活塞式壓縮機的結構形式雖然繁多，但其主要組成 部分基本相同。一臺完整的壓縮機組包括兩大部分。一為主機、一為輔機。主機包括機身、中體、氣缸組件、傳動部件、活塞組件、氣閥和密封組件以及驅動機等。輔機包括潤滑油系統、級間冷卻系統、輔助管路系統等。下面就壓縮機的主要零部件作一個簡單的介紹。
1、氣缸
氣缸是構成壓縮容積實現氣體壓縮的主要部件，為了能承受氣體壓力，應有足夠的強度，由于活塞子在其中運動，內壁承受摩擦，應有良好的內潤滑及耐磨性，為了逸散氣缸中進行功熱轉換時所產生的熱量，應有良好的冷卻措施。為了減少氣流阻力，提高效率，吸排氣閥要合理布置。總之，氣缸結構復雜，材質和加工要求較高。
氣缸通常采用水做冷卻介質，它是由環形的體、缸蓋及缸座組成。吸、排氣閥配置在缸蓋與缸座上，缸體有三層壁，除了構成工質容積的一層壁外，還有構成水道及氣道的兩層壁，缸體上設置潤滑油接管，氣缸軸側設置防止泄漏的填料函，缸蓋上設置調節氣量裝置。
氣缸水隔套的作用供冷卻水帶走壓縮過程中產生的熱量，改善氣缸壁的潤滑條件和氣閥的工作條件，并使氣缸壁溫度均勻減少氣缸變形，水套的布置除了冷卻缸壁、填料函等處外，還要冷卻氣閥，為了避免在水套內形成死角和氣囊，以提高傳熱效果，冷卻水一般是從氣缸一端的最下部進入水套，從氣缸另一端的最高點引出，另外為了清洗水套內部的泥芯，在缸體上有時還開設了一些手孔。
2、曲軸-連桿機構
曲軸是活塞式壓縮機中重要運動部件之一，它在工作中接受驅動機一般以扭矩形式輸入的動力，并把它轉變為活塞的往復作用力，壓縮氣體而做功。它周期性地承受著氣體壓力和慣性力，因而產生交變的彎曲應力和扭轉應力。它不僅應該具有足夠的疲勞強度，而且還應該具有足夠的剛性和耐磨性。
一根曲軸至少具有三個部分，即主軸頸、曲柄和曲柄銷（或稱連桿軸勁）。曲柄和曲柄銷構成的彎曲部分稱為曲拐，根據機器的需要一根曲軸可以由一個或幾個曲拐所組成。
曲軸運轉中所需潤滑油通常是從軸承處通過主軸頸加入的，并通過曲軸內部加工的孔道引至曲拐銷，一般有斜油孔和直油孔兩種。直油孔的優點是在經過圓角過渡部分時，不影響該處的強度，但一般情況下加工比較復雜，清洗油孔也不方便。斜油孔加工清洗方便，但削弱了曲軸強度。
連桿是連接曲軸與十字頭（活塞）的部件，它將曲軸的旋轉運動轉換成活塞的往復運動。其一端與曲軸相連，稱為連桿大頭，作旋轉運動；另一端與十字頭銷（或活塞銷）相連，稱為連桿小頭，作往復運動；中間部分稱為連桿體，作擺動。
連桿的形式有開式連桿、閉式連桿、叉形連桿和主副連桿。目前應用較多的是開式連桿。
連桿體
連桿體連接連桿大頭和連桿小頭其截面一般有圓形、扁形、及工字形等，常用工字截面，連桿體的截面尺寸沿其長度直線變化。接近大頭處最大，接近小頭處最小。
為了能將大頭瓦處的潤滑油引向小頭瓦，連桿體內部鉆有油孔，個別設計也有用旁設潤滑油管的辦法來導油。
由于連桿體在連桿力及橫向慣性力的作用下承受著交變的拉、壓及橫向彎曲的作用，因此要求具有足夠的強度和穩定性。
連桿大頭
連桿大頭通過螺栓與曲柄鎖連接，傳遞動力，連桿大頭瓦襯耐磨的軸瓦，軸瓦用巴氏合金澆鑄而成。過去通常采用巴氏合金厚壁瓦，近年來國內外趨向于采用薄壁瓦，由于薄壁瓦與大頭孔內徑裝配時有一定的過盈量，裝入大頭孔后，在螺栓的壓緊力下使它緊貼于連桿大頭上，其貼合度應大于70%，因而它的承受能力比厚壁瓦大。
連桿小頭
連桿小頭與十字頭銷相配合。小頭孔內襯有耐磨的小頭瓦近年來它趨向于采用多油槽的整體銅套，材料為鑄造錫青銅ZQSn8-12或ZQSn8-21。
連桿大小孔中心線應平行，不平行度在100mm長度上不大于0.03mm。
連桿螺栓
連桿螺栓是壓縮機中最重要的零件之一。它承受很大的交變載荷和幾倍于活塞力的預緊力，它的斷裂將造成嚴重事故，因此連桿螺栓不僅要求有足夠的靜強度，更重要的是要有較高的耐疲勞斷裂能力。連桿螺栓一般為單頭螺栓，螺栓頭原支承面必須嚴格垂直于螺栓中心線。為降低剛度，增加螺栓的彈性，減少螺栓體內應力變化的幅度，螺栓體做得比螺紋部分細些。
十字頭
十字頭是連接活塞桿與連桿的部件，它在中體導軌里作往復運動，并將連桿的動力傳給活塞部件，對十字頭的基本要求是重量輕，耐磨，并具有足夠的強度。
①十字頭與連桿的連接
十字頭與連桿的連接方式多采用閉式。在閉式結構中，連桿小頭放在十字頭內，剛性好，與連桿、活塞桿的連接較為簡單。該連接由十字頭銷完成，十字頭銷分為浮動銷與固定銷兩種，浮動銷為一圓柱體，制造簡單，能在銷座及連桿小頭內緩緩轉動，磨損均勻，但浮動銷沖擊較大。固定銷靠錐度壓緊在十字頭體中，該銷的中段為圓柱體，兩端具有1/10~1/20的錐度，用螺釘與壓板壓緊。
十字頭銷為一重要零件，它傳遞全部連桿力，要求韌性好，耐磨和疲勞，它的材料常用20#鋼，表面滲碳、淬火。
②十字頭與活塞桿的連接
十字頭與活塞桿的連接主要有螺紋連接、連接器連接以及法蘭連接等。各種連接方式均應采取防松措施，以保證連接的可靠性。目前大中型壓縮機常采用螺紋連接。
③十字頭滑板
十字頭滑板用來承受側向力，滑板可與十字頭體做成一體，稱為整體十字頭，也可做成分開的，稱為分式十字頭。整體十字頭制造簡單，重量輕，近年來由于加工和材料質量的提高，在中、小型壓縮機組中，廣泛采用整體十字頭。它的缺點是磨損后間隙無法調整，只能更換十字頭。大型壓縮機的十字頭體和滑板一般都分開，以便調整滑板和導軌間的間隙，并在滑板上澆鑄巴氏合金。當巴金合金磨損后，可在滑板與十字頭體的結合面之間用增加墊片的方法來補償間隙，待巴氏合金磨損得完全不能使用時，再拆下重新澆鑄。
3、活塞組件
活塞組件包括活塞、活塞桿及活塞環等，它們在氣缸中作往復運動，起著壓縮氣體的作用。
（1）活塞
活塞的結構形式很多，常用的有以下幾種：筒型活塞、盤形活塞、級差式活塞、組合活塞、柱塞等。
盤形活塞：該活塞適用于有十字頭的雙作用氣缸，形狀如圓盤形，材料為鑄鐵或鑄鋁，為了減輕重量，活塞常做成中空結構，為了加強端面的剛性與結構長度，在活塞兩端面設置數根加筋板把兩個端面連接起來。活塞的圓柱面上開有活塞環槽。臥式壓縮機中，直徑較大的盤形活塞，在下部90o~120o范圍內為承壓面，承壓面用巴氏合澆制而成，在承壓面的端部開有2o~3o的坡度，其兩邊也應稍許銼去一些，有利于形成潤滑油層。為防止熱膨脹和活塞與氣缸磨下沉時加劇磨損，活塞的外圓與氣缸內圓面應留有1~2mm的間隙（承壓面除外）。在無油潤滑壓縮機中，通常用填充氟塑料等耐磨材料制成各種形式的支承環作為活塞的承壓面。
（2）活塞桿
活塞桿將活塞與十字頭連接起來，傳遞作用在活塞上的力，帶動活塞運動。它與活塞的連接方式通常有螺紋連接、凸肩和卡箍連接、錐面連接。活塞桿與十字頭連接一端車有螺紋。由于活塞桿承受交變載荷，應盡可能減少應力集中影響，因此，連接螺栓采用細牙螺紋，且根部圓弧半徑大一些。
（3）活塞環
活塞與氣缸之間存在相對滑動，必須留有一定的間隙，活塞環的主要作用是密封氣缸與活塞之間的間隙，防止氣體從壓縮容積的一側漏向另一側，此外還有均布潤滑油的作用。活塞環為一開口環，在自由狀態下，其外徑大于氣缸的直徑，裝入氣缸后，環徑縮小，僅在切口處留下一個熱膨脹間隙。
活塞環依靠節流與阻塞來密封，其密封原理如下：
當環裝入后，由于環的彈性，產生預緊力Pk，使環緊貼在氣缸壁上，當氣體通過金屬表面高低不平的間隙時，受到節流與阻塞作用，壓力自P1降至P2，同時由于活塞環和環槽間有側間隙，環緊靠在壓力低的一側。所以在活塞環內表面與環槽之間的間隙處有一個近似等于P1的氣體壓力作用著，而沿活塞外表面作用的氣體壓力則是變化的，從P1至P2，其平均值近似等于1/2（P1+P2），這樣，便在半徑方向產生了一個壓力差，ΔP≈P1-1/2（P1+P2）=1/2（P1-P2），這個壓力差使活塞環緊貼在氣缸壁上，達到密封作用，同理在軸向也有一個壓力差，把環緊壓在環槽側面上起密封作用，氣缸內壓力越大，密封壓緊力也越大，表明活塞環具有自緊密封的特點。在活塞與氣缸相互運動的工作面間，完全地阻止泄漏是不可能的。普通的活塞環都有切口，氣體能通過切口泄漏。此外，氣缸和活塞環的圓度和圓柱度誤差及環槽和環的端面平面度誤差也是造成泄漏的因素。所以，通常采用多個活塞環，經多次節流阻塞，便可起到密封要求。有研究表明，氣體經過第一道活塞環阻流密封作用后，仍要泄漏至第一道環之后。在流經切口間隙之際，由于節流作用，此時壓力約降至氣缸內氣體壓力的26%。經第二道環的密封作用后，氣體壓力約為原壓力的10%。到第三道環后約為7.6%。因此活塞環的密封作用主要靠前面三道環所承擔，但在實際使用中，尤其是在高壓級中，第一道環所承受的壓力差的絕對值比低壓級時為大，磨損也快。第一道環磨損后使切口增大，泄漏量大大增加，即失去密封作用，這時主要壓力差便由第二道環承受。第二道環即起到第一道環作用，其磨損也將加劇，依次類推。因此，通常采用較多的活塞環，以延長更換時間。活塞環通常在每個環槽內放置一道，其結構按所用材料一般制成具有切口的整體式環，活塞環的切口有直切口、斜切口和搭切口三種，如下。
(a)直切口(b)斜切口(c)搭切口
直切口制造簡單，泄漏量與切口的泄漏截面成正比。斜切口制造也簡單，因泄漏截面應為垂直截面，故在相同切口寬度時它比直切口要小，從而減少了泄漏量。一般取傾角為45o~60o。搭切口制造較為復雜，因其切口呈階梯形，工作時互相搭接，故氣體不能直接地通過切口而需經過兩次曲折，所以泄漏量能大大減少。
4、密封組件
為了密封存活塞子桿穿出氣缸處的間隙，通常用一組密封填料來實現密封。填料是壓縮機中易損件之一。對填料的主要要求是：密封性好、耐磨性好、使用壽命長、結構簡單、成本低、標準化，通用化程度高。
壓縮機中的填料都是借助于密封前后的氣體壓力差來獲得自緊密封的。根據密封前后氣體的壓力差，氣體的性質，對密封要求，可選用不同的填料密封結構形式。常用的填料有適用于中、低壓的平面填料和適用于高壓的錐形填料兩種。
平面填料函 它一般用在低壓，有前置填料函結構中，適用于60~100MPa以下的壓力，一般由幾組共同組成壓縮機的密封系統。
填料函的每個密封室主要由密封盒、閉鎖環、密封圈和鐲形彈簧等零件組成。靠氣缸側的環是閉鎖環，是三瓣的；另外一側是密封圈，是六瓣的；三瓣環的作用是軸向地遮住六瓣環的切口并讓高壓氣體通過本身的切口流入小室，起主要作用是六瓣環，其密封原理和活塞環的密封相似，在安裝時，三瓣環靠近氣缸處，六瓣環放在三瓣環外邊，否則不起密封作用。
5、氣閥組件
氣閥的作用是控制氣缸中的氣體的吸入和排出。壓縮機上的氣閥都是自動氣閥，即氣閥的啟閉不是用專門的控制機構而是靠氣閥兩側的壓力差來自動實現及時啟閉的。氣閥是重要的易損件之一，它直接關系到壓縮機運轉的可靠性和經濟性。
對氣閥的主要要求是：
（1）氣閥開閉及時，關閉時嚴密不漏氣
（2）氣流通過氣閥時，阻力損失小
（3）氣閥使用壽命長
（4）氣閥形成的余隙容積小
（5）噪音小
目前，氣閥的結構型式很多，最常使用的為環狀閥。一般由四部分組成 ：
（1）閥座 它具有能被閥片覆蓋的氣體通道，是與閥片一起閉鎖進氣（或排氣）通道，并承受氣缸內外壓力差的零件
（2）啟閉元件 它是交替地開啟與關閉閥座通道的零件，通常制成片狀者稱閥片
（3）彈簧 是關閉時推動閥片落向閥座的元件，并在開啟時抑制閥片撞擊升程限制器
（4）升程限制器 是限制閥片的升程，并往往作為彈簧承座的零件。
閥座與升程限制器上都有環形通道供氣體通過，閥片與閥座上的密封口貼合形成密封，并靠閥片的啟閉來控制氣體的吸入與排出，為保證閥片啟閉時不偏斜，在升程限制器上加工成幾個同心圈的凸臺，對閥片起導向作用，閥片的升起高度（即升程h）由導向凸臺的高度來控制，升程限制器上裝有彈簧，當閥片處于關閉狀態時，把閥片壓緊在閥座上，當閥片開啟時起緩沖作用，閥座與升程限制器用螺栓擰緊，并需加防松措施。吸排氣閥工作時，氣閥是在閥片兩邊的壓力差作用下啟閉的，完成吸排氣過程，如在吸氣過程中，
當氣缸內的壓力低于吸入管道中的壓力時，當兩者所造成的壓力差ΔP足以克服彈簧壓緊力Ps與閥片及部分彈簧的運動質量慣性力Pm之和時，閥片被頂開，氣體開始吸入，隨后閥片繼續開啟并貼到升程限制器上，氣體繼續進入氣缸，直至活塞到達止點附近時，活塞速度劇下降，氣體的速度也隨之降低，于是作用在閥片上的氣流動壓力也變小，當彈簧力大于氣體推力及閥片彈簧的慣性力時，彈簧隨即把閥片頂回，閥片開始關閉并最終重新落在閥座上，吸氣閥閥片關閉而完成吸氣過程，排氣亦然。
網狀閥結構基本上和環狀閥相同，但各環閥片以筋條聯成一體，略呈網狀故稱網狀閥，如圖示，這種閥片本身具有彈性，在閥片從中心數起的第二圈上，將徑向筋條銑出一個斜切口，同時在很長一段弧內銑薄使之具有彈性。這樣當閥片中心圈被夾緊，而外緣四圈做為閥片時，不需要導向塊便能上下運動。網狀閥片各環起落一致，且沒有摩擦，對氣缸無油潤滑壓縮機特別適用。
有時也采用中心導向的網狀閥結構，其閥片沒有固定部分和彈性部分，這種網狀閥避免了彈性部分易于斷裂的可能性，又擴大了通道數目。如果中心導向塊采用自潤滑材料，同樣可以適用于氣缸無油潤滑壓縮機。
網狀閥中即可采用圓柱形彈簧，又可用片形彈簧，并采用緩沖片以緩和閥片對升程限制器的沖擊。相比于環狀閥，其結構復雜，制造加工難度大，技術要求高，應力集中處多，運行中易于損壞，應用較少。但隨著近幾年的技術進步，如采用PEEK材質等，網狀閥的應用也越來越廣泛。
6、飛輪及盤車機構
在壓縮機的運轉過程中，曲軸受驅動力矩和阻力矩的作用，在曲軸同轉一轉之中，阻力矩所消耗的功和驅動機所供給的功是相等的。然而，曲軸的阻力矩是一個隨曲軸旋轉角束度變化的力矩，驅動力矩則基本上是一個定值，所以這兩者在一轉之中的瞬間值經常是不平衡的，這就會引起曲軸的加速、減速現象。即：
Md－Mk=Jε
Md、Mk——驅動力矩和阻力矩
J——壓縮機組中的全部旋轉質量的轉動慣量
ε——壓縮機曲軸的瞬時角加速度，加速時為正，減速時為負
在壓縮機運轉時，總不希望角速度有很大的波動，因此設計時可以人為地用加飛輪的辦法提高轉動慣量J，以降低瞬時角加速度ε。如果人為地增加轉動機構的質量，也即增加其轉動慣量J，則在同樣的轉矩差值下，轉軸的角加速度ε就可以減小，這就可以促使壓縮機的運轉趨向平穩。飛輪就是一個具有較大轉動慣量的部件，在壓縮機轉軸上增設飛輪，其目的就在于使壓縮機轉速均勻化。<
在壓縮機的運轉中飛輪起著轉換能量、儲、放能量的作用，而其本身并不消耗功。當Md＞Mk即有盈功存在時，飛輪和轉子一起加速運轉，盈功轉化為飛輪的動能儲存在飛輪內防止轉子作更大的加速；當Md＜Mk時，虧功使飛輪減速，飛輪即釋放出動能以彌補驅動功的不足，從而避免轉子更大的加速。飛輪就是如此通過儲放能量（動能）來調節壓縮機在一轉中的角速度，使轉速均勻化的。
壓縮機具有運動部件的盤車機構，在壓縮機的安裝和檢修等情況下必須盤車，以檢查裝配的正確性或壓縮機運動部件在要求位置上定位的正確性。此外，在長期停車后，壓縮機開車前必須盤車，使所有需要潤滑的表面配油。在吹掃壓縮機氣道時也要盤車。
盤車機構有手動和電動盤車機構，中小型壓縮機可采用手動盤車機構，大型壓縮機采用電動盤車機構。電動盤車機構可裝在壓縮機內用齒輪或蝸桿運動副使曲軸旋轉。盤車電動機驅動蝸桿，并通地它轉動蝸輪、圓柱形齒輪副，使套裝在曲軸端的齒輪旋轉，帶動曲軸轉動而達到盤車的目的。盤車機構必須設置切換手柄，當需要盤車時，轉動手柄，借此撥動與手柄相聯的沿雙鍵滑動的齒輪，使其與盤車齒輪相嚙合，才可盤車。當壓縮機具有敞開的飛輪或帶齒冠的專用圓盤時，可采用杠桿式盤車器。盤車機構一般設置在壓縮機氣缸與電機中間。在飛輪在加工出齒冠，盤車電機與一盤車小齒輪相連，當需要盤車時，啟運動盤車電機底盤的氣墊導軌或扳動盤車杠桿使盤車器齒輪與飛輪齒輪相嚙合，即可盤車。
壓縮機應在無負荷的情況下盤車，此時盤車機構產生的最大扭矩值是按壓縮機及電動機的摩擦力來確定的，一般只為有負荷下壓縮機平均反力矩的8~12%。轉動后，摩擦表面跑合過程中反作用力矩則急劇下降。
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