Вопрос 3 . 11 . Основные узлы и детали компрессора
Цилиндрыкомпрессора для давления до б МПа изготавливаютсялитыми из чугуна, для давления до 15 МПа и более - литыми или кованными из стали. Цилиндры компрессоров с воздушным охлаж дением имеют ребра на внешней поверхности, с водяным охлаждени ем - полости для охлаждающей воды (охлаждающие рубашки). Ци линдры могут иметь сменные втулки из износостойкого чугуна. Ра бочая поверхность цилиндра должна быть хорошо обработана, иметь низкую шероховатость и высокую износостойкость.
Поршникомпрессоров име | ||
ют различное исполнение. Это | ||
связано с тем, что в компрессоре | ||
большое значение имеют массы | ||
движущихся деталей: с увеличе | ||
нием массы увеличиваются силы | ||
инерции. Поэтому поршни боль | ||
ших диаметров изготавливают | ||
полыми (тронковые поршни, | ||
рис. 3.9). Такой поршень цилин | ||
дра одинарного действия состо | ||
ит из корпуса 1 поршневых уп- | ||
лотнительных колец 2 , мас- | ||
лосъемных колец 3, препятству | Рис. 3.9. Поршень компрессора | |
ющих попаданию масла в по | ||
лость сжатия, и пальца 4 для соединения с головкой шатуна в без-крейцкопфных компрессорах (см. рис.3.8, д). Кроме того, поршни могут быть дисковыми (закрытого типа), ступенчатыми (дифферен циального типа) - для работы в цилиндрах различного диаметра, и других конструктивных исполнений.
Материалом для поршней служат алюминиевые сплавы, чугун СЧ 24-44 или СЧ 28-48 и сталь. Поршневые кольца делают пружиня щими с разрезом. Кольца делают из высококачественного перлитно го чугуна.
В компрессорах без смазки цилиндров имеются опорные кольца, исключающие трение корпуса поршня о цилиндр, и уплотнительные поршневые кольца, обеспечивающие длительную работу при трении о цилиндр без смазки. Кольца в этом случае изготавливаются из пласт масс (фторопласт с коксом, графитофторопласты).
Клапанслужит для пропуска газа в одну сторону и исключениядвижения его в обратном направлении. Основными требованиями к клапану являются: плотность в закрытом состоянии, своевременное открытие при малом усилии и своевременное закрытие, малое сопро тивление потоку газа и износоустойчивость. В большинстве конст рукций компрессоров применяют самодействующие всасывающие и нагнетательные клапаны, которые изготавливаются четырех типов:
- К - кольцевой - запорное устройство выполнено в виде кольца, расположенного перпендикулярно к направлению потока газа в кла пане (рис. 3.10, а);
- Д -дисковый - запорное устройство выполнено в виде диска, снабженного дуговыми окнами для прохода газа, расположенного перпендикулярно к направлению потока газа в клапане;
- П - прямоточный - запорное устройство выполнено в виде пла стины, расположенной параллельно направлению потока газа в кла пане (рис. 3.10, 6);
- Л - ленточный - запорное устройство выполнено в виде прямо угольной полосы или пластины с одним или несколькими параллель-
Рис. 3.10. Клапаны поршневых компрессоров:
а ~ кольцевой; б - прямоточный; в - ленточный; 1 - седло; 2 - ограничитель подъема запорного устройства; 3 - запорное устройство; 4 - пружина:
5 - стяжной болт
- 9 8 -
ными окнами для прохода газа, расположенной перпендикулярно к потоку газа в клапане (рис. 3.10, в).
Прямоточные и ленточные клапаны используются при разности давлений на клапан не более 4 МПа, а кольцевые и дисковые - при разности давлений до 40 МПа.
В кольцевом и дисковом клапанах запорное устройство 3 прижи мается пружинами 4, расположенными в ограничителе подъема за порного устройства 2, к седлу клапана /.
Прямоточные и ленточные клапаны не имеют пружин; запорное устройство, перекрывающее проходное сечение клапана, само обла дает пружинящими свойствами и в результате разности давлений отгибается и открывает проходное сечение.
Кроме клапанов указанных типов применяются тарельчатые кла паны (запорное устройство выполнено в виде тарелки), клапаны с различными модификациями запорного устройства, комбинирован ные клапаны (объединяют в себе всасывающий и нагнетательный клапаны).
Седла и ограничители подъема изготавливаются в зависимости от давления в цилиндре компрессора из чугуна, стали, алюминиевых сплавов. Запорные устройства кольцевых и дисковых клапанов изго тавливаются из износостойкой легированной стали с большой удар ной вязкостью, подвергаются термической обработке, шлифуются
и притираются по седлу клапана. Запорные устройства прямоточных
и ленточных клапанов, а также пружины изготавливаются из пружин ной стали.
Уплотнительные устройствав компрессоре предназначаются длягерметизации полости цилиндра у штока, вывода вала приводящего двигателя, штока регулятора вредного пространства цилиндра. В пос ледних двух случаях используются уплотнения из мягкого материа ла, резиновые уплотнительные манжеты. Уплотнительные устройства штоков выполняются с уплотнениями из различных материалов. На рис. 3.11, а показано уплотнительное устройство штока с плоскими чугунными кольцами в качестве уплотнений. Сила, с которой газ при жимает кольца к штоку, является результатом разности давлений в уплотнительном устройстве и зазоре между кольцами и штоком.
Уплотнительное устройство 1 расположено со стороны картера и препятствует попаданию масла из него в цилиндр. В обоймах 2 рас положены дроссельное кольцо 3 и уплотнительные разрезные коль ца 4 и 5, обеспечивающие компенсацию износа уплотняющей повер хности. Радиально разрезанное уплотнительное кольцо 4 не устраня ет прохода газа, а перекрывает торцевые зазоры уплотнительного кольца 5, имеющего ступенчатые разрезы. Уплотнительные кольца при жимаются к штоку пружинами 6. Дроссельные кольца перекрывают
- 9 9 -
Рис. 3.11. Уплотнительные устройства штоков
разрезы уплотнительных колец, чем затрудняют проход газа через уп-лотнительное устройство и способствуют лучшему удержанию мас ла, которое подается в его полость по отверстию 7 с помощью лубри катора.
Аналогичную конструкцию имеют уплотнительные устройства с плоскими фторопластовыми кольцами (рис. 3.11, б). Конструкция таких уплотнительных устройств не предусматривает подачи в них смазки и состоит из секций, каждая из которых включает: обойму 1, нажимное 2 и дроссельное 5 кольца, уплотнение 6, стягивающую уп ругую муфту 3, поджимающие пружины 4.
Уплотнения штоков компрессоров со смазкой цилиндров изготав ливается из асбестового шнура, пропитанного суспензией фторопла ста; компрессоров без смазки цилиндров - из тех же марок антифрик ционных пластмасс, что и поршневые кольца. Нажимные и дроссель ные кольца изготавливаются из стеклопластика, муфты из резины.
Для предотвращения попадания газа в атмосферу уплотнитель ные устройства выполняются с отводом газа протечки; применяются гидрозатворы, продувка уплотнительных устройств нейтральным газом (при подаче токсичных и взрывоопасных газов). В компрессо рах для подачи газа с механическими примесями конструкция уплот-
- 100 -
нительных устройств предусматривает предохранение трущихся по верхностей от попадания абразивных частиц.