活塞式制冷压缩机结构

发布：2015-12-18  阅读：1757

  活塞式制冷压缩机主要由机体、曲轴、连杆、活塞组、阀门、轴封、油泵、能量调节装置、油循环系统等部件组成。

1、机体：包括气缸体和曲轴箱两部分，一般采用高强度灰铸铁（HT20-40）铸成一个整体。它是支撑气缸套、曲轴连杆机构及其他所有零部件之间具有正确的相对位置和本体。气缸采用气缸套结构，安装在气缸体上的缸套座孔中，便于当气缸套磨损时维修或更换。因而结果简单，检修方便。

2、曲轴：曲轴是活塞式制冷压缩机的主要部件之一，传递着压缩机的全部功率。其主要作用是将电动机的旋转运动通过连杆改变为活塞的往复直线运动。曲轴在运动时，承受拉、压、剪切、弯曲的扭转的交变复合负载，工作条件恶劣，要求具有足够的强度和刚度以及主轴颈与曲轴箱的耐磨性。故曲轴一般采用40、45或50号优质碳素钢锻造，但现在已广泛采用球墨铸铁（如QT50-1.5与QT60-2等）铸造。

3、连杆：连杆是曲轴与活塞间的连接件，它将曲轴的回转运动转化为活塞的往复运动，并把动力传递给活塞对气体做功。连杆包括连杆体、连杆小头衬套、连杆大头轴瓦和连杆螺栓。

连杆体在工作时承受拉、压交变载荷，故一般用优质中碳钢锻造或用球墨铸铁（如QT40-10）铸造，杆身多采用工字形截面且中间钻一长孔作为油道。

 连杆小头通过活塞销与活塞相连，销孔中加衬套以提高耐磨、耐冲击能力。连杆小头衬套常用锡磷青铜ZQSn10-1做成整体筒状，外圆面车有环槽并钻有油孔，内表面开有轴向油槽。

连杆大头与曲轴连接。连杆大头一般做成剖分式，以便于装拆和检修。为了改善连杆大头与曲柄销之间的磨损状况，大头孔内一般均装有轴承合金轴瓦即连杆大头轴瓦。连杆大头轴瓦分薄壁和厚壁两种，系列制冷压缩机都采用薄壁轴瓦。轴瓦的上瓦与连杆油孔相应的地方也有油孔。

连杆螺栓用于连接部分式连杆大头与大头盖。连杆螺栓是曲柄连杆机构中受力严重的零件，它不仅受反复的拉伸且受振动和冲击作用，很容易松脱和断裂，以致引起严重的事故。所以对连杆螺栓的设计、加工、装配均有严格要求。连杆螺栓常用40Cr、45Cr钢等制造，且采用细牙螺纹，其安装时要求有一定的预紧力，以免在载荷变化时连杆大头上下瓦和曲柄销之间松动敲击，加速机器零件的损坏。但预紧力过大也是不利的，所以在上紧连杆螺栓时，最好用扭力扳手按说明书规定施力。

4、活塞组：活塞组是活塞、活塞销及活塞环的总称。活塞组在连杆带动下，在气缸内做往复直线运动，从而与气缸等共同组成一个可变的工作容积，以实现吸气、压缩、排气等过程。

活塞——活塞可分为筒形和盘形两大类。我国系列制冷压缩机的活塞均采用筒形结构，它由顶部、环部和裙部三部分组成。活塞顶部组成封闭气缸的工作面。活塞环部的外圆上开有安装活塞环的环槽，环槽的深度略大于活塞环的径向厚度，使活塞环有一定的活动余地。活塞裙部在气缸中起导向作用并承受侧压力。

 活塞的材料一般为铝合金或铸铁。灰铸铁活塞过去在制冷压缩机中应用较广，但由于铸铁活塞的质量大且导热性能差，因此，近年来系列制冷压缩机的活塞都采用铝合金活塞。铝合金活塞的优点是质量轻、导热性能好，表面经阳极处理后具有良好的耐磨性。但铝合金活塞比铸铁活塞的机械强度低、耐磨性差。

活塞销——活塞销是用来连接活塞和连杆大小头的零件，在工作时承受复杂的交变载荷。活塞销的损坏将会造成严重的事故，故要求其有足够的强度、耐磨性和抗疲劳、抗冲击的性能。因此，活塞销通常用20号钢、20Cr钢或45号钢制造。

活塞环——活塞环包括气环和油环。气环的主要作用是使活塞和气缸壁之间形成密封，防止被压缩蒸汽从活塞和气缸壁之间的间隙中泄露。为了减少压缩气体从环的锁口泄露，多道气环安装时锁口应相互错开，油环的作用是布油和刮去汽缸壁上多余的润滑油。气环可装一至三道，油环通常只装一道且装在气环的下面，常见的油环断面形状有斜面式和槽式两种，斜面式油环安装时斜面应向上。

5、气阀与轴封：气阀是压缩机的一个重要部件，属于易损件。它的质量及工作的好坏直接影响压缩机的输气量、功率损耗和运转的可靠性。气阀包括吸气阀和排气阀，活塞每上下往复运动一次，吸、排气阀各启闭一次，从而控制压缩机并使其完成吸气、压缩、排气等四个工作过程。由于阀门启闭工作频繁且对压缩机的性能影响很大，因此气阀需满足如下要求：气体流过阀门时的流动阻力要小，要有足够的通道截面，通道表面应光滑，启闭及时、关闭严密，坚韧、耐磨，工作可靠。

6、轴封——轴封的作用在于防止制冷剂蒸汽沿曲轴伸出端向外泄露，或者是当曲轴箱内压力低于大气压时，防止外界空气漏入。因此，轴封应具有良好的密封性和安全可靠性、且结构简单、装拆方便、并具有一定的使用寿命。

轴封装置主要有机械式和填料式两种。目前常用的机械式轴封主要有摩擦环式和波纹管式。其中，国产系列活塞式制冷压缩机大都采用摩擦环式轴封，这种轴封由活动环（摩擦环）、固定环、弹簧及弹簧座、压圈和两个“o”形耐油橡胶圈所组成，活动环槽内嵌一橡胶密封圈并与活动环一同套装在轴上，在弹簧力和压圈的作用下，活动环与橡胶圈一同被压紧在轴上且使活动环紧贴在固定环上，工作时弹簧座与弹簧、轴上橡胶密封圈及活动环随同曲轴一起转动，固定环及其上的橡胶圈则固定不动。故工作时活动环和固定环做相对运动，紧贴的摩擦而面起防止制冷剂往外泄漏的密封作用，轴上橡胶圈用来密封轴与活动环之间的间隙，固定环上的耐油橡胶密封圈起防止轴封室内润滑油外泄的作用。

7、能量调节装置：在制冷系统中，随着冷间热负荷的变化，其耗冷量也有变化，因此压缩机的制冷量也应做必要的调整。压缩机的制冷量的调节是由能量调节装置来实现的，所谓压缩机的能量调节装置实际上就是排气量调节装置。它的作用有二，一是实现压缩机的空载启动或在较小负荷状态下启动，二是调节压缩机的制冷量。压缩机排气量的调节方法有：1、顶开部分气缸的吸气阀片；2、改变压缩机的转速3、用旁通阀使部分缸的排气旁通回吸气腔，这种方法用于顺流式压缩机；4、改变附加余隙容积的大小。顶开气缸吸气阀片的调节方法是一种广泛应用的调节方法，国产系列活塞式制冷压缩机，均采用顶开部分气缸吸气阀片的输气量调节装置。

  顶开部分气缸吸气阀片的输气量调节装置的原理很简单，即用顶杆将部分气缸的吸气阀片顶起，使之常开，使活塞在压缩过程中，压力不能升高，吸入蒸汽又通过吸气阀排回吸气侧，故该气缸无排气量，从而达到调节输气量的目的既能量调节。

 顶开吸气阀片能量调节装置可分为执行机构、传动机构和油分配机构三部分，主要由油分配阀、油缸、油活塞、拉杆、转动环、顶杆和弹簧等部件组成。拉杆上有两个凸圆，分别嵌在两个气缸套外部的转动环中。若不向油缸中供油，由于油活塞左侧弹簧的作用，油活塞处于油缸的右端位置，气缸套外部的顶杆都是处在转动环斜槽的最高位置，将吸气阀片顶开，于是该气缸卸载。当压力油经油分配阀向油缸供油时，因油压的作用，克服弹簧力使油活塞及拉杆向左移动，并通过拉杆上的凸圆使转动环转动一定角度，相应地使顶杆在顶杆弹簧作用放下而下滑到斜槽的最低处，这时吸气阀片在重力和弹簧力作用下降落在阀座上并可以自由启闭，则该气缸处于工作状态。

 压缩机启动时，由于机器尚未转动，油压为零，因而全部气缸的吸气阀片都被顶杆顶开，气缸不起压缩作用，从而实现了空载启动。

 我国系列活塞式制冷压缩机，以两个气缸为一组，既每一个油活塞和拉杆控制的两个气缸。8AS-12.5型压缩机的油分配阀上标有0、1/4、1/2和1五个档位，也就是说可以根据制冷量的需要，使制冷量按0、25%、50%、75%及10%来进行调节。

 利用卸载装置来调节压缩机的制冷量，比采用温度控制器和低压继电器来控制压缩机的停、开要好的多。特别是大功率的电动机，停开过于频繁是电源所不允许的。