LW108型无油空压机活塞部件的改进喷淋系统
LW—10/8型无油空压机活塞部件的改进
LW—10/8型无油空压机活塞部件的改进 2011年12月09日 来源: Improvement on the Design for the Piston Unit of Type LW-10/8 Oil-Free Air CompressorYu Keying et al According to the problem existing in the use of type LW-10/8 oil-free air compressor,we have brought forward interrelated basis of edsign calculation and accomplished the improvement on the design.The practice proves that the practical result after improvement is very good. Keywords:oil-free air compressor,piston unit,improvement of the design 1 引言 LW—10/8型无油空压机是目前广泛使用的一种无油压缩机,该机为L型两列二级双缸复动水冷无油润滑活塞式结构。自80年代投入运行以来,陆续发现该机的易损件寿命较短,特别是二级填充聚四氟乙烯活塞环和支承环平均使用寿命小于1000h,远远低于JB/T53054—92《一般用往复活塞空气压缩机产品质量分等》的要求(合格品2000h;一等品4000h;优等品6000h)及用户使用要求,给正常生产带来极大的麻烦。为提高其可靠性,延长易损件寿命,积累填充聚四氟乙烯活塞环和支承环设计制造应用经验,我们对二级活塞环、支承环和活塞体等零件的结构尺寸重新进行了设计计算,并于1995年12月完成了改进。改进后,压缩机运行至今,效果良好。 2 设计计算及结构改进 2.1 活塞环的设计计算 活塞环及活塞环槽结构尺寸如图1所示。图1 活塞环及活塞环槽结构尺寸 2.1.1 活塞环数Z 确定活塞环数主要考虑气体压力差,其次考虑其结构、材质和使用情况等因素。一般按下式取值: (1)式中 ΔP——活塞两端最大压差,MPa 并按下式校核:PV/Z<[PV]<0.5MPa。m/s (2)式中 P——作用在活塞环上的压力,MPa V——活塞平均速度,m/s 2.1.2 切口型式 原活塞环为45°斜切口(如图2a),随着磨损量的增加,泄漏量越来越大,使排气量减少。现采用搭接口形式(如图2b),使其工作时互相搭接,气体不能直接地通过切口而需经二次折流,从而大大减小泄漏量。同时,加大搭接长度,使其磨损量达到最大允许值后仍能搭接。为了增加搭接口处的强度,防止其变形折断,故将活塞环轴向高度值取得较大。图2 切口型式 2.1.3 径向厚度t 活塞环径向厚度应根据材质、弹力、温度、结构等因素综合考虑,一般取: (3)式中 D——气缸内径,mm 2.1.4 轴向高度h 活塞环轴向高度对密封性能的影响不大,但增加轴向高度,有利于增大环的强度,减小环的冷流性,增加环的弹力,易于克服其端面和活塞环槽间的摩擦,同时考虑到活塞环采用搭接口形式,应取较大值,一般取h=t。 2.1.5 开口间隙S 活塞环开口间隙越小,密封性能越好,但太小会因活塞环受热膨胀产生强制摩擦而加速环的磨损甚至损坏,严重时发生胀死现象。间隙太大,则泄漏量大。一般取:S=πD1a(t2-t1) (mm) (4)式中 D1——活塞环外径,mm a——活塞环材质的线膨胀系数,1/℃ t2——活塞环工作时的温度,℃ t1——检验尺寸S时的活塞环温度,℃ 2.1.6 槽宽间隙δ 活塞环槽宽间隙过大,工作时活塞环和活塞环槽将造成冲击,发生变形或损坏,同时增大噪声;若该间隙过小,活塞环会因受热膨胀而胀死在环槽内,不能径向运动,失去密封作用。一般按下式确定:δ=[a(t2-t1)+1/100]h (mm) (5) 2.2 支承环的设计计算 支承环的作用是承受活塞部件的重量,改善活塞直线运动的同轴度,防止活塞与缸体直接接触,减小气缸磨损。支承环及环槽结构尺寸如图3所示。
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