活塞式压缩机主要零部件的常用材料

活塞压缩机主要部件及材料
活塞的材料一般为铝合金或铸铁。灰铸铁活塞过去在制冷压缩机中应
用较广，但由于铸铁活塞的质量大且导热性能差，因此，系列制冷压 缩机的活塞都采用铝合金活塞。铝合金活塞的优点是质量轻、导热性 能好，表面经阳极处理后具有良好的耐磨性。但铝合金活塞比铸铁活 塞的机械强度低、耐磨性差也差。 活塞销是用来连接活塞和连杆小头的零件，在工作时承受复杂的交变 载荷。活塞销的损坏将会造成严重的事故，故要求其有足够的强度、 耐磨性和抗疲劳、抗冲击的性能。因此，活塞销通常用20号钢、20Cr 钢或45号钢制造。 活塞环包括汽环和油环。汽环的主要作用是使活塞和汽缸壁之间形成 密封，防止被压缩蒸气从活塞和汽缸壁之间的间隙中泄漏。为了减少 压缩汽体从环的锁口泄漏，多道汽环安装时锁口应相互错开。油环的 作用是布油和刮去汽缸壁上多余的润滑油。汽环可装一至三道，油环 通常只装一道且装在汽环的下面，常见的油环断面形状有斜面式和槽 式两种，斜面式油环安装时斜面应向上。
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能量调节装置：在制冷系统中，随着冷间热负荷的变化，
其耗冷量亦有变化，因此压缩机的制冷量亦应作必要的调 整。压缩机制冷量的调节是由能量调节装置来实现的，所 谓压缩机的能量调节装置实际上就是排气量调节装置。它 的作用有二，一是实现压缩机的空载启动或在较小负荷状 态下启动，二是调节压缩机的制冷量。压缩机排气量的调 节方法有：1、顶开部分汽缸的吸气阀片；2、改变压缩机 的转速；3、用旁通阀使部分缸的排气旁通回吸气腔，这 种方法用于顺流式压缩机；4、改变附加余隙容积的大小。 顶开汽缸吸气阀片的调节方法是一种广泛应用的调节方法， 国产系列活塞式制冷压缩机，均采用顶开部分汽缸吸气阀 片的输气量调节装置。
主要有摩擦环式和波纹管式。其中，国产系列活塞式制冷 压缩机大都采用摩擦环式轴封，这种轴封由活动环(摩擦 环）、固定环、弹簧及弹簧座、压圈和两个“0”形耐油橡 胶圈所组成。活动环槽内嵌一橡胶密封圈并与活动环一同 套装在轴上，在弹簧力和压圈的作用下，活动环与橡胶圈 一同被压紧在轴上且使活动环紧贴在固定环上。工作时弹 簧座与弹簧、轴上橡胶密封圈及活动环随同曲轴一起转动， 固定环及其上的橡胶圈则固定不动。故工作时活动环和固 定环作相对运动，紧贴的摩擦面起防止制冷剂往外泄漏的 密封作用，轴上橡胶圈用来密封轴与活动环之间的间隙， 固定环上的耐油橡胶密封圈起防止轴封室内润滑油外泄的 作用。
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活塞组：活塞组是活塞、活塞销及活塞环的总称。活
塞组在连杆带动下，在汽缸内作往复直线运动，从而 与汽缸等共同组成一个可变的工作容积，以实现吸气、 压缩、排气等过程。
活塞可分为筒形和盘形两大类。我国系列制冷压缩机
的活塞均采用筒形结构，它由顶部、环部和裙部三部 分组成。活塞顶部组成封闭汽缸的工作面。活塞环部 的外圆上开有安装活塞环的环槽，环槽的深度略大于 活塞环的径向厚度，使活塞环有一定的活动余地。活 塞裙部在汽缸中起导向作用并承受侧压力。
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轴封：轴封的作用在于防止制冷剂蒸汽沿曲轴伸出端
向外泄漏，或者是当曲轴箱内压力低于大气压时，防 止外界空气漏入。因此，轴封应具有良好的密封性和 安全可靠性、且结构简单、装拆方便、并具有一定的 使用寿命。
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轴封装置主要有机械式和填料式两种。常用的机械式轴封
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曲轴：曲轴是活塞式制冷压缩机的主要部件之一，传
递着压缩机的全部功率。其主要作用是将电动机的旋 转运动通过连杆改变为活塞的往复直线运动。曲轴在 运动时，承受拉、压、剪切、弯曲和扭转的交变复合 负载，工作条件恶劣，要求具有足够的强度和刚度以 及主轴颈与曲轴销的耐磨性。故曲轴一般采用40、45 或50号优质碳素钢锻造，但已广泛采用球墨铸铁（如 QT50－1.5与QT60－2等）铸造。
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连杆大头与曲轴连接。连杆大头一般做成剖分式，以便于
装拆和检修。为了改善连杆大头与曲柄销之间的磨损状况， 大头孔内一般均装有轴承合金轴瓦即连杆大头轴瓦。连杆 大头轴瓦分薄壁和厚壁两种，系列制冷压缩机都采用薄壁 轴瓦。轴瓦的上瓦与连杆油孔相应的地方也开有油孔。 连杆螺栓用于连接剖分式连杆大头与大头盖。连杆螺栓是 曲柄连杆机构中受力严重的零件，它不仅受反复的拉伸且 受振动和冲击作用，很容易松脱和断裂，以致引起严重事 故。所以对连杆螺栓的设计、加工、装配均有严格要求。 连杆螺栓常用40Cr、45Cr钢等制造，且采用细牙螺纹，其 安装时要求有一定的预紧力，以免在载荷变化时连杆大头 上下瓦和曲柄销之间松动敲击，加速机器零件的损坏。
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连杆：连杆是曲轴与活塞间的连接件，它将曲轴的回
转运动转化为活塞的往复运动，并把动力传递给活塞 对汽体做功。连杆包括连杆体、连杆小头衬套、连杆 大头轴瓦和连杆螺栓。 连杆体在工作时承受拉、压交变载荷，故一般用优质 中碳钢锻造或用球墨铸铁（如QT40－10）铸造，杆身 多采用工字形截面且中间钻一长孔作为油道。 连杆小头通过活塞销与活塞相连，销孔中加衬套以提 高耐磨、耐冲击能力。连杆小头衬套常用锡磷青铜 ZQSn10-1做成整体筒状，外圆面车有环槽并钻有油孔， 内表面开有轴向油槽。
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顶开部分汽缸吸气阀片的输气量调节装置的原理很简单，即用顶杆将
部分汽缸的吸气阀片顶起，使之常开，使活塞在压缩过程中，压力不 能升高，吸入蒸汽又通过吸气阀排回吸气侧，故该汽缸无排气量，从 而达到调节输气量的目的即能量调节。 顶开吸气阀片能量调节装置可分为执行机构、传动机构和油分配机构 三部分，主要由油分配阀、油缸、油活塞、拉杆、转动环、顶杆和弹 簧等部件组成。拉杆上有两个凸圆，分别嵌在两个汽缸套外部的转动 环中。若不向油缸中供油，由于油活塞左侧弹簧的作用，油活塞处于 油缸的右端位置，汽缸套外部的顶杆都是处在转动环斜槽的最高位置， 将吸汽阀片顶开，于是该汽缸卸载。当压力油经油分配阀向油缸供油 时，因油压的作用，克服弹簧力使油活塞及拉杆向左移动，并通过拉 杆上的凸圆使转动环转动一定角度，相应地使顶杆在顶杆弹簧作用放 下而下滑到斜槽的最低处，这时吸汽阀片在重力和弹簧力作用下降落 在阀座上并可以自由启闭，则该汽缸处于工作状态。 压缩机起动时，由于机器尚未转动，油压为零，因而全部汽缸的吸汽 阀片都被顶杆顶开，汽缸不起压缩作用，从而实现了空载启动。
活塞压缩机主要部件及材料
活塞式制压缩机主要由机体、曲轴、连杆、活塞组、
阀门、轴封、油泵、能量调节装置、油循环系统等部 件组成。
活塞压缩机主要部件及材料
机体：包括汽缸体和曲轴箱两部分，一般采用高强度
灰铸铁（HT20-40）铸成一个整体。它是支承汽缸套、 曲轴连杆机构及其它所有零部件重量并保证各零部件 之间具有正确的相对位置的本体。汽缸采用汽缸套结 构，安装在汽缸体上的缸套座孔中，便于当汽缸套磨 损时维修或更换。因而结构简单，检修方便。
活塞压缩机主要部件及材料
汽阀：汽阀是压缩机的一个重要部件，属于易损件。
它的质量及工作的好坏直接影响压缩机的输汽量、功 率损耗和运转的可操作性。汽阀包括吸气阀和排气阀， 活塞每上下往复运动一次，吸、排气阀各启闭一次， 从而控制压缩机并使其完成吸气、压缩、排气等四个 工作过程。由于阀门启闭工作频繁且对压缩机的性能 影响很大，因此汽阀需满足如下要求：气体流过阀门 时的流动阻力要小，要有足够的通道截面，通道表面 应光滑，启闭及时、关闭严密，坚韧、耐磨。
活塞式压缩机工作过程
活塞式压缩机的工作是由气缸、气阀和在气缸中作往复运
动的活塞所构成的工作容积不断变化来完成。如果不考虑 活塞式压缩机实际工作中的容积损失和能量损失（即理想 工作过程），则活塞式压缩机曲轴每旋转一周所完成的工 作，可分为吸气，压缩和排气过程。 压缩过程：活塞从下止点向上运动，吸、排汽阀处于关闭 状态，气体在密闭的气缸中被压缩，由于气缸容积逐渐缩 小，则压力、温度逐渐升高直至气缸内气体压力与排气压 力相等。压缩过程一般被看作是等熵过程。 排气过程：活塞继续向上移动，致使气缸内的气体压力大 于排气压力，则排气阀开启，气缸内的气体在活塞的推动 下等压排出气缸进入排气管道，直至活塞运动到上止点。 此时由于排气阀弹簧力和阀片本身重力的作用，排气阀关 闭排气结束。