Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Одноступенчатые крейцкопфные компрессоры марок АО600П и АО1200П являются горизонтальными компрессорами с оппозитным расположением цилиндров и взаимно противоположным движением поршней. Они предназначены для работы в диапазоне температур кипения от 5 до — 25 С и температуре конденсации до 40 С. Компрессоры полностью унифицированы по клапанам, шатунно-крейцкопфной группе, креицкопфным направляющим и частично по рамам, коленчатым валам и цилиндрам. [4]
Угловые вертикально-горизонтальные крейцкопфные компрессоры выполняются чаще всего двухрядными ( рис. IV. [5]
Горизонтальные двухступенчатые крейцкопфные компрессоры выполняются с дифференциальным поршнем по схемам фиг. [6]
Крейцкопфные компрессоры одинарного действия не требуют регламентации допусков на соответствующие размеры деталей, так как величина линейного мертвого пространства устанавливается при сборке регулировкой длины штока поршня. В крейц-копфных компрессорах двойного действия также имеется возможность регулировки длины штока поршня, но этим можно только перераспределить величины линейного мертвого пространства при положении поршня в в. Так как данные параметры-звенья компенсируются при сборке регулировкой длины штока, они не вошли в размерную цепь и не требуют с точки зрения этой размерной цепи регламентации на них жестких допустимых отклонений. [7]
Крупные блок-картерные и крейцкопфные компрессоры холодопроизводительностью при стандартных условиях более 232 кВт имеют двухступенчатые модификации. [8]
Вертикальные трехступенчатые крейцкопфные компрессоры средней производительности иногда изготовляют с раздельными для каждой ступени цилиндрами ( фиг. [9]
Существующие крейцкопфные компрессоры по методу базирования штока поршня подразделяются на две конструктивные разновидности: а) шток поршня базируется двумя жесткими опорами в крейцкопфе и втулке, расположенной в фонаре или крышке цилиндра; б) шток поршня базируется одной жесткой спорой в крейцкопфе и одной плавающей опорой в фонаре или крышке цилиндра. Базирование штока в двух жестких опорах приводит к быстрому износу опорных поверхностей штока и втулки, значительному повышению температур в опоре и сальнике и одностороннему износу зеркала цилиндра. [10]
Приводом крейцкопфных компрессоров служат синхронные электродвигатели, ротор которых насаживают консольно на конец коленчатого вала. Применяют также привод от двигателей внутреннего сгорания ( газомото-компрессоры), при этом в угловых машинах вертикальные цилиндры являются моторными, а горизонтальные — компрессорными. [12]
Рамы крейцкопфных компрессоров находятся под атмосферным давлением. Проемы, люки и отверстия в рамах уплотнены легкими крышками и кожухами. В горизонтальных оппозитных компрессорах применяют преимущественно многоподшипниковые рамы коробчатого сечения, создающие облегченную и жесткую конструкцию. [13]
Штоки крейцкопфных компрессоров уплотняют многокамерными сальниками ( рис. 1 — 39) с разрезными металлическими кольцами ( жесткая набивка), которые выполняют из чугуна или алюминия. Сальники смазывают маслом при помощи лубрикатора через фонарь. [15]
2.8 Крейцкопфы
Крейцкопф служит для соединения штока с шатуном и является частью кривошипно-шатунного механизма крейцкопфного компрессора. Он соединяется со штоком с помощью специального болтового соединения, а с шатуном-с помощью пальца. Крейцкопф воспринимает на себя все боковые нагрузки, действующие на шатуннопоршневую группу.
Корпус крейцкопфа отливают из стали 40,45, а башмаки — из серого чугуна СЧ21 с баббитовой заливкой. Палец крейцкопфа изготавливают из углеродистой стали 20 и 45 или 20Х и 40Х.
2.9 Штоки
Штоки применяются для соединения поршня с крейцкопфом в крейцкопфных компрессорах. В современных конструкциях компрессоров применяются в основном штоки, представляющие собой цилиндрическую деталь с участками различного диаметра. На переднем штоке (со стороны крейцкопфа) выполнена резьба, с помощью которой он закрепляется в крейцкопфе. Для фиксации поршня на штоке предусмотрен упорный цилиндрический бурт и специальная гайка, которая навинчивается на задний конец штока (со стороны поршня).
Шток изготавливается из углеродистой стали 20,35 и 40.
2.10 Сальники
Сальники служат в бескрейцкопфных компрессорах для уплотнения вала, выступающего из картера, а в крейцкопфных — также и для уплотнения штока. Правильная работа сальников обеспечивает герметичность компрессора и надежность его работы.
Сальники штоков крейцкопфных компрессоров выполняются многокамерными с разрезными чугунными или алюминиевыми кольцами. На наружной поверхности колец имеются пружины, которые стягивают разъемные части кольца и прижимают их радиально к штоку. Смазку сальника и штока крейцкопфного компрессора производят от насоса-дубликатора через специальный фонарь.
Для уплотнения выходного кольца коленчатого вала компрессора применяют сальники с кольцами торцевого трения. Они состоят из двух трущихся колец, одно из которых вращается вместе с валом, а другое неподвижное, плотно соединенное с крышкой сальника. Кольца прижимаются друг к другу или с помощью сильфона или с помощью пружин. Плотность и герметичность между кольцами достигается за счет силы сильфона (сильфонные сальники) или пружины, которая давит на вращающееся кольцо.
Односторонние сальники применяются в компрессорах со смазкой разбрызгиванием, двухсторонние с принудительной системой смазки для создания избыточного давления в полости сальника (рисунок 18).
В качестве пар трения применяют закаленную легированную сталь 15Х, 20Х и один из следующих материалов: фосфористую бронзу, чугун, композиционный материал на основе графита, пластмассу. В настоящее время наиболее часто используется пара трения сталь – композиционный материал на основе графита АГ-1500Б83, АПГ-Б83, которые имеют наименьший коэффициент трения и могут работать без смазки.
Рисунок 18 – Сальник компрессора П80
1-неподвижное металлографитовое кольцо; 2-вращающееся с валом (подвижное) стальное кольцо; 3,9-штифты; 4-крышка сальника; 5-шарик; 6-нажимное кольцо; 7-резиновое кольцо; 8-прокладка; 10-пружина;11-ведущее кольцо (обойма).
2.11 Системы смазки компрессора
Смазка компрессора необходима для снижения коэффициента трения и отвода теплоты от кинематических пар. Смазка уменьшает износ и нагрев движущихся частей компрессора, снижает расход потребляемой энергии, а также создает дополнительную плотность в сальниках, поршневых кольцах и клапанах.
Для смазки бескрейцкопфных компрессоров, работающих на фреоне, используются масла ХФ, ХС, ХМ и др. Аммиачные компрессоры смазываются маслом марок ХА. В крейцкопфных компрессорах для смазки открытого кривошипно-шатунного механизма применяется масло “Индустриальное-45” или машинное — марки СУ.
В современных холодильных поршневых компрессорах применяют различные системы смазки — разбрызгиванием (барботажная смазка), принудительная и комбинированная.
Смазку разбрызгиванием применяют обычно в малых компрессорах. В них часть нижних головок шатунов или противовесов погружена в масляную ванну картера. При вращении коленчатого вала масло разбрызгивается по всему внутреннему объему компрессора, смазывается тем самым все поверхности трения.
В компрессорах большой производительности для смазки трущихся поверхностей применяется принудительная смазка с помощью масляного насоса, который приводится в движение от коленчатого вала. Масло насосом подается в полость сальника, а оттуда по специальным отверстиям в коленчатом вале направляется к шатунным шейкам (рисунок 19).
Рисунок 19 – Принудительная система смазки поршневого компрессора.
1-масляный насос; 2-всасывающая масляная трубка; 3-нагнетательная масляная трубка; 4-фильтр грубой очистки масла; 5-фильтр тонкой очистки масла; 6-жидкое смазочное масло; 7-масляные каналы коленчатого вала; 8-входное отверстие коленчатого вала; 9-выходные отверстия в шатунных шейках.
Для смазки втулки верхней головки шатуна и поршневого пальца предусматриваются специальные сверления в стержне шатуна или отдельные трубки, через которые масло поступает от шатунной шейки коленчатого вала. В качестве масляных насосов используются центробежные, шестеренчатые, ротационные или плунжерные насосы, приводимые в действие от коленчатого вала, через зубчатую передачу.
Комбинированная система смазки используется в компрессорах средней производительности и в некоторых крупных компрессорах. Здесь кривошипно-шатунный механизм смазывается принудительно от масляного насоса, а шатунно-поршневая группа и стенки цилиндра смазываются за счет масляного тумана.
Схема принудительной подачи масла от шестеренчатого насоса к нижним головкам шатунов, через сверления в коленчатом валу показана на рис.19.
В крейцкопфных компрессорах смазку кривошипного механизма производят от масляного насоса, а зеркало цилиндров, поверхности трения поршней и сальники штоков — многоплунжерными дубликаторами. Дубликаторы и насосы приводятся в действие индивидуальными электроприводами.
Крейцкопф
Крейцкопф (нем. Kreuzkopf ), ползун — деталь кривошипно-ползунного механизма, совершающая возвратно-поступательное движение по неподвижным направляющим.
Назначение
Крейцкопф предназначен для соединения поршня и шатуна в крейцкопфном кривошипно-шатунном механизме. При таком сочленении поршень жёстко связан с крейцкопфом с помощью штокa. Такое сочленение позволяет разгрузить поршень от нормальной силы, так как её действие в таком случае переносится на крейцкопф. Такая схема соединения позволяет создать вторую рабочую полость в цилиндре под поршнем. При этом шток проходит через уплотнение (сальник) в нижней крышке цилиндра, который обеспечивает необходимую герметичность.
- Детали машин и механизмов
Wikimedia Foundation . 2010 .
Полезное
Смотреть что такое «Крейцкопф» в других словарях:
крейцкопф — крейцкопф … Орфографический словарь-справочник
КРЕЙЦКОПФ — (нем. Kreuzkopf) см. Ползун … Большой Энциклопедический словарь
КРЕЙЦКОПФ — ползун (Cross head) деталь кривошипно шатунного механизма, предназначенная для соединения шатуна со штоком поршня, а вместе с тем для передачи боковых усилий, возникающих при работе, на направляющие. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.:… … Морской словарь
КРЕЙЦКОПФ — деталь движущего механизма паровозной машины, служащая для соединения поршневого штока с ведущим дышлом и передающая движение поршня через дышло и палец кривошипа ведущему колесу локомотива. В теле К. имеются гнездо 1 и щеки 2. В гнездо… … Технический железнодорожный словарь
крейцкопф — сущ., кол во синонимов: 1 • ползун (9) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
Крейцкопф — (нем. Kreuzkopf), см. Ползун. * * * КРЕЙЦКОПФ КРЕЙЦКОПФ (нем. Kreuzkopf), см. Ползун (см. ПОЛЗУН) … Энциклопедический словарь
крейцкопф — (нем. kreuzkopf) ползун деталь кривошипно ползунного механизма, скользящая в прямолинейных направлениях, жестко связанная со штоком поршня и шарнирно с шатуном. Новый словарь иностранных слов. by EdwART, , 2009. крейцкопф (рэ), а, м. (нем.… … Словарь иностранных слов русского языка
Крейцкопф — (нем. Kreuzkopf) ползун, деталь механизма, скользящая по прямолинейным направляющим. Обычно К. является деталью кривошипно ползунного механизма … Большая советская энциклопедия
КРЕЙЦКОПФ — (нем. Kreuzkopf) то же, что ползун … Большой энциклопедический политехнический словарь
крейцкопф — крейцк опф, а … Русский орфографический словарь
Поршневые компрессоры
Согласно ГОСТ 28567-90 «Компрессоры. Термины и определения» поршневым называют компрессор, в котором изменение объема рабочих камер осуществляется поршнями, совершающими линейное возвратно-поступательное движение.
Поршневые компрессоры — это один из самых распространенных типов объемных машин для сжатия воздуха.
Принцип работы поршневого компрессора
Кривошипно-шатунный механизм 5 приводится в движение двигателем. Поршень 3, перемещаясь в корпусе 4 изменяет объем рабочей камеры. При увеличении объема камеры, давление в ней снижается, всасывающий клапан 1 открывается, напорный 2 закрывается, атмосферный воздух поступает в рабочую камеру компрессора. При уменьшении объема камеры всасывающий клапан закрывается, напорный — открывается, сжатый воздух поступает к потребителю.
Типы поршневых компрессоров
По типу кривошипно-шатунного механизма
- Крейцкопфный
- Бескрейцкопфный
Движение от приводного двигателя к поршню передается через кривошипно-шатунный механизм. В крейцкопфном механизме поршень жёстко связан с крейцкопфом — ползуном, совершающими возвратно поступающее движение по направляющим, что позволяет разгрузить поршень от нормальных усилий. В бескрейцкопфном кривошипно-шатунном механизме такой ползун отсутствует.
По количеству ступеней повышения давления различают:
- Одноступенчатые
- Двухступенчатые
- Многоступенчатые
По расположению цилиндров различают поршневые компрессоры:
- вертикальные
- горизонтальные
- угловые
- однорядные
- двурядные
- трехрядные
- многорядные
Вертикальные поршневые компрессоры
Схемы вертикальных поршневых компрессоров показаны на рисунке.
По причине вертикальной установке поршня, силы инерции на фундамент и элементы конструкции компрессора действуют вертикально. Износ поршня, меньше чем у горизонтальных машин, и равномерен по окружности. Отсутствие износа уплотнений и фторопластовых колец, вызванного влиянием силы тяжести поршня, позволяет использовать вертикальные компрессоры без смазки маслом. Поэтому для поршневых безмасляных компрессоров используют вертикальную схему установки поршня.
Горизонтальные поршневые компрессоры
Горизонтальные компрессоры, чаще всего изготавливаются с крейцкопфом. Наиболее распространены однорядные Г-образные и двухрядные П-образные схемы компрессоров.
Среди достоинств горизонтальных поршневых компрессоров следует отметить простоту обслуживания, и возможность уравновешивания качающих узлов при выборе оппозитной схемы.
Угловые компрессоры
Наиболее распространенными являются угловые V-образные, W-образные, звездообразные, веерообразные бескрейцкопфные поршневые компрессоры.
Одним из главных достоинств угловых компрессоров является возможность уравновешивания инерционных сил. Кроме того, угловая компоновка делает компрессор более компактным.
Угловую схему расположения поршней часто используют на компрессорах малой производительности.
Оппозитные компрессоры
Оппозитные машины — это особый тип компрессоров, в которых поршни расположены друг напротив друга и совершают встречное движение. Достаточно широкое распространение получили оппозитные горизонтальные компрессоры.
Такая схема установки поршней позволяет уравновесить качающий узел, поэтому оппозитные компрессоры отличаются хорошими динамическими характеристиками. Это позволяет увеличить частоту вращения приводного вала в 2 — 3 раза по сравнению с обычным горизонтальным компрессором.
Индикаторная диаграмма поршневого компрессора
Индикаторная диаграмма поршневого компрессора — графическая зависимость давления в полости цилиндра от положения поршня. Индикаторная диаграмма поршневого компрессора показана на рисунке.
Линия ab на индикаторной диаграмме показывает изменение давления при всасывании воздуха, линия cd показывает изменение давления в камере компрессора при нагнетании, линия bc — изображает процесс сжатия газа, линия da — изображает процесс расширения газа оставшегося в мертвом объеме.
Мертвый объем компрессора – это пространство в рабочей камере, из которого поршнем не может быть вытеснен газ. Мертвый объем, складывается из объемов каналов, зазоров между поршнем и крышкой, клапанами и корпусом. Скачкообразные изменения давления в начале процессов всасывания и нагнетания связаны с динамическими процессами, происходящими во время открытия клапанов.
Расчет производительности
Объемную производительность при теоретическом процессе можно вычислить по формуле:
- где S — площадь поршня
- l — ход поршня
- n — частота вращения
Учитывая сжимаемость газа, при расчетах часто используют понятие массового расхода. Массовую производительность при теоретическом цикле можно вычислить по формуле:
- где ρ — плотность газа
Многоступенчатые компрессоры
Схема многоступенчатого компрессора показана на рисунке.
После сжатия в первом цилиндре воздух поступает в охладитель, а затем на вторую ступень сжатия.
Многоступенчатые компрессоры имеют следующие преимущества:
- Меньшая температура сжатого газа
- Меньше усилие на поршне. На ступень высокого давления поступает уже сжатый воздух, поэтому для размер поршня второй ступени может быть уменьшен. Суммарное усилие на нескольких поршнях многоступенчатого компрессора меньше чем усилие на поршне одноступенчатого компрессора при равных параметрах нагнетания.
- Более экономная работа.
В многоступенчатом компрессоре, газ после сжатия охлаждается до первоначальной температуры. Поэтому работа многоступенчатого сжатия будет равна сумме работ в одноступенчатых циклах. На рисунке показана P-V диаграмма многоступенчатого компрессора.
P-V диаграмма одноступенчатого компрессора показана на рисунке.
Сравнив две диаграммы можно сделать вывод об экономичности многоступенчатого сжатия.
Применение поршневых компрессоров
Производительность поршневых компрессоров может достигать 200 кубометров в минуту, дальнейшее увеличение производительности ограничено чрезмерным возрастанием массы и размеров подвижных элементов компрессора.
Степень повышения давления одной ступенью поршневого компрессора обычно находится в интервале от 3 до 5, при использовании многоступенчатых компрессоров, степень повышения давления может увеличиваться в десятки раз, например в шестиступенчатом компрессоре можно получить степень сжатия до 10000.