эффективные решения для вашего бизнеса  
Дон Изолятор моб: +7 988 540 32 29
тел: (863) 219-12-79
факс: (863) 219-12-79
e-mail: doninsulator@mail.ru
гарантированная защита и надежность
Продукция Контакты Информация

infopedia.su

Жидкий хладагент протекает в картер компрессора

Page 2

www.xiron.ru

Конструктивные элементы поршневых компрессоров

Рама, картер и блок-картер являются базовыми деталями компрессора. В них расположен шатунно-кривошипный механизм, усилия от работы которого они воспринимают.

Картеры бескрейцкопфных компрессоров работают под давлением. Герметичность картера улучшается с уменьшением числа разъемов, поэтому цилиндры изготавливаются в одной отливке с картером — блок-картере. Картер представляет собой пустотелую отливку с окнами для монтажа, гнездами для подшипников и приливами для крепления деталей.

Материалом для картеров и блок-картеров служат чугун, сталь или сплавы алюминия. Внутреннее пространство картеров (нижняя часть) служит емкостью для заливаемого в компрессор смазочного масла.

Рама, картер и блок-картер должны быть жесткими, прочными и удобными для крепления цилиндров, коленчатых валов с кривошипами и шатунами и вспомогательных узлов компрессора: сальников, масляных насосов и т. д.

Цилиндры в крейцкопфных компрессорах выполняются в виде самостоятельных отливок, в которых размещаются нагнетательные и всасывающие клапаны. В цилиндре происходит возвратно-поступательное движение поршня, сжимающего пары хладагента.

В вертикальных и V-образных компрессорах два цилиндра отливают в виде одной детали, называемой цилиндровым блоком, в нижней части которого делают фланцевый прилив для крепления к картеру, а на боковых стенках — полости всасывания и нагнетания.

В верхней части цилиндров расположены рубашки или ребра охлаждения. Зеркало цилиндров обрабатывают шлифованием.

В блок-картерных машинах в гнезда цилиндровой части блок-картера вставляют с прессовой посадкой специально обработанные цилиндровые гильзы.

Сверху цилиндры закрывают двумя крышками внутренней и наружной, которые крепятся к цилиндрам на болтах и шпильках через прокладки. На внутренних крышках большинства компрессоров размещаются клапаны.

Рис. 20. Поршни: а — тронковый, б — дисковый со съемной вставкой

Поршни. Назначение поршня — всасывание, сжатие и выталкивание паров из цилиндра. Развитая цилиндрическая поверхность поршня (рис. 20) состоит из двух поясов: верхнего с расположенными на нем компрессионными кольцами и нижнего с маслосъемными кольцами, утопленными в особых канавках.

Поршень соединен с шатуном (рис. 21) поршневым пальцем 6. В месте крепления поршневого пальца делают специальные приливы (бобышки).

Поршни изготавливают как цельными, так и составными со съемной вставкой (см. рис. 20, б) для поршневых колец.

Все части составного поршня затягивают стальной гайкой специальным ключом. Поршневая гайка закрепляется стопорной шпилькой со шплинтом.

Поршни непрямоточных компрессоров выполняют непроходными с верхним сплошным дном, поршни прямоточных — проходными, с отверстиями и окнами для прохода паров.

Рис. 21 Соединение поршня с шатуном: 1 — маслосъемное кольцо, 2 — нижние компрессионные кольца, 3 — поршень, 4 — верхние компрессионные кольца, 5 — всасывающий клапан, 6 — поршневой палец, 7 — шатун, 8 — шатунный болт, 9 — шатунный подшипник

Рис. 22. Поршневые кольца

Поршневые кольца (рис. 22) предотвращают утечку паров из полости сжатия и обеспечивают удаление излишков смазки с зеркала цилиндра. Поршневые кольца выполняются разрезными, с замком. Замок бывает прямой, косой или внахлестку (ступенчатый). Диаметр колец несколько больше диаметра поршня. Уплотнение обеспечивается упругостью колец и сдвигом замков по отношению друг к другу при сборке. Поршневые кольца выполняют из мелкозернистого серого чугуна и подвергают тщательной термической обработке. От их качества во многом зависит холодопроизводительность компрессора.

По своему назначению поршневые кольца делятся на уплотнительные, устанавливаемые в верхней части поршня, и маслосъемные.

Маслосъемные кольца имеют срезанную на конус наружную поверхность или специальные прорези для сбора масла. Они сгоняют масло, разбрызганное шатунами по стенке цилиндра, обратно в картер. Кольца изготовляют методами отливки каждого кольца либо из пустотелой литой болванки — маслоты.

www.stroitelstvo-new.ru

ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ УЗЛЫ И ДЕТАЛИ ПОРШНЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ

Картер. Это деталь вертикальных и У-образных бескрейцкопфных компрессоров. Картер (рис.18, а) представляет собой конструктивную основу машины, которая объединяет отдельные части. По своей конструкции картер имеет вид коробки. Для доступа в картер по его боковым сторонам предусматривают окна, закрывающиеся съемными крышками. Крышку со стороны маховика, через которую проходит коленчатый вал машины, называют задней, а противоположную ей – передней. В малых компрессорах картеры делают обычно с одной крышкой. В одной из стенок картера для наблюдения за уровнем масла монтируют смотровое стекло. Материалом для изготовления картеров служит чугун.

Цилиндры. Наиболее ответственной частью компрессора является цилиндр. В нем осуществляется рабочий процесс - всасывание, сжатие и нагнетание. Для большей уравновешенности движущихся масс и равномерной нагрузки на механизм движения все вертикальные компрессоры изготавливают двухцилиндровыми. Оба цилиндра отливают единым блоком (рис.18, б и в). Изготавливают цилиндры из чугуна.

Сверху цилиндры вертикальных компрессоров закрываются крышками. Нижним фланцем их крепят к картеру. Цилиндры большинства современных вертикальных компрессоров помимо основных (внешних) крышек снабжают специальными внутренними крышками безопасности. Устанавливают эти крышки над рабочей полостью цилиндра, и в них размещают нагнетательные клапаны. В отличие от основных крышек, закрепленных на цилиндрах шпильками, крышки безопасности прижимаются буферными пружинами. При нормальной работе компрессора буферные пружины удерживают крышки безопасности на месте; в случае попадания в цилиндр жидкого холодильного агента или какого-либо твердого тела (например, части поломавшегося клапана) буферная пружина отжимается и крышка безопасности приподнимается, предохраняя компрессор от аварии.

Для охлаждения цилиндров во время работы компрессора верхнюю часть их боковой поверхности отливают с ребрами при охлаждении воздухом или специальной полостью при охлаждении водой (водяной рубашкой). Ребрами или водяной рубашкой снабжаются также и крышки цилиндров. Водяное охлаждение цилиндров и их крышек применяют главным образом в средних и крупных компрессорах, работающих на аммиаке и фреоне-22, в которых температура нагнетания достигает 150°С. Цилиндры компрессоров, работающих на фреоне-12, в которых температура нагнетания не превышает 90°С, отливают обычно с ребрами для воздушного охлаждения.

Рис.18. Детали и узлы поршневого компрессора:

а - картер. б - блок цилиндров прямоточного компрессора с рубашкой водяного охлаждения; в - блок цилиндров непрямоточного компрессора с воздушным охлаждением; г – блок-картер и цилиндровая гильза; д - поршень прямоточного компрессора (проходной поршень) с шатуном в сборе; е - поршень непрямоточного компрессора (тронковый поршень); ж - конструкция маслосъемных колец: 1 - коническое, 2 - с кольцевой канавкой.

Блок-картеры. Многие конструкции вертикальных компрессоров являются блок-картерными, т.е. их цилиндры и картеры отливаются в виде единой детали блок-картера (рис.18, г). В этом случае в каждый цилиндр запрессовывают сменные гильзы, которые при износе могут быть заменены новыми. Это является большим преимуществом данной конструкции. Кроме того, по сравнению с машинами обычной конструкции, блок-картерные машины компактнее, имеют меньше фланцевых соединений, проще и дешевле в производстве; точность их обработки и сборки очень высокая.

Поршни. В бескрейцкопфных компрессорах поршни могут быть двух типов: проходные для прямоточных машин, непроходные для непрямоточных.

Проходные поршни (рис.18, д) изготовляют из чугуна в виде отдельной неразъемной детали, в верхней их части (в днище) установлен всасывающий клапан. Поршень разделен перегородкой на две части - верхнюю и нижнюю. Над перегородкой расположены окна, или каналы, по которым пары холодильного агента из всасывающего трубопровода поступают к всасывающему клапану. На боковых поверхностях поршня в специальных канавках, выточенных по его окружности, устанавливают поршневые кольца верхние - уплотнительные, нижние - маслосъемные. Уплотнительные кольца предназначены для уплотнения зазора между поршнем и стенками цилиндра, а маслосъемные - для удаления излишнего масла со стенок цилиндра, благодаря чему уменьшается унос его из картера в цилиндр и далее в нагнетательную линию. В большинстве случаев на проходных поршнях ставят два-четыре уплотнительных и одно маслосъемное кольцо.

Непроходные поршни (рис.18, е) отливают из чугуна или алюминиевого сплава. Они имеют облегченную конструкцию, по форме в виде опрокинутого вверх дном стакана. Канавки для поршневых колец проточены в верхней части поршня. Чаще на этих поршнях делают три канавки: две верхние для уплотнительных колец и одну нижнюю - для маслосъемного.

Уплотнительные кольца в поперечном сечении выполняют прямоугольной формы, а маслосъемные - конической либо тоже прямоугольной, но со специально прорезанной на их наружной поверхности по всей окружности канавкой (рис.18, ж). Удаление масла коническими кольцами производится следующим образом. При ходе поршня вверх масло попадает в клиновой зазор между кольцом и стенкой цилиндра и создает здесь масляный клин, сжимающий кольцо. Благодаря этому масло остается на стенке цилиндра. При обратном ходе поршня оно снимается кольцом и собирается в расположенной под ним канавке, откуда через отверстие в стенке поршня проходит внутрь и стекает в картер. Маслосъемные кольца другого типа - с прорезанной на них канавкой - удаляют масло с зеркала цилиндра непрерывно при движении вниз и вверх.

Поршни для герметичных компрессоров делают без поршневых колец. Вместо них на боковой поверхности поршней протачивают неглубокие канавки для сбора и равномерного распределения масла по зеркалу цилиндра. Изготавливают поршни для герметичных компрессоров из углеродистой стали. Стенки всех поршней бескрейцкопфных компрессоров с внутренней стороны имеют специальные приливы с отверстиями для установки поршневого пальца, который предназначен для соединения поршня с верхней головкой шатуна.

Сальники. В технике сальниками называются специальные устройства для уплотнения подвижных деталей, например, валов, штоков, плунжеров для предотвращения утечек жидкостей, пара или газа.

В бескрейцкопфных компрессорах сальник предназначен для уплотнения приводного конца коленчатого вала в месте выхода его из картера, а в крейцкопфных компрессорах - для уплотнения штока поршня в месте выхода из цилиндра. В тех и других компрессорах благодаря этим уплотнениям предотвращается утечка паров холодильного агента из системы или подсос в нее воздуха при работе машины на вакуум.

Известно несколько типов сальников. В современных бескрейцкопфных компрессорах применяются сальники с кольцами трения. По своей конструкции сальники с кольцами трения бывают нескольких видов. Наибольшее применение из них получили сильфонные и пружинные (бессильфонные) сальники. Последние в свою очередь подразделяются на односторонние и двухсторонние.

Сильфонные сальники. Применяют эти сальники (рис.19, а) в малых фреоновых компрессорах с валом диаметром не более 40 мм. Упругое резиновое кольцо 1 сальника плотно надето на вал компрессора, а стальное кольцо 2 насажено на него. Оба кольца вращаются вместе с валом. Сильфон 4 одной торцевой стороной припаян к кольцу 3, а другой - к направляющему стакану 6. Последний в свою очередь прикреплен к картеру на прокладке 7 крышкой 8. Пружина 5 одним торцом упирается в направляющий стакан 6, а другим - в бронзовое кольцо 3, прижимая его к вращающемуся стальному кольцу 2. Стальное подвижное кольцо 2 и неподвижное бронзовое кольцо 3 притираются друг к другу и благодаря этому обеспечивается уплотнение между ними. Полость корпуса сальника заполняется смазочным маслом, которое охлаждает, смазывает и уплотняет поверхность трения сальника. Пружинные (бессильфонные) односторонние сальники (рис.19, б) применяют тоже в основном в малых машинах. Рабочей парой трения в этих сальниках является неподвижное стальное кольцо 3, вмонтированное в крышку 1, и графитовое кольцо 5, установленное в подвижном кольце 6, плотно охватывающем упругое резиновое кольцо 2, надетое на вал компрессора. Прижимается подвижное кольцо к неподвижному пружиной 8. В соединении крышки сальника с его корпусом ставится резиновая прокладка 4. Полость корпуса заполняется смазочным маслом. На рис.19, в показан двухсторонний пружинный (бессильфонный) сальник. В нем две пары трения сталь - графит или сталь - чугун. Подвижные кольца 1 стальные. Оба они на упругих резиновых кольцах 2 плотно надеты на вал компрессора. Неподвижные кольца 3 графитовые. Одно из них запрессовано во втулке 7, закрепленной неподвижно в картере, а другое - в крышке сальника 8. Стальные кольца прижимаются к графитовым предварительно сжатой цилиндрической пружиной 5, упирающейся в шайбы 4.

Рис.19. Сальники малых и средних компрессоров:

а - сильфонный; б - пружинный односторонний; в - пружинный двухсторонний.

Через полость 6 корпуса сальника при работе машины циркулирует смазочное масло. Подается оно сюда специальным масляным насосом через штуцер 9, а отводится по сверлениям в валу компрессора к шатунным подшипникам.

Применяются двухсторонние пружинные сальники в компрессорах средней холодопроизводительности с валом диаметром до 50 мм. В сальниках более крупных компрессоров вместо одной центральной пружины устанавливают несколько периферийных пружин меньшего диаметра, которые равномерно размещают по окружности в специальной обойме.

Клапаны. Функцию распределительных органов в компрессоре выполняют всасывающие и нагнетательные клапаны. Через всасывающие клапаны происходит засасывание паров холодильного агента из всасывающего трубопровода в цилиндр компрессора, а через нагнетательные - выталкивание сжатых паров в нагнетательный трубопровод. Во всех поршневых холодильных компрессорах клапаны самодействующие, т.е. они открываются и закрываются под действием разности давлений по обе их стороны. Если при работе компрессора давление с одной стороны клапана становится больше давления с другой стороны, то клапан открывается. На всасывающие клапаны прямоточных компрессоров, которые расположены в днище поршня, помимо давления газа действуют еще силы инерции. Когда поршень вертикального прямоточного компрессора, достигнув верхней мертвой точки, останавливается и начинает двигаться вниз, клапанная пластина по инерции стремится продолжить движение вверх и клапан открывается. Когда же поршень останавливается в нижней мертвой точке, клапанная пластина по инерции стремится продолжить движение вниз, прижимается к седлу клапана и он закрывается.

В современных компрессорах применяются пластинчатые клапаны, называемые так потому, что их рабочей запорной деталью служат тонкие стальные пластины. Кроме пластин конструкцию каждого пластинчатого клапана составляют седла, на которые садятся пластины при закрывании проходов для пара, и розетка для направления пластин и ограничения их подъема. В некоторых клапанах имеются еще пружины, прижимающие пластины к седлам. Пластины выполняют в виде колец, полос, пятачков.

На рис.20, а показан кольцевой нагнетательный клапан. Он состоит из седла 1, розетки 2 и двух кольцевых концентрических пластин 3, лежащих над проходными отверстиями на узких кольцевых поясках седла и прижимаемых к ним пружинами 4. Толщина пластины 1-2 мм. Во избежание бокового их смещения в розетке клапана имеются ограничивающие выступы 5. Всасывающие клапаны прямоточных компрессоров пружин не имеют, поскольку их рабочие пластины поднимаются с седла и опускаются под действием сил инерции.

Кольцевые пластинчатые клапаны применяют в средних и крупных компрессорах с частотой вращения вала до 1000 об/мин (16,7 с-1). В компрессорах более быстроходных ставят полосовые (ленточные) и пятачковые пластинчатые клапаны, которые по сравнению с кольцевыми имеют меньшую массу движущихся частей и увеличенные проходные сечения, обеспечивающие лучшую работу машины.

Полосовой всасывающий клапан изображен на рис.20, б. В его седле 1 имеются продольные пазы для прохода пара, которые перекрываются свободно лежащими на них тонкими упругими пластинками 3, имеющими форму лент (в связи с чем эти клапаны называют ленточными). Под действием разности давлений пластинки прогибаются в сторону розетки 2 и таким образом создают продольные щели для прохода пара. При выравнивании давлений по обе стороны пластины благодаря силам упругости они принимают первоначальное положение, садятся на седло и закрывают клапан.

Пятачковые клапаны (рис.20, в) применяют в качестве нагнетательных клапанов. Устанавливают их на специальной клапанной доске 1. Седлом для них служит кольцевой выступ 2 на этой доске. Пятачковая клапанная пластинка 3 прижимается к седлу клапанной пружиной 4, расположенной в розетке (направляющем стакане) 5. Кроме клапанной пружины в клапане имеется буферная пружина 6, предназначенная для предотвращения аварии при гидравлическом ударе в случае попадания в цилиндр компрессора жидкого холодильного агента или излишнего количества масла. Рабочая и буферная пружины имеют общую направляющую втулку 7.

Рис 20. Клапаны:

а - кольцевой пластинчатый: 1 - седло, 2 - ограничитель подъема клапанной пластины (розетка), 3 – пластина, 4 – пружина, 5 – выступы для предупреждения бокового смещения пластин;

б - полосовой пластинчатый: 1 - седло клапана, 2 - ограничитель подъема клапанной пластины (розетка), 3 – клапанная пластина;

в - пятачковый: 1 - клапанная доска, 2 - седло клапана, 3 – пластина, 4 – рабочая (клапанная) пружина, 5 – направляющая пластины, 6 - буферная пружина, 7 - направляющая втулка пружин;

Когда давление сжимаемого пара в цилиндре превышает давление над клапанной пластиной, она поднимается, сжимая клапанную пружину, и открывает проход для пара. Проходит он в нагнетательную полость компрессора через отверстия в клапанной доске и прорези в розетке. Закрывается клапан под действием сил упругости клапанной пружины.

г - расположение полосовых и пятачковых клапанов на общей клапанной доске: 1 – клапанная доска, 2 – седло всасывающего клапана, 3 – пластина полосового клапана, 4 - розетка нагнетательного клапана, 5 - пятачковая пластина нагнетательного клапана, 6 – пружина клапана, 7 – буферная пружина, 8 - упорная траверса нагнетательных клапанов, 9 - демпферная пластина всасывающего клапана.

В некоторых моделях непрямоточных компрессоров малой и средней холодопроизводительности всасывающие полосовые и нагнетательные пятачковые клапаны монтируют на общей клапанной доске, располагаемой между цилиндровым блоком и его крышкой (рис.20, г). Всасывающие клапаны ставят двухполосовые. Седло этих клапанов выполняют в виде стальных отъемных накладок с двумя продольными пазами. Пазы снизу перекрываются самопружинящими пластинками. Накладки притерты к клапанной доске и прикреплены к ней болтами. Розеткой служит клапанная доска, в которой тоже сделаны пазы, соответствующие прогибу пластинок. В каждом из этих пазов имеется буферная пластинка. Нагнетательных клапанов на клапанной доске установлено по два на каждый цилиндр. Закрепляются они общей траверсой. Клапанная доска внутренней перегородкой крышки блока цилиндров разделяется на две части. На одной части клапанной доски установлены всасывающие, а на другой нагнетательные клапаны.

Предохранительные клапаны. Эти клапаны служат для предотвращения аварий при чрезмерном повышении давления нагнетания. Все современные компрессоры холодопроизводительностью более 14 кВт снабжают предохранительными клапанами. Давление нагнетания сверх предельного может повыситься, например, при пуске компрессора с закрытым нагнетательным вентилем или вследствие прекращения подачи охлаждающей воды на конденсатор. Устанавливают предохранительный клапан до запорного нагнетательного вентиля, и он соединяет нагнетательную сторону машины со всасывающей. При нормальной работе компрессора предохранительный клапан находится в закрытом состоянии. Когда будет достигнута предельная разность давлений, он открывается и пары холодильного агента из нагнетательной полости компрессора направляются во всасывающую. Таким образом, возможность аварии исключается. После устранения причины, вызвавшей повышение давления нагнетания, и снижения его до нормы клапан закрывается.

В аммиачных и фреоновых бескрейцкопфных компрессорах почти исключительно применяют предохранительные клапаны пружинного типа. Они бывают шариковыми и наперстковыми (рис.21, а и 21, б). В первых канал для прохода пара перекрывается шариком, а во вторых деталью, похожей по форме на наперсток. Шарик или наперсток прижимаются к седлу 1 пружиной 3, рассчитанной на предельную разность давлений в компрессоре. Когда разность давлений превышает допустимую, пружина сжимается, клапан открывается и нагнетательная сторона компрессора соединяется с всасывающей. В небольших компрессорах холодопроизводительностью до 17 кВт специальных предохранительных клапанов не ставят. В этих компрессорах защита от аварии при чрезмерном повышении давления нагнетания обеспечивается приборами автоматики.

Рис.21. Клапаны предохранительные:

а – шариковый; б - наперстковый: 1 - седло, 2 - корпус, 3 - пружина, 4 - клапан, 5 - пробка, 6 - пломба, 7 - полость нагнетания, 8 - полость всасывания, 9 - уплотнительное резиновое кольцо.

Кривошипно-шатунный механизм. В горизонтальных компрессорах большой холодопроизводительности этот механизм выполняют с крейцкопфом (ползуном). Во всех других современных поршневых компрессорах кривошипно-шатунные механизмы не имеют крейцкопфов. Нет в бескрейцкопфных компрессорах и поршневых штоков. Поршень в них соединяется с шатуном (см. рис.18, д) при помощи поршневого пальца. Нижняя головка шатуна крепится на коленчатом валу (рис.18, д). Опорой коленчатого вала служат подшипники, располагаемые в корпусе или крышках картера. В некоторых малых компрессорах применяют эксцентриковые валы.

Для достижения равномерного движения поршня на выступающий из катера конец коленчатого вала насаживают маховик - шкив большого диаметра с тяжелым ободом.

При непосредственном соединении компрессора с электродвигателем необходимость в маховике отпадает, его функции выполняет ротор последнего.

Смазочные устройства. Все компрессоры для снижения расхода энергии на трение в подвижных соединениях, уменьшения износа и нагрева этих узлов, а также для создания дополнительной плотности в сальниках и поршневых кольцах смазываются. Смазочное масло в бескрейцкопфных компрессорах наливается в картер, а в крейцкопфных - в отдельный маслосборник. Из картера к местам смазки масло подается двумя способами - разбрызгиванием его головками шатунов и кривошипами или принудительно под давлением, создаваемым специальным масляным насосом.

В малых компрессорах смазка, как правило, осуществляется разбрызгиванием. В средних и крупных компрессорах применяют принудительную смазку. Производится она следующим образом. Насосом масло засасывается из картера и по маслопроводной трубке нагнетается к сальнику и коренным подшипникам. От коренных подшипников через высверленный в коленчатом валу канал оно поступает к шатунным подшипникам. Далее масло проходит к поршневым пальцам по трубкам или каналам в шатунах. Отсюда оно попадает на стенки цилиндра и смазывает поршневое уплотнение. Масло после смазки узлов трения возвращается в картер.

Насосы для циркуляции масла в бескрейцкопфных компрессорах применяют преимущественно шестеренчатые. Они приводятся в действие от коленчатого вала. В циркуляционных системах смазки масло фильтруется при заборе его из картера фильтром грубой очистки, установленным на входе во всасывающий маслопровод, и фильтром тонкой очистки, расположенным на нагнетательном маслопроводе после насоса. В некоторых средних компрессорах (холодопроизводительностью до 30-40 кВт) фильтры тонкой очистки не ставят.

Контроль уровня масла осуществляется визуально через смотровое стекло, вмонтированное в стенку картера. Давление масла в системе контролируется с помощью манометра.

Предыдущая21222324252627282930313233343536Следующая

Дата добавления: 2015-03-07; просмотров: 2323; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

helpiks.org

Ремонт поршневых компрессоров: замена клапанов и блок-картера

11.07.2016

Компания «Холод» работает уже более двадцати лет. За это время мы зарекомендовали себя как профессионалы своего дела, осуществляя проектирование и монтаж холодильных систем, подбор и ремонт холодильного оборудования, энергоаудит холодильных установок. Наши опытные профессионалы смогут установить истинные причины неисправностей вашего оборудования, устранить поломку, подобрать запасные части к компрессорам и настроить правильную работу холодильной системы вашего предприятия. 

Процедура ремонта промышленного холодильного оборудования вообще и ремонта поршневого холодильного компрессора в частности заключается в последовательном прохождений этапов с обязательным фиксированием проделанных мероприятий. Этапы ремонта поршневых компрессоров:

  1. 1)      остановка оборудования;
  2. 2)      разборка на узлы и детали;
  3. 3)      промывка;
  4. 4)      дефектация;
  5. 5)      ремонт или замена запасных части на поршневые компрессоры;
  6. 6)      сборка;
  7. 7)      обкатка.

Картерный узел поршневого холодильного компрессора

Картер и блок-картер являются основными узлами поршневого холодильного компрессора, в которых располагается кривошипно-шатунный механизм. Для предотвращения утечки хладагента в окружающую среду механизм движения поршня компрессора помещен в непроницаемый для пара хладагента корпус, называемый картером.

В некоторых компрессорах картер соединяется с цилиндром в одну неразъемную отливку с помощью плотно вставленной в расточки корпуса гильзы; такая конструкция называется блок-картером и отличается повышенной герметичностью. Отливаясь из чугуна, стали или сплавов алюминия, картер и блок-картер работают под давлением паров хладагента, которое во время работы компрессора не должно превышать 0,35 Мпа. Однако бывают случаи, когда из-за неплотностей клапанов при нерабочем компрессоре давление в картере сравнивается с давлением в конденсаторе. Для работы при высоком давлении, а также для крепления цилиндров, коленчатых валов с кривошипами и шатунами, вспомогательных узлов компрессора (сальников, масляных насосов и другого оборудования) катер и блок-картер обладают повышенными прочностью и жесткостью.

 

Дефекты блок-картера поршневых аммиачных компрессоров

При эксплуатации поршневого компрессор промышленной холодильной установки возникают такие дефекты блок-картера:

  1. 1)      трещины, которые образуются из-за теплового износа блок-картера либо вследствие нарушения технологии его изготовления;
  2. 2)      трещины водяной рубашки, возникающие из-за замерзания в ней воды в зимнее время или при влажном ходе компрессора;
  3. 3)      поломка лап компрессора из-за неправильного монтажа оборудования (неустойчивая опора);
  4. 4)      выдавливание заглушек водяной рубашки из-за замерзания в ней воды;
  5. 5)      загрязнение водяной рубашки.
Способы устранения дефектов блок-картера при ремонте поршневых компрессоров

Дефекты блок-картера, выявленные в ходе ремонта холодильных компрессоров, устраняются следующим образом:

  • трещины в блок-картере заделываются холодной или горячей сваркой, а также постановкой заплат;
  • трещины водяной рубашки заделываются штифтованием, при котором в трещину по всей ее длине вворачиваются смазанные герметиком медные или алюминиевые штифты в несколько схлестных рядов;
  • поломка лап компрессора может производиться горячей сваркой, но чаще дефектный блок-картер заменяют на новый, осуществляя подбор запасных частей по марке компрессора;
  • при выдавливании резьбовых пластмассовых заглушек водяной рубашки они заменяются на новые; возможно изготовление новых заглушек из листовой стали;
  • химическая очистка водяной рубашки с последующей промывкой.

Клапанная группа поршневого холодильного компрессора

Самодействующие клапаны, оказывая существенное влияние на надежность и экономичность работы промышленных компрессорных агрегатов, являются одним из основных его узлов. В норме они легко и плотно открываются и закрываются, не препятствуя проходу газа. Момент открытия происходит из-за изменения давлений: когда давление в цилиндре выше, чем на стороне нагнетания, открывается нагнетательный клапан; когда давление в цилиндре ниже, чем на стороне всасывания, открывается всасывающий клапан.

В современных поршневых аммиачных компрессорах используются кольцевые пластинчатые клапаны. В состоянии покоя пружина прижимает пластину к седлу, перекрывая проходное сечение клапана, а под действием разности давлений подпружиненная пластина выгибается в сторону направляющей и создает продольные щели для прохождения хладагента. Подъем пластин ограничивает розетка, обеспечивая их направление при подъеме и опускании. Кроме отверстий для выхода пара, расположенных по окружности между пластинами, в розетке имеются дополнительные отверстия, основная задача которых препятствовать прилипанию пластин к ограничителям подъема. Ленточные пластины изготавливают из специальной легированной стали, обладающей после закалки высокой прочностью и высокими показателями вязкости, что особенно важно при работе с низкими температурами.

 

Дефекты клапанов поршневых аммиачных компрессоров

Клапаны компрессорной установки работают в условиях резкого изменения (от низких до высоких) механических и тепловых нагрузок, поэтому происходит их быстрый износ. Регулярно производя техническое обслуживание и ремонт поршневого компрессора необходимо обратить внимание на такие основные дефекты клапанов:

  1. 1)      износ и поломку подпружиненных кольцевых пластин;
  2. 2)      деформацию и поломка пружин;
  3. 3)      неплотное прилегание пластин к седлу.

Из-за поломки пластин клапанов происходит падение производительности компрессора, вызывающий неисправности холодильной машины:

  • при поломке пластины всасывающего клапана снижается температура крышки цилиндра и поднимается температура всасывающей полости;
  • при поломке пластины нагнетательного клапана повышается температура нагнетания, что может привести к выплавлению пластмассовых поршневых колец.
Замена клапанов при ремонте поршневых компрессоров

В ходе технического обслуживания поршневых компрессоров при обнаружении кольцевой выработки на глубину от 0,2 мм пластины клапанов заменяются на новые. Новые пластины, не прошедшие на заводе процедуру мокрой галтовки, притираются по плите. Пластины на всасывающих клапанах поднимают максимально высоко, повышая долговечность их работы. При поломке пружин, а также уменьшении их длины более чем на 20%, они заменяются все сразу или выборочно.

После завершения ремонта поврежденных и замены испорченных деталей новыми запчастями промышленного компрессора, сборку агрегата начинают в последовательности, обратной процессу разборки. После сборки всех узловых элементов поршневой компрессор обкатывается на холостом ходу, потом на хладагенте (на стенде или фундаменте), и после проведения всех испытаний сдается в эксплуатацию. Если вас интересуют запчасти к конденсаторам, наши консультанты могут вам помочь в подборе оптимальных деталей.

Также рекомендуем статьи:

Сервис компрессоров: неисправности электродвигателя компрессора

Винтовые компрессоры: техническое обслуживание и возможные неисправности

Серии поршневых одноступенчатых компрессоров Майком (MAYEKAWA)

holod-ru.com

Информация

Картер компрессора поршневого


Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Картер поршневого компрессора ( СЂРёСЃ. 13) изготовляют РёР· чугуна. Р’ торцовых стенках картера установлены коренные подшипники 6 коленчатого вала 5, РІ боковых стенках предусмотрены РѕРєРЅР°, закрываемые крышками 21, для осмотра Рё разборки кривошипно-шатунного механизма.  [1]

РџСЂРё производстве ремонтных работ РІ картере поршневого компрессора проворачивание коленчатого вала РїСЂРё помощи Р±СѓРєСЃРѕРІРєРё РЅРµ допускается. РќР° ограждении маховика вывешивается плакат: РќРµ буксовать.  [2]

Нормальная работа системы смазки характеризуется следующими признаками: уровень масла РІ картере поршневых компрессоров находится РІ пределах между 2 / 3 Рё 1 / 2 высоты смотрового стекла; давление масла, подаваемого масляным насосом РІ систему смазки, соответствует рекомендациям завода-изготовителя ( превышает давление РІ картере Сѓ поршневых компрессоров РЅР° 50 - 400 РєРџР°); температура масла РІ картере поршневого компрессора ниже 50 РЎ РїСЂРё температуре окружающего РІРѕР·РґСѓС…Р° РґРѕ 30 РЎ; нагрев сальника РЅРµ выше 60 РЎ; РїСЂРѕРїСѓСЃРє масла РёР· сальников хла-доновых компрессоров отсутствует; вытекание масла через сальниковое уплотнение аммиачных компрессоров РІ количестве РЅРµ более РѕРґРЅРѕР№ капли РІ 3 РјРёРЅ; количество масла, заправляемого РІ картер компрессора для восполнения СѓРЅРѕСЃР°, находится РІ пределах, указанных РІ инструкции.  [3]

Закрывают запорный всасывающий вентиль Сѓ компрессора Рё после снижения избыточного давления РІ картере поршневого компрессора или РІРѕ всасывающей полости ротационного компрессора РґРѕ 20 - 30 РєРџР° ( 0 2 - 0 3 РєРіСЃ / СЃРј2) выключают электродвигатель. РЈ двухступенчатого компрессора сначала закрывают всасывающий вентиль цилиндра РЅРёР·РєРѕР№ ступени, затем - цилиндра высокой ступени.  [4]

Для контроля СѓСЂРѕРІРЅСЏ раздела жидких Рё газообразных сред ( смазки РІ баках Рё РґСЂСѓРіРёС… аппаратах; масла РІ картерах поршневых компрессоров; жидкости, периодически продуваемой РёР· аппаратуры компрессора) применяются различные уровнемеры: поплавковые, буйковые, емкостные, пьезоэлектрические, манометрические Рё дифманометрические, радиоактивные, ультразвуковые Рё РґСЂ. РќР° рудничных компрессорных станциях получили распространение РІ РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРј уровнемеры манометрического Рё поплавкового типов.  [5]

Нормальная работа системы смазки характеризуется следующими признаками: уровень масла РІ картере поршневых компрессоров находится РІ пределах между 2 / 3 Рё 1 / 2 высоты смотрового стекла; давление масла, подаваемого масляным насосом РІ систему смазки, соответствует рекомендациям завода-изготовителя ( превышает давление РІ картере Сѓ поршневых компрессоров РЅР° 50 - 400 РєРџР°); температура масла РІ картере поршневого компрессора ниже 50 РЎ РїСЂРё температуре окружающего РІРѕР·РґСѓС…Р° РґРѕ 30 РЎ; нагрев сальника РЅРµ выше 60 РЎ; РїСЂРѕРїСѓСЃРє масла РёР· сальников хла-доновых компрессоров отсутствует; вытекание масла через сальниковое уплотнение аммиачных компрессоров РІ количестве РЅРµ более РѕРґРЅРѕР№ капли РІ 3 РјРёРЅ; количество масла, заправляемого РІ картер компрессора для восполнения СѓРЅРѕСЃР°, находится РІ пределах, указанных РІ инструкции.  [6]

РџСЂРё работе компрессора часть масла уносится РІ систему. Р’ СЃРІСЏР·Рё СЃ этим уровень масла РІ картере поршневого компрессора, РІ маслоотделителе Рё маслосборнике Сѓ винтового Рё ротационного компрессоров понижается. Рљ причинам повышенного СѓРЅРѕСЃР° масла РёР· поршневого компрессора относят перейолнение картера маслом, высокое давление РІ системе смазки, высокую температуру пара хладагента после сжатия РІ компрессоре, повышенное давление РІ картере, РёР·РЅРѕСЃ поршневых колец, поршня, цилиндра, неудовлетворительную работу маслосъемных колец, вспенивание масла РІРѕ фреоновых компрессорах, вызванное попаданием РІ картер жидкого фреона, наличие неплотностей РІ системе смазки.  [7]

РџСЂРё работе компрессора часть масла, используемого для смазки, уносится РІ систему. Р’ СЃРІСЏР·Рё СЃ этим уровень масла РІ картере поршневого компрессора, РІ маслоотделителе ] Рё маслосборнике Сѓ винтового Рё ротационного компрессоров понижается.  [8]

РџСЂРё работе компрессора часть масла, используемого для смазки, уносится РІ систему. Р’ СЃРІСЏР·Рё СЃ этим уровень масла РІ картере поршневого компрессора, РІ маслоотделителе Рё маслосборнике Сѓ винтового Рё ротационного компрессоров понижается.  [10]

Механизм образования взрывоопасной смеси весьма многообразен. РџСЂРё эксплуатации компрессора высокая температура неохлаждаемого РІРѕР·РґСѓС…Р° вызывает интенсивное испарение смазочного масла. РљСЂРѕРјРµ того, РѕРЅРѕ разлагается СЃ выделением взрывоопасных газов - чистого РІРѕРґРѕСЂРѕРґР° Рё легких углеводородов. Масло Рё нагар, отлагающиеся РЅР° поверхностях цилиндров, клапанов, маслоотбойников, обвязочных РІРѕР·РґСѓС…РѕРІРѕРґРѕРІ Рё РІРѕР·РґСѓС…РѕСЃР±РѕСЂРЅРёРєРѕРІ, РјРѕРіСѓС‚ окисляться, РІ результате чего возможно образование нестойких взрывоопасных продуктов. Р�звестны случаи, РєРѕРіРґР° взрывалась смесь, образованная РІ картере поршневого компрессора РІ результате перегрева масла. Учитывая, что повышенный расход масла РЅРµ только важный показатель эксплуатационного характера, РЅРѕ Рё предвестник серьезной опасности, его необходимо контролировать Рё ежемесячно регистрировать РІ журнале. Расход масла РЅР° каждый узел ( особенно РЅР° цилиндры Рё сальники) выше РЅРѕСЂРј, указанных РІ заводской конструкции, должен быть сигналом Рѕ необходимости остановки агрегата для выяснения причины Рё ликвидации неисправности.  [11]

Страницы:      1

www.ngpedia.ru

Конструкции поршневых компрессоров

2.2.1. 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 рис. 2.2 показана схема 8-цилиндрового компрессора с 4-рядным (VV – образным) расположением цилиндров.

Рис.2.2. 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) (рис. 2.3). Диаметр (DH) нижнего пояса 1, как правило, меньше диаметра (Dв) 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).

Рис. 2.3. 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.

Рис. 2.7. 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 (рис. 2.8, 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

Рис. 2.8. 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.

2.2.2. Конструкция непрямоточного одноступенчатого сальникового компрессора.

Конструкции транспортных и судовых компрессоров холодильных установок мало отли­чаются от конструкций холодильных компрессоров общего приме­нения. Некоторые отличия обусловлены спецификой охлаждения, ограниченной площадью и объемом машинных отделений, наличи­ем дополнительных внешних сил (удары, вибрация, качка). На судах крен (до 45е) и дифферент (до 15°) судов учитывают при конструирова­нии масляной ванны картера компрессора. Судовые компрессоры рекомендуется устанавливать с расположением оси вала параллель­но диаметральной плоскости судна для уменьшения влияния гиро­скопического эффекта на коренные подшипники и защиты приемных масля­ных фильтров от оголения при бортовой качке. Иногда фильтры устанавливают в центре нижней части специально углуб­ленных масляных ванн.

Рассмотрим конструкцию непрямоточного одноступенчатого сальникового холодильного компрессора (рис. 2.11 и 2.12).

Рис.2.11. Поперечный разрез сальникового непрямоточного поршневого компрессора

Рис.2.12. Продольный разрез сальникового непрямоточного поршневого компрессора

Корпус компрессо­ра состоит из блок-картера 1 с двумя боковыми 6 и передней 10 крышками и проставок 16 с верхними крышками 17. Все корпус­ные детали отлиты из чугуна СЧ18-36. Число проставок определя­ется числом пар цилиндров в компрессоре. Проставки крепятся к блок-картеру болтами 18. Разъемы между блок-картером и проставками уплотнены прокладками из паронита. В проставках меж­ду верхними крышками и блок-картером образована нагнетатель­ная полость компрессора. Сам блок-картер перегородкой 15 разде­лен на всасывающую полость и картер. В верхней части блок-кар­тера и в перегородке выполнены посадочные отверстия для уста­новки цилиндровых втулок 2. В перегородке предусмотрены урав­нительные отверстия 5 с разделительными втулочками, позволяющие через внутреннее отверстие отсасывать пары хладагента из картера, а через внешнее кольцевое возвращать масло, отделяющееся от хладагента во всасывающей полости.

Цилиндровые втулки чугунные, на наружной поверхности имеют два посадочных пояска. Посадка втулок в блок-картер скользящая.

Коленчатый вал 12 стальной (сталь 45), штампованный, двух­коленный, двухопорный. Колена выполнены под углом 180°. На каждой шатунной шейке расположено четыре шатуна 4 (в других компрессорах может быть расположено три или два шату­на в зависимости от числа цилиндров в компрессоре). Противовесы 11 отштампованы за одно целое с валом. На коренные шейки на­прессованы роликовые сферические подшипники 13 и 23. Вал с под­шипниками установлен в стаканах 14 и 22, размещенных в расточ­ках в передней и задней стенках блок-картера. Передний подшип­ник 13 зафиксирован, задний 23 может перемещаться в стакане 22, что необходимо для компенсации линейного расширения вала при изменении температуры.

Шатуны 4 стальные штампованные. В верхнюю головку запрес­сована втулка, выполненная из бронзы ОФ10-1. Нижняя головка шатуна имеет косой разъем, что облегчает сборку. В ней установ­лены тонкостенные биметаллические вкладыши. Рабочая поверх­ность вкладышей покрыта слоем антифрикционного алюминиевого сплава АСМ.

Поршни 3 литые из алюминиевого сплава АЛ-10. При сборке с шатуном поршневой палец 21 запрессовывают в поршень и фик­сируют от продольных перемещений двумя кольцами Зегера. Верхняя часть поршня имеет специальную форму, повторяющую очертание корпуса всасывающего клапана 19, что уменьшает вред­ное пространство цилиндра. В верхней части поршня расположены уплотнительные кольца 20, в нижней —маслосъемное кольцо. Пор­шневые кольца изготовлены из термостабилизированного капрона. Необходимая упругость колец достигается установкой в канавке между кольцом и телом поршня стальных экспандеров. Кольца из капрона обладают высокой износостойкостью, их применение уве­личивает срок службы цилиндровых втулок.

Смазка компрессора осуществляется при помощи шестеренного масляного насоса 9, установленного в расточке передней стенки блок-картера. В картере поддерживают уровень масла выше сет­чатого фильтра грубой очистки 8, расположенного на дне картера. Масляный насос засасывает масло из картера через этот фильтр и нагнетает его через фильтр тонкой очистки в камеру сальника 24. В крышку сальника встроен регулирующий перепускной кла­пан 7, поддерживающий давление масла в камере сальника на 200—250 кПа выше давления паров хладагента в картере компрес­сора. Необходимость контроля за смазкой компрессора по этой раз­ности давлений вызвана тем, что давление в картере переменное и зависит от режима работы компрессора. Через сверленые каналы в коленчатом валу масло из камеры сальника поступает к шатунным подшипникам. Коренные подшипники, поршневые пальцы и цилиндры смазываются маслом, которое разбрызгивается через зазоры между нижними головками шатунов. Во избежание вспенива­ния масла в картере в период пуска компрессора предусмотрен электроподогрев масла в картере, позволяющий перед пуском компрессора выпа­рить хладагент, растворенный в масле. нагнета­тельных

В компрессорах, работающих на хладагентах R-22 и R-717 при низких тем­пературах кипения, предусмотрено водяное охлаждение полостей. Охлаждающая вода циркулирует через водяные рубашки в проставках. Для компрессоров, работающих в режимах высоких температур кипения, т. е. с относительно небольшими сте­пенями сжатия, водяное охлаждение не требуется, так как темпе­ратуры нагнетания в этих машинах не превышают 100—120° С.

Клапанная группа компрессора (рис. 2.13). Верхний торец буртика цилиндровой втулки 1 служит седлом коль­цевого всасывающего клапана 3. Через отверстия 2, просверленные в буртике цилиндровой втулки, проходит всасываемый пар хладагента.

Корпус всасывающего клапана 4, установленный на бурти­ке цилиндровой втулки, служит седлом нагнетательных клапанов 12. Кольцевые пластины всасывающего 3 и нагнетательных 12 кла­панов подпружинены. Специальный фланец 5прижимает с помощью четырех гаек на шпильках 6, ввернутых в блок-картер 13, кор­пус всасывающего клапана к цилиндровой втулке. Этот фланец выполняет также роль направляющей для розетки 7 нагнетатель­ных клапанов, прижатой к корпусу всасывающего клапана буфер­ной пружиной 8. Буферная пружина, направляющие втулки 9 и 11, винт 10 и розетка 7 нагнетательных клапанов образуют ложную крышку.

Рис. 2.13. Клапанная группа компрессора.

Такое устройство предохраняет механизм движения ком­прессора от больших перегрузок и гидравлических ударов при по­падании жидкого хладагента в цилиндр. Под давлением несжимае­мой жидкости розетка нагнетательных клапанов поднимается, сжи­мая буферную пружину, и жидкость перепускается в нагнетатель­ную полость через каналы в нажимном фланце.

Для обеспечения длительной эксплуатации компрессора необходимо соблюдение трех условий:

1) качественное уплотнение в соеди­нениях: корпус всасывающего клапана — буртик цилиндровой втулки; цилиндровая втулка — блок-картер; 2) строгое соблюдение величины линейного мертвого пространства (зазор между дни­щем поршня и корпусом всасыва­ющего клапана должен быть 0,8— 1,2 мм); 3) правильная регулировка высоты подъема пластин клапа­нов.

Сальник компрессора (рис. 2.14.) пружин­ный, торцового типа, двусторон­ний, маслозаполненный. Двусто­роннее уплотнение позволяет удерживать масло в камере сальни­ка. Торцовое уплотнение в сальнике достигается за счет трения между стальными кольцами 1, вращающимися вместе с валом, и неподвижными кольцами 2, выполненными из антифрикционного металлизированного графита. Предварительно сжатыми пружина­ми 6, расположенными в обойме 3, стальные кольца через нажим­ные кольца 4 и упругие кольца 5 прижаты к неподвижным кольцам. Упру­гие кольца из хладономаслостойкой резины или фторопласта ком­пенсируют неточности сборки сальника, обеспечивая плотное приле­гание трущихся колец, и являются хорошим уплотнением по валу.

Рис. 2.14. Сальник компрессора.

2.2.3. Конструкция бессальникового компрессора.

Рассмотрим бессальниковый компрессор, показанный на рис. 2. 15.

Рис .2.15. Средний поршневой непрямоточныйодносту­пенчатый бессальниковый холодильный компрессор.

По конструкции основные узлы и детали современных средних компрессоров мало отличаются от используемых в круп­ных компрессорах. Средние бессальниковые непрямо­точные компрессора выполняется с чугунными или алюминиевыми корпусами, минимальным количеством разъемов, с числом цилинд­ров четыре, шесть или восемь. Двухопорные коленчатые валы (рис.2.15) уста­навливают на подшипниках качения или скольжения, при этом, как правило, один подшипник расположен на концевой шейке вала, а другой —между кривошипно-шатунным механизмом и электродвигателем. Двухопорная схема вала 11 и блок-картер 1 компрессора обеспечивают равномерность зазора между ротором 3 и статором 4 встроенного электродвигателя. Ротор располагают консольно для облегчения его монтажа и демонтажа. Уровень масла в картере должен быть не менее чем на 5 мм ниже зазора между ротором и статором, так как наличие масла в зазоре приводит к росту подво­димой мощности и увеличивает унос масла из компрессора. Масло забирается из картера масляным насосом б через фильтр 5 и по­дается через фильтр тонкой очистки в камеру 7, откуда поступает в сверление вала. По конструкции цилиндровые втулки 2, шатунно-поршневая группа 10 и детали клапанного устройства 8 и 9 аналогичны рассмотренным выше.

Интенсивное охлаждение встроенного электродвигателя всасы­ваемым паром хладагента, поступающим в компрессор через фильтр 12, позволяет увеличивать нагрузку двигателя в 1,5—1,8 раза по сравнению с его номинальной мощностью. В связи с этим бессальниковые компрессоры могут иметь встроенные двигатели значительно меньшей номинальной мощности и массы, чем откры­тые. Однако пусковой момент у встроенных электродвигателей должен быть повышенным (в зависимости от числа цилиндров и на­личия устройств, разгружающих запуск, он обычно превышает но­минальный в 1,5—2 раза). Для обеспечения нормальной работы в режимах с уменьшенной массой всасываемого пара (при температуре кипения ниже ми­нус 30° С и степени сжатия больше 10) изоляция обмотки электродвигателя должна длительно выдерживать температуру до 125° С с учетом свойств среды, в которой работает двигатель.

Для поддержания заданных температурных режимов в охлаж­даемых объектах в условиях переменной температуры окружающей среды необходимо изменять холодопроизводительность компрессора. В средних и крупных компрессорах в качестве устройств, изменяющих холодопроизводительность, получили распространение различные отжимные устройства пластин всасывающих клапанов. Принудительный от­жим пластин всасывающих клапанов от седел может осуществ­ляться с помощью специальных механических толкателей с гидрав­лическим или пневматическим приводами (в первом используется давление масла, во втором — давление паров хладагента), а так­же с помощью электромагнитных устройств. Устройства для отжи­ма пластин всасывающих клапанов могут быть встроены практи­чески во все поршневые холодильные компрессоры, кроме прямо­точных.

В качестве электромагнитных устройств ис­пользуются электромагнитные катушки, которые встраиваются ли­бо в корпус всасывающего клапана (внутренние катушки), либо в крышку цилиндра (внешние катушки). При подаче тока в элект­ромагнитную катушку образуется магнитное поле, действующее на пластину всасывающего клапана. За счет магнитных силовых линий, проходящих через пластину, она удерживается в верхнем положении, сообщая цилиндр с полостью всасывания, цилиндр отключается (переводится в режим холостого хода). При этом в отключенном цилиндре энергия теряется только на трение поршневых колец и на гидравлические сопротивления движению пара в открытом всасывающем клапане. После выключения тока магнит­ное поле исчезает, пластина всасывающего клапана более не удерживается в верхнем положении и цилиндр вновь включается в работу.

Подобное устройство показано на рис. 2.16.

Рис. 2.16. Электромагнитное устройство отжима пластины всасывающего клапана.

В этой конструкции электромагнитная катушка 10 размещается на внешней стороне крышки цилиндра и не подвергается действию хладагента. Магнитное поле подводится к пластине всасывающего клапана 1 через крышку цилиндра (внешний магнитопровод) и де­тали клапанного устройства: седло 2 и корпус 4 всасывающего клапана, седло 6, кольцо 5 и розетку 7 нагнетательного клапана, пружины 3, 8 и 9 (центральный магнитопровод). Введение в кон­струкцию двух диамагнитных проставок 12 обеспечивает нужное направление силовых линий магнитного поля. Постоянный магнит 11 создает начальный магнитный поток, на который накладывается магнитный поток электромагнитной катушки.

Системы автоматического изменения холодопроизводительности с электромагнитным отжимом пластин всасывающих клапанов компрессора обладают следующими преимуществами: просты по устройству, имеют небольшую стоимость, отличаются малой инер­ционностью и высоким быстродействием, отсутствие толкателей и других подвижных деталей в отжимном устройстве повышает дол­говечность пластин клапанов и всего устройства в целом. Такие системы наиболее эффективны и экономичны (подводимая к ком­прессору мощность изменяется почти пропорционально изменению холодопроизводительности).

Защиту электродвигателей бессальниковых компрессоров обес­печивают встраиванием в лобовую часть обмотки статора датчиков температуры (в каждую фазу), отключающих двигатель при превы­шении допустимой температуры обмотки.

Защиту от прекращения подачи смазки в ком­прессорах, оснащенных шестеренными масляными насосами, осу­ществляют с помощью дифференциальных реле давления (реле контроля смазки РКС), останавливающих компрессор при падении разности давления масла и всасывания ниже предельно допустимой.

Для защиты средних и крупных поршневых холодильных ком­прессоров от гидравлических ударов (при попадании жидкого хлад­агента в цилиндр) используются ложные крышки, а в малых ком­прессорах устанавливают вторую, более жесткую пружину, прижимающую ограничитель подъема нагнетательного клапана к клапанной доске.

Дата добавления: 2016-06-29; просмотров: 10981; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Похожие статьи:

poznayka.org

Основные узлы и детали поршневых компрессоров

Коленчатые валы

Коленчатый вал предназначен для передачи вращательного движения от привода к шатуну. Он является одной из главных деталей поршневого компрессора. В холодильных компрессорах валы обычно выполнены с двумя шатунными шейками, смещенными друг относительно друга на (рисунок 9)

Рисунок 9 – Коленчатые валы в сборе

а-компрессора АУ45; б-компрессора П110

1-шестерня промежуточная ; 2-валик промежуточной шестерни; 3-гайка; 4-шестерня привода маслонасоса; 5-упорное кольцо; 6-крышка корпуса; 7-корпус подшипника; 8-подшипник качения; 9-заглушка; 10-коленчатый вал; 11-пробка.

На щеках вала имеются литые съемные противовесы, которые служат для уравновешивания сил и моментов инерции.

В некоторых малых компрессорах применяются консольные или эксцентриковые валы, двухколенные. Валы выполняют цельноковаными, штампованными или литыми. Для компрессоров с принудительной смазкой коленчатые валы изготавливают со специальными просверленными масляными каналами. При смазке разбрызгиванием на валу (иногда на шатунах) устанавливают захватывающие устройства.

Для коленчатых валов применяют высококачественную углеродистую сталь 40, 45 или легированную сталь 40Х с последующей термообработкой. Поверхность шатунных и коренных шеек доводят до твердости 48-62НRС.

Картеры

Картеры и блок-картеры являются основной несущей конструкцией поршневых компрессоров. В них расположены коленчатый вал, шатунно-поршневая группа и система смазки. Основные требования, предъявляемые к картерам-достаточная прочность и жесткость. Картеры и блок-картеры воспринимают силы, возникающие при работе компрессора и передают на фундамент реакцию от крутящего момента, неуравновешенные силы и моменты от сил инерции движущихся масс, а также вес компрессора. Для наблюдения за уровнем масла в картере предусмотрено смотровое окно, а для обеспечения доступа к кривошипно-шатунному механизму и масляному насосу имеются боковые и торцевые съемные крышки.

Картеры изготавливают обычно литыми из чугуна СЧ18 или СЧ21, иногда сварными из стального листа. В малых компрессорах транспортных машин для уменьшения массы применяют алюминиевые сплавы.

Цилиндры

В цилиндрах осуществляются рабочие процессы компрессора: разряжение, всасывание, сжатие и нагнетание пара холодильного агента. В крейцкопфных компрессорах цилиндры выполняются в виде самостоятельных отливок, в которых размещают нагнетательные и всасывающие клапаны. Цилиндры бескрейцкопфных блок-картерных компрессоров имеют сменные гильзы на скользящей посадке. Стенки цилиндров воспринимают силы от давления пара холодильного агента, а также силы со стороны поршней (горизонтальные составляющие веса и инерционные силы).

Цилиндры и гильзы цилиндров (рисунок 10) выполняют из чугуна СЧ21 или СЧ24 легированного присадками. Их твердость находится в пределах НВ 170-241.

Рисунок 10 – Гильзы компрессоров

а – прямоточного компрессора АУ-45; б – непрямоточного компрессора П110

Поршни

Поршень предназначен для создания разряжения в цилиндре компрессора при увеличении его внутреннего объема и сжатия пара хладагента при уменьшении внутреннего объема. По конструкции различают дифференциальные, дисковые и тронковые поршни.

Дифференциальные поршни (рисунок 11а) применяют в компрессорах многоступенчатого сжатия. Поршни изготавливают как цельными, так и составными. Двухступенчатые дифференциальные поршни горизонтальных компрессоров выполняют подвешенными на штоке. Более сложные поршни делают скользящими по поверхности цилиндра. Компрессоры с дифференциальными поршнями применяют в основном для сжатия различных газов и в холодильной технике большого практического значения не получили.

Дисковые поршни используются в крейцкопфных холодильных компрессорах (рисунок 11б). Дисковые поршни делают обычно полыми и днища соединяют между собой ребрами. Высота поршня компрессора небольшая и определяется из условия размещения на нем уплотнительных колец.

Рисунок 11 – Поршни компрессоров

а – дифференциальный; б – дисковый; в – тронковый непроходной; г – тронковый проходной.

Поршни крейцкопфных компрессоров могут подвешиваться на штоке или опираться на рабочую поверхность цилиндра. В последнем случае дисковый поршень снабжают дополнительной несущей поверхностью, воспринимающей вес поршня.

Тронковые поршни применяют в холодильных бескрейцкопфных компрессорах, они соединяются непосредственно с шатуном при помощи поршневого пальца. В непрямоточных бескрейцкопфных компрессорах применяют тронковые непроходные поршни, которые имеют вид перевернутого вверх дном стакана (рисунок 11в). На верхней части поршня имеются канавки для уплотнительных и маслосъемных колец. В отечественных конструкциях принято применять два-три уплотнительных и одно маслосъемное кольцо. Прямоточные бескрейцкопфные компрессоры снабжены тронковыми проходными поршнями. Проходной поршень не имеет дна, вместо которого устанавливается клапанная доска с всасывающими клапанами (рисунок 11г). Форма поршня удлиненная, где предусмотрены окна или каналы для прохода пара холодильного агента из всасывающего трубопровода к всасывающим клапанам.

Тронковые поршни выполняют из высококачественных чугунов СЧ21, СЧ24 или алюминиевых сплавов АЛ10В, АЛ30. Для малых поршней (диаметром до 50мм) без уплотнительных колец применяют чугун, алюминиевые сплавы или низкоуглеродистую автоматную сталь.

Поршневые кольца

Поршневые кольца бывают двух типов: уплотнительные и маслосъемные.

Рисунок 12 – Поршневые уплотнительные кольца.

Уплотнительные (компрессионные) кольца (рисунок 12) предназначены для уплотнения зазора между поршнем и цилиндром с целью уменьшения утечек пара из полости сжатия в полость всасывания. Уплотнение обеспечивается упругостью колец или экспандеров, давлением пара в канавку поршня и лабиринтным действием набора колец.

Маслосъемные кольца служат для удаления со стенок цилиндра смазочного масла, уменьшая тем самым попадание его в нагнетательную полость и теплообменные аппараты.

Рисунок 13 – Маслосъемное поршневое кольцо

а - коническое; б - с проточенной поршневой канавкой.

Наиболее распространенными являются два типа маслосъемных колец: конические (рисунок 13а) и с проточной кольцевой канавкой (рисунок 13б). Действие конического кольца основано на том, что при переходе поршня вверх масло попадает в клиновидный зазор и остается на стенках цилиндра. При обратном движении поршня вниз, масло снимается кольцом с зеркала цилиндра, собирается в канавку под кольцом и через отверстия в поршне стекает внутрь поршня, а затем в картер. У кольца с проточкой на внешней поверхности сделана кольцевая канавка, в которую входит ряд отверстий, просверленных в стенке поршня. Данное кольцо обеспечивает стекание масла в картер как при ходе поршня вверх, так и при его ходе вниз.

Рисунок 14 – Виды замков поршневых колец

а – прямой; б – косой; в – в нахлёстку

Для удобства сборки все поршневые кольца имеют разрез, называемый замком. Различают следующие конструкции замков: прямой, косой и в нахлестку (рисунок 14). В рабочем состоянии замок имеет некоторый зазор для компенсации теплового расширения материала, через который происходит основная перетечка пара. В связи с этим лучшими являются замки внахлестку, но изготовление их значительно дороже. В холодильных компрессорах в основном используются кольца с прямым и косым замком.

Поршневые кольца выполняют из чугуна СЧ24 или композиционных соединений ТНК2-Г5 (на основе капрона), Ф40С8Г4, Ф4К-20, флубона 4 (на основе фторопласта). В последнем случае для упругости колец применяют специальные радиальные или тангенциальные экспандеры, которые размещены в канавке поршня и прижимают кольца к цилиндру. Неметаллические материалы имеют сравнительно низкий коэффициент трения и существенно снижают износ зеркала цилиндра.

Шатуны

Шатун (рисунок 15) служит для преобразования вращательного движения коленчатого вала в поступательное движение поршня. Он соединяет шатунную шейку вала с поршнем или крейцкопфом. Шатун состоит из трех частей: верхней (поршневой) головки, стержня и нижней (шатунной) головки. Верхняя головка шатуна выполняется неразъемной с запрессованной бронзовой или латунной втулкой. Нижняя головка при коленчатом вале – разъемная, скрепленная шатунными болтами.

Для снижения коэффициента трения и предотвращения износа шатуна в нижней головке применяются съемные вкладыши из сплавов на базе олова (баббиты), из алюминиевых сплавов и сплавов из свинцовых бронз.

В малых холодильных компрессорах применяются также цельноалюминиевые и бронзовые шатуны, которые не имеют ни втулок ни вкладышей. Таким шатунам соответствует прямой вал с эксцентриком. Форма разъема (с прямым или косым разъемом) предусматривает свободный проход шатунно-поршневой группы через цилиндр при сборке и ремонте компрессора.

Шатуны со сменными вкладышами изготавливают из конструкционной углеродистой стали 40 или 45.

Рисунок 15 – Шатуны поршневого компрессора

а-с косым разъемом; б-с прямым разъемом;

Клапаны

Всасывающий и нагнетательный клапаны осуществляют газораспределение пара холодильного агента при работе компрессора.

Всасывающий клапан предназначен для пропуска пара хладона из полости всасывания в полость цилиндра при движении поршня сверху вниз. Он открывается при достижении давления в цилиндре несколько ниже (до 0,3 ) давления всасывания. Когда давление в цилиндре выше давления всасывания – клапан закрыт.

Нагнетательный клапан служит для выпуска пара холодильного агента из полости цилиндра в нагнетательную полость при движении поршня снизу вверх. Он открывается при достижении давления в цилиндре выше (до 0,7 ) давления нагнетания. При давлении в цилиндре ниже давления нагнетания – клапан закрыт.

В компрессоре клапаны могут располагаться различным образом: в крышке цилиндра, радиально по бокам цилиндра, по бокам непосредственно у зеркала, в днище поршня и т. д.

Основными элементами любого клапана являются пластина, седло, на котором лежит пластина, закрывая сечение для прохода, и направляющая пластина (розетка) для ограничения подъема над седлом. Во многих компрессорах пластины прижимаются к седлу пружиной.

В холодильных компрессорах применяются кольцевые, полосовые, пятачковые и лепестковые клапаны. Эти клапаны, как правило, самодействующие, то есть открываются под действием разности давлений с двух сторон, а закрываются под действием упругой пластины или пружины.

Кольцевые клапаны применяются в основном в средних и крупных непрямоточных компрессорах. Пластины клапанов имеют кольцевую форму, толщина которой равна мм. Для обеспечения своевременного закрывания клапана по периметру пластины размещены цилиндрические стальные пружины.

Рисунок 16 – Нагнетательный клапан с пятачковой пружиной

1 - розетка; 2 - направляющая втулка.

Пятачковые клапаны применяются чаще всего в компрессорах малой и средней производительности (рисунок 16). Пластины пятачковых клапанов имеют круглую форму (форму пятака) и прижимаются к седлу при помощи рабочей пружины. Клапаны такого типа имеют лучшую статическую полость, что играет положительную роль в автоматизированных компрессорах.

Полосовые клапаны используются преимущественно в прямоточных компрессорах. В них всасывающие полосовые клапаны расположены в верхней части поршня (рисунок 17). Пластина клапана, свободно лежащая на седле, при подъеме прижимается к ограничителю, форма которого соответствует линии прогиба, равномерно нагруженной балки на двух опорах. Эти клапаны имеют малый относительный мертвый объем.

Рисунок 17 – Полосовой нагнетательный клапан компрессора АУ200

1 - седло; 2 - розетка; 3 - пластина; 4 - ограничитель; 5 - штифт; 6 - болт; 7 - шайба стопорная.

Лепестковые клапаны представляют собой пластины различной конфигурации. Пластины, как правило, консольного типа, закреплены с одной стороны штифтами. Другой конец пластины свободно поднимается над клапанной доской, пропуская пар. Такие клапаны используются в компрессорах малой производительности.

Для предотвращения аварии при попадании жидкости в полость цилиндра служит буферная пружина. Она обеспечивает возможность увеличения подъема клапанной пластины в случае влажного хода компрессора.

Седла и розетки клапанов выполняются из термообработанной углеродистой стали 45,40Х, из высококачественного чугуна СЧ21 или стального литья по выполненным моделям. Для клапанов применяются листовые хромистые легированные стали Х18Н9Т, 70С2ХА, 30ХГСА и др. с термической обработкой, с обработкой в расплаве синтетических сплавов или стали электрошлакового переплава.

Крейцкопфы

Крейцкопф служит для соединения штока с шатуном и является частью кривошипно-шатунного механизма крейцкопфного компрессора. Он соединяется со штоком с помощью специального болтового соединения, а с шатуном-с помощью пальца. Крейцкопф воспринимает на себя все боковые нагрузки, действующие на шатуннопоршневую группу.

Корпус крейцкопфа отливают из стали 40,45, а башмаки - из серого чугуна СЧ21 с баббитовой заливкой. Палец крейцкопфа изготавливают из углеродистой стали 20 и 45 или 20Х и 40Х.

Штоки

Штоки применяются для соединения поршня с крейцкопфом в крейцкопфных компрессорах. В современных конструкциях компрессоров применяются в основном штоки, представляющие собой цилиндрическую деталь с участками различного диаметра. На переднем штоке (со стороны крейцкопфа) выполнена резьба, с помощью которой он закрепляется в крейцкопфе. Для фиксации поршня на штоке предусмотрен упорный цилиндрический бурт и специальная гайка, которая навинчивается на задний конец штока (со стороны поршня).

Шток изготавливается из углеродистой стали 20,35 и 40.

Сальники

Сальники служат в бескрейцкопфных компрессорах для уплотнения вала, выступающего из картера, а в крейцкопфных - также и для уплотнения штока. Правильная работа сальников обеспечивает герметичность компрессора и надежность его работы.

Сальники штоков крейцкопфных компрессоров выполняются многокамерными с разрезными чугунными или алюминиевыми кольцами. На наружной поверхности колец имеются пружины, которые стягивают разъемные части кольца и прижимают их радиально к штоку. Смазку сальника и штока крейцкопфного компрессора производят от насоса-дубликатора через специальный фонарь.

Для уплотнения выходного кольца коленчатого вала компрессора применяют сальники с кольцами торцевого трения. Они состоят из двух трущихся колец, одно из которых вращается вместе с валом, а другое неподвижное, плотно соединенное с крышкой сальника. Кольца прижимаются друг к другу или с помощью сильфона или с помощью пружин. Плотность и герметичность между кольцами достигается за счет силы сильфона (сильфонные сальники) или пружины, которая давит на вращающееся кольцо.

Односторонние сальники применяются в компрессорах со смазкой разбрызгиванием, двухсторонние с принудительной системой смазки для создания избыточного давления в полости сальника (рисунок 18).

В качестве пар трения применяют закаленную легированную сталь 15Х, 20Х и один из следующих материалов: фосфористую бронзу, чугун, композиционный материал на основе графита, пластмассу. В настоящее время наиболее часто используется пара трения сталь – композиционный материал на основе графита АГ-1500Б83, АПГ-Б83, которые имеют наименьший коэффициент трения и могут работать без смазки.

Рисунок 18 – Сальник компрессора П80

1-неподвижное металлографитовое кольцо; 2-вращающееся с валом (подвижное) стальное кольцо; 3,9-штифты; 4-крышка сальника; 5-шарик; 6-нажимное кольцо; 7-резиновое кольцо; 8-прокладка; 10-пружина;11-ведущее кольцо (обойма).

Системы смазки компрессора

Смазка компрессора необходима для снижения коэффициента трения и отвода теплоты от кинематических пар. Смазка уменьшает износ и нагрев движущихся частей компрессора, снижает расход потребляемой энергии, а также создает дополнительную плотность в сальниках, поршневых кольцах и клапанах.

Для смазки бескрейцкопфных компрессоров, работающих на фреоне, используются масла ХФ, ХС, ХМ и др. Аммиачные компрессоры смазываются маслом марок ХА. В крейцкопфных компрессорах для смазки открытого кривошипно-шатунного механизма применяется масло “Индустриальное-45” или машинное - марки СУ.

В современных холодильных поршневых компрессорах применяют различные системы смазки - разбрызгиванием (барботажная смазка), принудительная и комбинированная.

Смазку разбрызгиванием применяют обычно в малых компрессорах. В них часть нижних головок шатунов или противовесов погружена в масляную ванну картера. При вращении коленчатого вала масло разбрызгивается по всему внутреннему объему компрессора, смазывается тем самым все поверхности трения.

В компрессорах большой производительности для смазки трущихся поверхностей применяется принудительная смазка с помощью масляного насоса, который приводится в движение от коленчатого вала. Масло насосом подается в полость сальника, а оттуда по специальным отверстиям в коленчатом вале направляется к шатунным шейкам (рисунок 19).

Рисунок 19 – Принудительная система смазки поршневого компрессора.

1-масляный насос; 2-всасывающая масляная трубка; 3-нагнетательная масляная трубка; 4-фильтр грубой очистки масла; 5-фильтр тонкой очистки масла; 6-жидкое смазочное масло; 7-масляные каналы коленчатого вала; 8-входное отверстие коленчатого вала; 9-выходные отверстия в шатунных шейках.

Для смазки втулки верхней головки шатуна и поршневого пальца предусматриваются специальные сверления в стержне шатуна или отдельные трубки, через которые масло поступает от шатунной шейки коленчатого вала. В качестве масляных насосов используются центробежные, шестеренчатые, ротационные или плунжерные насосы, приводимые в действие от коленчатого вала, через зубчатую передачу.

Комбинированная система смазки используется в компрессорах средней производительности и в некоторых крупных компрессорах. Здесь кривошипно-шатунный механизм смазывается принудительно от масляного насоса, а шатунно-поршневая группа и стенки цилиндра смазываются за счет масляного тумана.

Схема принудительной подачи масла от шестеренчатого насоса к нижним головкам шатунов, через сверления в коленчатом валу показана на рис.19.

В крейцкопфных компрессорах смазку кривошипного механизма производят от масляного насоса, а зеркало цилиндров, поверхности трения поршней и сальники штоков - многоплунжерными дубликаторами. Дубликаторы и насосы приводятся в действие индивидуальными электроприводами.

Марка компрессоров

Каждому типоразмеру компрессоров соответствует свое определенное обозначение-марка компрессора.

В марку, согласно ГОСТам, входит буква, обозначающая холодильный агент, расположение цилиндров, степень герметичности компрессора, число ступеней сжатия, температурный режим работы, стандартная холодопроизводительность и др. Холодильный агент в марке обозначается начальной буквой его названия: аммиак-А; фреон-Ф и т.д. Направление осей цилиндров показывается буквами В, О, У, УУ, что соответствует обозначению:

В- вертикальный,О- оппозитный, У- Vобразный, УУ- веерообразный.

Буквы Г и БС показывают, что компрессор герметичный (Г) или бессальниковый (БС), сальниковый компрессор буквой не обозначают. Режим работы герметичных компрессоров показывается: буквой В-высокотемпературный, С-среднетемпературный и Н-низкотемпературный. После буквенных обозначений в конце марки пишется число, показывающее холодопроизводительность компрессора при стандартном температурном режиме. За цифрами могут быть буквы РЭ, означающие, что компрессор с электромагнитным регулированием производительности.нце марки пишется чисый, С-среднетемпературный и Н-низкотемпературный.


По причине протекания жидкого хладагента в картер компрессора происходит множество аварий. Необходимо четко понимать вероятность возможных опасных механических повреждений, которые происходят из-за накопления жидкого хладагента. В первую очередь, масло сильно разбавляется хладагентом, что приводит к потере его смазывающих качеств, поскольку сами по себе хладагенты являются отличными обезжиривателями.

При большом количестве хладагента в нижней части картера, смесь масла и хладагента становится насыщенной, в результате чего происходит разделение двух жидкостей. Всасывание в компрессоре может быть предусмотрено через корпус (поз.1)или головку блока (поз.2), но и в том и другом варианте накопление хладагента в картере происходит одинаково (рис. 28.10).

По своей структуре хладагент плотнее масла, поэтому его слой будет всегда находиться ниже. Так, при запуске компрессора, резкое снижение давления в картере будет приводить к вскипанию жидкого хладагента. Пузырьки, вызванные бурным кипением, проходят через слой масла, насыщаясь ним и захватывая за собой большое количество масляных капелек в виде суспензий (рис. 28.11).

Данное явление называют «вспениванием масла». За ним можно наблюдать через окошко указателя уровня масла. Насыщенные маслом пары хладагента, образованные в результате снижения давления в картере после запуска компрессора, проникают в головку блока, провоцируя сильный отток масла (иногда сильные гидроудары).

Когда жидкого хладагента в картере собирается слишком много, то отток масла становится настолько значительным, что при запуске компрессора указатель уровня масла показывает абсолютную пустоту.

Но негативное влияние хладагента в картере при остановках компрессора не ограничивается оттоком масла. Поскольку смазка поршневых компрессоров осуществляется за счет масла, то присутствие в нем жидкого хладагента усложняет ситуацию.

Масляной насос обеспечивает компрессор смазкой, для этого он собирает масло, которое проходит через масляный фильтр и насос, со дна картера и нагнетает его в смазочные канавки (рис. 28.12).

Если в картере находится жидкий хладагент, то при запуске компрессора, масляной насос может засосать не только масло, но и хладоноситель. В этом случае ситуация может развиваться по двум сценариям:

  • в зоне заборника масляного насоса происходит разрежение, что приводит к вскипанию хладагента в данной зоне. После этого насос начинает всасывать только пары хладагента, далее происходит кавитация и масло вытекает из насоса. В результате подача масла в смазочные канавки не происходит и возникает опасность разрушения самого насоса;
  • масло не вытекает из насоса, и хладагент поступает в масляный контур. При этом смазка не осуществляется, а хладагент смывает имеющуюся смазку со всех подвижных частей компрессора.
В том и другом случае компрессор работает без смазки, поскольку жидкий хладагент невозможно удалить. При этом проводить повторные запуски крайне не рекомендуется, поскольку они могут привести к различным механическим поломкам компрессора (выходят из строя подшипники, шатуны, клапаны, цапфы и шейки коленчатых валов).

Главная

Контакты

Компания ООО Ксирон-Холод

Россия

г. Ивантеевка, Санаторный проезд, дом 1, корпус 23, 141281

Почтовый адрес: Санаторный проезд, дом 1, г.Ивантеевка, Московская область, 141281

Телефон: (495) 984-74-92; (495) 226-51-87;

Email: info@xiron.ru

Мы работаем ежедневно с 9:00 до 18:00, кроме выходных.

Прием заявок на сайте — круглосуточно

ИНН 5038123297 ОГРН 1165038054565 

E-mail: Отправить заявку

Отзывы/Сертификаты

Построить маршрут с помощью: Яндекс карты

Доставка: осуществляем отправку оборудования по России и в страны СНГ.

Схема проезда


Смотрите также


2012-2020 © Содержание, карта сайта.