程式：外界空氣→進(jìn)氣過濾器→進(jìn)氣閥→主機(jī)→油分離器→冷卻器→儲(chǔ)氣罐→使用處。

動(dòng)力的傳動(dòng)流程是：電動(dòng)機(jī)→主機(jī)。

從以上所列可以比較出：螺桿式空氣壓縮機(jī)比活塞式空氣壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)更簡單、空氣壓縮過程更直接、動(dòng)力傳動(dòng)流程更直接。

2 冷卻介質(zhì)不同

1）4L-20/8型活塞式空氣壓縮機(jī)為水冷，在空壓機(jī)工作過程中要求必須有溫度合適的循環(huán)冷卻水對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行冷卻。這樣，就必須有相應(yīng)的冷卻水循環(huán)管路、涼水塔、晾水池，這些設(shè)備一是需要占用一定面積敷設(shè)管路；二是晾水池安全性不高，要采取防止人員、物品落入池中的措施；

2）ML160型螺桿式空氣壓縮機(jī)采用的是風(fēng)冷，除了機(jī)身需占用一定空間外，無需其他附屬設(shè)施，占用面積比活塞式空氣壓縮機(jī)少。

3 有效容積

1）4L-20/8活塞式空氣壓縮機(jī)的做功是由曲軸連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)活塞在汽缸里往復(fù)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，在活塞頂和氣缸的頂部與氣閥所構(gòu)成的壓縮氣室存在著為活塞頂與氣缸上端保留的安全距離所構(gòu)成的死區(qū)，這些空間在壓縮終了時(shí)殘留了一部分與排氣壓力相同的壓縮空氣。當(dāng)工作進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，排氣閥關(guān)閉進(jìn)氣閥打開吸氣時(shí)，這部分壓縮空氣膨脹并混入吸入的空氣中，參與下一個(gè)壓縮過程。因此，活塞式空氣壓縮機(jī)工作時(shí)，壓縮過程受壓的空氣存在著沿著活塞環(huán)與環(huán)槽和汽缸壁之間的間隙泄露的問題，還存在著不能完全排凈的壓縮空氣，這就導(dǎo)致空壓機(jī)所使用的有效容積降低。對(duì)于兩級(jí)壓縮的空氣壓縮機(jī)，空氣壓縮機(jī)先對(duì)空氣進(jìn)行一級(jí)壓縮，被壓縮了的空氣又傳遞給一個(gè)高壓氣缸進(jìn)行二級(jí)壓縮，兩級(jí)壓縮的殘余無效空間構(gòu)成空氣壓縮機(jī)的壓縮容積損失；

2）ML-160螺桿式空氣壓縮機(jī)的工作方式是單級(jí)連續(xù)的。主、從螺桿的溝槽在進(jìn)入嚙合時(shí)，螺桿的齒占據(jù)了溝槽的空間，對(duì)充盈在溝槽里的空氣實(shí)施壓縮，完美的螺桿齒形以及螺桿副與螺桿式壓縮機(jī)殼體加工的精密度保證了它的壓縮過程的有效性。另外，在工作過程中噴入螺桿腔的超級(jí)冷卻劑在螺桿之間與機(jī)殼之間形成密封用的油膜，也有效地提高了它的容積效率。

4 功率比較

活塞式空氣壓縮機(jī)的機(jī)械摩擦損失在于活塞及活塞環(huán)與汽缸體在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中的摩擦損耗、曲軸及連桿用的滑動(dòng)軸承在運(yùn)動(dòng)中的摩擦損耗等；噴油螺桿在工作時(shí)主、從螺桿和螺桿與殼體之間不形成機(jī)械接觸摩擦。

5 噪聲比較

活塞式空氣壓縮機(jī)工作時(shí)，最大的噪聲源是壓縮氣缸的氣閥在壓縮空氣和復(fù)原彈簧的作用下交替開閉，將壓縮空氣和外界空氣壓入氣缸或送出氣缸時(shí)產(chǎn)生的爆發(fā)聲和嘯叫聲。其次，曲柄連桿機(jī)構(gòu)在吸氣過程由曲柄帶動(dòng)連桿、活塞下行，而壓縮過程則壓縮空氣阻止活塞、連桿和曲柄的上行，兩個(gè)過程活塞連桿機(jī)構(gòu)的受力完全相反。在狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，由于連接間隙的存在，在慣性力和氣體壓力的作用下就會(huì)產(chǎn)生沖擊噪聲。

螺桿式空氣壓縮機(jī)工作時(shí)，在螺桿壓縮機(jī)上的排氣噪聲是連續(xù)的氣動(dòng)高頻噪聲，主機(jī)是套在金屬制造的油氣筒里，大大衰減了噪聲的輻射強(qiáng)度，再者它的機(jī)身也帶有噪聲消減裝置。

6 機(jī)體振動(dòng)

往復(fù)式空氣壓縮機(jī)工作時(shí)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)不平衡的往復(fù)慣性力和氣缸布置產(chǎn)生的不均衡負(fù)載形成軸系扭振，并造成壓縮機(jī)工作時(shí)劇烈振動(dòng)。

螺桿式空氣壓縮機(jī)工作時(shí)壓縮機(jī)螺桿及相關(guān)零部件沒有移動(dòng)，加之用于驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)有切實(shí)的動(dòng)平衡保證，所以振動(dòng)要結(jié)構(gòu)小于活塞式空氣壓縮機(jī)。

7 排氣溫度

活塞式空氣壓縮機(jī)的氣缸是風(fēng)冷的，在壓縮機(jī)工作幾個(gè)循環(huán)后，各個(gè)汽缸體的溫度已經(jīng)高達(dá)100℃以上，吸進(jìn)來的外界空氣進(jìn)入氣缸就被加熱。

螺桿式空氣壓縮機(jī)對(duì)空氣的壓縮過程中，由于采取了噴油潤滑，較低溫度的潤滑油與壓縮空氣混合降低了壓縮空氣的終了溫度。油氣混合物在經(jīng)過油分離器處理后，除凈了油的空氣和流回底殼油池的超級(jí)冷卻劑再分別進(jìn)入各自的冷卻器，與外界的冷空氣進(jìn)行熱交換，冷卻后的超級(jí)冷卻劑進(jìn)入壓縮機(jī)參與再循環(huán)。

由于冷卻方式不同，螺桿式空氣壓縮機(jī)的排氣溫度要比活塞式低得多。

8 故障處理

活塞式空氣壓縮機(jī)出現(xiàn)故障，維護(hù)者可以從聲音、轉(zhuǎn)動(dòng)、溫度、器件磨損等方面進(jìn)行人為判斷，在很大程度上和維修人員水平有關(guān)系；而螺桿型空氣壓縮機(jī)自身存在超溫報(bào)警、故障提示、空氣濾清器、油過濾器使用狀況列表等系統(tǒng)自帶保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)故障，控制面板會(huì)有相應(yīng)故障提示，維護(hù)人員可根據(jù)提示進(jìn)行處理，大大提高了故障處理的準(zhǔn)確率，節(jié)省了故障處理時(shí)間。

[1]空氣壓縮機(jī)司機(jī)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.

[2]礦井通風(fēng)、排水及壓風(fēng)設(shè)備[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2008.