Основные конструктивные элементы поршневого компрессора, страница 3

Большое распространение стальные кольца получили в быстроходных авиадвигателях, где требуются высокие удельные давления колец от собственных сил упругости и меньшая хрупкость. Здесь стальные кольца особенно успешно сочетаются с пористым хромированием, нашедшим в авиации широкое применение.

Стальные кольца в компрессорных машинах в настоящее время почти не применяются.

В кислородных и воздушных компрессорах с высокой ε, смазываемых водным раствором мыла или глицерина, кольца делают антикоррозийными из кованной бронзы.

В настоящее время кольца у воздушных и кислородных компрессоров, работающих без смазки цилиндров, делают из прессованного материала на основе графита. Они обладают очень хорошими антифрикционными свойствами без применения смазки и обладают стойкостью к кислороду и к другим химически активным агентам. При трении графита о металл поверхность последнего покрывается тонкой, но прочной графитовой пленкой, что обеспечивает низкий коэффициент трения и защищает металл от коррозии [43]. Однако упругие свойства прессованного графита довольно плохие. Поэтому их делают разрезными (из нескольких частей) и прижимающимися к зеркалу цилиндра расположенными под ними пружинящимися металлическими кольцами.

Работоспособность графитовых колец в значительной степени зависит от материала цилиндра. В связи с этим рекомендуется при применении графитовых колец контактирующие с ними поверхности изготавливать из невязких материалов (чугун и хром для марки Д и сталь или хром для марки Е). При трении по вязким материалам (алюминий, медь, латунь и др.), а также при загрязнении поверхности трения даже незначительными количествами масла, жиров, смол и пр. графит теряет свои антифрикционные свойства.

Поршневые графитовые кольца работают в выполненных компрессорах без смазки при давлении воздуха до 245 атм, температуре 200º С и средней скорости поршня 2 м/с.

Мнения исследователей о влиянии чистоты поверхности на износ различны [36]. Сравнительно недавно убедились, что полировка рабочих поверхностей цилиндра вредна, так как она ухудшает способность поверхностей адсорбировать смазку, а потому перешли к хонингованию этих поверхностей.

В настоящее время обычными способами окончательной обработки зеркала цилиндров компрессоров считаются следующие: алмазная расточка (тонкое точение), шлифование и хонингование. Любой из этих видов обработки дает

.

Стремление увеличить работоспособность уплотнения поршня путем повышения износостойкости трущейся пары идет также

1)  по линии различных поверхностных покрытий колец или цилиндров (хромирование, азотирование и т.д.);

2)  применения непрерывно возобновляемой металлизации поверхности цилиндров за счет износа бронзовых или оловянистых вставок на кольцах и пр.;

3)  добавления противоизносных, антизадирных присадок к компрессорным маслам;

4)  применения более вязких масел.

Краткие выводы:

Кольца – неприятная деталь поршневых компрессоров, так как с ними связано:

1)  коэффициент полезного действия;

2)  взрывоопасность;

3)  загрязнения воздуха маслом.

В производстве аммиака применяют крупные поршневые компрессоры

1Г-266/320, сжимающие азотно-водородную смесь до 220 ати. В последнее время на этих машинах резко увеличился износ поршневых колец ряда высокого давления (РВД).

Изучение работы компрессоров позволило установить, что на комбинатах, использующих отмывку газа жидким азотом с предкатализом, РВД работает в таких условиях, когда незначительная местная перегрузка на поверхности трения, являющаяся следствием нарушения центровки или неравномерного прилегания неприработанных опорных поверхностей поршней, приводит к возникновению в этом месте сухого трения и прихватыванию металла к металлу. Вследствие повышения температуры в нагруженной зоне резко снижается вязкость масла на ближайших участках и создаются условия для сухого трения. Этот процесс подобно цепной реакции быстро распространяется по всей зоне трения и приводит к катастрофическому износу трущихся деталей (колец, баббитовой заливки и т.д.).