книги из ГПНТБ / Покровский Н.К. Холодильные установки пособие для машинистов, обслуживающих аммиачные машины и аппараты

Поршни компрессоров 1 АГ, 2АГ, ЗАГ, 4АГ имеют .плоские торцовые поверхности (рис. 15); у компрессора ГМ.-12 поверх­ ность поршня сферическая (рис. 16).

В целях облегчения веса и экономии металла все поршни из­ готавливают пустотелыми.

Рис. 16. Поршень компрессора со сферической поверхностью:

Поршни бывают составные и целые. Составные поршни удоб­ нее в эксплуатации, так как в случае износа кольцевой вставки ее можно заменить новой, чего нельзя сделать у целого поршня.

Для уменьшения трения поршень, примерно на 2/з его окружно­ сти, протачивают, уменьшая его диаметр на соответствующий зазор между цилиндром и поршнем. Зазор между верхней сто­ роной поршня и цилиндром у компрессоров 1АГ, 2АГ, ЗАГ и 4АГ составляет 0,4 — 0,6 мм, у компрессора ГМ-12 — 0,3 мм. Пор­ шень вплотную касается стенок цилиндра только нижней своей

39

частью. Правильное положение его в цилиндре компрессора по­

казано на рис. 17.

В машинах большой холодопроизводительности (ЗАГ, 4АГ) для уменьшения износа цилиндра нижнюю несущую часть пор­ шня заливают белым металлом, который достаточно устойчив в эксплуатации. Опыт эксплуатации показал целесообразность

устройства баббитовых поясов (из баббита Б-83) также на поршнях компрессоров 2АГ. Пояса следует изготовлять шириной

до 70 мм и толщиной до

шпонке, потом кольцевую вставку с канавками для поршневых ко­ лец, затем крышку поршня и, наконец, гайку, которую затягивают до отказа ключом с применением рычага. В поршневой гайке де­ лают прорезь для выхода воздуха при навинчивании ее на конец

штока. Чтобы во время работы компрессора гайка не отвертыва­ лась, ее закрепляют стопорной шпилькой так, чтобы шпилька вхо­ дила в тело поршня и гайки. Для предохранения шпильки от самоотвертывания ее шплинтуют. Относительное расположение дета­ лей поршня фиксируют штифтами.

При изготовлении поршневые кольца:

термически обрабатывают для получения соответствующей упругости и формы;

отшлифовывают наружные и торцовые поверхности; испытывают на твердость и проверяют диаметр (овальность

кольца может быть не более 0,05 мм);

проверяют пружинящие свойства, так как недостаточно пру­ жинящие кольца слабо прилегают к зеркалу цилиндра и пары аммиака переходят из одной полости цилиндра в другую, что приводит к уменьшению холодопроизводительности машины;

40

по толщине кольца должны быть такими, чтобы утопали в ка­

навке поршня на глубину 0,3—0,5 мм, а по ширине были на

0,04—0,06 мм уже канавки; замки поршневых колец делают под острым углом или внахлестку; острые внутренние углы ко­ лец закругляют.

При установке колец в цилиндр компрессора нужно руковод­ ствоваться следующим указанием:

чтобы надежно отделить переднюю полость цилиндра от зад­ ней, кольца надевают на поршень так, чтобы между ними было

Рис. 18. Срез клина со щеками горизонтального компрессора вследствие расклинивания поршневых колец

некоторое расстояние и замки не приходились один против дру­ гого;

кольца, поставленные в кольцевую вставку, должны сво­ бодно вращаться (а не качаться или защемляться);

замки колец в рабочем положении, т. е. когда они помещены в пазы (канавки) кольцевой вставки и поршень введен в ци­ линдр (перед этим поршень необходимо смазать), должны иметь

2 мм, ЗАГ и 4АГ — 2—2,5 мм (для проверки зазоров в замках кольца предварительно вставляют в цилиндр); в нерабочем со­ стоянии, т. е. когда кольцо вынуто из кольцевой вставки, зазор в замке должен быть равен примерно 0,1 его диаметра;

во избежание задира зеркала цилиндра и «расклинивания» поршневых колец под них нельзя подкладывать прокладки.

Во время ремонта компрессора после вскрытия цилиндра и

извлечения поршня необходимо поршневые кольца и канавки кольцевой вставки тщательно промыть керосином и очистить. В период эксплуатации необходимо следить за смазкой цилин­ дра: при недостаточной смазке также возможно «расклинива­ ние» поршневых колец и авария (рис. 18).

Шток (рис. 19) связывает поршень с ползуном. Изготов­ ляют шток обычно из стали марки Ст. 35. Так как такой шток не подвергают термической обработке, то он имеет сравнительно мягкую поверхность. Шток, изготовленный из углеродистой или хромистой стали, цементируют.

Крепление штока с ползуном производят при помощи клина И щек. У компрессоров большой холодопроизводительности (на­

41

пример, у ЗАГ), имеющих стальные ползуны, крепление штока с ползуном — резьбовое при помощи муфты.

Ползун соединяет шток поршня, совершающего прямоли­ нейное движение, с шатуном, качающимся на пальце ползуна.

Основные части ползуна: корпус, башмаки и палец с подшип­ ником (рис. 20). Башмаки ползуна — отъёмные. Отливают их из серого мелкозернистого чугуна, иногда заливают баббитом. Кор­ пус ползуна при умеренных нагрузках делают из чугуна, а при

больших — из стального литья. Палец изготавливают из углеро­ дистой или хромистой стали и цементируют. Один из способов цементирования — науглероживание поверхности твердыми по­ рошками. В этом случае цементирование производят в следую-

Рис, 19. Шток горизонтального компрессора

щем порядке. Палец помещают в железную коробку и засыпают порошком с большим содержанием углерода, например порош­ ком древесного угля твердых пород (березовым или дубовым)

с добавками 15—2О°/о углекислых солей (натрия, бария, каль­

ция, калия и т. п.). Коробку закрывают крышкой так, чтобы не было доступа воздуха, и помещают в печь или горн, где палец прокаливают при температуре 800—900°. Поверхность пальца в течение восьми часов насыщается углеродом, обогащается им на глубину примерно до 0,8 мм. После цементации палец под­ вергают термической обработке (закалке и отпуску) до требуе­ мой твердости, при этом поверхностные слои становятся твер­ дыми, а внутренние остаются мягкими. Палец, таким образом, приобретает износоустойчивую поверхность. После цементации и термической обработки палец шлифуют для придания ему гладкой поверхности.

Подшипник пальца ползуна у компрессоров небольшой и средней холодопроизводительности делают из бронзы, а у боль­ ших машин — из стали, с заливкой внутренней поверхности баб­ битом.

Назначение башмаков — передавать усилия, развивающиеся в ползуне, направляющим, по которым они совершают скользя­

щие движения. Башмаки и направляющие (параллели) у совре­ менных компрессоров имеют цилиндрическую форму, а у ком­ прессоров старой конструкции — плоскую. С корпусом башмаки скрепляют болтами и, чтобы болты во время работы не вывер­ тывались, под их головки подкладывают пружинящие шайбы с замками. Между корпусом ползуна и башмаками помещают ла­ тунные прокладки. Зазор между параллелями и башмаками ре­

42

гулируют, изменяя толщину прокладок. Так, в случае выработки поверхности параллелей или башмаков между корпусом ползуна

и нижним башмаком помещают столько прокладок, сколько не­ обходимо для обеспечения нормального зазора между верхней параллелью и башмаком и соосности деталей — цилиндра и пол­ зуна. Зазор между верхней параллелью и ползуном устанавли-

Рис. 20. Ползун компрессора 2АГ:

вают: для компрессоров холодопроизводительностью до 200 тыс.

нккал/час — 0,1—0,12 мм, от 200 до 500 тыс. нк.кал1час — 0,15— 0,2 мм, свыше 500 тыс. нкк.ал1час — 0,2—0,3 мм.

Шток закрепляют в ползуне преимущественно при помощи

стального клина и двух стальных щек, которые закладывают в отверстие штока и ползуна. При этом шток коническим хво­ стом вводят в горловину ползуна и расклинивают. Натяжку щек

производят тщательно и после этого клин закрепляют гайкой и контргайкой.

Шатун. В холодильных компрессорах применяют шатуны двух основных типов: с закрытой (неразъемной) кривошипной головкой и с открытой (разъемной) головкой.

Шатун с закрытой головкой применяют для машин с криво­ шипными валами (рама у таких машин —штыковая), а с откры­

43

той головкой — для компрессоров с вильчатыми рамами и ко­

ленчатыми валами.

Поскольку горизонтальные компрессоры ГМ-12, 1АГ, 2АГ, ЗАГ и 4АГ имеют шатуны с открытой головкой, рассмотрим только этот тип шатуна.

Основные части шатуна с открытой головкой (рис. 21) сталь­ ной стержень, кривошипная разъемная головка, состоящая из двух частей, два шатунных болта, две корончатые гайки, латун­

ные прокладки, верхняя глухая головка с разъемным вклады­

шем (подшипником), установочный стальной разъемный клин.

Кривошипная разъемная головка шатуна образует мотылевый подшипник. Стержень шатуна оканчивается фланцем. Между фланцем и кривошипной разъемной головкой ставят тонкие про­

кладки; изменяя толщину этих прокладок, регулируют величину линейного мертвого пространства в цилиндре компрессора.

Вкладыши мотылевого подшипника — стальные с заливкой внутренней поверхности их баббитом — сплавом олова, меди и

сурьмы. Некоторые сорта баббита содержат еще свинец, мышьяк и кадмий. В дешевых сортах баббита свинца очень много. Моты-

левый подшипник заливают высокооловянистым баббитом марки Б-83, в котором содержится около 83% олова. Этот баббит мя­ гок, хорошо поддается пришабриванию, хорошо прирабаты­ вается, не налипает на шейку вала и не заполняет канавок для смазки в подшипнике.

Шатун соединяют с коренным валом болтами, пропущенными, через отверстия верхней и нижней половинок разъемной головки

44

и тело шатуна. Болты затягивают корончатыми гайками, кото­

рые шплинтуют во избежание проворачивания их во время, ра­ боты машины.

Шатунные болты являются ответственной деталью машины, так как обрыв одного только болта может повлечь серьезную аварию. Болты изготовляют из качественной хромистой: стали, качество и прочность которой предварительно проверяют в лаг боратории. Металл должен быть крепким, мелкозернистым, тягу­ чим, однородным и не иметь раковин.

Болты нельзя закаливать, так как в результате этого они ста­ новятся хрупкими; наоборот, после обработки их отжигают, т. е. нагревают докрасна и затем очень медленно остужают в золе или песке.

Переход от головки болта к стержню должен быть отлогим; на стержне не допускаются никакие подрезы; сход резьбы к телу стержня болта следует делать плавным.

Верхняя головка шатуна выполняется неразъемной, т. е, от­ ковывается вместе со стержнем шатуна.

Шатун верхней головкой соединяют с ползуном при помощи пальца, который вставляют в бронзовый подшипник. Вкладыши

подшипника подтягивают установочным разъемным клином.

Коренной вал. Заводы выпускают аммиачные компрес­ соры с коренными валами двух типов — кривошипным, имеющим один коренной подшипник, и коленчатым с двумя коренными

подшипниками.

Коренной вал выковывают из стали марки Ст. 35 или марки 5-П и обрабатывают на соответствующих станках. В теле вала имеются отверстия, по которым смазочное масло подается к кри­

вошипной головке. Вкладыши коренных подшипников отливают из чугуна, обрабатывают и заливают внутреннюю поверхность их баббитом марки Б-16, содержащим до 16°/о олова.

Маховик. Он обеспечивает равномерность работы электро­

двигателя и компрессора, выравнивая неравномерную нагрузку.

Наибольшую нагрузку двигатель получает, когда поршень в про­ цессе работы сжатия приближается к мертвому положению у

крышек цилиндра, и наименьшую—-когда поршень отходит от крышек цилиндра при выходе из мертвого пространства. При небольшой нагрузке на двигатель маховик запасает (аккумули­ рует) механическую энергию, которую отдает двигателю в про­ цессе сжатия паров холодильного агента при увеличении на­ грузки на него. Маховик отливают из чугуна и соответствующим образом обрабатывают.

Система смазки. Все горизонтальные компрессоры имеют две системы смазки — смазку механизма движения (коренные и мотылевые подшипники, подшипник и направляющие ползуна) и смазку цилиндра с сальником.

У старых тихоходных машин механизм движения смазывают при помощи капельниц, в которые машинное масло наливает

45

машинист или его помощник. У компрессора ГМ-12 смазка ме­ ханизма движения —центральная: масло к смазываемым де­ талям идет самотеком из центрального бачка, установленного над ползуном, через капельницы, а в бачок масло подает насос.

В компрессорах 2АГ, ЗАГ и 4АГ смазка механизма движе­ ния— циркуляционная, под давлением. Масло к местам смазки из бачка через фильтр под давлением 0,8—2 ати подает шесте­ ренчатый насос, приводимый в движение от торца коленчатого вала.

--------Движение машинного масло

-------- Движение масла„Фригус”

-------- Движение отработанного. машинного масла

На рис. 22 изображена схема смазки аммиачного горизон­ тального компрессора 2АГ. Машинное масло из бачка 3, распо­ ложенного под полом компрессорного зала, непосредственно у

фундамента компрессора, по маслопроводным линиям через фильтр подает шестеренчатый насос 2 к параллелям ползуна

6 и к коренным подшипникам 8. От коренных подшипников через отверстия в теле коленчатого вала масло поступает к мотылевому

подшипнику 9 и от него по маслопроводной трубочке к подшип­ нику 7 пальца ползуна. С параллелей и рамы оно стекает обрат­ но в масляный бачок и затем вновь начинает циркулировать.

Масло марки ХА («фригус») центральным масляным аппара­ том 1 подается в сальник, предсальник и цилиндр компрессора.

Вертикальные и у-образные компрессоры

Конструкция вертикального компрессора показана на рис. 23, а. Ползун и шток у таких компрессоров отсутствуют.

Вертикальные компрессоры типа ВП называют прямоточ­ ными: в течение всего процесса работы (начиная от всасывания через проходной поршень и всасывающий клапан, расположен-

46

ный в теле поршня, и кончая нагнетанием паров через нагне­ тательные клапаны, помещенные в крышке безопасности) пары аммиака движутся в одном направлении — снизу вверх. Вслед­ ствие этого в вертикальных компрессорах по сравнению с гори­ зонтальными значительно уменьшается соприкосновение холод­

ных паров аммиака с горячими стенками цилиндра, сводится

к минимуму вредный теплообмен между парами аммиака и стенками и значительно улучшается использование объема ци­ линдров.

При монтаже компрессора со стороны передней крышки и маховика необходимо оставлять место, чтобы можно было сво­

бодно вынимать коленчатый вал и снимать маховик.

Преимущества вертикального компрессора типа ВП по срав­ нению с горизонтальным: уменьшение веса, прямоточность дви­ жения паров аммиака, быстроходность, компактность, упрощен­ ность сальника (так как он работает в облегченных условиях

по сравнению с сальником горизонтального компрессора). Кроме того, вследствие наличия в вертикальном компрессоре крышки безопасности с буферными пружинами уменьшается опасность разрушения машины от гидравлического удара. В случае заса­

сывания в цилиндр жидкого аммиака крышка поднимается кверху и пропускает аммиак в полость нагнетания. Однако при значительном засасывании в цилиндр жидкости подъем крышки безопасности с буферными пружинами бывает настолько стре­ мителен, что разрушается крышка цилиндра (рис. 23, б).

Вследствие того, что детали механизма движения вертикаль­ ного компрессора в основном размещены в закрытом картере, затруднено наблюдение за нагревом их во время работы ма­ шины. Это —• существенный недостаток вертикальных компрес­ соров. Линейное мертвое пространство у вертикальных компрес­ соров всех марок примерно 1 мм.

Картер. Это — рама вертикального (а также и У-образного)

компрессора, закрытого типа, герметичная. Картер отливают из чугуна. На картере, каки на раме горизонтального компрессора, крепят детали машины, которые он связывает, воспринимая воз­

никающие в них усилия.

Картер имеет-боковые люки с крышками для осмотра нижних головок шатуна и доступа к ним. Для наблюдения за уровнем

масла в картере есть смотровое стекло. Спереди картера распо­ ложен закрытый крышкой люк для выемки коленчатого вала. В современных конструкциях компрессоров через этот люк ос­ матривают и механизм системы смазки — масляного насоса

и фильтра, установленных в передней полости картера. В задней части, в крышке, вмонтирован сальник для уплотнения высту­ пающего конца коленчатого вала.

Цилиндр. Компрессоры типа ВП имеют цилиндры просто­ го (одинарного) действия. Верхняя расширенная часть цилин­ дра служит нагнетательной камерой; в ней имеются на­

48