往复式压缩机的构件
往复式压缩机箱体内安装有许多的运动部件。为了获得理想的工作状态和压缩效率,其中的大部分零件均具有较高的加工精度,容差很小。
往复式压缩机的零部件主要有曲轴、连杆、活塞、气阀、阀板、压缩机汽缸盖、消声器、压缩机壳体。
曲轴:往复式压缩机的曲轴将主轴的旋转涌动通过连杆转变为活塞的来回(往复)运动。曲轴材料一般为铸铁或低碳钢。采用铸造的方法先制成一个曲轴的大致形状,然后再采用机械加工的方法加工成所需的尺寸和形状。采用铸铁制作的曲轴往往都采用这样的加工方法。由于曲轴连接段在车床上加工时不能以曲轴轴心为中心旋转。因此,车床加工时的加工条件极为苛刻。车工必须掌握这种零件的加工方法。
偏心轴上除了偏心段连杆安装处的轴承装配面以外,一般都有两个株洲承装配面:一个位于靠近电动机侧的轴端,另一个位于直轴的另一端。靠近电动机侧的轴承一般较大,因为它要承载较大载荷。
也有一些轴为直轴,但其轴上有类似凸轮的、 称为偏心轮的轴上零件,它可以按直轴方式进行加工,并采用低碳钢直接加工成型。这种采用碳钢制作的直轴并不具有更长的使用寿命,但加工非常方便。在轴的偏心位置加工偏心轮后即可实现活塞的往复运动。注意,由于连杆的端部是与曲轴较大的偏心轮配合的,因此用于这种偏心轴的连杆结构与前面的 那种略不相同。
压缩机主轴均必须有良好的润滑。娇小型的压缩机常采用飞溅式润滑方式,他设有一个集油槽,能够将飞溅的油液收集起来,并送入轴的中心部位。当压缩机运行时再抛向曲轴的外表面。采用飞溅式润滑装置的压缩机通常必须始终朝着一个方向转动,才能获得理想的润滑,否则就会使润滑油流向其他部件,如两端的连杆。
也有些轴采用中部钻孔方法,利用压力润滑系统进行润滑。这种压缩机在曲轴轴端一般设有由曲轴驱动的油泵.
注意,当压缩机开始启动时,并不存在压力润滑所需要的压力,只有在压缩机达到一定转速后,压力润滑系统才能实施对各个润滑点的润滑。
由于有些压缩机的主轴为垂直设置,也有些采用水平布置,因此,要实现对各种润滑点的有效润滑一直是各制造商的研究课题。对于某特定设备,可以直接向压缩机制造商咨询相关问题。
连杆:连杆用于曲轴与活塞间的连接。一般有两种形式:一种用于与带有偏心曲头的曲轴连接;另一种用于与偏心轮曲轴的配合。连杆的材质可以是铁、青铜和铝等多种不同的金属。由于连杆在压缩机中需要承受较大的载荷,因此连杆的设计非常重要。如果曲轴直接与电动机连接,且电动机转速为3450rpm,那么栏杆上端的活塞就需要不断改变运动方向达每分钟6900次。连杆不仅是活塞与曲轴见的连接构件,而且还要承受的方向不断变化的交变载荷。
与偏心轮曲轴配合的连杆端部都带有较大的套通体,无法在原味从曲轴上直接拆下,要将活塞从气缸轴上抽出必须先将曲轴拆下。与曲轴配合的连杆端部孔口较小,且为对开结构并设有连接螺栓。连杆在曲轴的连接段出可以相互分离,因此连杆和活塞可以在原位直接从曲轴上拆下。
连杆与活塞连接的一头较小,它与活塞的连接上端的销孔内,通常再用弹性挡圈予以定位,防止活塞销与汽缸壁接触
活塞:活塞是气缸组件中的一个构件,压缩过程中,它与制冷剂高压蒸汽直接接触,活塞上行过程中,在其上端面上位高压蒸汽,下端为低压蒸汽。活塞在气缸中上下运行的目的在于吸入和压送制冷剂蒸汽。为避免高压蒸汽泄漏进入曲轴箱内,在较大规格的活塞上一般均设置类似汽车发动机种的活塞环。活塞环有两种:一种为压缩环,另一种是油环。小容量压缩机上仅仅安装油环,与汽缸壁形成密封。
气阀:压缩机上端部的气阀决定了压缩机内制冷剂蒸汽的流动方向。压缩机气缸的结构阀片材料为坚韧而耐磨的钢材。市场上大多数制冷压缩机气阀为两种形式:环状阀和舌状阀。压缩机的吸气口均各设置一组气阀。
环状阀为采用多个弹簧的圆形结构,如果吸气口和排气口均采用环状阀,那么较大的那个气筒一定是吸气阀。
舌状阀有多种形状,各家制造商采用的结构形式也不相同
阀板:阀板是用于固定吸气口和排气口的舌状阀,它位于压缩机气缸盖与气缸之间。阀片固定方式很多,各不相同,但占用的空间都比较小。阀板的底部实际上嵌入气缸的缸体内。由于阀片在活塞下行时能够重新膨胀,因此不可能有丝毫的蒸汽量排出气缸,否则就可能是压缩机效率下降。
除了上述曲轴和气阀类型之外,还有各种其他的结构形式。但其他结构形式在制冷行业的应用并不多。如果需要更多的资料,可与专业经销商联系。
压缩机汽缸盖:位于汽缸体上端并用于固定其他几件的部件是汽缸盖。它设置在气缸的顶部,起着对气缸上部密封的作用,并经此通道将高压蒸汽送人排气管线,它通常还含有利用隔板和密封垫与排气腔分离的吸气腔。汽缸盖有很多不同的结构形式,但都必须有此两项功能:为气缸密封,保持压力;和将阀板固定于气缸体上。焊接型全封闭压缩机上的汽缸盖材质一般采用不过钢材,而在可维修型、半封闭的压缩机中则采用铸铁。铸铁缸盖由于处于运动气流的环境中,因此常有许多翘片帮助从气缸上端散热。
消声器:消声器主要用于各种全封闭压缩机中消除压缩机的震动噪音。如果不设置消声器,那么压缩机运行过程中发出的吸气声以及排气声就可能会传递至整个管线。消声器必须具有较小的压力降,特别是具有消除排气震动的性能。
压缩机壳体:压缩机壳体用以安装压缩机,有时也包含电动机。对于焊接型全封闭压缩机,其壳体一般为钢板冲压成型,对于可维修性全封闭压缩机则通常为铸铁。
焊接型全封闭压缩机壳体内压力为低压侧压力,通常为150psig的工作压力。现在许多压缩机制造商大多采用工作压力较高的制冷剂,因此,压缩机壳体所承受的压力也就相应提高。安全防范措施:技术人在在系统捡漏、提高系统压力是,应时刻注意检查系统各构件的工作压力。压缩机安装在壳体内,排气管一般由软管连接至壳体外,也就是说,这种壳体不需要进行以高压侧压力为标准的压力测试。焊接型壳体内的封闭压缩机和壳体焊接方式。
壳体内压缩机的安装方式有两种:刚性安装和弹性安装。
多年来,制冷设备中常用的压缩机均为刚性安装,制造商发货时,一般讲压缩机壳体固定在螺栓连接的弹簧座上,制冷设备安装后,只需将弹簧下侧的螺栓松开即可。但事实并非都是如此,压缩机常常会因为直接刚性的安装于冷凝器的机体上而引起较大震动。外置弹簧也可能会生锈,特别是在空气中盐含量较高的场合。
内置弹性安装方式实际上是将压缩机用弹簧选否在壳体内并以某些方式是压缩机在运输过程中能避免较大的位移。如果压缩机上有一两个内置弹簧松脱,那么尽管压缩机能正常运转,能蹦送制冷剂,但其启动时或停止时,在此两个过程都会产生较大的噪音。如果压缩机整个机体型内置弹簧上脱落,那么要在工作现场修复是完全不可能的。
在制冷剂环境下的压缩机电动机:由于压缩机电动机处于制冷剂的环境中,因此应予特别的关注。用于全封闭压缩机的各种电动机不同于标准的常规电动机,封闭式电动机中采用的材料也不同于在空气中运行的风机或水泵电动机,封闭式电动机采用的材料必须与系统内部的制冷剂相适应。例如,由于制冷剂易使橡胶融化,因此,绝不能采用橡胶制品。电动机需在清洁、干燥的环境下装配。封闭式电动机出现故障时,无法在现场进行维修。
电动机的接线座:外侧电源盒内置电动机之间必须要有传递电能的导线,而此导线纪要穿过压缩机的壳体传递驱动电动机的电能,又不能是制冷剂泄漏。此外,还必须与压缩机壳体绝缘。小容量压缩机一般在其中部壳体处穿孔采用融化玻璃连接出一个接线座;大容量压缩机的接线座则要安装在一块带有O型密封圈的硬质绝缘板上。
注意,必须注意接线座的过热问题,万一接线座出现过热,则可能会导致制冷剂泄漏。
如果接线座为融化玻璃型的,则很难进行维修,尽管融化玻璃型接线板能都承受较高的热量,但是总有一定的上限。对于绝缘板式的接线座,O型密封圈所能承受的热量较低。当O型密封圈和绝缘板损坏时,可以更换新的接线板。但在发现这一问题之前,往往会有少量的制冷剂泄漏。
电动机内置式保护装置:封闭式电动机中的内置式过热保护装置可防止电动机过热。这些保护装置都嵌装在绕自内或安装于绕组附近。其接线方式有两种:一种是过热时切断压缩机内侧的线路。由于其为内置式并带电,因此仅用小容量压缩机,且必须予以封闭,防止电弧对制冷剂产生不良影响。如果这种保护装置的触头始终处于断开状态,那么压缩机就无法重新启动,压缩机应予以更换。如果电动机出现过热,那么该过载保护器的3组触头就会同时打开,从而可以对三相动机。热敏电阻是一种其阻值能随温度变化而变化的电阻器。如果电动机出现过热故障,那么热敏电阻就能感受到这部分热量,自身阻值发生变化。电阻值的变化信号又传递到一个固态电动机保护模块。热敏电阻电路通常为24伏的控制电路。电动机保护模块再控制接触器的线圈或电动机启动器,当电动机必须冷却一段时间时,即断开电动机。
另一种电动机过载保护装置则在过载时自动切断控制电路,即通过导线连接至压缩机外,与控制电路连接。如果压缩机连接的是先导式过载保护器并保存在断开的状态,那么就能替代外置式的过载保护器。
可维修型封闭式压缩机 可维修型封闭式压缩机一般为铸铁机壳,且可看做是一个低压装置。由于外接管段就设置在缸盖上,因此排出蒸汽可直接排入高压侧管线。由于电动机刚醒地安装于压缩机壳体上,因此整个压缩机必须安装在弹簧或其他弹性几座上以减少震动。可维修性封闭式压缩机由于可以进行重新配装,因此仅用于大容量系统。这种压缩机中的各部件与焊接型封闭式压缩机中的各个部件几乎完全相同。
开放式驱动压缩机:开放式驱动压缩机常采用在压缩机壳体上安装外置式电动机的布置形式。电动机出轴伸出壳体,安装皮带轮或联轴器。这种压缩机自身重量较大,因此必须固定在坚实的基础上。电动机与压缩机即可对接安装,也可设置在压缩机一侧,采用传动带传动。
轴封:压缩机曲轴箱内的压力既有可能为真空状态,也可能为正压。如果机组采用R-12为制冷剂的超低温系统,那么曲轴箱内的压力很可能为真空状态。如果此时轴封存在泄漏,那么环境空气就会渗入曲轴箱内。当该压缩机待用其他制冷剂时,曲轴箱内的压力又可能变得很高。
轴封利用一层摩擦表面使曲轴箱内制冷剂与周围环境隔绝,此摩擦表面通常为碳和陶瓷材料。它能与轴的钢表面始终保持接触,如果安装正确,此两个摩擦面壳连续运行多年而不会磨损。所谓安装正确,一般包括两周轴心线的正确对中和轴承良好的工作状态。如果机组采用皮带传动,那么传统带必须有适当的张力;如果机组为直接驱动,那么必须根据制造商的说明操作以正确对中。