2.2.1 Разработка поршня
В поршневых компрессорах поршни могут быть тронковые, дисковые и дифференциальные. В современных холодильных поршневых компрессорах используются преимущественно тронковые проходные (в прямоточных компрессорах) и непроходные (в непрямоточных компрессорах) поршни. Материалом для изготовления поршней являются чугун и алюминиевые сплавы.
Толщина стенки поршня:
(2.18)
где Dц – диаметр цилиндра (поршня).
Толщина днища поршня:
.
(2.19)
Высота непроходного поршня:
.
(2.20)
Высота проходного поршня определяется после размещения уплотнительных и маслосъемных колец, всасывающего окна и всасывающего клапана.
Расстояние от нижней кромки поршня до оси поршневого пальца:
для непроходного поршня:
;
(2.21)
- для проходного поршня:
.
(2.22)
Поршневой палец. Материалом для изготовления поршневых пальцев служат углеродистые и легированные стали.
Наружный диаметр поршневого пальца:
,
(2.23)
Внутренний диаметр поршневого пальца:
,
(2.24)
Длина шатунного подшипника или расстояние между бобышками поршня:
,
(2.25)
Длина поршневого пальца:
,
(2.26)
Поршневые кольца. К поршневым кольцам относятся уплотнительные (компрессионные) и маслосъемные. Кольца изготавливаются из высококачественных перлитных чугунов, а также из неметаллических сплавов со специальными стальными экспандерами.
Радиальная толщина поршневого кольца:
,
(2.27)
Высота поршневого кольца:
,
(2.28)
Количество уплотнительных колец выбирается в зависимости от частоты вращения коленчатого вала:
Таблица 2 - Выбор количества уплотнительных колец
nв, с-1 |
8-12 |
12-16 |
16-24 |
Более 24 |
Кол-во колец, шт |
4 |
3 |
2 |
1 |
Маслосъемные кольца (одно или реже два) в непроходных поршнях устанавливаются между уплотнительными кольцами и поршневым пальцем. В проходных поршнях маслосъемное кольцо, как правило, располагают у нижней кромки поршня. Перед маслосъемными кольцами на поршне делают кольцевые проточки с несколькими радиальными сверлениями по окружности для стока масла внутрь поршня.
Расстояние между кольцами:
,
(2.29)
2.2.2 Разработка цилиндров
В компрессорах небольшой производительности выполняют литые цилиндры совместно со съемной головкой. В средних и крупных компрессорах приеняются сменные гильзы цилиндров. Материалами цилиндров могут быть чугуны различных марок.
Толщина стенки цилиндра:
,
(2.30)
Высота цилиндра непрямоточного компрессора определяется условием выхода поршня из цилиндра на расстояние не более 15-20% его высоты.
,
(2.31)
Высота цилиндра прямоточного компрессора должна быть такой, чтобы при положении поршня в нижней мертвой точке маслосъемное кольцо не выходило за кромки цилиндра.