Вибору та випробувань поршневих кілець компресорів”

2.1. Мета роботи:

1. Ознайомитись з конструкціями поршневих кілець.

2. Ознайомитись з основними дефектами поршневих кілець, з їх причинами та методами усунення.

3. Практично визначити силу пружності металевих поршневих кілець і допустимий тиск газу.

2.2. Загальні відомості

Основне призначення поршневих кілець – створення герметичного ущільнення між порожниною стиску і картером компресора. Герметичне газомасляне ущільнення забезпечує найвищу продуктивність компресора, попереджує нагароутворення та пригорання кілець, задирки циліндра. Надійна робота компресора можлива тільки за умови постійної герметичності робочого простору циліндра. У зв’язку з цим якості виготовлення кілець і контролю їх під час технічного обслуговування приділяють значну увагу. Поршневі кільця ремонту не підлягають, а в разі зносу їх замінюють новими.

За призначенням поршневі кільця бувають ущільнювальними (компресійними) та маслознімними. Типи, основні параметри та розміри поршневих кілець регламентовані ГОСТ 9515-81 „Кільця поршневі металеві поршневих компресорів”.

2.3. Конструкції поршневих кілець

Слід відзначити, що конструкції компресорів постійно удосконалюються, а відповідно змінюються й конструкції ущільнювальних елементів і зокрема поршневих кілець. Деякі конструкції компресійних кілець наведені на рис. 2.1., а нижче розглянути умови їх застосування.

Рис. 2.1. Компресійні кільця:

а- прямокутного перерізу; б- з конічною робочою поверхнею; в- з конічною торцевою поверхнею; г- з внутрішнею фаскою; д- з внутрішнею виточкою; е- L-подібне.

Кільця прямокутного перерізу (рис. 2.1.а) мають просту геометричну форму, при нормальних умовах експлуатації відповідають усім вимогам ущільнення.

Кільця з конічною робочою поверхнею (рис. 2.1.б) зменшують час припрацювання.

Кільця з конічною торцевою поверхнею (рис. 2.1.в) застосовувають якщо існує небезпека „залягання” кілець.

Кільця з внутрішніми фаскою або виточкою (рис. 2.1.г, д) завдяки однобічному зміненню поперечного перерізу при установленні в циліндр набувають тарілчасту форму і відповідно утворюють або збільшують конічну робочу поверхню відносно циліндра.

L-подібні кільця (рис. 2.1.е) надійні в умовах вібрації, тому їх використовують у високо обертових компресорах.

Конструкції масло знімних кілець наведені на рис. 2.2., а їх аналіз нижче:

Рис. 2.2. Безпружинні маслознімні кільця:

а- скребкове; б- з дренажними вікнами; в- з зустрічними фасками; г- з однобічними фасками

- скребкове кільце (рис. 2.2.а) можна віднести до компресійних але з масло знімними властивостями; завдяки кільцевій проточці воно деформується подібно кільцу з внутрішню виточкою, в результаті чого крайка скребка щільно прилягає до стінки циліндра;

- кільце з дренажними вікнами й двома робочими поясками (рис. 2.2.б) торці яких паралельні і завдяки вузьким пояскам досягається високий тиск; для подальшого підвищення тиску, а відповідно й покращання зняття масла робочі пояски зовні мають фаски (рис. 2.2.в);

- при застосуванні кілець з однобічними однаково спрямованими фасками (рис. 2.2.г) зростає зняття масла у порівнянні з кільцями на рис. 2.2.в.

Надзвичайно важливим для експлуатації є вибір форми замка поршневого кільця. Прямий або косий (під кутом 30-45⁰) замки прості й дешеві у виготовленні, забезпечують достатнє ущільнення однак з плином часу й тривалих строках експлуатації зростають зазори косого й особливо прямого замків. Замок „внапуск” забезпечує більш тривалу експлуатацію, добре зарекомендував себе у випадках коли кільце працює у виробленому циліндрі. Для кілець з замком „внапуск” рекомендуються наступні розміри:

Діаметр кільця, мм	75-140	141-200
Висота кільця, мм	3	5

Зазвичай, для спрощення виконання ремонтів компресорів застосовують спеціальну систему кілець, яка включає кільця нормальних і ремонтних розмірів.