Изучение конструкции компрессора
Цели и задачи практической работы
закрепление, углубление и расширение знаний студентов в процессе выполнения конкретных практических задач;
овладение практическими приемами по соответствующей учебной дисциплине на современном уровне;
развитие у студентов профессиональных навыков, а также практическое овладение методами экспериментальных исследований и обработки результатов ;
ознакомление с устройством и изучение конструкции компрессора.
Теоретическое обоснование работы
Компрессоры
предназначены для обеспечения сжатым
воздухом пневматического оборудования
и тормозной системы путевых машин.
Применяемые
на подвижном составе железных дорог
компрессоры разделяют:
по
числу цилиндров — на одноцилиндровые,
двухцилиндровые и трехцилиндровые; по
расположению цилиндров — на горизонтальные,
вертикальные, W
и V-образные
с тремя и двумя цилиндрами соответственно;
по
числу ступеней сжатия — на одноступенчатые
и двухступенчатые;
по
приводу — с приводом от электродвигателя
или от двигателя внутреннего сгорания.
В
одноступенчатом компрессоре всасывание
и сжатие атмосферного воздуха происходят
в одном цилиндре 3 за два хода поршня.
При движении поршня 4 вправо открывается
всасывающий клапан 2 и происходит
всасывание при постоянном давлении.
При движении поршня 4 влево закрывается
всасывающий клапан и начинается процесс
сжатия. Открывается нагнетательный
клапан и поршень выталкивает воздух в
главный резервуар ГР при постоянном
давлении.
При
обратном движений поршня оставшийся
во вредном пространстве воздух
расширяется и открывается всасывающий
клапан 2.
Рисунок 29 - Схема
одноступенчатого компрессора
В
двухступенчатом компрессоре сжатие
воздуха происходит в двух цилиндрах с
промежуточным охлаждением. При движении
поршня 1 вниз открывается всасывающий
клапан 3 и происходит всасывание при
постоянном давлении. При ходе поршня
вверх всасывающий клапан 3 закрывается,
воздух сжимается и открывается
перепускной клапан 4, происходит
нагнетание сжатого воздуха в холодильник
5. При движении поршня вниз в цилиндр
низкого давления 2 происходит расширение
сжатого воздуха, оставшегося во вредном
пространстве, открывается всасывающий
клапан 3 и процесс повторяется. В цилиндре
высокого давления (II ступень сжатия)
при движении поршня вниз воздух из
холодильника 5 будет поступать в цилиндр.
При движении поршня вверх произойдет
сжатие и нагнетание в главный резервуар
ГР.
В
полости цилиндра при I ступени сжатия
давление повышается до 0,2—0,4 МПа, а в
полости II ступени сжатия — до 0,75—0,9
МПа.
Тип
компрессора выбирают в зависимости от
рода подвижного состава. Компрессоры
должны полностью обеспечивать потребность
в сжатом воздухе при максимальных
расходах и утечках. Во избежание
перегрева компрессора режим его работы
устанавливают повторнократковременным:
продолжительность включения (ПВ) под
нагрузкой не более 50 % и продолжительность
цикла до 10 мин. Непрерывная работа
двухступенчатого компрессора допускается
до 45 мин и одноступенчатого до 15 мин.
Включением
и выключением привода компрессора
заведует реле давления (регулятор). При
снижении давления в главном резервуаре
ниже определенной величины, компрессор
включается в работу, как только давление
достигнет нужной величины компрессор
отключается. Для нормальной работы
компрессора необходимо, чтобы атмосферный
воздух, всасываемый компрессором, был
очищен, поэтому забор воздуха
осуществляется через фильтр. Для
исключения аварийных ситуаций при
выходе из строя реле давления обязательно
применяют предохранительный клапан,
который открывается, если давление в
системе станет выше установленного
предела.
Рисунок 30 - Схема
двухступенчатого компрессора
Рисунок 31 -
Принципиальные схемы основных типов
компрессоров а-двухцилиндровый
горизонтальный одноступенчатый; б-
двухцилиндровый горизонтальный
двухступенчатый; в-трехцилиндровый
вертикальный двухступенчатый с
промежуточным охлаждением; г-
трехцилиндровый вертикальный с
промежуточным охлаждением; д-
двухцилиндровый V-образный.
Одним
из основных показателей-работы
компрессора является его подача
(м3/мин),
т.е. объем воздуха, нагнетаемый им за
единицу времени.
Различают
теоретическую и действительную
производительность (фактическую).
Q=
F*h*n*I,
где
F-
площадь поршня
(м2) h-
ход поршня (м)
n-
количество
ходов в минуту I - количество цилиндров.
Теоретическая
производительность всегда выше
действительной или фактической. По
данному показателю производят подбор
компрессора для конкретного ПС или
машины, но при подборе производительность
компрессора должна полностью
обеспечить сжатым воздухом действительную
потребность с учетом максимальном
расходе и утечек.
Объемным
к.п.д. компрессора называется отношение
засасываемого объема воздуха в цилиндр
к теоретическому объему; он зависит от
величины вредного пространства и
давления.
На
путевых машинах широкое распространение
получили следующие компрессоры:
Компрессор
ВВ-0,8/8-720
Основой
компрессора (рисунок 32) является корпус
1 из серого чугуна. В корпусе на подшипниках
4 установлен коленчатый вал 2. Привод
компрессора от электродвигателя через
клиноременную передачу или от трансмиссии
через карданную передачу. На шатунных
шейках вала, на баббитовых вкладышах
установлены нижние разъемные головки
шатунов 3. В верхние головки шатунов
запрессованы бронзовые втулки, на
которые опираются поршневые пальцы.
На
поршневых пальцах с помощью стопорных
колец установлены поршни, которые
перемещаются в режиме противохода в
цилиндрах блока цилиндров 7. В ручьях
поршней устанавливаются два компрессионных
и два маслосъемных кольца из наполненного
капрона.
На
блоке цилиндров установлена клапанная
плита, в которой имеются всасывающий
13 и нагнетательный 12 пластинчатые
клапаны. Каждый из клапанов имеет по
двенадцать пластин: шесть всасывающих
и шесть нагнетательных. На клапанной
плите установлена крышка 9, в которой
имеются отверстия для подвода и отвода
воздуха. На подводном отверстии
установлен сетчатый фильтр. Смазка
компрессора осуществляется разбрызгиванием
при помощи барботажных насосов 11,
закрепленных на шатунных шейках
коленчатого вала. Уровень масла в
картере компрессора определяется при
помощи масломерного щупа 14.
При
вращении коленчатого вала происходит
возвратно-поступательное движение
поршней в цилиндрах. При перемещении
поршня вниз объем над головкой цилиндра
увеличивается и в нем возникает
разряжение, под действием которого
открываются всасывающие клапаны, а
нагнетательные — прилегают к своим
седлам. Цилиндр заполняется воздухом.
После прохода поршнем нижней мертвой
точки этот объем начинает уменьшаться
и в цилиндре возникает избыточнее
давление, под действием которого
всасывающие клапаны прилегают к своим
седлам, а нагнетательные открываются.
Воздух из цилиндра выталкивается в
напорную магистраль.
Техническая
характеристика компрессора
ВВ-08/8-720:Подача компрессора, 0,0133 м3/с
Давление
нагнетания, 0,8 МПа.
Частота
вращения вала, 12 об/мин.
Потребляемая
мощность, 6,4 кВт.
Ход
поршня, 92 мм.
Масса
конструктивная, 100 кг.
Рисунок 32 -
Компрессор ВВ-0,8/8-720 Компрессор
унифицированный У43102
Поршневой
одноступенчатый двухцилиндровый
компрессор У43102 (рисунок 33) с воздушным
охлаждением и вертикально-рядным
расположением цилиндров состоит из:
алюминиевого картера из верхней 22 и
нижней 21 половин, с горизонтальным
разъемом по оси коленчатого вала; блока
цилиндров 5 из алюминиевого сплава с
запрессованными в него чугунными
гильзами 4; клапанов 2 и 3; головки
цилиндров 1 коробчатой формы из
алюминиевого сплава, внутренняя полость
которой делится перегородкой на две
части — всасывающую и нагнетательную;
коленчатого вала 13, вращающегося на
двух подшипниках 15 и 19, установленных
в отверстиях картера и закрытых крышками
11; шатунов 17 цельноштампованных стальных;
запрессованного в нижней головке
шатунов роликового подшипника 16; поршней
6 литых из алюминиевого сплава, имеющих
по два компрессионных и два маслосъемных
кольца; поршневых пальцев 7 плавающего
типа, удерживаемых от осевого перемещения
при помощи двух пружинных стопорных
колец 8; поршневых колец 24 и 25; шкива-маховика
9, выполненного заодно с вентилятором
10 и закрепленного от смещения стопорной
шайбой 14.Головка и блок цилиндров имеют
внутреннюю и наружную стенки, соединенные
перемычками — ребрами. Ребра образуют
внутренние каналы для прохода охлаждающего
воздуха, который вентилятором всасывается
через щели защитного колпака 30, каналы
головки цилиндров, каналы блока
цилиндров, воздушную полость картера
и выбрасывается в атмосферу.
Для
снижения давления и вентиляции внутренней
полости картера имеются каналы в самом
картере, блоке цилиндров и клапанных
плитах, соединяющие внутреннюю полость
со всасывающей полостью головки.
Очистка
воздуха, поступающего в компрессор,
двухступенчатая. Первая ступень —
воздухоочиститель центробежного типа
32 с бункером для сбора пыли. Вторая
ступень, расположенная в головке блока
цилиндров, состоит из кассеты 31,
заполненной канителью из капроновой
нити.
Рисунок
33 - Компрессор У43102А
Производительность
компрессора регулируется периодическим
переводом на холостой ход с помощью
автомата разгрузки.Автомат разгрузки
состоит из регулятора давления 23 типа
АР-11 и механизма разгрузки, смонтированного
в головке блока цилиндров.
Компрессор
двигателя ЯМЗ-238
Компрессор
(рисунок 34) поршневой, двухцилиндровый
с одной степенью сжатия установлен в
развале цилиндров на площадке верхней
крышки шестерен распределения. Привод
компрессора осуществляется клиноременной
передачей от шкива вентилятора двигателя.
5,
и воздух из полости головки блока
компрессора поступает в пневмосистему
в направлении стрелки С. Подъем клапана
ограничивает торец пробки 8, ввернутый
в отверстие головки. Под фланцем пробки
установлена уплотняющая прокладка.
В
блоке цилиндров компрессора расположено
разгрузочное устройство, работающее
совместно с регулятором давления
воздуха. При давлении воздуха в системе
0,7 МПа регулятор включает разгрузочное
устройство и сжатый воздух поступает
в разгрузочный канал Р под плунжеры
19. Плунжеры поднимаются, открывая
впускные клапаны 16 обоих цилиндров с
помощью штоков 12, и компрессор перегоняет
сжатый воздух из одного цилиндра в
другой, не нагнетая его в систему,
т.е. работает вхолостую. Когда давление
в системе снизится до 0,56 МПа, регулятор
отключает разгрузочное устройство и
сообщает канал Р с атмосферой. Плунжеры
под действием пружин опускаются,
освобождая впускные клапаны, и компрессор
вновь начинает нагнетать воздух в
пневматическую систему.
Техническая
характеристика компрессора двигателя
ЯМЗ-238
Объем цилиндров,
см3 216
Диаметр цилиндров,
мм 60
Ход поршня, мм 38
Производительность
при 2000 об/мин, л/мин 220
Порядок
выполнения:
1.Ознакомится
с назначением компрессора и видами
компрессоров.
2.Ознакомится
с особенностью конструкций одноступенчатых
и двухступенчатых компрессоров.
3.Ознакомится
с основными показателями работы
(технические характеристики) компрессора.
Ознакомится
с принципиальными схемами основных
типов компрессоров.
Ознакомится
с конструкциями и принципами действия
компрессоров ВВ-0,8/8-720, У43102 и компрессором
двигателя ЯМЗ-238
Содержание
отчета:
Записать
назначение компрессора и виды
компрессоров.
Записать
основные показатели работы (технические
характеристики) компрессора.
Опишите
принципиальные схемы основных типов
компрессоров.
Опишите
особенности конструкции одноступенчатых
и двухступенчатых компрессоров.
Выполнить
эскизы и кратко описать конструкции
компрессоров ВВ-0,8/8-720, У43102 и компрессора
двигателя ЯМЗ-238, проставьте необходимые
позиции.
Сделать
вывод о проделанной работе.
Контрольные
вопросы:
Назначение
компрессора.
Какие
виды компрессоров Вы знаете.
Какими
показателями работы (технические
характеристики) характеризуются
компрессоры.
Какие
марки компрессоров получили широкое
распространение на путевых машинах
Практическое занятие № 40