2.1.3 机体
演示:三维动画、旋转180度、倾斜上部等各部机体孔位置
解说:机体就是压缩机的机身,是由曲轴箱、汽缸体、汽缸盖等组成。曲轴箱在机体下部,是容纳冷冻机油以及曲轴工作的部位,底部装有油粗过滤器。曲轴箱的两侧设有侧盖,方便机器检修及清洗曲轴箱。在侧盖或箱体上装有视油镜来观察曲轴箱内的油位,正常油位应在视油镜高度1/5 ~4/5.曲轴箱内部一般装有盘管式油冷却器,通入冷却水冷却曲轴箱中的冷冻机油;个别型号的机器,例如船用双级活塞压缩机组的油冷却器是安装在机体的外部,结构为套管式,利用内层管路的高压级吸汽冷却外层管路的冷冻机油。
注意:所加冷冻油应符合国标GB/T16630-1996“冷冻机油”的规定
曲轴箱的上部是汽缸体,是安装汽缸套的座孔,根据汽缸数量不同铸成Z、V、W、S型式,目的是提高机器运转时的平稳性。吸汽腔就是汽缸体的内腔,排汽腔在汽缸体的上端,吸、排汽腔之间有隔板分开。在机体油泵侧和轴封侧分别装有吸汽弯管和排汽弯管。在吸汽腔或吸汽弯管上装有吸汽过滤网,应经常清洗。
汽缸盖对汽缸上部起密封作用,它和机体、假盖一起构成高压蒸汽的排汽腔。汽缸盖一般为双层结构,外层为冷却水套,来冷却排汽腔中的高温汽体。汽缸盖采用双头螺栓与机体固定,其中有两个为长螺栓,作用是装配或拆卸汽缸盖时缓解假盖弹簧的弹力,拆卸时应防止假盖弹簧将汽缸盖弹出伤人。装配时应注意汽缸盖垫片,不能有任何损伤。缸盖螺栓禁止使用其它螺栓代替,以免发生恶性事故。
机体前后分别装有轴承座,内部镶有支撑曲轴的主轴承。更换主轴承时,应对轴承内孔合金镀层进行“刮花”处理。
2.1.4 汽阀缸套部件
演示:汽阀缸套部件三维动画及各部件吸排汽动作,分解各部件、假盖、排汽阀、吸汽阀、汽缸套和阀片顶起动作。
解说:汽阀是压缩机汽缸中依次进行膨胀、吸汽、压缩、排汽四个过程的控制机构,是由阀座、阀片、汽阀弹簧等组成,它的开启和关闭主要靠阀片两面的压力差来实现。汽阀按其作用的不同,又分为吸汽阀和排汽阀。
吸汽阀片安装在汽缸套和排汽阀的外阀座之间,汽缸套顶部凸起的两圈密封面(又称阀线)就是吸汽阀的阀座,汽阀关闭时阀片就落在这两圈阀线上。阀线之间的环形凹槽中有均匀布置的吸汽孔与吸汽腔相通。吸汽阀片上压有数个汽阀弹簧,弹簧的大直径端镶嵌在排汽阀的外阀座下端面的凹孔内。
排汽阀的阀座分为外阀座和内阀座两部分。外阀座用螺钉与汽缸套一起固定在机体上,内阀座用螺钉和假盖固定在一起。排汽阀的两条密封线分别做在内、外阀座上。排汽阀片装在假盖和内阀座之间,上面也压有数个汽阀弹簧。拆卸假盖时可将排汽阀片同时取出。
假盖的作用是当汽缸内产生液击时,由于液体不可以压缩,活塞的高速运动会使液体对排汽阀产生巨大的冲击力,假盖会被顶起,打开一条额外的通路,让汽缸内液体迅速排出,防止事故的发生。假盖是用假盖弹簧压紧在排汽阀的外阀座上,弹簧的另一端放在汽缸盖的凹槽内。假盖弹簧压紧后的弹力是0.3 MPa。
警告:活塞压缩机汽缸内严禁进入大量液体(包括制冷剂和冷冻机油)和异物(破损的阀片及弹簧),否则可能发生恶性事故!
汽缸套为可拆卸式,磨损严重或椭圆度增大时可以更换。汽缸套是用螺钉固定在机体上的,拆卸时使用吊环螺栓,旋入汽缸套上部的螺孔内,可以方便的提出来。
2.1.5 活塞连杆组件
演示:活塞(动画)、装活塞、上死点间隙调整及测量、连杆
解说:活塞在汽缸内作往复运动,压缩汽缸内封闭容积中的汽体。活塞一般用铝合金制成,它由顶部、环部、裙部、销座四部分组成。
活塞顶部呈凹形,上面有起吊螺孔,拆卸或装配时可旋进吊环螺栓。活塞运行至最上部时,活塞顶部与排汽阀内阀座之间的间隙称为上死点间隙。上死点间隙过大或过小都会影响压缩机的正常运行。上死点间隙可通过汽缸套垫片的厚度进行调整。
活塞环部开有放置活塞环的环形槽,分别放置汽环和油环。活塞一般装有两道汽环、一道油环,个别型号机器在活塞裙部又增加了一道油环。装配活塞环时,应使活塞在装入汽缸后各个活塞环的锁口(即开口)在圆周方向上等角度分布。
裙部在汽缸中起导向作用并承受侧向力。
销座内安装活塞销,活塞销是活塞与连杆小头之间的连接体。为了防止活塞销产生轴向串动而伸出活塞,在销座两端的环槽内装上弹簧挡圈予以阻挡。
连杆是将曲轴的旋转运动转化为活塞往复运动的中间连接件,把动力传给活塞对蒸汽作功。连杆一般分为三部分:连杆大头、连杆身、连杆小头。
连杆大头是连杆与曲轴连接的一端,一般为剖分式结构,便于安装和拆卸。剖分式连杆具有大头压盖和紧固大头的连杆螺栓。与曲柄销相配合的大头内孔里装有大头轴瓦,大头轴瓦磨损时必须成对更换。
连杆螺栓是用以连接大头压盖的紧固件,起到定位大头压盖的作用,在压缩机运转中受力非常严重,如果在运转中断裂,会造成压缩机严重破坏。因此,严禁使用其它螺栓代替连杆螺栓!(字板)为了防止连杆螺栓在运转中松动,连杆螺母必须设有防松装置。
连杆身是连杆大头与小头的连接体,一般情况内部加工有油路,可以将进入连杆大头的冷冻油输送到连杆小头,润滑活塞销和小头衬套。
连杆小头是连杆与活塞相连的一端,通常为整体结构。小头与活塞销相配合的内摩擦面装有小头衬套,衬套材料一般采用耐腐蚀的磷青铜。
170系列、12.5系列压缩机的连杆大头是斜剖式,连杆可以从汽缸内取出,而100系列压缩机的连杆大头是直剖式,取出连杆时必须连同汽缸套一起取出。
2.1.6 曲轴部件
演示:曲轴、油路、安装
讲解:曲轴是压缩机的一个重要零件,压缩机所消耗的功率就是由曲轴输入的。曲轴主要由主轴颈、曲柄销、曲柄构成。与主轴承配合的部位称为主轴颈,与连杆大头轴瓦配合的部位称为曲柄销,连接主轴颈与曲柄销或相邻两个曲柄销的部分称为曲柄。曲轴内部有贯穿于主轴颈、曲柄、曲柄销的油孔。曲轴的安装与拆卸可在轴封侧或油泵侧进行。拆装过程中,不得将主轴颈或曲柄销等主要部位碰伤,拆卸后的曲轴再安装前应仔细清洗,特别是油孔要用压缩空气或氮气吹净。
2.1.7 轴封部件
演示:伸出轴端、轴封各部件、三维转动、油压表、吸汽压力表
讲解:对于开启式压缩机,驱动轴的一端要伸出机体,为了防止制冷剂向外泄漏或空气渗漏入压缩机,必须在伸出轴与机体之间设置轴封装置。弹簧式轴封是由静环、静环“O”型胶圈、动环、动环“O”型胶圈、弹簧、弹簧座以及压环组成。其中静环、静环胶圈装在轴封盖内固定不动,动环、动环胶圈、弹簧等随同曲轴转动而转动。因为曲轴是处于曲轴箱内,轴封所处压力为曲轴箱压力,即吸汽压力,为保证轴封的润滑以及密封油膜的形成,所以要求活塞压缩机的喷油压力要比吸汽压力高0.15~0.3MPa 。
2.1.8 卸载装置
演示:动画演示
解说:多缸压缩机的能量调节是通过顶起机构使部分汽缸的吸汽阀片一直处于开启状态,因而这几个汽缸在吸汽后进行压缩时,由于吸汽阀片不能关闭,汽缸中压力不能升高,排汽阀片始终打不开,吸入的汽体没有得到压缩就经过开启着的吸汽阀又排回到吸汽腔中去,压缩机的有效排汽量减少,制冷量减小。卸载机构是一套装在压缩机内部的液压传动机构,它接受能量调节阀的控制,及时顶起或落下吸汽阀片达到卸载或正常工作的目的。它主要由油缸、油活塞、弹簧、拉杆、转动环、顶杆等组成。转动环及顶杆装配在汽缸套外部,拉杆上的凸缘镶嵌在转动环的凹槽中。它的工作原理为:当压力油输送到油缸中时,推动油活塞和拉杆,使转动环转动,相应使顶杆落下处于转动环斜槽的最低处,阀片可以自由开启或关闭,该组汽缸处于工作状态。相反,当不向油路供油时,油活塞依靠弹簧的作用力回复到原来的位置,顶杆处于斜槽的最高位置,将吸汽阀片顶起,该组汽缸处于非工作状态。
在更换吸汽阀片时,用工具顶螺栓旋入油缸外盖接头螺孔内,把油活塞顶向内侧,顶杆落下,上端面低于阀线,将吸汽阀片弹簧、吸汽阀片装入排汽阀外阀座后再一起装在汽缸套上。
卸载装置的油路由手动能量调节阀控制。压缩机启动前由于机器尚未运转,没有建立油压,因而全部汽缸的吸汽阀片均处于顶开状态,启动时活塞不对汽体压缩作功,实现了空载启动。卸载装置工作所需油压必须高于曲轴箱压力0.1 MPa以上,一般设置为0.15 ~0.3 MPa之间。
2.1.9润滑与油循环系统
演示:油泵、粗滤器、加油阀、精滤器
解说:活塞压缩机的油润滑主要是利用油泵产生的压力油通过输油管路输送到需要润滑的各个摩擦面进行强制润滑。主要的润滑部位有主轴颈与主轴瓦的润滑、曲柄销与连杆大头轴瓦的润滑、活塞销与连杆小头衬套的润滑、轴封的润滑等。汽缸壁上的润滑油是利用曲拐和连杆大头在旋转时,将曲柄销端面间隙处挤出的润滑油甩到汽缸镜面上。
曲轴箱中的润滑油经过油粗过滤器和装放油阀后被油泵吸入,提高压力后,经过油精过滤器滤去杂质,然后分成两路:一路去后轴承座,润滑主轴颈,再通过主轴颈内的油路去相邻的曲柄销润滑装在该曲柄销上的大头轴瓦,再通过连杆体中的油孔输送到小头衬套,润滑活塞销。这一路在后轴承座上,设有油压调节阀,一部分油经过油压调节阀旁通回曲轴箱;另一路进入轴封室,润滑轴封并形成油膜密封,然后进入前轴承座,润滑主轴颈及相邻的大头轴瓦和小头衬套;此外再从轴封室接出一路供给卸载装置的油分配阀,作为能量调节机构的液压动力。
新机组在运行72小时后应全部排放曲轴箱的存油,并清洗油粗过滤器,按此时间间隔进行三次以后,每运行三个月清洗一次油粗过滤器。
装放油阀手柄处于不同位置时可起到加油或放油作用,正常运行时,将手柄拨在“运行”位置。
活塞压缩机通常采用内啮合转子式油泵,它主要由两个偏心啮合的内外转子以及泵体、泵盖等组成。工作时由曲轴驱动内转子,带动外转子旋转,实现吸油和排油的过程。这种油泵只能单方向运转,不能倒转,否则会失去供油能力,因此压缩机在第一次运转时要注意电机的旋转方向与油泵体上指示箭头的方向一致。另外,还有一种外置式油泵的机组,油泵单独由一台电机驱动,这种情况只要保证油泵电机旋转方向正确就可以了,压缩机电机的旋转方向不作要求。
油精过滤器是装在油泵体内的一组金属片。在机器正常运转时,应每天转动手柄两三圈,防止堵塞,油细过滤器应经常进行清洗。
油压调节阀用来调节润滑系统的油压。润滑系统的油压一般比吸汽压力高0.15~0.3MPa。油压调节阀的阀杆顺时针旋转为提高油压,逆时针旋转为降低油压。
能量调节阀用于控制卸载装置机构,安装在控制台上。压缩机启动前应拨到“0”位上,运转正常后根据油压及吸汽压力逐渐增加工作汽缸的数量。
建议新使用的机组运行72小时后拆洗一次油过滤器及吸汽过滤器,按此时间进行三次后再每运行三个月清洗一次,也可根据各过滤器清洁情况来确定清洗时间。
2.1.10安全阀
演示:安全阀、动画演示、
讲解:活塞机使用的安全阀设置在排汽腔与吸汽腔之间,当排汽压力与吸汽压力的差值超过设定值时,阀芯自动起跳,使吸、排汽腔相通,高压汽体泄向吸汽腔,起到保护压缩机的作用;当压差降低后,阀芯自动关闭。安全阀出厂前已定压、铅封,不得随便打开。安全阀起跳以后很容易造成泄漏,应进行检修以后才能再度使用。正常使用的安全阀应每年到国家专业的机构校验一次。单级压缩机安全阀起跳压差为1.6MPa。
2.1.11联轴器部件
演示:联轴器各部件及偏差示意图、安装、找正
讲解:活塞式压缩机使用的联轴器是弹性联轴器,主要由半联轴节、飞轮、接筒、橡胶芯子、螺栓等组成。飞轮的重量比较大,主要是为了提高机器运转时的平稳性,接筒是为了拆装轴封时不需移动电动机而设置的。在安装机器时,应进行压缩机与电机同心度的调整。其轴线允许相对径向移位不超过0.20mm,允许相对角位移不超过0º40´,偏差过大时弹性橡胶圈容易磨损,并且会引起压缩机振动,损坏轴封、轴承等零部件。
2.1.12 机组控制台
演示:机组、控制台
讲解:控制台是机组的本地控制系统,一般为手动控制台。单级压缩机控制台的面板上是由吸汽压力表、排器压力表、油压力表、电流表、能量调节阀、开停机按钮和相关指示灯、警铃等构成。箱体内部设置有高压和低压保护继电器、油压差继电器、油温控制器等。
注意:严禁随意调整压缩机各保护设定值。
2.2 单机双级活塞压缩机
演示:4ASJ170、8ASJ12.5等机组、三维演示机体、不同之处对比
讲解:双级活塞压缩机是在同一台压缩机当中,既有作为低压级压缩的汽缸,又有作为高压级压缩的汽缸,通常高压级与低压级汽缸数量比为1:3,如4ASJ170、8ASJ12.5等。
双级活塞压缩机的机体中分别设有高、低压级的吸汽腔与排汽腔,它们之间分别有隔板分隔开。
因为汽缸套外部与曲轴箱相通,而高压级汽缸的吸汽压力比曲轴箱压力高,因此高压级汽缸套底部与汽缸体之间装有密封胶圈,使高压级的吸汽腔与曲轴箱分隔开,防止高压级吸汽腔的汽体泄漏到曲轴箱。
双级活塞压缩机高压级的连杆小头不是采用轴承衬套,而是采用强度更高的滚针轴承,同时润滑方式采用飞溅润滑,因此,高压级的连杆内部也没有相应的油孔。
因为卸载机构的油压力仅比低压级的吸汽压力、即曲轴箱压力高0.15~0.3MPa,而高压级的油缸外部对应的是高压级的吸汽压力,为了保证油活塞的正常动作,高压级油缸与拉杆之间设置胶圈密封,同时油活塞背面的油缸设有油孔与曲轴箱相通。双级活塞压缩机的高、低压级分别设有安全阀,低压级安全阀起跳压差为0.7MPa,高压级安全阀起跳压差为1.6MPa。
单机双级活塞压缩机的控制台上还装有一级排汽压力表和二级吸汽压力表。