Материал и способы получения заготовок

Одно из важнейших условий обеспечения требуемой надежности самодействующих клапанов - рациональный выбор материалов для изготовления их деталей.

Основной несущей (корпусной) деталью всех без исключения самодействующих клапанов является седло. Седла воспринимают знакопеременную циклическую нагрузку, обусловленную дей­ствием перепада давления в цилиндре и крышках компрессора. При перепадах давления на клапан до 4 МН/ м² седла изготовляют из чугунов СЧ 21, СЧ 32. При более высоких перепадах давлений используют конструкционные стали 40, 45 или 40Х. Для сверхвысоких давлений применяют легированные стали 30ХМА и специальные стали с высокими механическими свойст­вами.

Ограничители подъема для обычных условий работы изготов­ляют из серого чугуна тех же марок, что и седла. При повышенных нагрузках используют углеродистые и легированные стали 40 или 40X. Заготовки чугунных деталей получают литьем в песчаные формы. Отливки подвергают старению.

Седла и ограничители прямоточных клапанов изготовляют из алюминиевых сплавов АЛ2, АЛ10В, АЛ14В методом литья под давлением. Предпочтительно применение сплава АЛ14В, так как он обладает необходимыми механическими свойствами, а наличие в нем до 12 % кремния обеспечивает высокую текучесть, позволяющую получать хорошее заполнение жидким расплавом тонких ребер и перемычек в седлах клапана. При высоких пере­падах давлений у клапанов больших диаметров (свыше 200 мм) седла изготовляют из конструкционных углеродистых сталей 40 и 45. Для изготовления пружин используют рессорно-пружинные стали 50ХФА, 65С2ВА, 50ХГФА и др. Пружины изготовляют навивкой холодной отожженной проволоки. Навитые пружины подвергают затем предварительной термической обработке (нор­мализации), а затем закалке до HRC 54-56 для стали 65С2ВА и HRC 45-47 для стали 50ХФА с последующим отпуском.

В наиболее тяжелых условиях работают клапанные пластины. Пластины различных конструкций кольцевых, пластинчатых клапанов разрушаются в результате сильного износа их уплотни­тельных поверхностей. Материалом этих пластин служат стали У10А, 30ХГС, 09Х15Н6Ю и 30X13. Наилучшие результаты до­стигаются при использовании конструкционной стали 30X13. В некоторых случаях пластины изготовляют из титановых спла­вов, имеющих высокие механические свойства и позволяющих существенно уменьшить массу пластин. Замыкающие элементы тарельчатых клапанов компрессоров сверхвысокого давления выполняют из хромоникелевой стали 20Х2Н4А. Пластины лен­точных прямоточных клапанов изготовляют из пружинной хо­лоднотянутой и термообработанной стальной ленты марок У8А, У10А, 09Х15Н8Ю, Х15Н9Ю, 70С2ХА. Лучшие результаты дает применение легированной коррозионно-стойкой стали 09X15Н8Ю (лента), поскольку она удачно сочетает в себе высокую механиче­скую прочность с коррозионной стойкостью.

Изготовление клапанных пластин

Изготовление клапанных пластин рассмотрим на примере клапанной пластины прямоточного клапана. Она пред­ставляет собой полосовую пластину прямоугольной формы. Основ­ными поверхностями пластин являются наружные поверхности; пазы (ширина канала); плоскости кромок и толщина пла­стины. Предельные отклонения пластины по толщине - 0,06 мм, по ширине - 0.2 мм.

Специфическим требованием является пред­варительный изгиб (желобчатость) пластин. По испытаниям пар­тии прямоточных клапанов установлен оптимальный предвари­тельный изгиб пластин, равный 0,4 мм. Благодаря применению этих пластин увеличивается плотность замыкания клапанов, уменьшается сопротивление, обеспечивается своевременное от­крытие и закрытие клапанов, что снижает потребляемую мощность и улучшает экономические показатели компрессора.

Маршрут обработки пластин.

Клапанные пластины устанав­ливаются на прямоточные клапаны всех типов, причем как на всасывании, так и на нагнетании. В качестве заготовки используют стальную ленту. Одним из главных требований, предъявляемых к ленте, является высокая плоскостность, поскольку от нее за­висит не только плотность клапана, но и долговечность пластин. Размеры пластин и точность этих размеров, качество поверхности как пластин, так и поставляемой ленты таковы, что изготовлять пластины следует методом листовой штамповки. Требуемая точ­ность и качество пластин обеспечиваются этим методом без меха­нической обработки. Необходимость применения метода листовой штамповки объясняется еще и тем, что механическая обработка основных поверхностей пластины недопустима, так как при этом образуются царапины, риски, которые могут привести во время работы к быстрому выходу пластин из строя.

Для изготовления пластин применяется следующее оборудова­ние: при вальцовке ленты - правильно-разматывающая машина с микрокомпьютером, который регулирует шаг подачи ленты; пресс; токарно-винторезный станок со специаль­ным приспособлением, на котором обеспечивается требуемая желобчатость пластин. Однако для этой операции можно применять вальцовочные машины.