Детали поршневых компрессоров.

 

При анализе конструкций картеров следует уяснить, что в вертикальных и V - образных бескрейцкопфных компрессорах они являются основанием для крепления всех частей машин, кроме того, они восприни­мают все возникающие в компрессоре усилия.

Основное требование, предъявляемое к картерам - достаточная же­сткость и прочность.

К верхнему фланцу картера шпильками крепят цилиндры. В сред­них и крупных компрессорах картеры отливают одним блоком с цилинд­рами (блок-картер). Это уменьшает число разъемов, улучшает гермети­чность и обеспечивает правильное расположение осей цилиндров по от­ношению к оси отверстий под подшипники коленчатого вала.

Картеры и блоккартеры отливают из чугуна марки СЧ-18-36 или СЧ-24-40.

Следует помнить, что рабочий процесс - всасывание, сжатие и на­гнетание паров хладагента осуществляется в цилиндрах. Стенки цилиндра испытывают силы от давления паров, упругости поршневых колец и нор­мальные силы кривошипно-шатунного механизма. f -

В средних и крупных компрессорах, работающих на аммиаке и хла-доне-22, где температура нагнетания достигает 140°С, цилиндры имеют водяные охлаждающие рубашки. В компрессорах, работающих на хладонах 12, 22, 134а, 502, где температура нагнетания, как правило, не превы­шает 90°С, цилиндры и крышки выполняют с ребрами для более интен­сивного охлаждения их воздухом. Охлаждение цилиндров обеспечивает более экономичную работу компрессоров.

Цилиндры компрессоров отливают из чугуна марки СЧ-18-36 или

СЧ-21-40.

Студентам следует обратить внимание, что в вертикальных и V-образных бескрейцкопфных компрессорах устанавливают поршни тронкового типа. Они представляют собой цельную полую конструкцию. Пор­шень прямоточного компрессора - тронковый проходной, имеет удлинен­ную форму. В нем предусмотрены окна или каналы, по которым пары хо­лодильного агента из всасывающего трубопровода поступают к всасы­вающим клапанам, расположенным в верхней части поршня.

Всасывающая полость отделяется от картера перегородкой в порш­не.

Поршни выполняют из высококачественных чугунов типа СЧ-21-40 или СЧ-24-44, а также из алюминиевого сплава (без присадки магния) мар­ки А-5. Для малых поршневых колец применяют чугун или низкоуглеро­дистую сталь.

Обратить внимание, что различают уплотнительные кольца, служа­щие для создания плотности между поршнем и стенками цилиндра при движении и маслосъемные, удаляющие избыток масла со стенок цилиндра. В вертикальных компрессорах уплотнительные кольца располагают в верхних канавках поршня, а в нижней канавке или непосредственно за уплотнительными кольцами ставят маслосъемные кольца. Маслосъемные от­личаются от уплотнительных колец тем, что на наружной поверхности их имеется скос, образующий конусную поверхность. На поршень масло­съемные кольца устанавливаются конусом вверх.

Поршневые кольца изготавливают из чугуна марки СЧ-21-40 с твердостью по Роквеллу 91-102 единицы. В настоящее время внедряются неметаллические поршневые кольца из фторопластовой композиции.

Анализируя конструкцию шатуна, студентам следует обратить вни­мание на то, что в герметичных компрессорах верхняя и нижняя головки шатуна неразъемные, в открытых - нижняя головка разъемная, а верхняя -неразъемная. Разъемная головка заливается баббитом и закрепляется на коленчатом валу шатунными болтами. Между половинками головки шату­на с каждой стороны закладывается набор тонких регулировочных прокла­док. При небольшом износе баббита можно снять часть прокладок и обес­печить прежний зазор между валом и внутренней поверхностью головки шатуна (так называемая перетяжка подшипника). Если слой баббита не­большой толщины, регулировочных прокладок не ставят. В компрессорах новых моделей ставят тонкостенные баббитовые вкладыши. Такой вкла­дыш имеет два слоя стальной ленты толщиной 0,25 мм, покрытый слоем баббита толщиной 1,7 мм. В этом случае набор регулировочных прокладок не ставится. Шатуны с нижними разъемными головками изготовляют ко­ваными или штампованными с последующим отжигом и нормализацией. Материалом служит углеродистая сталь 45 и сталь 40. Шатуны с двумя не­разъемные головками мелких хладоновых компрессоров изготовляют из бронзы или алюминия.

Следует помнить, что коленчатые валы - одна из наиболее ответст­венных деталей компрессора. Они должны быть жесткими, прочными, а его трущиеся поверхности износоустойчивыми. Коленчатый вал верти­кального компрессора имеет число колен, соответствующее числу цилинд­ров. Колена смещены на 160°С. На щеках вала имеются противовесы, ко­торые служат для уравновешивания сил инерции.

Для V и W - образных компрессоров применяют двухколенчатые валы с удлиненными шатунными шейками. На каждую шейку вала крепят два или четыре шатуна.

В некоторых мелких компрессорах (например, в герметичных) применяют эксцентриковые валы.

Коленчатые валы компрессора изготовляют из углеродистой стали 45 или хромистой стали 40Х в виде поковки либо штамповки (малых раз­меров). Для создания износостойкости шейки вала закаливают и отпуска­ют до твердости НЯС=50+60. Нагрев шеек ведется токами высокий часто­ты. После термообработке их шлифуют.

Студент должен знать, что для уплотнения вала, выступающего из картера служат сальники. Правильная работа сальников обеспечивает герметичность компрессора и надежность работы.

Сальники бескрейцкопфных компрессоров подразделяются на сильфонные и пружинные. Плотность между кольцами в таких сальниках достигается за счет упругости сильфонов, пружин или мембран, а также благодаря масляной ванне, создающей дополнительный гидравлический затвор.

Надо помнить, что всасывающие и нагнетательные клапаны в холо­дильных компрессорах самодействующие, т.е. открываются под действием разности давлений с двух сторон пластины клапана, а закрываются под действием упругости пластины или пружины.

Чаще всего применяют пластинчатые самопружинящие клапаны, которые создают надежную плотность и большое проходное сечение. Пла­стины таких клапанов изготовляют из тонколистовой пружинящей стали толщиной от 0,2 до 1 мм.

В малых непрямоточнъх хладоновых компрессорах всасывающие и нагнетательные клапаны расположены в верхней части цилиндра (в кла­панной доске). В прямоточных компрессорах всасывающие клапаны располагают в верхней части поршня, а нагнетательные - во внутренней крышке цилиндра.

Обратить внимание на требования, предъявляемые к клапанам: максимальное проходное сечение при минимальном мертвом простран­стве, своевременная посадка на седло, плотность клапанов как при работе, так и при остановке компрессора и долговечность работы (для малых ма­шин до 10000 часов, для крупных и средних до 3000 часов). Плотность клапанов считают удовлетворительной, если после остановки компрессора, работающего при давлении нагнетания 0,8 МПа (8 кГс/м²) и всасывания 0,053 КПа (400 мм рт.ст.), повышение давления на всасывающей стороне компрессора не будет превышать 0,00133 МПа (10 мм рт.ст.) за 15 мин.

КОМПРЕССОР 2ФВ-4/4,5

Является базовым для холодильных агрегатов ФАК-0,7, ФАК-1,1 и ФАК-1,5. При изучении конструктивных особенностей обратить внимание на устройство сальникового уплотнения коленчатого вала компрессора, его смазки. Уплотнение состоит из внутреннего и наружного сильфонных сальников, состоящих из упругого резинового кольца, стойкого к хладону и смазочному маслу, на которое плотно насажено стальное кольцо. Оба кольца вращаются вместе с валом. Затем на вал свободно надет узел, со­стоящий из сильфона (двухслойная тонкая гофрированная трубка), к одно­му концу которого припаяно бронзовое кольцо, к другому - направляющий стакан. Направляющий стакан закреплен на прокладках крышкой к карте­ру, поэтому бронзовое кольцо с сильфоном неподвижны. Пружина, наде­тая на сильфон, одним концом упирается в бронзовое кольцо и прижимает его к вращающемуся стальному кольцу.

В некоторых компрессорах этого типа применяются пружинные сальниковые уплотнения.

Головка блока разделена перегородкой на две полости: всасыва­ющую и нагнетательную. С нагнетательной стороны к головке прикреп­ляется нагнетательный вентиль. Между блоком цилиндров и головкой на­ходится клапанная доска. Обратите внимание, что все прокладки в ком­прессоре выполнены из бензомаслостойкой резины (севанита) или паранита.

На клапанной доске находятся всасывающие и нагнетательные кла­паны. Всасывающие клапаны представляют собой V -образные пластины, которые лежат в углублениях блока цилиндра под клапанной доской. Раз­двоенные концы пластин надеты на штифты. Нагнетательные клапаны на­ходятся сверху клапанной доски и представляют собой круглые стальные пластины, которые прижимаются к седлу пружинами, расположенными в направляющем стакане. Рабочий ход пластины равен 2 мм. В случае попа­дания в цилиндры жидкого хладона и масла предусмотрена возможность дополнительного подъема пластин за счет сжатия буферных пружин. Во всасывающую полость блока вставлен сетчатый фильтр, предохраняющий компрессор от попадания загрязнений. Снизу всасывающая полость закры­та пластиной с просверленными отверстиями, через которые в картер воз­вращается масло.

При анализе элементов конструкции следует обратить внимание на то, что коленчатый вал имеет два колена, расположенных под углом 180° друг к другу. Для уравновешивания движущихся частей на валу имеется два противовеса. Шатуны, служащие для соединения поршней с коленча­тым валом, имеют две головки: нижняя - разъемная, крепится к шейке вала, верхняя - неразъемная, к пальцу поршня. Поршни снабжены тремя уплотнительными кольцами. В нижней части поршня имеются кольцевые выточки для сбрасывания масла со стенок цилиндра при его ходе вниз.

Смазка компрессора осуществляется разбрызгиванием. На картере компрессора имеется пробка для залива масла и контроля за его уровнем. Над коренными подшипниками имеются специальные масляные ванны, из которых масло по сверлениям в теле втулок попадает в подшипник.