Цель: Изучить конструкцию поршневого компрессора

Конструкции узлов поршневого компрессора.

Поршневой компрессор состоит из цилиндров и поршней, имеет всасывающие и на­гнетательные клапаны, расположен­ные обычно в крышках цилиндров. В поршневых компрессорах используется кривошипно-шатунный механизм с коленчатым валом. При вращении коленчатого вала соединенный с ним шатун сооб­щает поршню возвратно-поступа­тельное движение. При движении поршня к нижней мертвой точке, в цилиндре снижается давление, и хладагент через всасы­вающий клапан поступает в ци­линдр. При обратном ходе поршня пары хладагента сжимаются и при превышении давления паров в цилинд­ре давления в нагне­тательном патрубке, пары холодиль­ного агента открывают нагнетатель­ный клапан и поступают в нагнета­тельный трубопровод. При сжатии паров также повышается их температура, поэтому цилиндр обязательно охлаждается или водой, поступающей в охлаждаю­щую рубашку цилиндра или воздухом. В последнем случае цилиндры снаружи имеют оребренную поверхность. На рисунке 1показана схема 8-цилиндрового компрессора с 4-рядным (VV – образным) расположением цилиндров.

 

Рисунок 1. Схема сальникового компрессора.

Каждая шатунная шейка коленчатого вала имеет по четыре шатуна 12. На рисунке полностью показаны только по одному шатуну на каждой шей­ке, для остальных определены их расположения.

Рассмотрим узлы и детали ком­прессоров.

Картер (блок-картер). Он представляет собой неподвижную деталь, обыч­но коробчатого сечения. В нем расположен кривошипно-шатунный механизм, закреплены ци­линдры и вспомогательные узлы компрессора. Эти узлы восприни­мают силы, возникающие при сжа­тии паров хладагента и передают их на фундамент компрессора, который кроме того воспринимает крутящий момент и силы инерции движу­щихся масс. В случае блок-картерной конструкции, когда блок цилиндров и картер составляет единую деталь, цилиндровые втулки вставляют в гнезда блока и кре­пятся там с помощью шпилек. Втулка цилиндра имеет два посадочных пояса (вверху и внизу детали) (рисунок 2). Диаметр (D_H) нижнего пояса 1, как правило, меньше диаметра (D_в) верхнего пояса 2, чтобы нижний конец втулки можно было свободно ввести через верх­нее отверстие блок-картера.

Для осмотра деталей и выпол­нения ремонтных работ в картере предусмотрены боковые проемы 4, закрываемые крышками. Передний проем служит для выемки коленча­того вала.

Картеры и блок-картеры в период работы находят­ся под давлением паров хладагента. Это давление при работе компрессора, как правило, не превышает 0, 35 МПа. Одна­ко при неработающем компрессоре вследствие неплотного прилегания рабочих клапанов давление в кар­тере может сравняться с давле­нием в конденсаторе и подняться до 1, 0 МПа и выше. Картеры и блок-картеры отливаются из серого чугуна.

Цилиндровые втулки. При верти­кальном и V - образном расположении цилиндров в нижней части втулки сообщаются с картером компрессора, а сверху закрываются двумя крышками — наружной и внутренней. В хладоно­вых компрессорах внутренняя крыш­ка жестко закреплена между ци­линдром и наружной крышкой. В аммиачных компрессорах внутрен­няя крышка служит защитным устройством от гидравлических уда­ров.

В компрессорах блок-картерной конструкции применяют сменные втулки, отлитые из перлитного чу­гуна (см. рис. 2.3).

Рисунок 2. Блок-картер:

1 — нижний пояс цилиндровой втулки; 2 - верх­ний пояс цилиндровой втулки; 3 — водяная по­лость; 4 - боковой проем; 5—фундамент

Кривошипно-шатунный механизм. Он состоит из поршня с кольцами, поршневого пальца, шатуна и колен­чатого вала.

В не­прямоточных компрессорах, имеющих очень широкое распространение, применяются облегченные непро­ходные поршни (рис. 2.4, а).

На поверх­ности поршня (вверху и внизу) имеются канавки для уплотнительных б и маслосъемных в колец. Поршни отливают из чугуна или из алюминиевых сплавов.

Уплотнительные кольца служат для уплотнения между поршнем и стенками цилиндра (рис. 2.4, б), а маслосъемные кольца — для уда­ления избытка масла со стенок цилиндра. Маслосъемное кольцо (рис. 2.4, в ) на наружной поверх­ности имеет скос, образующий ко­нусную поверхность. Кольцо уста­навливают на поршень конусом вверх.

При движении поршня вверх между кольцом и стенкой цилиндра создается масляный клин, отжи­мающий кольцо в канавку пор­шня. Благодаря этому масло пропуска­ется вниз. Чтобы не было препятствия для сжатия коль­ца, в канавке поршня сверлят от­верстия для сообщения ее с внутрен­ней частью поршня, а маслосъемные кольца делают с вырезами. При движении поршня вниз масло снимается, часть масла собирается в канавке под кольцом и через отверстия в поршне стекает внутрь поршня, а затем в картер.

 

 

 

Рис. 2.4. Поршень и поршневые кольца.

а — поршень непрямоточного компрессора; б — уплотнительное кольцо; в — маслосъемное кольцо.

Большинство вертикальных ком­прессоров имеют 2—3 уплотнительных кольца и 1- 2 маслосъемных кольца.

Поршневые кольца изготовляют, как правило, из чугуна. Они яв­ляются одной из ответственных де­талей поршневого компрессора. Пропуски паров хладагента через поршневые кольца снижают эффективность ра­боты компрессора. Надетое на пор­шень кольцо должно утопать в ка­навке, а замки колец следует сме­щать один относительно другого примерно на 90°. Это обеспечивает лучшую их работу. Замки колец в рабочем состоянии должны иметь зазоры во избежание заклинива­ния колец и задира зеркала цилин­дра.

Для лучшего уплотнения и умень­шения износа цилиндра поршневые кольца часто изготавливают с неме­таллической вставкой. Они могут изготавливаться из термостойких полимерных материалов, в которые для придания необходимой упругости внутрь вводятся стальные эспандеры.

Шатун (рис. 2.5) передает уси­лие от коленчатого вала к поршню и служит основным звеном преобра­зования вращательного движения коленчатого вала в возвратно-посту­пательное движение поршня. В верх­нюю головку шатуна 2 вставляется бронзовая втулка, которая является подшипником поршневого пальца 1. Стержень шатуна 3 в большинстве случаев изготовляется из стали дву­таврового сечения. Нижняя разъем­ная головка шатуна 5 служит для соединения с коленчатым валом. В нижнюю головку вставляют вкла­дыши 6, залитые антифрикционным сплавом. Крепление нижней головки шатуна в кривошипных шейках ко­ленчатого вала производится ша­тунными болтами 4.

 

 

Рис. 2.5. Шатун Рис. 2.6. Коленчатый вал

 

Коленчатый вал (рис. 2.6) уста­навливается коренными шейками 1, 4 на коренные подшипники, располо­женные в блок-картере. Коренные шейки щеками 3 соединены с шатун­ными шейками 2. Для уравновеши­вания сил инерции к щекам колен­чатых валов крепятся противовесы. К коленчатому валу снаружи на хвостовик 5 закрепляют маховик, который одновременно играет роль полумуфты или шкива для клиноременной передачи для соединения с приводным электродвигателем. На шатун­ных шейках валов крепят ша­туны.

В зависимости от конструкции компрессора на одной шатунной шей­ке могут быть закреплены один или несколько шатунов. Валы изготов­ляют ковкой или штамповкой из уг­леродистых сталей с последующей механической и термической обра­боткой, с принудительной смазочной системой у коренных и шатунных подшипников. По оси валов и в щеках делают каналы, по которым мас­ло от насоса подается к подшип­никам.

Уплотнение вала. Картер ком­прессора находится под давлением хладагента, поэтому коленчатый вал в месте выхода из картера уплот­няется с помощью сальника с уплотнительными коль­цами трения. Большое распространение для уплотнения вала компрессора полу­чили пружинные сальники с коль­цами трения и масляным затвором. Если диаметр вала не превышает 50 мм, то сальник выполняют с од­ной центральной пружиной, при большем диаметре вала обычно устанавливают несколько пружин, заключенных в сепараторе (рис. 2.7).

Подвижные кольца 2 сальника стальные, уплотняются по валу ре­зиновыми кольцами 6, стойкими к хладону, аммиаку и маслу. Эти­ми же кольцами достигается уплот­нение по поверхности вала. В не­подвижные кольца 1 впрессованы графитовые вставки. Подвижные кольца 2 с помощью пружин 10 прижимаются к неподвижным графитовым кольцам. Эти трущиеся пары колец и образуют уплотнительную поверхность. Для смазки трущихся по­верхностей и для создания масля­ного гидравлического затвора в про­странство между наружной крыш­кой 3 и промежуточной крышкой 11 подается масло от насоса. Из саль­ника масло отводится по сверле­нию а в валу. Манжета 5 служит для улавливания контрольной утеч­ки масла из сальника и предотвра­щает разбрызгивание масла по валу и маховику.

Рисунок 2. Уплотнение коленчатого вала:

1— неподвижные кольца с графитовыми уплотнительными вставками; 2— подвижные уплот­нительные кольца; 3 — наружная крышка; 4 — крышка манжеты; 5—манжета; 6—упругие кольца для уплотнения вала; 7 — трубка для контроля утечки масла из сальника; 8 — пробка для слива; 9 — сепаратор; 10—пружина; 11 — промежуточная крышка.

Клапаны компрессора. В ком­прессорах применяют самодействую­щие клапаны. Они должны легко открываться и оказывать незна­чительное сопротивление при про­ходе паров хладагента, своевремен­но и плотно закрываться. Откры­ваются клапаны под давлением паров хладагента. Нагнетательный клапан, преодолевая усилие пру­жины клапана, начинает открывать­ся, когда давление в цилиндре бу­дет выше, чем в нагнетательной полости. Сходные явления проис­ходят и во всасывающем клапане. Он открывается, когда давление в цилиндре будет ниже, чем во всасывающей полости компрессора. В современных компрессорах применяются коль­цевые пластинчатые клапаны.

Основ­ными частями кольцевого нагнета­тельного клапана (см. рис. 2.8) являются седло 1, ограничитель подъема 2 (розетка), пружина 8 и пластинка 3. Пружина 8 (рисунок 2., б, в) прижимает пластин­ку 3 к седлу 6 и этим перекрывает проходное сечение клапана. Розет­ки 2, 7 ограничивают подъем пла­стин и обеспечивают направление их при подъеме и опускании. Отвер­стия для выхода пара расположены в розетке по окружности между пластинами. Кроме того, в розетке имеются небольшие отверстия, рас­положенные против пластин, кото­рые препятствуют «прилипанию» пластин к ограничителям подъема.

Пластины кольцевых клапанов изготовляют толщиной 1, 5—2 мм из специальной хромированной ста­ли. Высота подъема пластины кла­пана обычно 1—2 мм

 

Рисунок. 2.

 

Пластинчатые клапаны.

а) –нагнетательный клапан; б) – головка цилиндра компрессора; 1 – седло; 2 – розетка (ограничитель подъема); 3 – кольцевая пластина; 4 – пружина; 5 – корончатая гайка; 6 – шплинт; 7 – шпилька; 8 – буферная пружина.

Наряду с кольцевыми пластин­чатыми клапанами используются также ленточные самопружинящие клапаны (рис. 2.9).

 

 

Рис. 2.9. Ленточный клапан:

а — общий вид нагнетательного клапана; б — разрез нагнетательного клапана; в — всасывающий клапан; 1 — седло; 2 - розетка; 3 — пластина; 4 — винт крепления; 5 — направляющая.

Седло 1 и направляю­щая клапана 5 имеют расположен­ные рядом отверстия для прохода пара. В некоторых случаях отверстия заменяют на продольные пазы. Ленточная пластина перекрывает отверстия для прохода пара. Под действием разности давлений пара лента выгибается в сторону направ­ляющей и создает продольные щели для прохода хладагента. Ленточ­ные пластины изготовляют из леги­рованной стали. Большое проход­ное сечение и простота конструк­ции являются достоинствами лен­точных клапанов.

Предохранительный клапан ком­прессора. Он служит для защиты компрессора от разрушения при чрезмерном повышении давления со стороны нагнетания. На рис. 2.10 показан наперстковый предохрани­тельный клапан, в котором уплот­нение производится с помощью ре­зинового кольца, стойкого при взаимодействии с маслом и холо­дильным агентом.

В некоторых компрессорах вместо пружинного предохранительного клапана уста­навливают ломающуюся чугунную пластину, которая при превышении разности давления ломается. Как видно из рис. 2.10, регулировку открытия предохранительного кла­пана производят, изменяя силу пру­жины. Отрегулированный клапан пломбируют, а дату регулировки записывают в формуляр компрес­сора.

 

 

 

Рис. 2.10. Предохранительный клапан ком­прессора:

1 — седло; 2 — корпус; 3 — уплотнительное рези­новое кольцо; 4 — винт крепления кольца; 5—регулирующая пробка; 6—пружина; 7 — плом­ба; 8 — полость нагнетания; 9 —клапан; 10 —стопорный винт; 11 - полость всасывания

Смазочная система компрессора. Смазка может быть принудитель­ная (под давлением насоса) и раз­брызгиванием. Первую осуществ­ляют от шестеренного или плун­жерного насоса. Наиболее надежен насос, установленный ниже уровня масла в картере. Привод насоса осуществляют от коленчатого вала непосредствен­но с помощью зубчатой передачи или эксцентрика.

На всасывающей линии насоса устанавливают сетчатый фильтр гру­бой очистки (сетку располагают на высоте 10—15 мм от дна картера; число ячеек сетки фильтра 150—300 на 1 см²). На нагнетательной ли­нии насоса в средних и крупных компрессорах устанавливают щеле­вые пластинчатые или сетчатые фильтры тонкой очистки. Щелевой фильтр снабжен пружинным предо­хранительным клапаном. При за­грязнении фильтра, приводящем к резкому повышению давления мас­ла, клапан открывается и перепускает масло в картер компрес­сора. Давление масла регулируется специальным перепускным клапа­ном, сбрасывающим масло из на­гнетательного трубопровода в кар­тер. Обычно давление масла под­держивается на 0, 06—0, 2 МПа вы­ше, чем в картере. Если давление масла будет слишком велико, то увеличится унос масла из компрес­сора. При использовании коренных подшипников скольжения все масло, по­даваемое насосом, обычно подводится к ним, которое затем по масляным каналам коленчатого вала поступает к подшипникам ша­тунов и к сальнику. При использовании подшипников качения, масло подводится к сальнику, из которого по сверлениям вала поступает к другим деталям ком­прессора. Зеркало цилиндров в небольших бескрейцкопфных компрессорах смазы­вается маслом, стекающим из под­шипников коленчатого вала мето­дом разбрызгивания.

Задание.

Изучить теоретическую часть

Начертить схему.

⇐ Предыдущая9101112131415161718Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Воздушный фильтр компрессора
2. Возможные неисправности компрессора при эксплуатации и их предупреждение
3. Глава II. Техническое обслуживание компрессора и неисправности.
4. Зайти на сайт госуслуг, найти о себе информацию, изучить основные функции данной программы.
5. Изучить исполнение установки, конструкции экспериментальных конденсаторов, типы диэлектриков, конструкции и типы промышленных конденсаторов.
6. Изучить процесс принятия управленческих решений и факторы, влияющие на этот процесс.
7. на реконструкцию автомобильной дороги
8. Описать назначение деталей и узлов компрессора, вспомогательной системы.
9. Права предоставлении гражданам льготных кредитов на строительство ( реконструкцию) или приобретение жилых помещений.
10. Приведите типовую конструкцию оправки цилиндрической для установки и закрепления детали типа втулка.
11. Происхождение названия «курень». Влияние речной культуры Нижнего Дона, Предкавказья на конструкцию курения.
12. Средства облегчения пуска поршневого двигателя.