2.1.3 機體
演示:三維動畫、旋轉(zhuǎn)180度、傾斜上部等各部機體孔位置
解說:機體就是壓縮機的機身,是由曲軸箱、汽缸體、汽缸蓋等組成。曲軸箱在機體下部,是容納冷凍機油以及曲軸工作的部位,底部裝有油粗過濾器。曲軸箱的兩側(cè)設(shè)有側(cè)蓋,方便機器檢修及清洗曲軸箱。在側(cè)蓋或箱體上裝有視油鏡來觀察曲軸箱內(nèi)的油位,正常油位應(yīng)在視油鏡高度1/5 ~4/5.曲軸箱內(nèi)部一般裝有盤管式油冷卻器,通入冷卻水冷卻曲軸箱中的冷凍機油;個別型號的機器,例如船用雙級活塞壓縮機組的油冷卻器是安裝在機體的外部,結(jié)構(gòu)為套管式,利用內(nèi)層管路的高壓級吸汽冷卻外層管路的冷凍機油。
注意:所加冷凍油應(yīng)符合國標(biāo)GB/T16630-1996“冷凍機油”的規(guī)定
曲軸箱的上部是汽缸體,是安裝汽缸套的座孔,根據(jù)汽缸數(shù)量不同鑄成Z、V、W、S型式,目的是提高機器運轉(zhuǎn)時的平穩(wěn)性。吸汽腔就是汽缸體的內(nèi)腔,排汽腔在汽缸體的上端,吸、排汽腔之間有隔板分開。在機體油泵側(cè)和軸封側(cè)分別裝有吸汽彎管和排汽彎管。在吸汽腔或吸汽彎管上裝有吸汽過濾網(wǎng),應(yīng)經(jīng)常清洗。
汽缸蓋對汽缸上部起密封作用,它和機體、假蓋一起構(gòu)成高壓蒸汽的排汽腔。汽缸蓋一般為雙層結(jié)構(gòu),外層為冷卻水套,來冷卻排汽腔中的高溫汽體。汽缸蓋采用雙頭螺栓與機體固定,其中有兩個為長螺栓,作用是裝配或拆卸汽缸蓋時緩解假蓋彈簧的彈力,拆卸時應(yīng)防止假蓋彈簧將汽缸蓋彈出傷人。裝配時應(yīng)注意汽缸蓋墊片,不能有任何損傷。缸蓋螺栓禁止使用其它螺栓代替,以免發(fā)生惡性事故。
機體前后分別裝有軸承座,內(nèi)部鑲有支撐曲軸的主軸承。更換主軸承時,應(yīng)對軸承內(nèi)孔合金鍍層進行“刮花”處理。
2.1.4 汽閥缸套部件
演示:汽閥缸套部件三維動畫及各部件吸排汽動作,分解各部件、假蓋、排汽閥、吸汽閥、汽缸套和閥片頂起動作。
解說:汽閥是壓縮機汽缸中依次進行膨脹、吸汽、壓縮、排汽四個過程的控制機構(gòu),是由閥座、閥片、汽閥彈簧等組成,它的開啟和關(guān)閉主要靠閥片兩面的壓力差來實現(xiàn)。汽閥按其作用的不同,又分為吸汽閥和排汽閥。
吸汽閥片安裝在汽缸套和排汽閥的外閥座之間,汽缸套頂部凸起的兩圈密封面(又稱閥線)就是吸汽閥的閥座,汽閥關(guān)閉時閥片就落在這兩圈閥線上。閥線之間的環(huán)形凹槽中有均勻布置的吸汽孔與吸汽腔相通。吸汽閥片上壓有數(shù)個汽閥彈簧,彈簧的大直徑端鑲嵌在排汽閥的外閥座下端面的凹孔內(nèi)。
排汽閥的閥座分為外閥座和內(nèi)閥座兩部分。外閥座用螺釘與汽缸套一起固定在機體上,內(nèi)閥座用螺釘和假蓋固定在一起。排汽閥的兩條密封線分別做在內(nèi)、外閥座上。排汽閥片裝在假蓋和內(nèi)閥座之間,上面也壓有數(shù)個汽閥彈簧。拆卸假蓋時可將排汽閥片同時取出。
假蓋的作用是當(dāng)汽缸內(nèi)產(chǎn)生液擊時,由于液體不可以壓縮,活塞的高速運動會使液體對排汽閥產(chǎn)生巨大的沖擊力,假蓋會被頂起,打開一條額外的通路,讓汽缸內(nèi)液體迅速排出,防止事故的發(fā)生。假蓋是用假蓋彈簧壓緊在排汽閥的外閥座上,彈簧的另一端放在汽缸蓋的凹槽內(nèi)。假蓋彈簧壓緊后的彈力是0.3 MPa。
警告:活塞壓縮機汽缸內(nèi)嚴禁進入大量液體(包括制冷劑和冷凍機油)和異物(破損的閥片及彈簧),否則可能發(fā)生惡性事故!
汽缸套為可拆卸式,磨損嚴重或橢圓度增大時可以更換。汽缸套是用螺釘固定在機體上的,拆卸時使用吊環(huán)螺栓,旋入汽缸套上部的螺孔內(nèi),可以方便的提出來。
2.1.5 活塞連桿組件
演示:活塞(動畫)、裝活塞、上死點間隙調(diào)整及測量、連桿
解說:活塞在汽缸內(nèi)作往復(fù)運動,壓縮汽缸內(nèi)封閉容積中的汽體。活塞一般用鋁合金制成,它由頂部、環(huán)部、裙部、銷座四部分組成。
活塞頂部呈凹形,上面有起吊螺孔,拆卸或裝配時可旋進吊環(huán)螺栓。活塞運行至最上部時,活塞頂部與排汽閥內(nèi)閥座之間的間隙稱為上死點間隙。上死點間隙過大或過小都會影響壓縮機的正常運行。上死點間隙可通過汽缸套墊片的厚度進行調(diào)整。
活塞環(huán)部開有放置活塞環(huán)的環(huán)形槽,分別放置汽環(huán)和油環(huán)。活塞一般裝有兩道汽環(huán)、一道油環(huán),個別型號機器在活塞裙部又增加了一道油環(huán)。裝配活塞環(huán)時,應(yīng)使活塞在裝入汽缸后各個活塞環(huán)的鎖口(即開口)在圓周方向上等角度分布。
裙部在汽缸中起導(dǎo)向作用并承受側(cè)向力。
銷座內(nèi)安裝活塞銷,活塞銷是活塞與連桿小頭之間的連接體。為了防止活塞銷產(chǎn)生軸向串動而伸出活塞,在銷座兩端的環(huán)槽內(nèi)裝上彈簧擋圈予以阻擋。
連桿是將曲軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為活塞往復(fù)運動的中間連接件,把動力傳給活塞對蒸汽作功。連桿一般分為三部分:連桿大頭、連桿身、連桿小頭。
連桿大頭是連桿與曲軸連接的一端,一般為剖分式結(jié)構(gòu),便于安裝和拆卸。剖分式連桿具有大頭壓蓋和緊固大頭的連桿螺栓。與曲柄銷相配合的大頭內(nèi)孔里裝有大頭軸瓦,大頭軸瓦磨損時必須成對更換。
連桿螺栓是用以連接大頭壓蓋的緊固件,起到定位大頭壓蓋的作用,在壓縮機運轉(zhuǎn)中受力非常嚴重,如果在運轉(zhuǎn)中斷裂,會造成壓縮機嚴重破壞。因此,嚴禁使用其它螺栓代替連桿螺栓!(字板)為了防止連桿螺栓在運轉(zhuǎn)中松動,連桿螺母必須設(shè)有防松裝置。
連桿身是連桿大頭與小頭的連接體,一般情況內(nèi)部加工有油路,可以將進入連桿大頭的冷凍油輸送到連桿小頭,潤滑活塞銷和小頭襯套。
連桿小頭是連桿與活塞相連的一端,通常為整體結(jié)構(gòu)。小頭與活塞銷相配合的內(nèi)摩擦面裝有小頭襯套,襯套材料一般采用耐腐蝕的磷青銅。
170系列、12.5系列壓縮機的連桿大頭是斜剖式,連桿可以從汽缸內(nèi)取出,而100系列壓縮機的連桿大頭是直剖式,取出連桿時必須連同汽缸套一起取出。
2.1.6 曲軸部件
演示:曲軸、油路、安裝
講解:曲軸是壓縮機的一個重要零件,壓縮機所消耗的功率就是由曲軸輸入的。曲軸主要由主軸頸、曲柄銷、曲柄構(gòu)成。與主軸承配合的部位稱為主軸頸,與連桿大頭軸瓦配合的部位稱為曲柄銷,連接主軸頸與曲柄銷或相鄰兩個曲柄銷的部分稱為曲柄。曲軸內(nèi)部有貫穿于主軸頸、曲柄、曲柄銷的油孔。曲軸的安裝與拆卸可在軸封側(cè)或油泵側(cè)進行。拆裝過程中,不得將主軸頸或曲柄銷等主要部位碰傷,拆卸后的曲軸再安裝前應(yīng)仔細清洗,特別是油孔要用壓縮空氣或氮氣吹凈。
2.1.7 軸封部件
演示:伸出軸端、軸封各部件、三維轉(zhuǎn)動、油壓表、吸汽壓力表
講解:對于開啟式壓縮機,驅(qū)動軸的一端要伸出機體,為了防止制冷劑向外泄漏或空氣滲漏入壓縮機,必須在伸出軸與機體之間設(shè)置軸封裝置。彈簧式軸封是由靜環(huán)、靜環(huán)“O”型膠圈、動環(huán)、動環(huán)“O”型膠圈、彈簧、彈簧座以及壓環(huán)組成。其中靜環(huán)、靜環(huán)膠圈裝在軸封蓋內(nèi)固定不動,動環(huán)、動環(huán)膠圈、彈簧等隨同曲軸轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。因為曲軸是處于曲軸箱內(nèi),軸封所處壓力為曲軸箱壓力,即吸汽壓力,為保證軸封的潤滑以及密封油膜的形成,所以要求活塞壓縮機的噴油壓力要比吸汽壓力高0.15~0.3MPa 。
2.1.8 卸載裝置
演示:動畫演示
解說:多缸壓縮機的能量調(diào)節(jié)是通過頂起機構(gòu)使部分汽缸的吸汽閥片一直處于開啟狀態(tài),因而這幾個汽缸在吸汽后進行壓縮時,由于吸汽閥片不能關(guān)閉,汽缸中壓力不能升高,排汽閥片始終打不開,吸入的汽體沒有得到壓縮就經(jīng)過開啟著的吸汽閥又排回到吸汽腔中去,壓縮機的有效排汽量減少,制冷量減小。卸載機構(gòu)是一套裝在壓縮機內(nèi)部的液壓傳動機構(gòu),它接受能量調(diào)節(jié)閥的控制,及時頂起或落下吸汽閥片達到卸載或正常工作的目的。它主要由油缸、油活塞、彈簧、拉桿、轉(zhuǎn)動環(huán)、頂桿等組成。轉(zhuǎn)動環(huán)及頂桿裝配在汽缸套外部,拉桿上的凸緣鑲嵌在轉(zhuǎn)動環(huán)的凹槽中。它的工作原理為:當(dāng)壓力油輸送到油缸中時,推動油活塞和拉桿,使轉(zhuǎn)動環(huán)轉(zhuǎn)動,相應(yīng)使頂桿落下處于轉(zhuǎn)動環(huán)斜槽的最低處,閥片可以自由開啟或關(guān)閉,該組汽缸處于工作狀態(tài)。相反,當(dāng)不向油路供油時,油活塞依靠彈簧的作用力回復(fù)到原來的位置,頂桿處于斜槽的最高位置,將吸汽閥片頂起,該組汽缸處于非工作狀態(tài)。
在更換吸汽閥片時,用工具頂螺栓旋入油缸外蓋接頭螺孔內(nèi),把油活塞頂向內(nèi)側(cè),頂桿落下,上端面低于閥線,將吸汽閥片彈簧、吸汽閥片裝入排汽閥外閥座后再一起裝在汽缸套上。
卸載裝置的油路由手動能量調(diào)節(jié)閥控制。壓縮機啟動前由于機器尚未運轉(zhuǎn),沒有建立油壓,因而全部汽缸的吸汽閥片均處于頂開狀態(tài),啟動時活塞不對汽體壓縮作功,實現(xiàn)了空載啟動。卸載裝置工作所需油壓必須高于曲軸箱壓力0.1 MPa以上,一般設(shè)置為0.15 ~0.3 MPa之間。
2.1.9潤滑與油循環(huán)系統(tǒng)
演示:油泵、粗濾器、加油閥、精濾器
解說:活塞壓縮機的油潤滑主要是利用油泵產(chǎn)生的壓力油通過輸油管路輸送到需要潤滑的各個摩擦面進行強制潤滑。主要的潤滑部位有主軸頸與主軸瓦的潤滑、曲柄銷與連桿大頭軸瓦的潤滑、活塞銷與連桿小頭襯套的潤滑、軸封的潤滑等。汽缸壁上的潤滑油是利用曲拐和連桿大頭在旋轉(zhuǎn)時,將曲柄銷端面間隙處擠出的潤滑油甩到汽缸鏡面上。
曲軸箱中的潤滑油經(jīng)過油粗過濾器和裝放油閥后被油泵吸入,提高壓力后,經(jīng)過油精過濾器濾去雜質(zhì),然后分成兩路:一路去后軸承座,潤滑主軸頸,再通過主軸頸內(nèi)的油路去相鄰的曲柄銷潤滑裝在該曲柄銷上的大頭軸瓦,再通過連桿體中的油孔輸送到小頭襯套,潤滑活塞銷。這一路在后軸承座上,設(shè)有油壓調(diào)節(jié)閥,一部分油經(jīng)過油壓調(diào)節(jié)閥旁通回曲軸箱;另一路進入軸封室,潤滑軸封并形成油膜密封,然后進入前軸承座,潤滑主軸頸及相鄰的大頭軸瓦和小頭襯套;此外再從軸封室接出一路供給卸載裝置的油分配閥,作為能量調(diào)節(jié)機構(gòu)的液壓動力。
新機組在運行72小時后應(yīng)全部排放曲軸箱的存油,并清洗油粗過濾器,按此時間間隔進行三次以后,每運行三個月清洗一次油粗過濾器。
裝放油閥手柄處于不同位置時可起到加油或放油作用,正常運行時,將手柄撥在“運行”位置。
活塞壓縮機通常采用內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)子式油泵,它主要由兩個偏心嚙合的內(nèi)外轉(zhuǎn)子以及泵體、泵蓋等組成。工作時由曲軸驅(qū)動內(nèi)轉(zhuǎn)子,帶動外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)吸油和排油的過程。這種油泵只能單方向運轉(zhuǎn),不能倒轉(zhuǎn),否則會失去供油能力,因此壓縮機在第一次運轉(zhuǎn)時要注意電機的旋轉(zhuǎn)方向與油泵體上指示箭頭的方向一致。另外,還有一種外置式油泵的機組,油泵單獨由一臺電機驅(qū)動,這種情況只要保證油泵電機旋轉(zhuǎn)方向正確就可以了,壓縮機電機的旋轉(zhuǎn)方向不作要求。
油精過濾器是裝在油泵體內(nèi)的一組金屬片。在機器正常運轉(zhuǎn)時,應(yīng)每天轉(zhuǎn)動手柄兩三圈,防止堵塞,油細過濾器應(yīng)經(jīng)常進行清洗。
油壓調(diào)節(jié)閥用來調(diào)節(jié)潤滑系統(tǒng)的油壓。潤滑系統(tǒng)的油壓一般比吸汽壓力高0.15~0.3MPa。油壓調(diào)節(jié)閥的閥桿順時針旋轉(zhuǎn)為提高油壓,逆時針旋轉(zhuǎn)為降低油壓。
能量調(diào)節(jié)閥用于控制卸載裝置機構(gòu),安裝在控制臺上。壓縮機啟動前應(yīng)撥到“0”位上,運轉(zhuǎn)正常后根據(jù)油壓及吸汽壓力逐漸增加工作汽缸的數(shù)量。
建議新使用的機組運行72小時后拆洗一次油過濾器及吸汽過濾器,按此時間進行三次后再每運行三個月清洗一次,也可根據(jù)各過濾器清潔情況來確定清洗時間。
2.1.10安全閥
演示:安全閥、動畫演示、
講解:活塞機使用的安全閥設(shè)置在排汽腔與吸汽腔之間,當(dāng)排汽壓力與吸汽壓力的差值超過設(shè)定值時,閥芯自動起跳,使吸、排汽腔相通,高壓汽體泄向吸汽腔,起到保護壓縮機的作用;當(dāng)壓差降低后,閥芯自動關(guān)閉。安全閥出廠前已定壓、鉛封,不得隨便打開。安全閥起跳以后很容易造成泄漏,應(yīng)進行檢修以后才能再度使用。正常使用的安全閥應(yīng)每年到國家專業(yè)的機構(gòu)校驗一次。單級壓縮機安全閥起跳壓差為1.6MPa。
2.1.11聯(lián)軸器部件
演示:聯(lián)軸器各部件及偏差示意圖、安裝、找正
講解:活塞式壓縮機使用的聯(lián)軸器是彈性聯(lián)軸器,主要由半聯(lián)軸節(jié)、飛輪、接筒、橡膠芯子、螺栓等組成。飛輪的重量比較大,主要是為了提高機器運轉(zhuǎn)時的平穩(wěn)性,接筒是為了拆裝軸封時不需移動電動機而設(shè)置的。在安裝機器時,應(yīng)進行壓縮機與電機同心度的調(diào)整。其軸線允許相對徑向移位不超過0.20mm,允許相對角位移不超過0º40´,偏差過大時彈性橡膠圈容易磨損,并且會引起壓縮機振動,損壞軸封、軸承等零部件。
2.1.12 機組控制臺
演示:機組、控制臺
講解:控制臺是機組的本地控制系統(tǒng),一般為手動控制臺。單級壓縮機控制臺的面板上是由吸汽壓力表、排器壓力表、油壓力表、電流表、能量調(diào)節(jié)閥、開停機按鈕和相關(guān)指示燈、警鈴等構(gòu)成。箱體內(nèi)部設(shè)置有高壓和低壓保護繼電器、油壓差繼電器、油溫控制器等。
注意:嚴禁隨意調(diào)整壓縮機各保護設(shè)定值。
2.2 單機雙級活塞壓縮機
演示:4ASJ170、8ASJ12.5等機組、三維演示機體、不同之處對比
講解:雙級活塞壓縮機是在同一臺壓縮機當(dāng)中,既有作為低壓級壓縮的汽缸,又有作為高壓級壓縮的汽缸,通常高壓級與低壓級汽缸數(shù)量比為1:3,如4ASJ170、8ASJ12.5等。
雙級活塞壓縮機的機體中分別設(shè)有高、低壓級的吸汽腔與排汽腔,它們之間分別有隔板分隔開。
因為汽缸套外部與曲軸箱相通,而高壓級汽缸的吸汽壓力比曲軸箱壓力高,因此高壓級汽缸套底部與汽缸體之間裝有密封膠圈,使高壓級的吸汽腔與曲軸箱分隔開,防止高壓級吸汽腔的汽體泄漏到曲軸箱。
雙級活塞壓縮機高壓級的連桿小頭不是采用軸承襯套,而是采用強度更高的滾針軸承,同時潤滑方式采用飛濺潤滑,因此,高壓級的連桿內(nèi)部也沒有相應(yīng)的油孔。
因為卸載機構(gòu)的油壓力僅比低壓級的吸汽壓力、即曲軸箱壓力高0.15~0.3MPa,而高壓級的油缸外部對應(yīng)的是高壓級的吸汽壓力,為了保證油活塞的正常動作,高壓級油缸與拉桿之間設(shè)置膠圈密封,同時油活塞背面的油缸設(shè)有油孔與曲軸箱相通。雙級活塞壓縮機的高、低壓級分別設(shè)有安全閥,低壓級安全閥起跳壓差為0.7MPa,高壓級安全閥起跳壓差為1.6MPa。
單機雙級活塞壓縮機的控制臺上還裝有一級排汽壓力表和二級吸汽壓力表。