3.活塞、活塞桿與活塞環(huán)
活塞經(jīng)活塞桿與十字頭相連,使活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng),完成壓縮氣體的循環(huán)過(guò)程。
為了防止氣缸中的氣體從壓力較高的一端漏至壓力較低的一端,在活塞上裝有活塞環(huán)。活塞環(huán)在自由狀態(tài)時(shí),其直徑稍大于氣缸直徑。裝人氣缸后,由于活塞環(huán)有切口,所以靠其本身的彈性,使環(huán)與氣缸壁緊密貼合。活塞環(huán)裝入活塞環(huán)槽內(nèi),與槽壁有一定間隙。活塞環(huán)數(shù)目隨活塞前后壓力差而異,壓力差愈大,活塞環(huán)愈多。活塞環(huán)的切口形式如圖3-14所示,斜開(kāi)口用于直徑不大的活塞環(huán),搭接口用于大直徑的活塞環(huán)。
活塞環(huán)的密封作用如圖3-15所示,主要靠活塞環(huán)的外圓與端面貼緊氣缸鏡面和槽口端面,即所謂堵塞作用:其次是靠節(jié)流作用,即高壓氣體經(jīng)活塞環(huán)切口及密封面上的間隙漏去時(shí)速度很高,壓力降低,這樣每經(jīng)過(guò)一個(gè)環(huán),壓力降低一次,活塞環(huán)前后壓差減小,從而減少了漏損。
活塞體由HT150灰口鐵鑄成。臥式單列壓縮機(jī)的一、二級(jí)活塞的下部,帶有澆鑄著巴氏合金的槽。在潤(rùn)滑油作用下,借此巴氏合金托著活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。活塞環(huán)由細(xì)粒珠光體生鐵制成。考慮到小直徑環(huán)比大直徑環(huán)的受力情況要嚴(yán)重些,所以所用鑄鐵也不同。一般當(dāng)直徑小于或等于200mm時(shí),采用HT300或HT250;當(dāng)直徑大于200mm而小于300mm時(shí),采用HT250:直徑等于或大于300mm時(shí),采用HT200.
4.氣缸
氣缸內(nèi)有活塞運(yùn)動(dòng),氣缸外壁內(nèi)有冷卻水夾套,以冷卻氣缸和被壓縮的氣體。
氣缸壁或頂部裝有進(jìn)氣閥和排氣閥。
工作壓力低于5MPa的小尺寸氣缸,用HT200及HT250牌號(hào)的灰口鐵制成。
5~15MP的氣缸一般用鑄鋼制成。有時(shí)為了便于更換和提高氣缸工作面質(zhì)量,往往在氣缸內(nèi)壓入由細(xì)粒珠光體生鐵制成的缸套。其工作面要經(jīng)磨削加工。
5.氣閥
氣閥是壓縮機(jī)的重要部件之一。它的好壞直接影響排氣量、排氣壓力和運(yùn)行的可靠性。氣閥的開(kāi)啟與關(guān)閉是靠活塞在吸氣、排氣過(guò)程中,在閥片兩邊造成的壓力差自動(dòng)動(dòng)作的。環(huán)狀進(jìn)氣閥的工作原理如圖3-16所示。
當(dāng)管道與氣缸之間氣體壓力差△p大于彈簧彈力F與閥片慣性力Fm的和時(shí),氣體將閥片推開(kāi),沿圖示箭頭方向進(jìn)人氣缸。當(dāng)△p小于以上兩力的和時(shí),閥片靠彈簧力自動(dòng)關(guān)閉。排氣閥工作原理與進(jìn)氣閥類(lèi)似。對(duì)閥片的要求是壽命長(zhǎng)、阻力小、不漏氣。閥片與閥座的接觸處要經(jīng)過(guò)研磨,粗糙度值達(dá)0.4山m,以保證氣密性。
圖3-17為環(huán)狀排氣閥結(jié)構(gòu)圖,主要由閥門(mén)座1、閥片2、彈簧3、螺桿4、螺母5、開(kāi)口銷(xiāo)6、升程限制器7等組成。
環(huán)狀閥片2由一個(gè)或幾個(gè)同心環(huán)組成,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易,在壓縮機(jī)中應(yīng)用很廣。閥座1有幾個(gè)同心的環(huán)狀通道,靠徑向助連接,氣體從環(huán)形通道內(nèi)流過(guò)。
升程限制器7的作用是限制閥片的行程,兼作彈簧座,有的上面有3~4處升降導(dǎo)向凸臺(tái)。閥座與升程限制器用螺桿4與帶開(kāi)口銷(xiāo)6的螺母5連接,以防螺母松脫掉人氣缸而引起大事故。閥片小彈簧不可過(guò)硬,也不能過(guò)軟。對(duì)同一個(gè)氣閥,要求各個(gè)彈簧的彈力盡量一致。有的閥片背面還有0.8mm厚的緩沖片,以緩和閥片對(duì)升程限制器的沖擊。這種閥片由于不直接與彈簧接觸,所以可以翻面使用。
中壓與高壓閥座可用球墨鑄鐵及35號(hào)、40號(hào)、45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳鋼、或者30 CrMnSi合金鋼制造,密封面要進(jìn)行調(diào)質(zhì)或表面硬化處理,硬度達(dá)30~35HRC。
升程限制器與閥座一樣,用鑄鐵或鋼制造。環(huán)狀閥片可用30 CrMnSi或耐腐蝕較強(qiáng)的3Crl3合金鋼板制造。閥門(mén)彈簧用50CrVA琴鋼絲制造,或用60Si2MnA合金鋼代替。