LW108型无油空压机活塞部件的改进标准气缸

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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