第四章--活塞式制冷压缩机的主要零部件

2021/1/241第四章活塞式制冷压缩机的主要零部件2021/1/242第一节机体、缸盖、侧盖一、机体机体是支承压缩机全部质量并保证零部件之间有正确的相对位置的部件。机体包括气缸体和曲轴箱两个部分。安装气缸套的部位称为气缸体，安装曲轴的部位称曲轴箱。装在机体上的还有气缸盖、轴承座等零部件。机体是整个压缩机的支架，因而要求其有足够的强度和刚性。无气缸套机体2021/1/243气缸体和曲轴箱，可以是分体和整体，机体上设有冷却水、润滑油、气流的通道和阀腔等结构。气缸体、排气腔及内置电机的温度较高，需要设置冷却结构。冷却方式有：水冷、风冷和制冷工质冷却。有气缸套机体2021/1/244二、缸盖、侧盖1．缸盖制冷压缩机的缸盖起着对气缸上部进行密封的作用，它和机体、排气阀一起形成了压缩机的排气腔。2．侧盖用以封闭曲轴箱两侧的窗孔。两边侧盖上一般分别装有油面指示器和油冷却器，用来检测曲轴箱油面是否在正常高度及冷却润滑油。也有的压缩机在侧盖夹层内走冷却水来冷却润滑油。2021/1/245第二节曲轴与主轴承一、曲轴曲轴是压缩机的重要部件之一，压缩机的全部功率都通过曲轴输入。曲轴受力情况复杂，要求有足够的强度、刚度和耐磨性。在制冷压缩机中，最为常见的是曲柄轴、偏心轴和曲拐轴三种类型。2021/1/246曲拐轴—行程较大时常用这类轴通常曲柄上设有平衡块，以平衡往复惯性力和旋转惯性力。2021/1/247曲轴除传递动力作用外，通常还起输送润滑油的作用，通过曲轴上的油孔，将油泵供油输送到连杆大头、小头、活塞及轴承处，润滑各摩擦表面。2021/1/248二、主轴承主轴承是压缩机中主要磨损件之一，它直接与主轴颈接触，承受活塞力和旋转质量惯性力的共同作用，主要是冲击和压缩，很容易发热和磨损。我国系列活塞式制冷压缩机均采用滑动轴承，滑动轴承根据轴承孔座是整体式还是剖分式而分别具有轴套和轴瓦两种结构的形式。2021/1/249第三节连杆组件包括连杆小头衬套、连杆体、连杆大头轴瓦及连杆螺栓等。2021/1/2410连杆与活塞2021/1/2411一、连杆的作用与结构连杆的作用是将活塞和曲轴连接起来，传递活塞和曲轴之间的作用力，将曲轴的旋转运动转变为活塞的往复运动。2021/1/2412组件2021/1/2413二、连杆的材料及技术要求连杆的材料一般采用35、40、45号优质碳素钢或可锻铸铁KTH350-12、KTH370-12（过渡牌号）、球墨铸铁QT450-10等。为了减小连杆惯性力，低密度的铝合金连杆在小型制冷压缩机中也得到了广泛的应用。连杆有较高的加工精度和技术要求。2021/1/2414第四节活塞组件活塞组是活塞、活塞销、活塞环等的总称。活塞组在连杆的带动下，在气缸内作往复运动，在气阀部件的配合下完成吸入、压缩和输送气体的作用。图示为典型的筒形活塞组部件图。它由活塞、气环、油环、活塞销、弹簧挡圈组成。2021/1/2415在小型滑管式全封闭压缩机中，由于从传动机构中取消了连杆、活塞销、甚至活塞环，筒形活塞与滑管制成一体，套在曲柄销上的圆柱形滑块滑行于滑管中，构成一特殊形状的滑管式活塞组。滑管式全封闭压缩机活塞组件2021/1/2416斜盘式压缩机的活塞均为单列双作用活塞，即每一列活塞的两端与两个气缸配合，使压缩机十分紧凑。斜盘式压缩机活塞组件2021/1/2417一、活塞体筒形活塞分顶部、环部和裙部三部分。活塞顶部做成下凹或锥形，是为了适应气阀组的结构，以达到减少余隙容积的目的。2021/1/2418二、活塞环1.气环气环的作用是密封气缸的工作容积，防止压气体通过气缸壁与活塞表面之间的间隙泄漏到曲轴箱中。2021/1/2419气环密封原理气体力径向力弹力气体力轴向力第一密封面第二密封面第一密封面的密封力主要是来自环背面的气体压力，但活塞环预弹力的作用是极其关键的，没有它，气体会大量从缝隙中泄漏，建立不起足够的气体背压。2021/1/2420气环泵油原理气环不断地上下移动，润滑油就会被挤入气环的上侧间隙中，从而逐渐上升而进入气缸中。2021/1/24212.油环油环的作用是刮下附着于气缸壁上多余的润滑油，并使壁面上油膜分布均匀。油环的刮油作用是依靠环的结构及其与环槽的配合来实现。2021/1/24223.活塞销活塞销用来连接活塞和连杆小头。连杆通过活塞销带动活塞作往复运动。活塞销结构简单，一般制成中空的圆柱体。活塞销2021/1/2423第五节气阀缸套组件一、气阀的工作原理及要求气体力弹簧力控制气体及时地吸入与排出气缸。吸气阀是靠压缩机吸气腔与气缸内的压差而动作，排气阀是靠压缩机排气腔与气缸内的压差而动作。2021/1/2424二、气阀及气缸套的结构1.环片阀刚性环片阀特点:中大型往复制冷压缩机中采用,结构简单,易于制造,工作可靠,可实现顶开吸气阀片输气量调节,但余隙容积较大,损失也较大。2021/1/2425柔性环片阀带臂柔性阀常用于全封闭式压缩机2021/1/24262.簧片阀阀片用弹性薄钢片制成，阀片的一端固定在阀座上，另一端可以在气体压差的作用下上下运动，以达到启闭的目的。其质量轻、惯性小、启闭迅速，适用于小型高转速压缩机。2021/1/2427吸气孔与吸气腔相连排气阀片吸气阀片BB向C向C排气孔与气缸相连簧片阀工作过程2021/1/2428簧片阀结构2021/1/2429簧片阀的形状吸气阀排气阀作为排气通道，并减小阀片刚度特点：阀片为弹性薄钢片，具有一定的弹性。若弹力不够，可加弹力片。吸气阀一般不需升程限制器。结构简单，余隙容积小，阀片质量轻，启闭迅速，用于小型高速全封闭式压缩机中。2021/1/24303.网片阀其结构形状相当于不同直径的若干环片阀以辐射状筋条连成一体而呈蛛网状。本身具有一定的弹性，有较大的通道截面积，弹性比刚性环片阀好。不适宜用于高转速压缩机。2021/1/2431条状阀阀片显条状,弧型槽升程限制器,弧型槽两端设有销钉或挡块,防止阀片过大的纵向运动。2021/1/2432塞状阀塞状的排气阀与柔性环片阀组合使用在半封闭式压缩机,使余隙容积较小,容积效率大大增加,流组减小。特点:塞状的排气阀,形状如塞子,填塞了排气通道的容积,且其结构使流通面积增大.排气阀塞排气阀弹簧片排气通道2021/1/24334.气阀通道流速、气阀弹簧及弹簧力气阀弹簧力的大小只须足以保证阀片在止点上恰好完全关闭即可。阀隙处气流速度许用值见表4-4。2021/1/24345.缸套气缸套使气缸和机体分开，当气缸磨损时，便于更换。2021/1/2435三、气阀、缸套材料及技术要求1．气阀材料及技术要求阀片在工作中承受反复冲击和交变弯曲负荷，故其材料应具有强度高、韧性好、耐磨和耐腐蚀等性能。2．气缸套材料及技术要求气缸套常采用含少量硼或铌的合金铸铁离心铸造，硬度200—235HBS左右，也有采用高磷铸铁和球墨铸铁的。2021/1/2436第六节轴封一、轴封的作用轴封装置是开启式压缩机的重要部件之一。它的作用是防止曲轴箱内的制冷剂通过曲轴伸出端向外泄漏，阻止外界空气通过曲轴伸出端向曲轴箱内渗透。轴封装置主要有波纹管式和摩擦环式两种。2021/1/2437二、轴封的结构2021/1/2438泄漏方向动摩擦副材料：磷青铜—5Cr(20Cr)浸渍石墨—HT200，磷青铜—T200Q密封橡胶圈材料:氯醇橡胶和丁晴橡胶轴向静密封面径向静密封面径向动密封面轴封原理2021/1/2439第七节润滑系统润滑是压缩机中的重要问题之一，它不仅影响到压缩机的性能指标，而且与压缩机的寿命、可靠性、安全性也直接相关。一、润滑的作用与方式作用：1）润滑；2）冷却；3）密封。摩擦副部位：各轴承、连杆大头与曲轴销、连杆小头与活塞销、活塞与气缸。润滑方式：飞溅润滑和压力润滑（液压泵供油和离心供油）。2021/1/2440飞溅润滑用连杆大头端的击油勺飞溅油到各润滑摩擦副，结构简单，但润滑效果差，无法控制油量，适用于小型压缩机。2021/1/2441压力润滑——齿轮油泵供油输气量调节油压控制润滑油泵为内啮合转子液压泵2021/1/2442压力润滑——离心供油利用离心供油机构进行润滑，依靠曲轴的旋转产生的离心作用，将油输送到各润滑处。2021/1/2443二、润滑设备1.齿轮油泵1）外啮合齿轮油泵这种齿轮油泵的结构简单，只能单方面转动供油，因此需要特别注意压缩机的运转方向。2021/1/24442）月牙形齿轮油泵供油关系并未因旋转方向发生改变而有所变化。这种油泵特别适合于封闭式压缩机。吸油口排油口2021/1/24453）内啮合转子式齿轮油泵运动时，两个转子的齿相互啮合，向同一方面转动，但转速不相等。油从吸油孔吸入，贮油空间容积不断变化，最后由排油孔排出。2021/1/24462.润滑油滤清器作用：滤去润滑油中的金属屑、型砂、机械杂质等，防止它们进入摩擦表面，造成磨损加剧。精过滤器大多采用金属片缝隙式，可使用羊毛毡作为过滤材料，过滤效果更好，但阻力很大，且易阻塞。2021/1/24473.油压调节阀调节方法：若油压偏低，则顺时针旋转调节阀杆，以增大弹簧力，减少阀芯的开启度；反之则逆时针旋转，使油压下降。调整油压调节阀时应同时观察油压表和吸汽压力表，看油压差是否达到要求。工作原理：通过改变弹簧力的大小，达到改变工作时阀芯的开启度，从而调节压缩机润滑系统中的油压。2021/1/24484.油冷却器为控制润滑油的温度指标，不至于因油过稀而破坏正常的润滑，除了缸数少、缸径小的小型制冷压缩机的润滑油靠曲轴箱壁自然冷却以外，对于多缸或功率较大的制冷压缩机，通常需要考虑润滑油的强制冷却（冷却盘管或制冷剂）。5.油三通阀油三通阀是为润滑油的注入，排放及更换操作而设置，它安装在油泵下方的曲轴箱端面上，位于曲轴箱油面以下。2021/1/2449三、润滑油的性能与选用1.润滑油的性能（2）粘度粘度是润滑油最重要的性能参数之一，它决定了滑动轴承中油膜的承载能力、摩擦功耗和密封面的密封能力。（1）透明度质量好的润滑油，应清澈透明，无色或淡黄色。若浑浊变色，则表明油已经变质，不能使用。（3）闪点（开口）和燃点它们表明润滑油的挥发性。冷冻机油应具有较高的闪点和燃点，以免引起冷冻机油的结焦（积碳）甚至燃烧爆炸等危险。2021/1/2450（4）低温流动性润滑油的流动性随着温度降低而下降，倾点太高会堵塞膨胀阀阀孔，也会凝结在蒸发器内，影响传热效果。（5）含水量、机械杂质和溶胶润滑油中含有水分时，会加剧化学反应和引起对金属、绝缘材料的腐蚀作用，同时还会在节流元件中造成冰堵。因此，润滑油的含水量应越低越好。机械杂质也会加速零部件的磨损和堵塞油路。（6）介电强度介电强度（又称为击穿电压）是表示冷冻机油电绝性能的指标，要求介电强度不小于25kV。2021/1/2451（7）絮凝点是检验润滑油与制冷剂混合液在一定温度下析出石蜡可能沉淀出不溶性极限物的一种使用指标。冷冻机油不能在低于絮凝点温度下使用。（8）酸值和灰分酸值是表征润滑油中有机酸总含量（在大多数情况下，油品不含无机酸）的质量指标。灰分，是润滑油在规定的条件下完全燃烧后，剩下的残留物（不燃烧）以质量分数表示。二者值越小越好。（9）化学稳定性、氧化安定性润滑油在使用过程中，要求其化学性质和组成能保持稳定不变。通常以油氧化后生成的沉淀物多少和氧化后的酸值表示其氧化安定性和化学稳定性。2021/1/24522.冷冻机油的品种与规格3.冷冻机油的选用目前制冷压缩机中所使用的冷冻机油主要包括矿物油、合成烃油、脂类油和聚醚油。见表4-7、4-8。开启式制冷压缩机选用L—DRA/A级冷冻机油。半封闭制冷压缩机选用L—DRA/B级冷冻机油。全封闭制冷压缩机选用L—DRB级冷冻机油。CFC、HCFC、HC类制冷剂大多选用矿物油。HFC类制冷剂大多选用合成油，如POE和PAG润滑油。大、中型的多缸、高速、负荷较大的制冷压缩机应选较高粘度油。小型、微型或低速的制冷压缩机应选低粘度油。2021/1/2453第八节能量调节装置一、设置能量调节装置的目的调节的目的：适应冷负荷和工况的变化。二、常用的能量