👨🔧 Для чего система смазки в поршневых компрессорах?
Смазка в поршневых компрессорах применяется для снижения износа трущихся поверхностей, уменьшения затраты энергии на трение, охлаждения трущихся поверхностей механизма движения, уплотнения рабочей полости цилиндра и повышения герметичности поршня и сальников.
🔧🔧Система смазки в поршневых компрессорах:
✔️ Продлевает срок эксплуатации агрегатов за счет снижения силы трения между движущими механизмами, соответственно, увеличивает их износоустойчивость.
✔️ Отводит лишнее тепло от движущихся элементов.
✔️ Охлаждает рабочие узлы и цилиндры.
✔️ Сглаживает пульсации и вибрации компрессора во время работы.
✔️ Снижает уровень шума.
✔️ Создает дополнительное уплотнение в зазорах клапанов, сальниках, поршневых кольцах.
✔️ Очищает поверхности трущихся элементов.
✔️ Предотвращает абразивный износ компонентов цилиндра.
✔️ Герметизирует и предотвращает утечки сжатого воздуха.
👨🔧Какие существуют системы смазки в поршневых компрессорах?
В конструкции поршневых компрессоров используют две самостоятельные системы смазывания:
✔️ Система смазки цилиндров и сальников,
✔️ Система смазывания механизмов движения.
Рассмотрим их подробнее.
🔧🔧Смазка цилиндров и сальников
Смазывание быстроизнашивающихся элементов цилиндра, таких как компрессорных клапанов, поршневых колец, бандажных колец и сальников, необходимо осуществлять согласно рекомендациям, которые указывает производитель компрессорной техники в технической документации. Срок службы данных компонентов напрямую зависит от соответствующего типа смазочного материала, его объема и периодичности смазывания.
Смазка цилиндров и сальников производится одним из трех способов:
✔️ разбрызгиванием масла из картера,
✔️ вводом распыленного масла в струю всасываемого газа,
✔️ подачей масла под давлением на рабочую поверхность.
🔧Разбрызгивание масла из картера
Смазка разбрызгиванием осуществляется только в бескрейцкопфных компрессорах.
Источником брызг является масло, захватываемое специальными разбрызгивателями (штырями на шатунах) из картера или вытекающее из шатунных подшипников, если последние смазываются принудительно. Оседая на рабочей поверхности цилиндра во время движения поршня, масло при последующих оборотах вала увлекается поршнем и наносится им на остальную поверхность.
Главным недостатком данного способа является отсутствие регулирования расхода смазочного материала, этот расход, как правило, значительно больше требуемого. Кроме того, контакт большого объема масла с горячим воздухом создает повышенное содержание нагара внутри цилиндра, и возможно неравномерное распределение смазочного масла по всем компонентам цилиндра.
🔧Ввод распыленного масла в струю всасываемого газа
Смазка цилиндров распылением производится в тех случаях, когда невозможно применить разбрызгивание. Смазывание вводом (впрыскиванием) распыленного масла в поток всасываемого газа используется в многоступенчатых бескрейцкопфных компрессорах.
Данный метод позволяет смазывать те части цилиндров, которые не примыкают к картеру. С этой целью часть воздушного потока поступает в цилиндры через полость картера, которая заполнена мелкодисперсным маслом, и далее уже с парами масла выбрасывается в цилиндр.
Однако данный способ не позволяет полностью охватить все рабочие поверхности цилиндра. К тому же, тесный контакт некоторых газов с масляным туманом значительно снижают его качество, поэтому данный способ нельзя назвать наилучшим. Такая смазка применяется в кислородных компрессорах с употреблением специальной смазывающей жидкости.
🔧Смазывание цилиндров и сальников под давлением
Данный способ имеет другое название – принудительное смазывание цилиндра. Он применяется чаще всего в крейцкопфных компрессорах. Смазку сальников также производят под давлением, для чего предусматривают один-три ввода в полость сальников.
Учитывая необходимость строгого регулирования подачи масла, а также различные давления в цилиндрах ступеней, для смазки цилиндров применяют лубрикаторы, т. е. плунжерные насосы с несколькими поршнями. Каждый поршень (плунжер) действует как отдельный насос и питает только один ввод, имея индивидуальную регулировку подачи, контролируемую визуально. Привод лубрикаторов — от крейцкопфа или коренного вала. Для подачи масла до пуска компрессора в лубрикаторах предусмотрено устройство для проворачивания вручную. В крупных компрессорах привод лубрикаторов осуществляют от отдельного электродвигателя.
В компрессорах горизонтального типа подача масла осуществляется в верхней точке, или в двух точках – при большом диаметре цилиндра (более 500 мм). Компрессоры с вертикальным расположением цилиндров, также имеют одну или более точек входа масла. Их количество также зависит от диаметра цилиндров.
Данный способ является наиболее качественным, так как позволяет полностью смазать все рабочие поверхности цилиндра и его компонентов.
🔧🔧Смазка механизмов движения
Смазывание движущихся элементов поршневого компрессора выполняется двумя способами:
✔️ Разбрызгиванием через картер
✔️ Принудительным способом (путем циркуляции масла внутри компрессора).
Рассмотрим подробнее
🔧Смазка механизма движения разбрызгиванием имеет простое устройство: в ванну картера заливают масло, которое при вращении вала переходит в состояние тумана и уже затем через подшипниковые узлы попадает на трущиеся поверхности.
Такой способ смазки не обеспечивает эффективного отвода теплоты и требует поддержания определенного уровня масла в картере компрессора. Кроме того, масло, залитое в картер, в процессе работы не фильтруется. Загрязнение масла усиливает износ машины.
Смазку разбрызгиванием масла по рабочим поверхностям механизмов движения чаще всего применяют в бытовых или полупрофессиональных моделях компрессоров, в компрессорах с малыми габаритами, и предназначенных для кратковременных работ.
🔧Принудительная смазка механизма движения представляет циркуляционную смазку по замкнутому контуру: маслосборник — насос — фильтр — холодильник — детали механизма движения — маслосборник. Поэтому данный способ имеет другое название – циркуляционный.
Смазочный материал поступает к насосу через фильтр грубой очистки. Затем после насоса масло проходит через щелевой (пластинчатый) фильтр и холодильник, и попадает на механизмы. Часть масла по отверстиям в коленчатом вале выходит к шатунным подшипникам и далее, по сверлениям в шатуне или по специальным трубам, прикрепленным к шатуну, перемещается к пальцу крейцкопфа. Другая часть масла поступает к трущимся поверхностям крейцкопфа. Принудительная система смазывания снабжается манометрами и перепускным клапаном для регулирования давления.
Давление масла в системе выбирают от 0,1 до 0,4 МПа — большие значения для высокооборотных компрессоров. В небольших компрессорах часто в качестве маслосборника используют поддон картера. При циркуляционной смазке обычно применяют шестеренные насосы, приводимые в действие от вала компрессора.
Шестеренные насосы для компрессоров мощностью 500 кВт и выше снабжаются индивидуальным приводом для включения их до пуска компрессора. Из-за опасности пуска компрессора без смазки двигатель компрессора блокируется с системой смазки, при которой электрическая цепь включается лишь при подаче масла в систему.
👨🔧Какими качествами должно обладать смазочное масло для воздушных компрессоров?
Требования, предъявляемые к смазочным материалам для воздушных компрессоров:
✔️ Смазочные масла должны иметь температуру вспышки в диапазоне +220…+240 °С и температуру воспламенения около +400 °С.
✔️ Достаточная вязкость средства для создания устойчивой пленки.
✔️ Смазка должна иметь стабильные характеристики, не изменяемые в процессе работы компрессора (отсутствие расслоения, не вступать в контакт с газами, не образовывать нагар и др.)
✔️ В смазке должна отсутствовать вода и механические примеси.
✔️ Масла для смазывания высокопроизводительных компрессоров (с высоким оборотом) должны содержать антипенные присадки.
✔️ Срок службы масел в среднем должен составлять около 2500 часов.
✔️ Показатели кислотности должны быть в норме.
✔️ Содержание водорастворимых кислот и щелочей должно быть в обозначенной норме.
🔧🔧Последствия чрезмерного смазывания или отсутствия смазки в поршневых компрессорах
Отсутствие смазочного материала, так же, как и чрезмерное смазывание движущихся частей компрессора и цилиндров, одинаково негативно сказываются на работе агрегатов.
🔧Переизбыток смазки приведет к:
✔️ Снижению надежности работы поршня и других элементов компрессора.
✔️ Повреждению (вязкому приклеиванию) клапана.
✔️ Задержкам открывания клапана и его повреждению.
✔️ Сбою в работе компрессора.
🔧Последствия нехватки смазочного масла:
✔️ Преждевременный износ движущихся элементов.
✔️ Появление сторонних звуков (скрежет, свист, стук и др).
✔️ Вибрации и пульсации агрегата.
✔️ Появление осадка внутри цилиндров.
Надежность системы, используемой для распределения смазочного материала для смазки деталей цилиндра, является также важной для общей надежности работы поршневых компрессоров, как и использование соответствующих смазочных материалов и правильного выбора расходов их подачи.