Разработка компрессора без смазки цилиндров маслом Основные понятия и пример

Компрессор Компрессор (от лат. compressio сжатие) энергетическая машина или устройство для повышения давления (сжатия) и перемещения газообразных веществ.

Классификация компрессоров Общепринятая классификация механических компрессоров по принципу действия, под принципом действия понимают основную особенность процесса повышения давления, зависящую от конструкции компрессора. По принципу действия все компрессоры можно разделить на две большие группы: динамические и объёмные давления

Объемные компрессоры В машинах объёмного принципа действия рабочий процесс осуществляется в результате изменения объёма рабочей камеры. Номенклатура машин данного типа разнообразна, и насчитывает более десятка, основные из них: поршневые, винтовые, роторно- шестерёнчатые, мембранные, жидкостно-кольцевые, воздуходувки Рутса, спиральные, компрессор с катящимся ротором.

Поршневой компрессор Поршневые компрессоры могут быть одностороннего или двухстороннего действия, крейцкопюные и бескрейцкоп юные, смазываемые и без применения смазки (сухого трения или сухого сжатия), при высоких давлениях сжатия применяются также плунжерныекрейцкопюные

Поршневой компрессор без смазки Первоначально компрессор без смазки цилиндров выполнялся с лабиринтным уплотнением, в которых уплотнение поршня достигается с помощью канавок, нарезанных на поршне, но такая конструкция не получила практического применения.лабиринтным уплотнением

Поршневой компрессор без смазки В дальнейшем развитие компрессоров без смазки цилиндров пошло по пути создания и внедрения компрессоров, в которых уплотнение поршней осуществляется поршневыми кольцами, выполненными из композиционных материалов. Компрессоры без смазки цилиндров необходимы для технологических процессов, в которых попадание примесей смазочного масла в сжимаемый газ весьма нежелательно.

Поршневой компрессор без смазки Такие современные компрессоры работают без ремонта более продолжительное время, чем компрессоры с обычной смазкой цилиндров. В настоящее время на ряде заводов изготовляются разнообразные типы компрессоров без смазки цилиндров.

Малошумящий безвибрационный поршневой компрессор без смазки Еще одним направлением компрессоростроения стало расширенное производство компрессорных машин малой производительности с целью приближения источников давления газа к потребителям.

Малошумящий безвибрационный поршневой компрессор без смазки При этом возникает смежная проблема – снижения шумности и вибрации компрессоров, т.к. будучи расположенными в непосредственной близости от обслуживающего персонала, они не должны ухудшать экологическую ситуацию на рабочем месте

Малошумящий безвибрационный поршневой компрессор без смазки Обзор технических решений, позволяющих создавать малошумящие безвибрационные поршневые компрессоры, позволил выявить направление конструирования, связанное с использованием так называемых комбинированных механизмов привода

Малошумящий безвибрационный поршневой компрессор без смазки которые теоретически могут позволить полностью исключить вибрацию поршневого компрессора и, соответственно, шум при его работе [2- 4]. Кинематическая схема такого компрессора приведена на рис. 1

Малошумящий безвибрационный поршневой компрессор без смазки 1.Цилиндр. 2.Поршень. 3, 4. Клапаны. 5. Шток. 6. Пластина (кулиса). 7, 9 Паз. 8, 10. Палец кривошипа. 11. Противовес. FИ – силы инерции. FК –сила со стороны кривошипа. FТР – сила трения.

Малошумящий безвибрационный поршневой компрессор без смазки Суть работы конструкции заключается в том, что имеется, по крайней мере, два приводных вала со своими кривошипами (8 и 10). Оба вала вращаются синхронно и противоположно и имеют противовесы. Таким образом, полностью уравновешиваются силы инерции первого порядка, связанные с

Малошумящий безвибрационный поршневой компрессор без смазки неравномерным прямолинейным движением кулисы с поршнями и шатунами, а также силы трения между кривошипами и пазами, т.к. они направлены в противоположные стороны и равны между собой. Необходимо применить глушитель на входе в цилиндр для исключения шума воздушных масс. Балансировка машины в сборе по двум плоскостям

Малошумящий безвибрационный поршневой компрессор без смазки Расчет рабочих процессов, протекающих в камере сжатия компрессора, следует проводить по общепринятой методике, основанной на уравнении первого закона термодинамики для тела с переменной массой [5]

Малошумящий безвибрационный поршневой компрессор без смазки Основной проблемой для реального проектирования такого компрессора является выбор конструктивной схемы, обеспечивающей минимальные затраты на производство при сохранении основных преимуществ, заложенных в конструкции.

Малошумящий безвибрационный поршневой компрессор без смазки Одним из способов создания новых конструкций является агрегатный метод, заключающийся в использовании уже серийно изготавливаемых деталей и узлов, встраиваемых в новую компоновку с использованием ограниченного количества оригинальных деталей, придающих устройству новые положительные свойства.

Малошумящий безвибрационный поршневой компрессор без смазки В данном случае, очевидно, имеет смысл использовать такие готовые узлы и детали, как клапанная коробка в сборе с клапанами, цилиндр и картер компрессора, а также его ресивер и, возможно, элементы привода. В этом случае общая компоновка компрессора может выглядеть следующим образом (рис. 2)

Малошумящий безвибрационный поршневой компрессор без смазки 1.Ресивер. 2. Площадка. 3. Сухой картер 4. Кулиса. 5. Подшипник качения. 6. Кривошип с противовесом. 7. Цилиндр. 8. Поршень. 9. Клапанная коробка с клапанами. 10. Двигатель. 11. Подшипниковый узел. 12. Шестерни

Малошумящий безвибрационный поршневой компрессор без смазки В приведенной конструкции «покупными» изделиями являются ресивер, цилиндр, клапанная коробка в сборе с клапанами, электродвигатель, кривошипы. Синхронизация встречного вращения кривошипов 6 производится с помощью шестерен.

Малошумящий безвибрационный поршневой компрессор без смазки В качестве уплотнительных колец используются разрезные кольца из самосмазывающихся материалов типа Ф4К15М5. Направляющее кольцо изготавливается из материала типа АФГМ.

Малошумящий безвибрационный поршневой компрессор без смазки В данной конструкции в качестве одного ведущего вала использован вал электродвигателя 10, я для привода второго кривошипа применен дополнительный подшипниковый узел 11. Синхронизация вращения обеих кривошипов производится за счет синхронизирующих шестерен 12.

Малошумящий безвибрационный поршневой компрессор без смазки В принципе для привода второго кривошипа можно использовать второй электродвигатель, включенный с противоположным вращением. В этом случае можно избежать жесткую синхронизацию валов шестернями, но в этом случае удержание поршня от угловых колебаний должно обеспечиваться удлиненной направляющей втулкой.

Малошумящий безвибрационный поршневой компрессор без смазки Расчет кольцевого самосмазывающегося уплотнения может быть проведен в соответствии с данными, опубликованными в [6]. Приведенная компоновка позволяет использовать готовые изделия и 3 приблизить концепцию создания подобного компрессора к реальному воплощению.

Библиографический список: 1. Болштянский А.П. Компрессоры с газостатическим центрированием поршня/ А.П. Болштянский, В.Д. Белый, С.А. Дорошевич. – Омск: Изд- во ОмГТУ, с. 2. Патент РФ , по заявке Поршневой компрессор/ Болштянский А.П., Щерба В.Е., Лысенко Е.А. Заявлено Опубл – Бюл Патент РФ , по заявке Машина объемного действия/ Болштянский А.П., Щерба В.Е., Лысенко Е.А. Заявлено Опубл – Бюл Лысенко Е.А. Поршневой компрессор с уравновешенным механизмом привода// Е.А. Лысенко, А.П. Болштянский, В.Е. Щерба. Сб. трудов XIV Междунар. науч.-техн. конф. по компрессорной технике, Т 1. Казань, С Штейнгарт Л. А. Исследование рабочих процессов поршневых компрессоров с помощью математического моделирования: Автореф. дис. канд. техн. наук. - Л.: ЛПИ, – 16 с. 6. Новиков И.И. Бессмазочные поршневые уплотнения в компрессорах/ И.И. Новиков, В.П. Захаренко, Б.С. Ландо. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, – 238 с.