无油润滑压缩机活塞环的设计及计算(2)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　压缩机技术　　　　　　　　　　2000年第4期(总第162期) 4

411　活塞环的结构

　　　d———工作预留间隙,一般取d=0110mm413　径向厚度和轴向宽度的确定

无油润滑压缩机初期的导向环与普通的金属活塞环一样是开口型的,只是轴向宽度大些,这种结构的导向环性质较差。现在设计的大多数为整体套胀导向环,选用的材料需具有一定的延伸率,以防止热胀时被拉断。装配时,导向环与热胀工具一起加热。有时需重复加热预胀、复胀才能完成。套胀后的活塞及导向环再一起加热,以消除其应力。套胀前导向环内径的设计过盈量为活塞导向环槽底名义尺寸的2%～3%为宜。若有松动,则可适当增大过盈量。

高聚物活塞环的轴向宽度和径向厚度比金属环要大,轴向宽度增大是为了防止环的变形,径向厚度加大是为了延长寿命。环的径向磨损量一般规定为环厚度的1/3,而美国规定允许磨损量为环径厚度的50%,环的轴向宽度和环的内、外径关系见表1。

表1　活塞环内、外径与轴向宽度

活塞环外径

30～4045～7580～155160～275400～600610～860

mm

活塞环内径

20～3033～6364～139156～366371～570580～770

轴向宽度

568121518

开口型活塞环见图2。从密封性能来看,c最好,a最差,b次之;从机加工难易性来看,a最易,c最

好,b次之

。

414　环数的确定

a直切口　b斜切口　c搭切口

pV值来初步确定p为活塞线速度,有效平mk1)p1(p2/p1)

K=114

(K-1)/K

图2　活塞环的切口型式

为了减轻活塞环的背压,有的采用T

型活塞环(图3)。在背压作用下,当T时,密封压力为19162滑压缩机上,8000h以上。

式中　K———被压缩介质绝热指数,空气和氮气的

　p1———吸入压力,MPa　p2———排出压力,MPa

V=SN/30cm/s

式中　S———行程,cm

　N———转速,r/min

1气缸　2T型活塞环　3弹力环　4活塞

图3　T型环剖面

填充聚四氟乙烯临界pV值为98～118MPa

cm/s(1000～1200kgf/cm2 cm/s),一般取其中1/5～1/6作为允许pV值,即1916MPa cm/s(200kgf/cm2 cm/s),则环数n=pmV/200。由于摩擦温度对活塞

412　活塞环的开口间隙

开口间隙决定压缩机容积效率。间隙大则泄漏多,间隙太小,则容易卡死并加速磨损。其计算公式为

ΔL=αDCP(t2-t1)+d

ΔL—式中　——间隙,mmα—　——材料的线胀系数,l/℃

　DCP———活塞环中径,mm

　t2———被压缩介质最高工作温度,℃　t1———被压缩介质最低工作温度,℃

环的磨损影响也很大,pV值并没有反映出温度的因素,即使环设计在pV值的范围内,因温度变化也会影响寿命。所以,单纯由pV值确定环数是不充分的,还要考虑其它因素的影响。

参考文献:

[1]　林梅,等.活塞式压缩机原理[M].北京:机械工业出版社,

1987.

[2]　活塞式压缩机编写组.活塞式压缩机设计[M].机械工业出

版社,1974.