2.5. Вимоги до якості виготовлення та рекомендації до вибору поршневих кілець

Основними поверхнями поршневих кілець являються зовнішня циліндрична поверхня й торцеві поверхні. Точність їхніх розмірів повинна відповідати 7-му квалітету, шорсткість зовнішньої поверхні 2,5 мкм; торцевих поверхнею – 0,63 мкм. Шорсткість робочих поверхонь кілець, циліндра і поршня має велике значення для роботи компресора. Шорсткість кілець і циліндрів не повинна бути більше товщини масляної плівки щоб уникнути зіткнення тертьових деталей і виникнення сухого тертя.

Нормальна робота кільця можлива тількі при достатньо вільному його переміщенні в канавці, що забезпечується оптимальним зазором між внутрішньою поверхнею кільця і дном канавки поршня (радіальний зазор – b на рис. 2.3.), а також між торцевими поверхнями кільця і канавки (осьовий зазор – а на рис. 2.3.)

Рис. 2.3. Зазори між кільцем і канавкою поршня:

А- глибина канавки; Н- ширина (висота) канавки; а- осьовий зазор; b- радіальний зазор.

Малий осьовий зазор (а) може викликати заклинювання кільця, а великий – удари кільця о поверхні канавки, що веде до швидкого зносу торцевих поверхонь канавки, виходу кілець з ладу, а також великому винесенню масла. Зазор у замку кільця в робочому стані повинен запобігати змиканню кільця в результаті теплового розширення й не допускати втрат герметичності.

Допустимі зазори для компресійних кілець наведені в табл. 2.1.

Таблиця 2.1.

Допустимі зазори компресійних кілець

Діаметр циліндра, мм	нормальний	максимальний	нормальний	максимальний
До 100	0,05-0,07	0,15	0,5-0,6	2,5
100-150	0,05-0,07	0,15	0,6-0,8	3,0
151-200	0,05-0,07	0,15	0,8-1,0	3,5
201-250	0,06-0,08	0,20	1,0-1,3	4,0
251-300	0,06-0,08	0,20	1,3-1,5	4,5

Велике значення для нормальної роботи компресора має величина й характер розподілення тиску кільця на дзеркало циліндра. До дзеркала циліндра кільце притискується не тільки силою пружності - Р_у, но й радіально направленою силою – Р_а- силою тиску стискаємого газу, що проникає в поршневі канавки (рис. 2.4.).

Рис. 2.4. Схема сил, діючих з боку кільця на дзеркало циліндра:

1 - циліндр; 2- поршень; 3- кільце; Р_у- сила пружності кільця; Р_а- сила тиску газу; h- висота (товщина) кільця; D- діаметр циліндра; D₁- внутрішній діаметр кільця.

Деякі рекомендовані значення загального тиску (q) в залежності від діаметра циліндра наведені в табл. 2.2.

Таблиця 2.2.

Рекомендовані значення тиску кільця на стінку циліндра

D, мм	100-150	150-200	200-250	250-300	300-350
q, МПа	0,11-0,09	0,095-0,08	0,085-0,065	0,07-0,05	0,05-0,045