1、 气缸
 

1.1 气缸是往复压缩机压缩气体的部件，它承受气体压力、镜面与活塞环支承环摩擦力、以及压缩气体时产生的热量。气缸的结构复杂，有气道

、水道、气阀腔。气缸要求有足够的强度、抵御磨损的硬度和粗糙度、以及良好的传热性能。

 

气缸上部有缸盖，下部有缸座，组成气缸的工作容积。压缩机的气缸为铸铁制造。由于经过多年运行，均有不同程度磨损或划伤，尤其是高压级

缸的磨损和划伤更为严重，这将加快活塞环和支承环的磨损，并造成活塞环串气，降低效率，增加功率消耗。

 
1.2 对气缸的要求及磨损后的修复措施
 
1.2.1 气缸的镜面粗
 
糙度应在0.8以上，不能有沙眼和疏松以及损伤的条块，不能有轴向和圆周方向的划痕、划伤。轻微的可用油石将划痕研磨平滑。
 
1.2.2 气缸的磨损大致有三种情况
 
1）偏磨，磨损后的气缸半径有的部分远离原气缸轴心线，并且不等距。
 
2）缸径出现喇叭口形或凹芯。
 
3）缸径磨大，而且磨损的情况往往不是均匀的。
 

上述情况，均影响活塞环的寿命和密封效果。造成活塞环密封串气，排气温度高，活塞环损坏快（甚至折断），严重时引起前一级排气压力增高，

压比增大，温度高，甚至安全阀报警。

 
1.2.3 解决气缸磨损大致的三种途径
 
1）当磨损量较大，而且气缸壁很薄时，此缸无法修复，只能更换。
 
2）偏磨或凹芯时，可镗缸并珩磨缸径，重新配置活塞和活塞环。
 
3）如果结构允许，可嵌缸套。但这种方法存在一定风险。
 

为什么说有的缸嵌缸套有风险？其原因：一是嵌缸套时须先将原缸径加大，而加大缸径就有可能出现铸造时存在的砂眼、气孔、疏松等缺陷，使气缸

漏水报废。二是嵌缸套后，装气阀的止口很薄，容易出现强度不够或漏气。故嵌缸套的方法要慎重对待，更换新气缸是最把握的选择。

 
1.2.4 气腔与气阀的接触面应平整，不能有造成串气的伤痕。
 
1.2.5 各部位的垫片要垫好，否则产生漏气、漏水或气水串通。对于气阀底部的密封垫片须备足，以便及时更换。
 
1.2.6 每当大修时，应对气缸水道的污泥进行掏净清洗。这些污泥严重地阻塞了冷却水的流通及冷却效果。
 
1.3 气缸常见故障
 
声音异常、缸裂、缸盖碎。
 
气缸内产生冲击声和声音异常，可用听诊棒在气缸外壁听到、手摸有冲击振动感。产生的原因：
 
1.3.1 活塞在气缸中运动时，死点间隙不够（尤其是上死点），活塞与缸盖相撞。往往顶碎缸盖。
 
1.3.2 气缸内有异物，如小工具、气阀阀片碎片或弹簧断块掉进气缸，活塞环断块在气缸内撞击串动。
 
1.3.3 活塞杆螺母松动，撞击缸盖。
 
1.3.4 气缸水道壁有裂纹，水进入气缸极易发生液击，应及时停车，视情况采取措施。
 

1.3.5 新气缸加工完后应进行水压验证，试验压力应是工作压力的1.5倍，历时30分钟以上。但有时水道壁的裂纹不是先天性的，而是后来埋下隐患，如

冬季停机时气缸内有存水而冻裂；运输、装卸或安装时，碰撞引起内伤，甚至裂纹，后来开机时逐渐扩大等原因所致，因此，各种行为都应该防止碰撞。

 

1.3.6 冷却器泄漏，会造成水随同气体进入下一级气缸，容易造成水击现象。为此冷却器出厂前应进行水压实验，水压实验的压力应是设计时压力的1.5

倍。

 
2.活塞
 
2.1 活塞
 
活塞在气缸中的往复运动，实现气体吸气、压缩、排气、膨胀的循环过程。
 
活塞结构有多种形式，裙部均属圆柱形，活塞大部分由三瓣或两瓣组成，国产机型为整体活塞。
 
活塞上装有支承环（立式机称导向环）和活塞环，活塞在气缸中的位置关系如图2-1。
 
2.2 估算气量
 
单作用活塞为活塞上端部压气，压气量可估标为：Q=0.75*F*S*n
 
双作用活塞为活塞上下端部都压气，气量可估算为：
 
Q=0.75*{F活+（F活-F杆）}*S*n
 
式中Q—气量, F活—气缸直径面积
 
F杆—活塞杆截面积 S—行程 n—转速
 
压缩机气缸大部分为双作用，小部分气缸为单作用
 
2.3 活塞与活塞杆的装配
 

压缩机铝活塞较多，要求孔与活塞杆上的定位面不能超差，与活塞杆装配时，螺母和活塞间的两个接触面要贴合好，因该两个接触面是传递活塞力的。

铝的承压强度低，故在其端部设一铁材质承压块与活塞杆的

 

台肩衔接。要求承压块与铝活塞接触面贴合在75%以上，而活塞杆上的台肩与承压面贴合在70%以上，否则会引起活塞杆螺纹与螺母拧紧时产生附加

的偏心应力，出现活塞杆断裂问题，螺母拧紧后，应有防松动结构，以防螺母松动。

 
2.4 活塞装入气缸中的要求
 

活塞装入气缸后，位置要正，圆周要有间隙，防止活塞与气缸壁摩擦，因此，要检查活塞在气缸中的圆周间隙的均匀情况。检查方法：用卡尺测得缸径

减活塞外径后除以2即为理论间隙，用塞尺测出圆周间隙与理论间隙比较，找出间隙偏差的原因，通常希望下部间隙大于理论间隙，这对支承环的寿命

有益处，所以有的欧洲厂家将活塞（支承环）与活塞杆连接的中心孔，下降1mm左右（按活塞直径大小数值不同），使活塞在气缸中上抬，称为偏心活

塞（缺点是活塞定位装配）。

 

如果活塞下沉数值较大，则应找出原因，如十字头与滑板间隙磨大，造成十字头与气缸不同轴；气缸偏磨；缸体与中间接筒连接错位，新缸体与中体连

接面不平行、对轴心线不垂直等，应采取相应措施。

 

压铅法压活塞在气缸中的轴侧间隙，可通过活塞杆与十字头连接螺纹予以调整，缸盖安装好后，再压盖侧间隙，盖侧间隙如按出厂文件要求相差较多时，

可通过加垫方法解决。

 
2.5 活塞在气缸中止点间隙的作用
 

活塞在气缸中的止点间隙形成余隙，余隙所形成的容积（包括气阀、活塞余隙容积）。对压缩机来讲，大了是有害的，第一级大了使压缩机的排气量降

低，但是气缸与活塞必须有间隙，该间隙的作用：

 
（1）活塞杆、连杆、十字头等受热后要向外膨胀伸
 
长、旋转轴类的轴连接部分要磨损、孔要磨大，该余隙就避免了活塞与缸盖碰撞，否则造成事故。
 

（2）空气中含有水份，经压缩冷却有部分水残留在气缸中，气缸的止点余隙便容纳了部分不能排出的液体，否则液体的不可压缩性将造成破坏性的后

果，通常称水击或液击。

 
（3）余隙部分的气体起到气垫缓冲的作用，使活塞与气缸盖不发生撞击。
 
2.6 压缩机活塞应注意的问题

2.6.1 三瓣铝活塞中的活塞环槽部分，因铝材质比较软，活塞环槽在活塞环的不断撞击下已被打宽，尤其是高压级第一道环。也有的活塞环槽部分是由铁

材质制成，此种情况要比铝材质的好。那么为什么不采用铁活塞？这主要是出于活塞重量的原因，活塞运动时，活塞的重量产生惯性力。如果惯性力不

平衡，将引起机器振动。

 

2.6.2 活塞大多都更换过，有的更换过几次，新活塞往往都是测绘制造，由于测绘厂家不同，造成活塞环槽和支承环槽的轴向宽度和径向深度不同，所以

不同地区同一机型的活塞环、支承环调借后，有的装不进槽内，尤其是支承环更为严重。为此采取三条措施，一是从活塞环、支承环入手，使其对宽些窄

些、深些浅些的环槽都能用，但这不是最佳状态。二是差别较大的，专厂专制专用。

 
三是以欧洲设计的活塞为标准，对需要更换的活塞采用原欧洲设计标准设计新活塞，逐渐达到通用化。（包括活塞杆的标准化）。
 
3 、连杆
 

连杆与十字头连接，将曲轴的旋转运动转变为往复运动。连杆传递活塞力，是受力部件，也是故障较高的零部件。压缩机因连杆断裂造成事故，打坏十字

头、滑道、活塞、刮油器等部件。严重时打碎机身、使曲轴变形。

 
3.1 连杆结构
 
连杆包括杆身、大头、大头瓦、小头铜套、连杆螺栓和螺母。
 

3.1.1 连杆大头是可分的，内装轴瓦，由连杆螺栓将杆身与大头盖装配在曲柄销上。对大头盖和杆身两螺栓孔的同轴度、螺栓的定位面、与连杆螺栓连接的

两支承面都有严格要求。

 
3.1.2 杆身要求足够抗拉压和抗弯强度，杆身有从大头通往小头的油孔。
 
3.1.3 小头嵌有过盈配合的铜套与十字头销间隙配合。
 
3.2 连杆螺栓
 

连杆螺栓承受很大的交变载荷，是运动机构中受力情况最严重的零件。由连杆造成的压缩机事故，往往是连杆螺栓引起的。它要有足够的抗拉强度和抗疲劳

性，因此在选材、制造包括过渡圆角和粗糙度、装配都不可以掉以轻心。

 
3.3 通常隐患
 
3.3.1 螺栓头部、螺母与连杆上的支承面没垂直贴合紧密。
 
3.3.2 螺母没有拧紧，止退措施失效。
 
3.3.3 螺栓应力集中的敏感部位精度不够，如螺纹、退刀槽、过渡圆角、大小头孔平行度等。
 
3.3.4 螺栓疲劳或接近疲劳又受附加力的冲击造成断裂。
 
3.3.5 螺栓与杆身、大头盖中的定位孔不能过松。
 
3.3.6 材质造成。
 
3.3.7 与轴瓦、铜套的配合间隙不当，出现偏磨、烧研。
 
3.3.8 连杆油路堵塞，不过油。
 
4、 活塞杆
 

活塞杆一端与活塞连接，另一端与十字头连接。活塞杆依靠杆上的台肩及螺母把活塞固定在杆上。杆的另一端螺纹旋入十字头中。运行中活塞杆受拉压交变

应力，有时出现断裂造成活塞、气缸、十字头等不同情况的事故。

 
4.1 对活塞杆的要求
 
4.1.1 有足够的强度和刚度，正确传递活塞力。
 
4.1.2 材料无缺欠，热处理状态合理（通常应三次热处理）
 
4.1.3 活塞杆与密封环、刮油环的磨擦部位按材料不同，需淬火或氮化。以保证有足够的磨擦硬度。粗糙度应为0.4。
 
4.1.4 加工精度高，有螺纹、定位面、承压面、磨擦面、有退刀槽。
 
4.1.5 不允许弯曲，以免引起活塞杆跳动造成相关部件附加力。活塞杆运行时的跳动（垂直、水平）应控制在0.06mm左右，跳动过大，影响密封件寿命。
 
4.1.6 活塞杆密封面不能有划伤、划痕及磕碰，螺纹部分不能有磕碰。
 
4.2 活塞杆故障
 

活塞杆两端均以螺纹分别与活塞、十字头连接。螺纹底面是危险截面，容易造成活塞杆断裂，而与十字头连接处的螺纹受力大于活塞杆与活塞连接处的螺纹，

因此靠十字头侧的螺纹更容易断裂。

 

4.2.1 活塞杆台肩与铝活塞连接处都有一个承压套或承压垫，以减少对铝活塞的承压比压。但有时活塞、承压套、活塞杆抬肩这三个面平面贴合不匀，长期运

行，使螺纹疲劳破坏。

 
4.2.2 由于支承环、十字头磨损量不同，使活塞杆倾斜运动，产生附加应力，使螺纹处疲劳破坏。
 
4.2.3 连接螺纹处螺母松动或琐死装置失效。
 
4.2.4 活塞杆的材质、加工工艺、加工精度存在问题。