|
|
Лабораторная работа 2. Лабораторное занятие 2. Исследование конструкции компрессора холодильной машины Цель
Лабораторное занятие №2
Исследование конструкции компрессора холодильной машины
Цель: Закрепить теоретический материал, исследовать устройство поршневого холодильного компрессора, научиться классифицировать компрессор по конструктивным признакам.
Оборудование:
1.Холодильный компрессор установки кондиционирования воздуха МАБ-2.
2.Кантователь компрессора.
3.Набор слесарного инструмента.
Ход работы:
Компрессоры транспортных установок разработаны на базе существующих стационарных аналогов с учетом специфических условий эксплуатации, размещения на подвижном составе и особенностей технического обслуживания. Используются как одноступенчатые, так и многоступенчатые компрессоры. К транспортным компрессорам предъявляются следующие требования:
- высокая надежность и долговечность в различных условиях эксплуатации;
- простота и компактность конструкции;
- простота обслуживания, регулировок и ремонта;
- возможность применения агрегатного метода ремонта;
- устойчивость к ударным нагрузкам и повышенным ускорениям (вибротряскоустойчивое исполнение);
- высокие удельные мощностные и энергетические показатели (по отношению к массе, габаритным размерам установки и потребляемой мощности);
- низкая стоимость (включая стоимость изготовления, монтажа, ремонта, обслуживания, снабжения запасными частями);
- широкая стандартизация и унификация агрегатов, узлов и деталей;
- быстрый и безотказный пуск во всех климатических зонах России (при малом времени выхода на номинальные рабочие режимы);
- возможность применения средств технической диагностики.
Могут предъявляться и дополнительные требования: возможность работы на смесях фреонов без дозаправки холодильной установки хладагентом в течение определенного срока эксплуатации и другие.
Важным требованием является сохранение исправности и работоспособности энергохолодильного оборудования после соударения вагонов со скоростью набегания до 3 м/с (10,8 км/ч) При этом допускается лишь кратковременное отключение агрегатов с последующим автоматическим восстановлением нормального режима работы.
Надежность холодильного компрессора подвижного состава обеспечивается совершенством конструкции; качеством и точностью обработки, сборки и регулировки деталей; своевременностью проведения технического обслуживания и профилактических работ.
Конструкция компрессоров.
Поршневые компрессоры холодильных машин малой и средней холодопроизводительности в большинстве случаев выполняют блок-картерными. Конструктивную основу таких компрессоров составляет фасонная отливка (блок-картер) из чугуна или алюминиевых сплавов. В расточки блока запрессовывают тонкостенные втулки-гильзы цилиндров, отлитые из чугуна. Головки (крышки цилиндров) литые; они закрывают цилиндр или группу цилиндров и закрепляют клапанные плиты (обычно с помощью буферной пружины).
В компрессорах предусмотрено водяное охлаждение цилиндров и их головок. Для этого в блоке выполняют охлаждающие полости (рубашки). В компрессорах с воздушным охлаждением поверхность блока в верхней части, а также головки обычно выполняют с наружным оребрением. Подшипниковые узлы и сальники компрессора, размещенные в блок-картере, закрывают крышками. В компрессорах бессальниковой конструкции торцевую расточку блока со стороны приводного электродвигателя также закрывают глухой крышкой.
Клапанная система работает по принципу разницы давлений до и после клапана. Как правило, клапана выполняют лепестковыми или кольцевыми подпружиненными. Первые закрываются за счет собственной упругости пластины клапана, которая, как правило, выполнена и легированной закаленной стали. Вторые закрываются усилием пружин, при этом корпус нагнетательного клапана может располагаться внутри всасывающего.
Поршни компрессоров непрямоточного типа тронковые из чугуна или алюминиевых сплавов. На поршне установлены компрессионные и маслосъемные кольца. При этом маслосъемное кольцо обычно располагают над поршневым пальцем, обеспечивая подачу смазки к пальцу. Число уплотнительных колец в холодильных компрессорах выбирают в зависимости от частоты вращения вала. При n = (700 ÷ 1000) мин - обычно устанавливают три кольца, при более высокой частоте - два.
Уплотнительные кольца чугунные, в компрессорах повышенной мощности из неметаллических материалов (обычно из фторопласта), что способствует снижению износа зеркала цилиндра и уменьшению потерь трения. Упругость колец из неметаллических материалов обеспечивают эспандером (плоской пружиной), подкладываемой под кольцо. Маслосъемные кольца клиновидные или с кольцевой канавкой, которую отверстиями соединяют с просверленными в поршне каналами для отвода масла в картер.
Поршни компрессоров прямоточного типа сложной конфигурации. В днище такого поршня устанавливают всасывающий клапан; в верхнем поясе наружной поверхности размещены уплотнительные кольца (обычно два-три); средняя часть образует окна для прохода хладагента, всасываемого в цилиндр, в нижнем поясе располагают поршневой палец, а под ним - маслосъемное кольцо.
Шатуны поршневых холодильных компрессоров изготавливают из кованого или штампованного чугуна; верхняя головка шатуна неразъемная, а нижняя имеет прямой или косой разъем. В многоцилиндровых конструкциях двухколенные валы выполняют двухопорными и устанавливают их на подшипниках скольжения или качения. К шатунной шейке такого вала присоединяют до четырех шатунов.
Выходную часть вала в компрессорах с внешним приводом тщательно уплотняют для предотвращения утечки хладагента. Обычно уплотнение выполняют кольцевыми пружинными или сильфонными сальниками. Наибольшее распространение имеют одно- или двусторонние кольцевые пружинные сальники с неподвижными металлографитовыми кольцами, уплотненными резиновыми или фторопластовыми втулками, устойчивыми против воздействия хладагента и масла. Для дополнительного уплотнения вала и охлаждения трущихся частей в сальниковую камеру подают масло из системы смазки.
Система смазки поршневых холодильных компрессоров малой и средней холодопроизводительности комбинированная: часть поверхностей трения обеспечивают подачей масла под давлением, создаваемым масляным насосом, часть - разбрызгиванием, т.е. масляным туманом, оседающим на поверхностях трения. В качестве насосов в большинстве случаев используют шестеренчатые с непосредственным приводом от вала компрессора или от вспомогательного вала, связанного с коленчатым шестеренным приводом. От насоса масло под давлением поступает к коренным шейкам, а далее по каналам в теле коленчатого вала к шатунным. Очищается масло в фильтре грубой очистки на входе в насос и тонкой очистки на выходе из него. Иногда на входе в фильтр грубой очистки устанавливают магнитный фильтр.
Несмотря на широкое использование в холодильных машинах компрессоров поршневого типа, последние при достаточно высоком уровне объемных, энергетических и конструктивных показателей имеют существенные недостатки, препятствующие теплотехническому и эксплуатационному совершенствованию паровых холодильных машин, повышению их надежности. Основные недостатки поршневых компрессоров:
- необходимость преобразования вращательного движения вала в возвратно-поступательное движение поршней и связанные с этим сложности: уравновешивание конструкции, использование жестких и массивных рамных элементов,
- наличие изнашиваемых элементов;
- неравномерность подачи, обусловливающую наличие таких малонадежных элементов, как клапаны;
- возможность гидравлического удара, усложняющего работу компрессора на двухфазных средах.
Отмеченные недостатки поршневых конструкций в значительной степени преодолеваются в таких компрессорных машинах объемного сжатия, как винтовые и роторные.
Контрольные вопросы
1. Поясните, классификацию холодильных компрессоров.
2. Поясните, конструктивные признаки и технические характеристики, заложенные в маркировке компрессоров.
3. Поясните, принцип действия клапанной системы компрессора.
4.Поясните, устройство системы смазки компрессора.
5. Перечислите, способы регулирования холодопроизводительности холодильных компрессоров, поясните кратко принцип каждого из способов.
Ответы:
1.Поршневые компрессоры холодильных машин классифицируют: по виду сжимаемого хладагента — хладоновые, аммиачные, углекислотные и т.д., а также универсальные, рассчитанные на работу с рядом различных хладагентов, чаще всего с хладоном и аммиаком; у отечественных компрессоров унифицированного ряда вид хладагента отражает первая буква условного обозначения: Ф — хладоны, А —аммиак; по числу ступеней повышения давления (ступеней сжатия) — одно- и многоступенчатые (обычно двухступенчатые); в многоступенчатых конструкциях цилиндры всех ступеней компонуют в общем блоке или на общей раме; по схеме преобразования вращения вала в возвратно-поступательное движение поршня — бескрейцкопфные (с кинематической схемой коленчатый вал-шатун — поршень) и крейцкопфные, когда движение от шатуна к поршню передается через ползун (крейцкопф) и шток; по характеру движения хладагента в цилиндре — непрямоточные, в которых хладагент в цилиндре меняет направление движения, а неподвижные клапаны размещают в головке цилиндра, и прямоточные с неизменяемым направлением движения хладагента, когда один из клапанов, установленный в днище поршня, движется вместе с ним; по числу цилиндров — одно-, двух- и многоцилиндровые (обычно число цилиндров не превышает восьми); по расположению иилиндров — вертикальные, угловые (V- и веерообразные), оппозитные; характер расположения и число цилиндров в угловых компрессорах унифицированного ряда отражают второй буквой условного обозначения соответственно для двух-, четырех- и восьмицилиндровых компрессоров В, У и УУ; по степени герметизации — сальниковые, приводимые в действие выносным двигателем; бессальниковые с встроенным электродвигателем и герметичные, заключенные вместе с двигателем в герметичный кожух; в условное обозначение бессальниковых и герметичных компрессоров унифицированного ряда вводят буквенный индекс БС или Г;
по способу охлаждения цилиндров — с воздушным или водяным охлаждением; по холодопроизводительности (холодильной мощности) поршневые компрессоры классифицируют так же, как и холодильные машины, — малой (менее 12 кВт), средней (от 12 до 120 кВт) и большой (свыше 120 кВт) мощности; величину холодопроизводительности компрессоров унифицированного ряда в Мкал/ч при стандартных температурах кипения и конденсации (-15, +30 °С) указывают в числовом индексе условного обозначения компрессора; по числу полостей цилиндра — простого и двойного действия. В компрессорах простого действия сжатие паров происходит только с одной стороны движущегося поршня; в компрессорах двойного действия при каждом ходе поршня с одной его стороны происходит всасывание, с другой — нагнетание; по виду привода — с тепловым (от двигателя внутреннего сгорания), турбинным и электрическим приводом; по типу привода — непосредственно от электродвигателя; с внешним приводом — через муфту (от электрических и тепловых двигателей); через клиноременную передачу; по месту установки — стационарные и транспортные; по частоте вращения вала— тихоходные (до 500 об/мин) и быстроходные (более 500 об/мин).
2. Поршневые компрессоры холодильных машин малой и средней холодопроизводительности в большинстве случаев выполняют блок-картерными. Конструктивную основу таких компрессоров составляет фасонная отливка (блок-картер) из чугуна или алюминиевых сплавов. В расточки блока запрессовывают тонкостенные втулки-гильзы цилиндров, отлитые из чугуна. Головки (крышки цилиндров) литые; они закрывают цилиндр или группу цилиндров и закрепляют клапанные плиты (обычно с помощью буферной пружины). В компрессорах предусмотрено водяное охлаждение цилиндров и их головок. Для этого в блоке выполняют охлаждающие полости (рубашки). В компрессорах с воздушным охлаждением поверхность блока в верхней части, а также головки обычно выполняют с наружным оребрением. Подшипниковые узлы и сальники компрессора, размещенные в блок-картере, закрывают крышками. В компрессорах бессальниковой конструкции торцевую расточку блока со стороны приводного электродвигателя также закрывают глухой крышкой.
3. Система смазки компрессора комбинированная: часть трущихся деталей смазывается под давлением от смазочного насоса, а другая — разбрызгиванием. Насос для смазывания расположен ниже уровня масла. Привод насоса осуществляется от шестерни коленчатого вала.
Конструктивно шариковые клапаны обеспечивают неизменное направление подачи масла при различных направлениях вращения вала компрессора. Из ванны масло всасывается насосом через колонки магнитного фильтра и сетчатые шайбы всасывающего фильтра. Вихревое колесо, приводимое во вращение насосом и расположенное в масляной ванне, обеспечивает хорошее отделение хладагента от масла и позволяет в более короткое время создать в системе необходимое давление. Поступая от насоса , масло подается к коренным подшипникам и по двум каналам. По одному каналу через трубопровод масло подается к заднему коренному подшипнику коленчатого вала для смазки втулок и упорных колец. По другому каналу смазка подводится к переднему опорному подшипнику коленчатого вала со стороны насоса и к шатунным подшипникам через отверстия в коленчатом валу. Через этот же канал подается смазка к измерительному трубопроводу давления смазки для управления автоматическим запорным вентилем и оттуда к манометру давления масла.
4. Для поддержания температуры в охлаждаемом помещении в заданном интервале приходится регулировать холодопроизводительность установки, рассчитанную на максимальную потребность в холоде. Регулирование может быть плавным или позиционным (ступенчатым). Плавное регулирование можно выполнить: плавным изменением частоты вращения вала компрессора; перепуском (байпасированием) пара из нагнетательной линии во всасывающую; изменением рабочего объема компрессора (в винтовых компрессорах); открытием всасывающего клапана на части хода поршня и др. Многие из перечисленных выше способов применяются редко из-за сложности их конструкционного осуществления или из-за значительных энергетических потерь. Позиционное регулирование можно выполнять изменением коэффициента рабочего времени, т.е. изменением продолжительности работы холодильной установки за цикл. Этот способ широко применяется в системах с большой тепловой аккумулирующей способностью. Позиционное регулирование выполняется также ступенчатым изменением частоты вращения коленчатого вала компрессора, используя многоскоростные электродвигатели. Частоту вращения вала электродвигателя изменяют переключением полюсов статора. На рефрижераторном подвижном составе применяется регулирование холодопроизводительности изменением коэффициента рабочего времени. Цикличная работа холодильной установки достигается периодическими ее включениями и выключениями.
Вывод: В ходе проделанной работы я изучил теоретические сведения, исследовал устройство поршневого холодильного компрессора, научиться классифицировать компрессор по конструктивным признакам. |
|
|
Скачать 22.17 Kb.