Назначение изделия и краткое описание.

Компрессорная установка состоит из компрессора, холодильников, воздухопровода, систем охлаждения и автоматики.

Во время всасывания воздух через воздушный фильтр и всасывающие клапаны попадает в рабочую полость цилиндра 1-й ступени. После сжатия в цилиндре, воздух через нагнетательные клапаны выталкивается в патрубок и через него в холодильник 1-й ступени. Затем охлажденный воздух направляется в цилиндр 2-й ступени. После последней ступени устанавливается холодильник. Для отделения частиц жидкости и масла предусмотрены полости в холодильниках, откуда конденсат и масло удаляются путем периодической продувки.

Компрессор представляет собой поршневую крейцкопфную машину с прямоугольным расположением цилиндров.

Конструкции компрессоров построены на основе принятого на заводе-изготовителе нормального ряда машин. Значительное количество сборочных единиц и деталей унифицировано и взаимозаменяемо.

Компрессор состоит из следующих составных частей: базы, цилиндров, водопровода и электродвигателя.

База представляет собой сборочную единицу, состоящую из рамы, кривошипно-шатунного механизма (коленчатый вал, шатун, крейцкопф), блока смазки с масляным насосом низкого давления (для смазки механизма движения).

Рама компрессора представляет собой чугунную отливку коробчатой формы и является основной деталью, на которой монтируются все остальные узлы машины.

Коленчатый вал имеет один или два кривошипа, предназначенных для установки шатунов, и опирается на два роликоподшипника. На один конец вала на шпонке насажен ротор электродвигателя.

Шатун имеет кривошипную головку с отъемной крышкой и неразъемную крейцкопфную головку. Разъемные вкладыши кривошипной головки имеют антифрикционный слой из алюминиевого сплава. В крейцкопфную головку запрессована бронзовая втулка или игольчатый подшипник. Крышка кривошипной головки шатуна соединяется со стержнем шатуна двумя шатунными болтами.

Крейцкопф изготовлен из чугуна заодно с направляющими. Крейцкопф соединен со штоком закладной гайкой и контргайкой, которые контрятся стопорными болтами.

В зависимости от схемы компрессоров цилиндры бывают одно-, двух-, трехступенчатые, простого или двойного действия, с уравнительной полостью или без нее. В двухступенчатых компрессорах установлены цилиндры двойного действия разного диаметра.

Цилиндр представляет собой чугунную отливку с расточками под клапаны и сальники, с водяными рубашками и каналами для входа и выхода воздуха. Цилиндры могут выполняться как с гильзами, так и без них. Сменные гильзы изготавливаются из специального чугуна и уплотняются по диаметру резиновыми кольцами, а по торцу паронитовыми прокладками.

Поршни цилиндров двойного действия  закрытого типа. Они представляют собой полые чугунные отливки. В двухступенчатых цилиндрах поршни выполнены открытыми в уравнительную полостью.

Шток служит для присоединения поршня к крейцкопфу.

Для уплотнения поршней служат чугунные поршневые кольца с прямым или косым замком.

Организация ремонтных работ.

Для предприятий, эксплуатирующих компрессорное оборудование, характерны следующие основные методы проведения ремонта:

• обезличенный метод;

• метод ремонта специализированной организацией;

• метод ремонта заводом-изготовителем.

При решении вопроса о целесообразности ремонта следует также учитывать, что основными показателями, определяющими эффективность ремонта, являются не только его стоимость, которая характеризуется уровнем затрат на ремонт оборудования по сравнению со стоимостью нового, но и качество, которое характеризуется соотношением эксплутационных показателей отремонтированной и новой машин. Чем выше качество ремонта, тем ниже уровень и темпы наращивания эксплутационных затрат после него.

Основной причиной дефектов, возникающих в процессе эксплуатации, является потеря работоспособности составных частей компрессора при превышении предельного износа. При длительной работе любой машины даже при нормальных условиях эксплуатации и соблюдении правил технического обслуживания ее составные части изнашиваются. Изнашивание сопряженных деталей является причиной 85 отказов компрессорного оборудования. Свыше 70 затрат на ремонт поршневых компрессоров связано с износом поршней и цилиндров.

Поэтому в качестве деталей для которых рассматриваются вопросы изготовления и восстановления взяты гильза, поршень, поршневые кольца и коленчатый вал.

Условия ремонта и замены деталей стационарных компрессоров на прямоугольных базах 3П.

детали	Необходимые условия
	ремонта		замены
коленчатый вал	Риски на шейках вала		Трещины, уменьшение размера шеек менее предельно допустимого
поршни	Риски, царапины, биение, дефекты резьбы		Дефекты резьбы нельзя устранить перешлифовкой
поршневые кольца	-	Трещины, раковины, цвета побежалости; если проводилась расточка цилиндров; если тепловой зазор менее 0,1 мм диаметра цилиндра, замок более 0,015 диаметра
цилиндры, гильзы	Увеличение диаметра на 0,5-0,7 мм сверх номинального; задиры глубиной более 0,5 мм		Трещины, отрицательный результат гидроиспытаний

Различают три основных технологических метода ремонта деталей:

• восстановление детали с первоначальными формой и размерами;

• восстановление детали или функциональных способностей узла при использовании компенсаторов износа;

• восстановление деталей по способу ремонтных размеров.

Выбор и обоснование метода изготовления заготовки.

Гильзы.

Исходные данные: объем выпуска - 4060 штук, материал заготовки - серый чугун СЧ 24 ГОСТ 1412-79.

В процессе работы компрессора стенки гильз испытывают большие давления, температурные деформации и трение, поэтому гильзы должны быть достаточно прочными, их трущиеся поверхности должны иметь высокую износостойкость и твердость и противостоять температурным деформациям.

Особенностью конструкции гильз являются относительно малые толщины стенок, большие диаметры и длины.

Заготовки гильз получают литьем в песчаные неподвижные формы при машинной формовке или центробежным литьем. Выбираем центробежное литье. Т. к. центробежное литье по сравнению с литьем в неподвижные формы имеет следующие преимущества:

-обеспечивается более высокая точность наружной поверхности относительно внутренней и исключается появление разностенности отливок, а также разностенность из-за неточности положения стержня;

-достигается большая плотность металла и его однородность по длине заготовки;

-сокращается объем механической обработки за счет более высокой точности отливок;

-уменьшается расход металла за счет исключения литниковой системы;

-сокращается расход на формовочные материалы и изготовление разовых форм.

Поршневые кольца.

Исходные данные: объем выпуска 4060 штук, материал заготовки – серый чугун СЧ 21 ГОСТ 1412-79.

Основное назначение поршневых колец – создание герметичности сопряжения поршня с цилиндром, сохраняя в тоже время их подвижность.

Отливки заготовок поршневых колец – маслоты. Формы и размеры маслоты таковы, что ее целесообразно получать центробежной отливкой. Припуск по наружному и внутреннему диаметрам от 4 до 10 мм.

Проектирование технологического процесса обработки гильз.

1. Основные поверхности и анализ технологичности конструкции гильз.

Основными поверхностями гильзы являются: наружные небольшой протяженности цилиндрические поверхности  360 h9 и  350 h9, которыми гильзы сопрягаются с базой; верхний торец Т, являющийся седлом всасывающего клапана; поверхность зеркала гильзы  300 9, в которой совершает возвратно-поступательное движение поршень.

Конструкция гильзы технологична. Основные поверхности представляют собой сочетание простых геометрических форм (цилиндрических), удобных для обработки. Конструкция детали обеспечивает свободный доступ инструмента ко всем поверхностям. Сокращение длины сопряжения гильзы с базой и разделение ее на участки разных диаметров облегчает установку и снятие гильзы при сборке и разборке компрессора и уменьшает трудоемкость механической обработки.

В конструкции гильзы предусмотрено четкое разделение поверхностей, обрабатываемых на различных технологических переходах.

1. Анализ технических требований.

Исходя из назначения детали и условий эксплуатации, устанавливают следующие технические требования на точность размеров, формы и взаимного расположения поверхностей.

Посадочные поверхности Б и В выполняют по квалитету 9 с параметром шероховатости Rа =1.6 мкм. Зеркало гильзы обрабатывают по квалитету 9 с параметром шероховатости Rа =0.63 мкм. Остальные основные поверхности обрабатывают по квалитету 9-11 с параметром шероховатости Ra =3.2 мкм. Точность формы основных поверхностей должна быть не более 0.5 допуска на соответствующие размеры. Овальность и конусообразность поверхности А не более 0.05 мм. Биение поверхностей  360h9, 350h9, 320d11 относительно оси поверхности А не более 0.1 мм. Торцевое биение поверхности Т относительно Б не более 0.05 мм на наибольшем диаметре.

1. Выбор технологических баз, маршрута обработки и оборудования.

Основными принципами выбора технологических баз являются:

• принцип совмещения технологических и измерительных баз;

• принцип постоянства баз;

• принцип последовательной смены баз.

Обработку гильзы, как типичной детали класса втулок, следует начинать с обработки внутренней поверхности, которая будет служить основной базой для последующих операций.

Это позволяет наиболее полно использовать принцип постоянства базы и совмещения баз, что обеспечивает необходимую точность размеров и взаимного расположения поверхностей.

Обработку основных поверхностей гильзы производят в несколько этапов, причем обработка этих поверхностей должна чередоваться. Последнее необходимо для предотвращения внутренних напряжений.

Таким образом, маршрут обработки гильзы состоит из следующих этапов:

-обработка базовых поверхностей;

-предварительная, чистовая, окончательная обработка основных поверхностей;

-обработка второстепенных поверхностей;

-отделочная обработка зеркала.

При выборе оборудования следует учитывать объем производства деталей. Для ремонтного производства характерно применение универсального оборудования.

Средства измерения также являются универсальными.

1. Расчет припусков на механическую обработку гильзы.

Рассчитаем припуски расчетно-аналитическим методом (РАМОП), разработанным профессором В. М. Кованом. Используется метод автоматического получения размеров.

Минимальный припуск на обработку рассчитаем по формуле

2Z_imin=2[(Rz_i-1+T_i-1)+²_i-1+²_i],

где Rz_i-1 – высоты неровностей профиля на предшествующем переходе [3] стр. 177-193;

T_i-1 – глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе [3] стр. 177-193;

_i-1 – суммарные отклонения расположения поверхности (отклонения от параллельности, перпендикулярности, и т.д.) [3] стр. 177-193;

_i – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе [3] стр. 6-19.

Расчетные формулы для определения размеров:

наружных поверхностей

Dmin i-1 = Dmin i + 2Zmin i;

Dmax i-1 = Dmin i-1 + T Di-1;

внутренних поверхностей

Dmax i-1 = Dmax i – 2Zmin i;

Dmin i-1 = Dmax i-1 – T Di-1,

где 2Zmin – минимальный (расчетный) припуск по диаметру;

Dmin i-1 и Dmax i-1 – соответственно наименьшие и наибольшие предельные размеры, полученные на предшествующем переходе;

Dmin i и Dmax i – соответственно наименьшие и наибольшие предельные размеры, полученные на выполняемом технологическом переходе.

Правильность проведенных расчетов проверяют по формулам:

2Zo max – 2Zo min = T з – Т д.

Результаты расчетов сводятся в таблицу.