Ремонт поршневих пальців
Зношування поршневих пальців визначають візуально - тріщини, відколи, ризики, фарбування цементованого шару, подібні пошкодження, кольору втечі від нагрівання у разі заїдання в підшипнику - і вимірюванням діаметра, овальності та конусності. Пальці з явними дефектами, з шорсткістю поверхні більше Ra 0,100 мкм, зі зносом понад 0,05 мм на 10 мм діаметра підлягають заміні. Вимірювання пальців ведуть у вертикальній та горизонтальній площинах у чотирьох перерізах (у середині бобишок і два у втулці шатуна). Допускають зменшення діаметра dmin пальців (мм), граничну величину овальності і конусності Δс (мм) для компресорів залежно від ходу поршня (мм).
Зношені пальці відновлюють пластичною деформацією (роздачею), електролітичним хромуванням чи металізацією. При визначенні величини шару покриття враховують припуск шліфування (0,015-0,025 мм). При ремонті роздачею пальці нагрівають, деформують, проточують, цементують, загартовують і шліфують під номінальний розмір. Іноді практикують встановлення ремонтних розмірів під час заміни пальців.
Ремонт і виготовлення поршневих кілець. Поршневі кільця надзвичайно різноманітні по конструкції, яка залежить від тиску стиснення, роду газу, матеріалу, що стискається, матеріалу кільця, кількості мастила і виду тертя.
Основні відомості про поршневі кільця
Холодильні компресори випускають з чавунними одинарними кільцями прямокутного перерізу або з кільцями з полімерних і графітових матеріалів, також одинарними та прямокутного перерізу, з експандерами-підкладними пружними кільцями. В даний час сучасні швидкохідні компресори випускають з кільцями з дешевих та технологічних матеріалів на основіполіамідів з прорізом-замком: прямим, косим або внахлестку. Замок внахлестку на полімерних кільцях нескладно виготовляти на пристрої.
Величина теплового зазору в замку поршневого кільця залежить від матеріалу кільця та розраховується, виходячи із необхідності компенсації теплового розширення. Для металевих кілець вона визначається нормалями. Заводи-виробники холодильних компресорів вказують величину теплового зазору в замку в документації. Зазор у замку ущільнювального металевого кільця при встановленні в циліндр становить 0,004 діаметра циліндра, а відношення висоти кільця до ширини - від 0,6 до 0,7.
У холодильних компресорах при різниці тисків нагнітання і всмоктування не більше 2,1 МПа і частоті обертання валу від 8 до 12 с -1 поршні виконують з чотирма кільцями ущільннтельними, при частоті обертання понад 12 до 16 с -1 - с . обертання понад 16 до 24 -1 - з двома. При складанні поршня кільця встановлюють зі зміщенням замка на 120 ° в суміжних кільцях, а при двох кільцях ущільнювачів - зі зміщенням на 180 °. Однак при роботі компресора кільця можуть повернутися внаслідок тангенціальної дії струменя газу при закінченні зі щілини косого замка, і замки можуть виявитися розташованими на одній лінії. В ідеальному випадку при хорошому стані дзеркала циліндра і поршневого кільця у вертикальних циліндрах кільце мало б при роботі компресора поступово обертатися, забезпечуючи рівномірне зношування, хороше приробіток і ущільнення. Однак на практиці спостерігається опрацювання кільця у певному положенні. Тому рекомендації щодо встановлення кілець зі зміщенням замка одне щодо іншого, про зміну напрямку прорізу в косих замках у суміжних кільцях необхідно виконувати у всіх типах машин. Існуєбагато технічних рішень щодо фіксації положення замка кільця на поршні, легко здійсненних для кілець із пластмас з експандерами (наприклад, бурт на кільці, що входить у паз поршневої канавки). Під час розбирання компресора звертають увагу на маркування прироблених поршневих кілець щодо поршня при подальшому складанні для збереження досягнутої щільності поршневого ущільнення та запобігання підвищеному зносу кілець та циліндра. Олійне кільце ставлять на поршень із замком, розташованим у площині, перпендикулярної осі пальця.
Питоме навантаження від пружності поршневих кілець на дзеркало циліндра має перевищувати 0,15-0,2 МПа. Поршневі кільця виготовляють із сірого чавуну СЧ 24 при діаметрі до 200 мм і СЧ 21 при діаметрі понад 200 мм, це пояснюється тим, що зі зменшенням діаметра кільця модуль пружності матеріалу повинен бути більшим. Найбільш бажана індивідуальна виливок кільця овальної форми; таке кільце забезпечує більш рівномірний тиск по периметру і більш щільне прилягання його до дзеркала циліндра.
У більшості випадків на заводах чавунні поршневі кільця виготовляють із групових заготовок - маслот, що являють собою порожнисті циліндри відцентрового виливка з буртом на одному кінці для запобігання спотворенню форми при механічній обробці. Твердість кілець повинна бути на 5-10 одиниць НВ менша за твердість дзеркала циліндра для забезпечення випереджуючого зносу кілець.
При виготовленні висоту поршневого кільця витримують по посадці db, зовнішній діаметр посадки js-б, внутрішній - посадці #8. Відмінність у радіальній товщині кільця при цьому не повинна перевищувати суми допусків на обробку зовнішньої та внутрішньої поверхонь кільця. Непаралельність торцевих поверхонь повинна бути в межах допускувиготовлення. Зовнішні грані кілець роблять гострими, з внутрішніх – знімають фаску або закруглюють їх, щоб запобігти защемленню кілець у канавках поршня. Пружність кільця у вільному стані вимірюється на пристосування (рис. 82). Токарну обробку чавунних поршневих кілець проводять до шорсткості не більше Ra 40 мкм для внутрішніх циліндричних поверхонь, R„ 1,6-0,80 мкм для зовнішніх циліндричних поверхонь, R„ 0,8*--0,40 мкм для торцевих поверхонь.
Дефектація та ремонт
Судити про зношеність поршневих кілець можна по зменшенню продуктивності компресора, на вигляд кільця (темні плями на блискучій поверхні свідчать про нещільне прилягання до дзеркала, а блиск на торцевих поверхнях кільця - про знос кільця по висоті), а також шляхом вимірювань.
При дефектації шляхом вимірів знятого з поршня кільця перевіряють величину теплового зазору, щільність прилягання до циліндра, пружність кільця, неплощинність торцевих поверхонь (короблення), різниця (нерівномірність зносу кільця по радіальній товщині), величину зносу по радіальній товщині і висоті. Усі виміри проводять головним чином універсальним інструментом чи нескладними пристроями. Зазвичай дефектацію поршневих кілець після їх помивання. осушення та огляду починають з вимірювань висоти та радіальної товщини кілець. Знос по висоті найпростіше контролювати прохідним і нерохідним калібром і відбраковуванням при зносі, що перевищує допуск посадки d8. При відбраковуванні кільця при великому зносі радіальної товщини іноді допускають знос в окремих місцях до однієї чверті, але при цьому враховується одночасно ряд інших факторів; хороше приробіток кільця до дзеркала циліндра, рівномірність зносу (відмінність радіальної товщини не більше 0,3 мм),пружність кільця (допускається втрата пружності до 30%), величина теплового зазору в замку, оцінюється можливість роботи кільця до граничного зношування при роботі компресора до наступного ремонту, при якому можлива заміна кільця.
Неплощинність (короблення) поршневого кільця перевіряють щупом на контрольній плиті (до 0,04 мм при діаметрах кілець до 200 мм і до 0,05 мм при діаметрах кілець від 200 до 500 мм).
При перевірці щільності прилягання допускається зазор на дузі не більше 45 °, не більше ніж у двох місцях і не ближче 30 ° до замку. Щільність прилягання кільця до циліндра визначає розподіл радіального тиску на дзеркало циліндра і нормальної пружності кільця забезпечує розрахункову величину питомого тиску. При підготовці до заміни виготовлені кільця прокочують канавкою навколо осі поршня, перевіряючи зазор щупом H9d8. При недостатньому проміжку торцеві поверхні притирають на плиті з пастою гої.
Пружність кілець малих компресорів
Пружність кілець малих компресорів може бути виміряна безпосередньо на циферблатних торгових вагах, якщо кільце закріпити на тарілці ваг у такому ж положенні, як на пристрої, показаному на рис. 82. Натискаючи зверху на кільце рукою, можна виміряти необхідне зусилля для змикання кінців кільця у замку.
Кільця знімають і ставлять на поршень спеціальними кліщами, але найчастіше за допомогою 3-4 металевих пластин завтовшки приблизно 0,5 мм, ширина яких залежить від діаметра поршня. Піднявши кінці кільця в замку з канавки, пластини заводять під кільце і, піднявши його з канавки, зрушують пластинами до днища поршня. Надягають поршневі кільця таким же чином. При знятті та надіванні кілець необхідно виявляти уважність і не розводити кінці кільця широко, щоб уникнути йогополомки. Особливо обережно треба поводитися з кільцями з крихких матеріалів - чавуну, графіту та полімерних композицій на основі графіту. При використанні гнучкіших полімерних матеріалів при дефектації поршневих кілець перевіряють збереження ними еластичності. Так, поршневі кільця з термостабілізованого капрону перевіряють на
крихкість під час поточного ремонту, а також усунення несправностей, внаслідок яких могло статися підвищення температури стінки циліндра. Кільце вважають придатним для подальшої роботи, якщо воно не ламається при розведенні замку на 100-150 мм. Крихкість в еластичному матеріалі утворюється в результаті старіння полімеру, яке прискорюється при підвищенні температури. Використання полімерів замість чавуну різко знизило зношування циліндрів і підвищило в кілька разів ресурс кілець. Так, ресурс кілець на компресорах П110 та П220 становить 15 тис. год.
Виготовлення у ремонтних цехах
Технологія виготовлення заготовок і кілець поршневого (і сальникового) ущільнень з неметалевих матеріалів визначається властивостями матеріалу, товарною формою його випуску заводу-виготовлювача та обладнанням. Кільця з графітових матеріалів, що не мають еластичності, виготовляють у вигляді сегментів. У технологічний процес їх виготовлення входять такі операції: розточування та обточування циліндричної заготовки з припуском, розрізування заготовок на кільця з припуском на шліфування та притирання, розрізування пакета кілець у оправці на сегменти фрезою, шліфування стику та сегментів у оправці, розточування та обточування до номінальних розмірів по циліндричних поверхнях, притирання торцевих поверхонь сегментів та перевірка розмірів за калібрами. Така технологія забезпечує взаємозамінність сегментів та їхдрібносерійне виробництво.
При обробці стежать за своєчасним та правильним заточуванням інструменту, дотриманням режиму різання та боротьбою із запиленістю приміщення.
Використання тупого інструменту призводить до сколу, мікротріщин та перегріву матеріалу. Верстат обладнають місцевими відсмоктувачами; токар надягає респіратор, а матеріал для зменшення пилу замаслюють. Частота обертання валу при обробці 4-5 с, а після попереднього замаслювання матеріалу може бути збільшена до 7-8,5 с - 'Точіння ведуть з малими подачами за кілька проходів різцями, форма яких дозволяє зменшити ймовірність сколів. Притирання проводять з водою, щоб уникнути амасланія плити.
Заготовки з листових матеріалів виготовляють на свердлильному верстаті або пристосуваннях (аналогічних пристосуванням для вирізування прокладок).
Кільця з композицій на основі фторопластів виточують, як правило, із заготовок у вигляді втулок. При виборі розмірів заготовок враховують два моменти: розміри втулок можуть відрізнятись від зазначених у довіднику на величину допуску за технічними умовами на матеріал; поверхневий шар заготовок необхідно видаляти на товщину 0,5-2 мм (залежно від матеріалу), а матеріалу АФГМ - на 3 мм видалення можливих поверхневих дефектів. З метою економії матеріалу необхідно продумувати розкрій втулок для отримання їх кілець різних розмірів (рис. 10-13, б). Поршневі кільця з ЛФГ - 80 ВС та інших графітофторопластів виточують з круглої заготовки у вигляді врізання відрізним різцем на токарному верстаті стрічки по гвинтовій лінії кроком, що дорівнює висоті поршневого кільця з припуском на ширину різця. Потім Г-подібним різцем підрізають заготовку і отриману стрічку за дротяним шаблоном розрізають на заготовки кілець. Після зрізання стрічкипершого ряду проводять чистове обточування заготовки та операції повторюють.
Механічну обробку кілець з полімерів виконують у оправках і пристосуваннях (рис. 85), аналогічних застосовуваних під час виготовлення металевих кілець.