轉速對往復式壓縮機的影響
壓縮機轉速的高低直接決定著機器的尺寸大小、成本高低,同時還影響機器的摩擦磨損、 動力平衡特性、以及氣缸和氣閥的工作特性。
另外,還與驅動機的經濟性和成本相關。 首先,轉速對往復慣性力的影響最為顯著。
由式可知,單列壓縮機往復慣性力的 幅值為的平方成正比。
當壓縮機本身的慣性力(或慣性力矩)沒有全部平衡時,轉速的增加會使機器的振動陡然加劇。
在往復質量較大時,高轉速的機器在空載運行時的 往復慣性力,可能會威脅壓縮機運動機構的強度和安全運行。
由式(5 3) 可知,當qv.hs.K、.Z 不變時,氣缸直徑D和行程s 與轉速的關系分別為 上式中,C 和CZ是常數。
當排氣量一定時,讓氣缸直徑不變,則活塞平均速度不變,行程s與轉速成反比。而值得注 意的是,如果將行程減小一個單位長度,有十字頭的壓縮機( 立式)的高度可減小3~ 4個單位 長度。
同樣,當排氣量給定,讓活塞的行程不變時,減小轉速就表示減小活塞速度。此時,為了達 到給定的排氣量,就應將氣缸直徑增大,從而會引起活塞力的增大。
轉速對行程缸徑比中的影響取央于活塞平均速度。如果在給定的排氣量下選擇高的轉 速,而不希望改變活塞平均速度,這時行程就需要減小,從而使行程缸徑比減小;但若允許改變 活塞平均速度,也可以使行程缸徑比不隨轉速的增減而變化。
高的轉速有利于活塞和十字頭在上下止點附近的油膜形成。實踐表明.低轉速的壓縮機氣 缸在兩端會發生較大磨損,使缸體沿母線變成腰子形;而高轉速的氣缸經長期運行兩端的磨損 不明顯,氣缸鏡面基本接近柱狀。
但是,對于氣缸、活塞桿、十字頭滑道、軸承和活塞銷或十字頭 銷等部位,隨著轉速的增加,這些部位的摩擦次數也增多,一般會增加磨損。
從機械摩擦損失方面來看,只要不改變活塞平均速度um,轉速的變化對往復摩擦損失功 的影響很小,但轉速的提高卻增加了旋轉摩擦功的損失。
如果對已有的機器,轉速的提高會引 起壓縮機氣量的增加,從壓縮機的比功率方面考慮,一般不會引起機械效率的下降。
轉速對壓縮機氣閥工作的影響是顯著的,提高轉速會增加閥片撞擊頻率和閥片彈簧的變 形次數,使氣閥壽命降低。
對于給定的氣閥,其工作狀態隨壓縮機轉速變化而改變。因此,對已 有機器上使用良好的氣閥,若改變機器的轉速將會破壞氣閥正常的運動規律。
當然,在新設計 壓縮機時取高的轉速,會使機器尺寸減小,但同時也使氣閥安裝空間域小,導致氣流通過氣閥 流動時的阻力損失增加。
不需設置基礎固定的移動式壓縮機,特別是車裝移動壓縮機,為了將機器的體積和重量減 小,一般取較高轉速;有基礎固定的壓縮機一般受空間和重量的限制較少,其轉速相對較低。