?活塞式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)成
活塞式制冷壓縮機(jī)主要由機(jī)體、曲軸、連桿、活塞組、閥門、軸封、油泵、能量調(diào)節(jié)裝置、油循環(huán)系統(tǒng)等部件組成。
1、機(jī)體
機(jī)體:包括汽缸體和曲軸箱兩部分,一般采用高強(qiáng)度灰鑄鐵(HT20-40)鑄成一個(gè)整體。它是支承汽缸套、曲軸連桿機(jī)構(gòu)及其它所有零部件重量并保證各零部件之間具有正確的相對(duì)位置的本體。汽缸采用汽缸套結(jié)構(gòu),安裝在汽缸體上的缸套座孔中,便于當(dāng)汽缸套磨損時(shí)維修或更換。因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,檢修方便。
2、曲軸
曲軸:曲軸是活塞式制冷壓縮機(jī)的主要部件之一,傳遞著壓縮機(jī)的全部功率。其主要作用是將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過連桿改變?yōu)榛钊耐鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng)。曲軸在運(yùn)動(dòng)時(shí),承受拉、壓、剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)的交變復(fù)合負(fù)載,工作條件惡劣,要求具有足夠的強(qiáng)度和剛度以及主軸頸與曲軸銷的耐磨性。故曲軸一般采用40、45或50 號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼鍛造,但現(xiàn)在已廣泛采用球墨鑄鐵(如QT50-1.5與QT60-2等)鑄造。
3、連桿
連桿:連桿是曲軸與活塞間的連接件,它將曲軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng),并把動(dòng)力傳遞給活塞對(duì)汽體做功。連桿包括連桿體、連桿小頭襯套、連桿大頭軸瓦和連桿螺栓。
連桿體在工作時(shí)承受拉、壓交變載荷,故一般用優(yōu)質(zhì)中碳鋼鍛造或用球墨鑄鐵(如QT40-10)鑄造,桿身多采用工字形截面且中間鉆一長(zhǎng)孔作為油道。
連桿小頭通過活塞銷與活塞相連,銷孔中加襯套以提高耐磨、耐沖擊能力。連桿小頭襯套常用錫磷青銅ZQSn10-1做成整體筒狀,外圓面車有環(huán)槽并鉆有油孔,內(nèi)表面開有軸向油槽。
連桿大頭與曲軸連接。連桿大頭一般做成剖分式,以便于裝拆和檢修。為了改善連桿大頭與曲柄銷之間的磨損狀況,大頭孔內(nèi)一般均裝有軸承合金軸瓦即連桿大頭軸瓦。連桿大頭軸瓦分薄壁和厚壁兩種,系列制冷壓縮機(jī)都采用薄壁軸瓦。軸瓦的上瓦與連桿油孔相應(yīng)的地方也開有油孔。連桿螺栓用于連接剖分式連桿大頭與大頭蓋。連桿螺栓是曲柄連桿機(jī)構(gòu)中受力嚴(yán)重的零件,它不僅受反復(fù)的拉伸且受振動(dòng)和沖擊作用,很容易松脫和斷裂,以致引起嚴(yán)重事故。所以對(duì)連桿螺栓的設(shè)計(jì)、加工、裝配均有嚴(yán)格要求。連桿螺栓常用40Cr、45Cr鋼等制造,且采用細(xì)牙螺紋,其安裝時(shí)要求有一定的預(yù)緊力,以免在載荷變化時(shí)連桿大頭上下瓦和曲柄銷之間松動(dòng)敲擊,加速機(jī)器零件的損壞。
4、活塞組
活塞組:活塞組是活塞、活塞銷及活塞環(huán)的總稱?;钊M在連桿帶動(dòng)下,在汽缸內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),從而與汽缸等共同組成一個(gè)可變的工作容積,以實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮、排氣等過程。
活塞——活塞可分為筒形和盤形兩大類。我國(guó)系列制冷壓縮機(jī)的活塞均采用筒形結(jié)構(gòu),它由頂部、環(huán)部和裙部三部分組成?;钊敳拷M成封閉汽缸的工作面?;钊h(huán)部的外圓上開有安裝活塞環(huán)的環(huán)槽,環(huán)槽的深度略大于活塞環(huán)的徑向厚度,使活塞環(huán)有一定的活動(dòng)余地?;钊共吭谄字衅饘?dǎo)向作用并承受側(cè)壓力。
活塞的材料一般為鋁合金或鑄鐵?;诣T鐵活塞過去在制冷壓縮機(jī)中應(yīng)用較廣,但由于鑄鐵活塞的質(zhì)量大且導(dǎo)熱性能差,因此,近年來系列制冷壓縮機(jī)的活塞都采用鋁合金活塞。鋁合金活塞的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量輕、導(dǎo)熱性能好,表面經(jīng)陽極處理后具有良好的耐磨性。但鋁合金活塞比鑄鐵活塞的機(jī)械強(qiáng)度低、耐磨性差也差。
活塞銷——活塞銷是用來連接活塞和連桿小頭的零件,在工作時(shí)承受復(fù)雜的交變載荷?;钊N的損壞將會(huì)造成嚴(yán)重的事故,故要求其有足夠的強(qiáng)度、耐磨性和抗疲勞、抗沖擊的性能。因此,活塞銷通常用20號(hào)鋼、20Cr鋼或45號(hào)鋼制造。
活塞環(huán)——活塞環(huán)包括汽環(huán)和油環(huán)。汽環(huán)的主要作用是使活塞和汽缸壁之間形成密封,防止被壓縮蒸氣從活塞和汽缸壁之間的間隙中泄漏。為了減少壓縮汽體從環(huán)的鎖口泄漏,多道汽環(huán)安裝時(shí)鎖口應(yīng)相互錯(cuò)開。油環(huán)的作用是布油和刮去汽缸壁上多余的潤(rùn)滑油。汽環(huán)可裝一至三道,油環(huán)通常只裝一道且裝在汽環(huán)的下面,常見的油環(huán)斷面形狀有斜面式和槽式兩種,斜面式油環(huán)安裝時(shí)斜面應(yīng)向上。
5、汽閥與軸封
汽閥與軸封:汽閥是壓縮機(jī)的一個(gè)重要部件,屬于易損件。它的質(zhì)量及工作的好壞直接影響壓縮機(jī)的輸汽量、功率損耗和運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。汽閥包括吸氣閥和排氣閥,活塞每上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次,吸、排氣閥各啟閉一次,從而控制壓縮機(jī)并使其完成吸氣、壓縮、排氣等四個(gè)工作過程。由于閥門啟閉工作頻繁且對(duì)壓縮機(jī)的性能影響很大,因此汽閥需滿足如下要求:氣體流過閥門時(shí)的流動(dòng)阻力要小,要有足夠的通道截面,通道表面應(yīng)光滑,啟閉及時(shí)、關(guān)閉嚴(yán)密,堅(jiān)韌、耐磨。
軸封——軸封的作用在于防止制冷劑蒸汽沿曲軸伸出端向外泄漏,或者是當(dāng)曲軸箱內(nèi)壓力低于大氣壓時(shí),防止外界空氣漏入。因此,軸封應(yīng)具有良好的密封性和安全可靠性、且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便、并具有一定的使用壽命。
6、能量調(diào)節(jié)裝置
能量調(diào)節(jié)裝置:在制冷系統(tǒng)中,隨著冷間熱負(fù)荷的變化,其耗冷量亦有變化,因此壓縮機(jī)的制冷量亦應(yīng)作必要的調(diào)整。壓縮機(jī)制冷量的調(diào)節(jié)是由能量調(diào)節(jié)裝置來實(shí)現(xiàn)的,所謂壓縮機(jī)的能量調(diào)節(jié)裝置實(shí)際上就是排氣量調(diào)節(jié)裝置。它的作用有二,一是實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的空載啟動(dòng)或在較小負(fù)荷狀態(tài)下啟動(dòng),二是調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的制冷量。壓縮機(jī)排氣量的調(diào)節(jié)方法有:1°頂開部分汽缸的吸氣閥片;2°改變壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速;3°用旁通閥使部分缸的排氣旁通回吸氣腔,這種方法用于順流式壓縮機(jī);4°改變附加余隙容積的大小。頂開汽缸吸氣閥片的調(diào)節(jié)方法是一種廣泛應(yīng)用的調(diào)節(jié)方法,國(guó)產(chǎn)系列活塞式制冷壓縮機(jī),均采用頂開部分汽缸吸氣閥片的輸氣量調(diào)節(jié)裝置,頂開部分汽缸吸氣閥片的輸氣量調(diào)節(jié)裝置的原理很簡(jiǎn)單,即用頂桿將部分汽缸的吸氣閥片頂起,使之常開,使活塞在壓縮過程中,壓力不能升高,吸入蒸汽又通過吸氣閥排回吸氣側(cè),故該汽缸無排氣量,從而達(dá)到調(diào)節(jié)輸氣量的目的即能量調(diào)節(jié)。
壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí),由于機(jī)器尚未轉(zhuǎn)動(dòng),油壓為零,因而全部汽缸的吸汽閥片都被頂桿頂開,汽缸不起壓縮作用,從而實(shí)現(xiàn)了空載啟動(dòng)。