А. В. Бараненко. Холодильные машины

цией ложной крышки в этом случае сохраняется как и у прямо­

точного компрессора. Площадь щели всасывающего клапана так­ же удается сделать достаточной в основном за счет большой дли­

ны пластины, а подогрев рабочего вещества на всасывании умень­

шается за счет установки в полости нагнетания теплоизолирую­

щей прокладки.

Переход к непрямоточным компрессорам позволил создать бо­ лее совершенные конструкции и обеспечить следующие преиму-

уменьшить размеры и массу компрессоров;

повысить частоту врзщения коленчаroго вала за счет умень­

шения массы поршневой группы;

обеспечить возможность принудительного открытия всасыва­

ющего клапана при регулировании производительности; уменьшить мощность трения и износ компрессора;

улучшить смазывание наиболее нагруженной части поршня за

счет установки маслосъемного кольца выше порmневого пальца,

уменьшить износ поршня и гильзы цилиндра, снизить унос масла.

БЛ.о1исартерные и бл.О1С-цUJtuндровые 1Со.иnрессоры отличают­

ся тем, что у блок-картерных машин блоки цилиндров и картер, в котором располагается коленчатый вал, выполняют в виде од­ ной отливки, обычно из чугуна, а у блок-цилиндровых компрес­ соров картер и блоки цилиндров - отдельные детали, соединяе­

мые с помощью болтов или шпилек. Современные компрессоры

изготавливают, как правило, блок-картерными.

Компрессоры с внешним nриводом имеют на хвостовике ко­

ленчатого вала торцовое уплотнение (или сальник), препятст­

вующее попадавию рабочего вещества в атмосферу, и потому час­

то называются сальниковыми.

Практически все компрессоры холодопроизводительностью свы­ ше 100 кВт являются сальниковыми. Преимущества сальнико­

вых компрессоров заключаются в охлаждении приводного электро­

двигателя атмосфеРI;IЫМ воздухом, его доступности для ремонт­

ных и профилактических работ, а также отсутствии необходи­ мости в специальных материалах, обеспечивающих надежную работу обмоток двигателя в среде рабочего вещества. Недостаток сальниковых компрессоров - наличие сальника, обладающего

часто недостаточной надежностью и долговечностью и потому требующего проведения регулярных профилактических или ре­

монтиых работ.

Компрессоры с встроенным nриводом - бессальниковые, или герметичные, компрессоры (см.рис. 8.28, 8.29) сальника не"Име­

ют, ротор электродвигателя располагается непосредственно на

хвостовике коленчатого вала, а статор - в специальном приливе

блок-картера компрессора. Преимущества встроенного привода

состоят в следующем:

высокая надежность из-за отсутствия сальника, который осо­

бенно трудно выполнить небольших размеров (именно поэтому

Рис. 8.28. БесС8J1ЬJD1КОВЫЙ компрессор ПБ-l00 холодопроиаводитеJIbllОСТЫО

102 кВт при работе на R22 (D = 76 мм; з=76 мм; z = 8: n = 24 с-1):

Рис. 8.29. герметичllый компрессор ПГ·24 холодопроизводительвостью 7 кВт

при работе на R22:

1 - коокух; 2 - статор электjЮДВИГат""и: Э - ротор влеКТjЮдвигатели; 4 - блок ЦИЛИВДjЮВ: 5 _

8ксцевтри:ковый вал; В - шатувв~поршвеваа группа; 1 - гильза циливдре; 8 - коллектор

практически все малые холодильные компрессоры и многие сред­

ние имеют встроенный привод);

малые масса и размеры электродвигателя, номинальную мощ­

ность которого из-за эффективного охлаждения рабочим вещест­

вом можно превысить В два-три раза.

Здесь уместно обратить внимание на условность принятой тер­ минологии. Ясно, что все холодильные компрессоры должны быть герметичными, иначе они не смогли бы нормально работать из-за утечки рабочего вещества. Бессальниковыми традиционно назы­ ваются компрессоры со встроенным приводом, который располо­ жен в блок-картере компрессора (рис. 8.28). В случае необходи­

мости доступ к нему, а также и другим деталям и узлам компрес­

сора можно открыть, частично разобрав машину. Герметичными называют компрессоры со встроенным приво­

дом, заключенные в сварной неразборный кожух (рис. 8.29) и при­ меняемые обычно в малых холодильных машинах для предпри­ ятий торговли, общественного питания и в домашних холодиль­ никах. Недостатками встроенного привода являются:

подогрев рабочего вещества, отводящего значительную часть джоулевой теплоты потерь от электродвигателя, что вызывает

снижение об'Ьемной производительности компресСQра и увеличе­ ние удельной работы сжатия;

невозможность применения в качестве рабочих тех веществ, которые разрушают медные провода обмотки электродвигателя;

повышенные требования к значению пускового момента и ка­

честву изоляционных материалов обмотки, работающих в усло­

виях высоких температуР (до 120-130 ОС) [101]; необходимость применения специального реверсивного масляного

насоса, способного подавать масло в систему смазывания независимо

от направления вращения ротора электродвигателя, установленного

на валу комnpecсора(только для трехфазных электродвигателей).

Ко.м.nрессоры с различны.м.и схе.м.а.м.и расположения цилинд­ ров: горизонтальные, вертикальные, V-, w- и VV-образные, оп­ позитные, звездообразные. Оппозитные компрессоры чаще всего

выполняют горизонтальными, так как у них оси цилиндров раз­

вернуты друг относительно друга на 180 ОС. К компрессорам клас­ сической компоновки относятся двухцилиндровые вертикальные, четырехцилиндровые V-образные, шестицилиндровые W-образ­

ные и восьмицилиндровые VV-образные. Три последние имеют

двухцилиндровые блоки, развернутые друг относительно друга на 90, 60 и 450 соответственно. При таком расположении ци­ линдров обеспечивается наилучшее уравновешивание компрессо­

ров. Звездообразные компрессоры применяют в герметичном ис­ полнении с вертикальным валом. Число цилиндров может со­ ставлять три или четыре. При большем числе цилиндров возрас­

тают радиальные размеры компрессора (см. рис. 8.29).

Подавляющее большинство холодильных компрессоров, вклю­ чая даже малые герметичные, имеет принудительную сucте.м.у

корпусные двухступенчатые поршневые компрессоры имеют боль­

шой пусковой момент, что вызывает трудности при пуске. Поэто­

му в настоящее вреft{я их применяют редко, а многоступенчатые

холодильные машины компонуют из отдельных одноступенчатых

компрессоров первой и второй ступени. При этом компрессор пер­ вой ступени может быть поршневым, ротационным или винто­

вым, а компрессор второй ступени - поршневым или винтовым

[86].

Трехступенчатые холодильные машины отечественной промыш­ ленностью в настоящее время не выпускаются. Известны "Кон­ струкции аммиачных трехступенчатых горизонтальных крейц­

копфных однокорпусных компрессоров с дифференциальными

поршнями.

Ко.м.nрессоры с регул.UРОданuе.м. nроuзводuтел.ьностu имеют

специальные устройства, описанные выше при рассмотрении спо­

собов регулирования: механизмы для iiринудительного открытия

всасывающих клапанов, байпасы производительности, дополни­

тельные мертвые объемы и т. п.

П О Ф У н к Ц и о н а л ь н ы м при з н а к а м холодильные

JIоршневые компрессоры разделяют на такие группы: стационар­ ные и транспортные, ВЫСОКО-, средне- и низкотемпературные.

Высокотемпературные компрессоры имеют номинальные (спе­

ЦИфикационные) температуры кипения и конденсации: t o= 5 ОС, t K =40~ 60 ОС;среднетемпературные t o=-15 ОС, tK =30 ос (стандарт­ !lble условия), низкотемпературные t o = -35 ОС, t K = 30 ОС,

а для компрессоров, работающих на R13 в нижних каскадах

каскадных холодильных машин, t o=-80 ОС, t K = -30 ОС [85].

О с н о в н ы е при н Ц и п ы с о з Д а н и я современных

поршневых холодильных компрессоров следующие. Отечествен­ ные поршневые холодильные компрессоры охватывают широкий

диапазон холодопроизводительности при стандартных условиях

(to = -15 ОС, t K =30 ОС) от 3,5 до 1200 кВт.

Принципиальной особенностью современного подхода к созда­

нию холодильных компрессоров является представление всего

диапазона в виде ограниченного числа типовых рядов, составлен­

ных так, что в пределах одного ряда все компрессоры широко

унифицированы между собой.

ВНИИхолодмаш [85] определяет такие основные направления

унификации.

1. Минимизация числа рядов компрессоров, перекрывающих

своими характеристиками заданное поле холодопроизводитель­

ностей в требуемом диапазоне температур при заданной разности давлений и работе на минимальном числе рабочих веществ (низ­

кого, среднего и высокого давления).

2. Создание каждого ряда компрессоров на одной базе. У бес­ крейцкопфных (тронковых) компрессоров за базу принимают толь­

ко шатунно-поршневую группу, рассчитанную на максимальную

разность давлений. Варианты компрессоров в пределах одной базы

получают, располагая на обычно двухопорном валу один, два, три или четыре шатуна на одной шейке, сдвинутых друг относи­

тельно друга, что позволяет получить двух-, трех-, четырех-,

шестиили восьмицилиндровые компрессоры с несколькими час­

тотами вращения. У крейцкопфных оппозитных компрессоров базой служат рамы на два, четыре, шесть, восемь цилиндров, обычно унифицированные с рамами газовых,компрессоров, с кри­

вошипно-шатунным механизмом,рассчитаиным на одно усилие

по штоку.

3. Создание ПОДЖИЩlющих компрессоров путем увеличения

диаметра цилиндра базовых машин (в последнее время это на­

правление практически не используется в связи с развитием ро­

тационных с вращaIOЩИМСЯ ротором и, особенно, винтовых ком­ прессоров).

4.Создание двухступенчатых компрессоров с применением

шатунно-поршневой группы одноступенчатого базового компрес­ сора (в настоящее время такие компрессоры у нас практически

не разрабатываются. См. ниже).

5.Компоновка двухступенчатых и каскадных холодильных

машин из одноступенчатых компрессоров одного или различных

рядов.

6. Широкая унификация узлов и деталей в пределах одного

ряда. К ним относятся детали корпуса, гильзы цилиндра, порш­ невой комплект, шатуны со вкладышами и втулками, клапаны, масляные насосы, сальники и т. п. Периодически заменяемые

изнашиваемые детали выполняют одинаковыми для всех компрес­

соров ряда. Некоторые детали, которые не заменяют в течение

всего периода эксплуатации, такие как блок-картер, коленчатый

вал, одинаковы только у одного типоразмера компрессора и не

могут быть унифицированы, но они в значительной степени тех­

нологически подобны, что позволяет сократить номенклатуру тех­ нологической оснастки и оборудования.

Особенности конструкций холодильных компрессоров. Бес­

"реЙц"оnфt:.ые "о.м.nрессоры в настоящее время наиболее распро­

странены. Оllи выполняются сальниковыми и бессальниковыми. Сальниковые бескрейцкопфные компрессосы могут быть пря­ моточными (см. рис. 8.26) или непрямоточными (см. рис. 8.27).

Бессальниковые компрессоры выполняют только непрямоточны­

ми (см. рис. 8.28). У всех компрессоров имеются двухопорные

двухколенчатые коленчатые валы с углом заклинки кривошипов

1800. это позволяет применить в качестве коренных подшипники

качения. Шатунные подшипники скольжения выполняют так же,

как и аналогичные подшипники автомобильных двигателей в виде

тонкостенных биметаллических легкосъемных вкладышей. Мас­ ляный насос приводится от коленчатого вала непосредственно (см. рис. 8.28) или с помощью косозубой зубчатой пары. Марка

смазочного масла определяется типом рабочего вещества. Для

аммиачных компрессоров используют смазочные масла ХА 30,

ХМ 35, обладающие достаточно высокой кинематической вязкос­

тью не менее (45+50)·10-6 мЦс при 40 ОС, высокой термостабиль­

ностью и температурой вспышки не ниже 180-190 ОС, низкой

температурой застывания (-38)-(-48) ос и испаряемостью. Мож­

но также применять синтетическое масло ХС 40. Для хладоно­ вых компрессоров используют масла ХФ 12-16 для высоко­ температурных машин, ХФ 22-24, ХФ 22с-16 для высоко-,

средне- и низкотемпературных машин. Кинематическая вяз­

кость этих масел находится в пределах (26-40)·10-6 мЦс при

40 ОС, температура вспышки 125-225 ·С, температура засты­

вания (-40)-(-58) ·С.

Бессальниковые бескрейцкопфные компрессоры, у которых

ротор электродвигателя насажен непосредственно на хвостовик

коленчатого вала, а статор запрессован в корпус, имеют всасы­

вающий патрубок, расположенный так, что рабочее вещество сна­

чала охлаждает электродвигатель, а только потом попадает на

всасывание в цилиндры (см. рис. 8.28).

Хвостовик коленчатого вала сальниковых компрессоров уп­

дотняется с помощью специального торцового уплотнения - саль­

ника. В бессальниковых компрессорах уплотняются только про­

ходные контакты, расположенные в клеммной коробке.

Гер.м.еmuчные "о.м.nрессоры отличаются тем, что герметичный

компрессор вместе с электродвигателем заключен в герметичный

сварной неразборный кожух и располагается в нем на специаль­ ной упругой подвеске (см. рис. 8.29). У большинства герметич­

ных компрессоров вал располагается вертикально, что позволяет применить принудительную подачу масла из масляной ванны,

находяще~ся в нижней части корпуса, с помощью центробежного насоса в виде системы сверлений в валу. Вместо коленчатого вала

у герметичных компрессоров используют эксцентриковый, что

позволяет применить шатуны с неразъемными нижними головка­

ми. Поршни герметичных компрессоров не имеют колец, а уп­

лотнение осуществляется с помощью нескольких уплотнитель­

ных канавок-проточек, представляющих собой по существу ла­

биринтное уплотнение. Клапаны герметичных компрессоров -

пластинчатые, лепестковые, кольцевые или имеющие пластины

более сложной фОРМ~. Внутри кожуха герметичных fcомпрес­

соров располагаются нагнетательный коллектор и глушитель.

Детали и узлы холодильных порmневых компрессоров. Ша­ mунно-nоршневая группа включает поршневой комплект и ша­

тун в сборе (рис. 8.31). В поршневой комплект входят поршень,

поршневые кольца, поршневой палец со стопорными кольцами,

а у прямоточных компрессоров еще и всасывающий клапан.

Поршень nря.м.оmочного "о.м.nрессора (рис. 8.31, а) отливают

из чугуна или, реже, из алюминиевого сплава. В последнем слу­ чае в его верхнюю часть перед заливкой вводят стальное кольцо,

в котором затем обрабатывают резьбовые отверстия для крепле-

а) .....__.z:.:::.-----t

Рис. 8.31. Шатув:во-порDJlleJUUl rpyпiJa: а - JIpИМO"I'OЧВOI'O компрессора АВ-22;

(J - :вепрJDlOТOЧВОro компрессора П-40

ния веасывающего I<JIапаиа. Специальной сферической перего­

родкой поршень прямоточиоro компрессора делится на две части.

В нижней ч~сти располагаются бобыmки поршневого пальца,

которым поршень соединяется с шатуном, а в верхней имеется

открытая внутренняя полость, предназначенная для прохода ра­

бочего вещества от отверстий в гильзе цилиндра до всасывающе­

го клапана. От осевого сдвига поршневой палец фиксируется пру­

жинными стопорными кольцами, для установки которых в от­

верстиях бобышек проточены канавки.

Поршень неnря.м.оmочного "о.м.nрессора (рис. 8.3~, б) отлива­ ют или штампуют из алюминиевых сплавов. Он значительно ко­

роче и легче поршня прямоточного компрессора. Соединение его

с шатуном аналогично описанному выше.

Поршень "рейц"оnфного "о.м.nрессора (см. рис. 8.25) диско­

вый, значительно короче тронковых поршней бескрейцкопфных машин, так как его длина определяется необходимостью распо­ ложения в нем поршневых колец. В нижней части поршней гори­ зонтальных компрессоров выполняют специальную баббитовую

подушку, способную воспринимать вес поршня и передавать бо­

ковое усилие на поверхность гильзы с минимальЩdМ трением и

износом.

Поршневые "ольца разделяются на две группы. Уплотнитель­

ные, или компрессионные, кольца служат для предотвращения

утечки рабочего вещества из полости сжатия. В тронковых порш­

нях они располагаются в верхней части, в дисковых - примерно

посередине. Число колец определяется разностью давлений в сту­ пени и частотой вращения. В холодильных компрессорах раз­ ность давлений обычно невелика и не превышает 2,1 МПа, поэ­

тому поршни выполняют С четЫJ?ЬМЯ уплотнительными кольцами

при частотах вращения 8-12 1jC, тремя при частотах вращения

от 12 до 16 1/с и двумя при частотах вращения от 16 до 24 1/с.

В бескрейцкоiIфных компрессорах для уменьшения уноса мас­

ла из картера в нагнетательную полость устанавливают масло­

съемные кольца специальной конструкции (рис. 8.32). В поршнях

прямоточных компрессоров их устанавливают в нижней части порш­

ня; В поршнях непрямоточных машин - непосредственно за уплот­

нительными кольцами выше поршневого пальца. В канавках под

маслосъемные кольца выполняют специальные отверстия, через

которые масло возвращается обратно в картер.

Рис. 8.33. Кольцевые всасывающие и вarветательвые КJIапавы иепрямоточиoro компрессора П-80: а - с электромarнитным отжимом ШIастивы всасывающего

КJIaпaRa при регулировании производительиости; t1 - без устройств для регу­

лирования производительиости;

IIc8cыв8Ioий клапан: 8 - пружива; 4 - ceдno; 5 - ПJI8Cl'Ива; 10 - рооетка; иarиетательиый клапан: 1 - се,цво; 2 - мacrива; 6 - кaryшка ВJIектpoN&rВита; 1 - буферам оружива; 8 - ро3етка; 9 - оружииа

зи, что вызывает быстрое изнашивание канавок поршня. Поэто­

му кольца из неметаллических материалов должны фиксировать­

ся от поворота.

Поршневые пальцы - ответственные детали, к которым предъ­ являются высокие требования по прочности, жесткости и твер­

дости наружной поверхности. Их изготавливают из легирован­ ных цементируемых сталей с последующей закалкой токами вы­

сокой частоты наружной поверхности до получения твердости 56-62 HRC при толщине слоя 0,4-0,6 мм. Пальцы бескрейц­

копфных компрессоров обычно выполняют плавающими, в крейц­

копфных компрессорах их'крепят в конусных отверстиях бобы­

шек и фИКСИРУI()Т от проворачивания специальными шпонками.

Шатуны штампуют из конструкционных углеродистых ста­

лей. :6 неразъемные верхние головки шатунов запрессовывают

бронзовые втулки. Нижние roловки шатунов компрессоров с ко­

ленчатыми валами выполняют разъемными, с эксцентриковыми

валами - неразъемными. Разъемы нижних головок шатунов мо­ гут быть прямыми или косыми (см. рис. 8.26, 8.27). Косые разъ­ емы применяют тогда, когда диаметр шатунной шейки коленча­

того вала настолько велик, что при прямом разъеме невозможно

обеспечить продвижение шатуна в сборе с поршнем через гильзу

Рис. 8.34. Полосовые (Jfевточвые) КJIапавы прямоточиоro компрессора АУ-200:

цилиндра компрессора, т. е. для того, чтобы обеспечить возмож'" ность сборки машины. В нижних головках устанавливают обыч­ но легкосъемные биметаллические вкладыши, однако в некото­

рыхконструкциях, в "том числе находящихся в эксплуатации,

применяют и толстостенные вкладыши индивидуального произ­

водства с антифрикционным слоем из баббита. Тонкостенные вкла­

дыши изготавливают из стальной ленты, толстостенные - точе­ нием из стальных или бронзовых заготовок.

В крупных и средних непрямоточных компрессорах применяют кольцевые всасывающие и нагнетательные клапаны (рис. 8.33). В конструкции нагнетательного клапана предусмотрена защита

от гидравлического удара, сопровождаемого резким повышением

давления в цилиндре. При этом розетка 8 нагнетательного кла­ пана вместе с центральной частью седла 1 сжимает буферную пружину 7 и поднимается в направляющих, открывая дополни­

тельную площадь для прохода жидкости в нагнетательную по­

лость. В крышке блока регулируемых компрессоров устанавли­

вают катушку электромагнита, предназначенного для принуди­

тельного открытия всасывающего клапана путем создания электро­

магнитного поля, поднимающего пластину 5, которая, преодоле­ вая усилие пружин З, прижимается к розетке 10.

В ПРЯМОТОЧНЬJх компрессорах обычно применяют полосовые (лентоЧltые) клапаны с самопружинящими пластинами (рис. 8.34). Характер прогиба пластины должен быть таким же, как и у рав-

387

25*

.~

~~

.... of)

Рис. 8.37. Торцовое ОДВOC'J'ороввее уплотне­

ние вала (C8JIЬВИIC) с цевтралькой крышкой

Рис. 8.38. Торцовое двусторовиее уплотнение

вала (С8JlbllИк) с иесколькими пруживами:

J - ICpoIIIIК8; 2 - ~e ~e yплorни­

............ ~ 8 _ &e,I\)'IЦII8 _о; 4 -1Ip8Щ8IDIЦIIeCI с lI&1ЮII

CТIUIWIЫe yплorн_ КОПЬЦ8; 5 - РООИ_ npoк!UIAКИ;

6_CI'IUI___е~1-JI'IIIIUIC8blеIlOlJЫl,8;8-

пружива

большую, 'чем у кольцевых

клапанов, эквивалентную

площадь, Ч'l'(9 позволяет в че­

тыре - шесть раз уменьшить

потери мощности. Они пред­

ставляют собой набор седел

2, между которыми распо­

лагаются пластины 1, уста­

новленные на ребро. Весь

набор стягивается болтами

либоспециальными кольца­

ми, надеваемыми в нагретом

состоянии. IIластины зажи­

маются между седлами по

П-образному контуру, обра­

зуемому поверхностями 4.

Разрезы, ВЫПOJIНенные в плас­

·тине, дают возможность ее

рабочей части 1свободно де­ формироваться. Прямоточ­

ные клапаны так же, как и полосовые, пружин не име­

ют; их роль ВЫПОЛНЯЮТ силы

упругости пластин. Опреде­

ленным недостатком прямо­ точных клапанов является трудность изготовления их для компрессоров с малы­ ми диаметрами цилиндра:

обычно их устанавливают

на компрессоры с диамет­

ром цилиндра более 100 мм.

Кроме того, по сравнению

с клапанами других типов

они имеют больший мерт­ вый объем. Это затрудняет

их применение в низкотем­

пературных компрессорах,

работающих при высоких

отношениях давления.

Торцовые уnл.отнения (сальники) - oтвercтвeHиыe

умы холодильных компрес­ соров с внешним приводом.

Ра3ЛИЧ8Ют односторонние и

двухсторонние уплотнения.

Одностороннее торцо­

вое уплотнение (рис. 8.37)

состоит из крышки 7, в которой установлено неподвижное металло­ графитовое кольцо 5. Между крышкой и кольцом располагается

резиновое уплотнительное кольцо 4. К металлографитовому кольцу

пружиной 1 прижимается вращающееся вместе с валом стальное кольцо в, торец которого при сборке уплотнения тщательно прити­ рается к торцу металлогрltфитового кольца 5. это позволяет торцу кольца З скользить без зазора по торцу кольца 5 и тем самым обеспечивать уплотнение вала. Уплотнение по торцам определяет и название уплотнения. Относительно вала кольцо вуплотняется ре­ зиновым ведущим кольцом З, поджимаемым стальным нажимным кольцом 2, на которое передает усилие пружина 1. Момент сил трения между кольцом З и валом с одной стороны и кольцом в с другой больше, чем момент сил трения в торцовом уплотнении. Этим обеспечивается вращение стального кольца в и пружины 1 вместе с валом компрессора. это уплотнениесмазывается разбрызгиванием.

Двухстороннее торцовое уnл.отнение (рис. 8.38) содержит те же элементы и представляет собой как бы два односторонних уплотнения, развернутых друг относительно друга. Поджатие по­ движных стальных колец 4 к неподвижным металлографитовым 2 осуществляется несколькими пружинами 8, располагающимися в сквозных отверстиях центрального ведущего кольца З. Кольцо

З вращается вместе с валом благодаря стальному шарику, утоп­

ленному в лунке вала, и в свою очередь передает вращение коль­

цам 4 с помощью штифта. Это уплотнение смазывается принуди­

тельно: через него проходит все масло, нагнетаемое масляным

насосом, которое затем через отверстия в валу направляется на

смазывание шатунных подшипников. Масло, подаваемое в уплот­

нения, выполняет несколько функций: оно охлаждает трущиеся деТали, дополнительно уплотняет зазоры и уносит продукты из­

нашивания. Существуют различные конструкции торцовых уп­ лотнений, но основной принцип их работы везде одинаков.

Для трущихся пар применяют специализированные метал­

лографиты или высокооловянистую фосфорную бронзу с невы­

,сокой твердостью поверхности 100-130 ИВ и цементируемую легированную сталь с высокой твердостью закаленной поверх­

ности 56-64 ИRС.

Описанные уплотнения надежны, просты в изготовлении, мон­

таже и эксплуатации.

§'8.2. ВИНТОВЫЕ КОМПРЕССОРЫ

Винтовые компрессоры относятся к классу ротационных ма­

шин объемного принципа действия. Роль цилиндра - рабочего объема - выполняют впадины (полости) между зубьями винтов,

прикрытыми стенками корпуса, в Цlfлиндрические расточки кото­

рого помещены винты (см. рис. 8.39,8.41). Повышение давления raза в них достигается за счет уменьшения замкнутого (в конце

процесса всасывания) объема газа.

Компрессор состоит из корпуса 2, имеющего вертикальный

разъем, передней крышки 1с камерой всасывания и задней крышки

З. В расточках корпуса помещаются ведущий 8 и ведомый 7 ро­

торы, вращающиеся в опорных подшипниках качения (или сколь­

жения) 5. На средней утолщенной части роторов нарезаны зубья

ведущего и ведомого винтов, входящих во взаимное зацепление

подобно зубчатым колесам. Осевые силы, действующие на рото­

ры, воспринимают упорные подшипники в. Часть осевой силы

могут снимать разгрузочные поршни. В нижней части корпуса - в области сжатия газа - в цилиндрической расточке помещен золотник 9, предназначенный для регулирования производитель­

ности компрессора. От Iipoворачивания вокруг своей оси его предо­ храняет JIаправляющая шпонка 10, позволяющая ему свободно перемещаться вдоль оси. При этом меняется эффективная (рабо­ чая) длина винтов.

Наличие золотника является характерной особенностью мас­ лозаполненных винтовых компрессоров. Золотник обеспечивает

эффективное регулирование производительности компрессора при­

мерно до 10-20% от полной.

В ВКС 30JIотник пока не применяют, так как масло для уплотнения

зазоров и смазывания в зову золотника подвести нельзя, а кон­

струкции бессмазочного золотника пока не предложено.

Особенность конструкции ВКС, а также ВКМС (в случае впрыска

ЖИДКОСТИ, не обладающей смазывающими свойствами) СОСТОИТ в нали­

чии шестерен связи (рис. 8.40), синхронизирующих движение ве­

дущего и ведомого винтов и не допускающих их взаимного каса­

ния. Это, в свою очередь, предопределяет необходимость соблюде­

ния малых боковых зазоров между зубьями шестерен связи.

Если смотреть на компрессор сбоку, то патрубки всасывания и на­

гнетания располагаются на корпусе примерно rip диaroнали. У холо­

дильных ВМК патрубок всасывания находи..х:я сверху, патрубок

нагнетания - по диагонали - снизу. Следовательно, также на

разных торцах винтов располагаются камеры и окна всасывания

и нагнетания (см. рис. 8.39, 8.40), через :Которые газ поступает

на винты и затем вытесняется зубьями в камеру нагнетания.

Следует также подчеркнуть, что ни одна полость (впадина) винтов

не должна соединяться: одновременно с окном всасывания и окном на­

гнетания, не будучи перекрытой (переroроженной) зубом парноro вин­ та. А Э'Ю возможно при замкнутой линии зацепления профилей.

Винтовые компрессоры современной конструкции появились сравнительно недавно. В 1935 г. шведский инженер А. Лисхольм

получил патент на его конс~укцию, в основе которой лежит

профиль зубьев и зацепление винтов.

- В 1949 г. в нашей стране были созданы методики расчета

винтовых компрессоров и инструмента для изготовления винтов,

а в 1952 г. были изготовлены первые образцы воздушных и газо­ вых винтовых машин. Последние работали с впрыском в рабочее

пространство воды и других жидкостей.

394