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.