Сжатие компрессором воздуха происходит последовательно в трех цилиндрах компрессора. Цилиндры расположены в следующем порядке: внизу - II ступень, в середине – I ступень, вверху – III ступень (рис. 1 и 2).
Цилиндр I ступени (6) нижним торцом крепится к картеру (1), а сверху крепится цилиндр III ступени (10) на верхнем торце которого установлена крышка цилиндра III ступени (19). Каждая ступень компрессора снабжена самодействующими клапанами одного типоразмера.
Клапаны II ступени размещены в блоке цилиндра I и II ступеней, клапаны III ступени – в крышке цилиндра III ступени, а клапаны I ступени размещены в нижней части цилиндра III ступени.
Всего на компрессоре установлено 7 всасывающих и 4 нагнетательных клапана.
Соединение шатуна с поршнем посредством шаровой пяты обеспечивает самоустановку поршня в цилиндрах, что способствует равномерному износу стенок цилиндра.
Компрессор снабжен предохранительными головками для каждой ступени сжатия и предохранительной мембраной.
Рис. 1. Продольный разрез компрессора
1 - картер ЭКПА-11.000-1; 2 - коленвалАКД-10.001; 3 - торцевая крышка картера АКД-10.002; 4 - кольцо маслосъемное поршневое К2.03.21.03; 5 – поршневое кольцо II ступени К2.03.21.04; 6 - цилиндр I и II ступени в сборке АКД-10.200; 7 - шпилька поршня К2.03.21.09-2; 8 – поршневое кольцо I ступени К2.02.21.02; 9 - поршень К2.03.21.01Р; 10 - цилиндр III ступени АКР-10.100СБ; 11 - шток поршня К2.03.21.08; 12 - поршневое кольцо III ступени К2.03.21.05; 13 - крышка цилиндра III ступени К2.02.43.00; 14 - гайка М14х13 ГОСТ 59-27-70; 15 - крышка насоса ГКЯ11.00.99.00; 16 - масляный и водяной насос в сборе ЭКПА-12.000-1.
Рис. 2. Поперечный разрез компрессора
17 – воздухоочиститель в сборе АК2-00.10.00; 18 – пята шаровая в сборе К2.03.22.00; 19-шатун К2.03.21.01; 20-планка К2.03.23.04; 21-набор прокладок К2.03.23.05; 22-болт шатуна К2.03.23.06; 23-крышка АК2.01.30.02.
Картер
Картер (1) представляет собой коробку с вырезами в стенках и верхнем фланце. Окна в торцевых стенках закрыты крышками (3 и 15), в которых установлены роликоподшипники коленчатого вала (2). К торцевой крышке (15) крепится масляной насос, выполненный в блоке с водяным насосом (16).
Торцевые крышки уплотняются набором прокладок, с помощью которых регулируется осевой разбег коленчатого вала. Прямоугольные окна в боковых стенках картера служат для сборки и разборки шатунно-кривошипного механизма и для его осмотра. Окна закрыты крышками (23).
В днище картера имеется отверстие для отвода масла из картера в масляный бак. К верхнему фланцу картера крепится блок цилиндров I и II ступеней. Для крепления компрессора к раме в нижней части картера приварены лапы.
Коленчатый вал
Коленвал (1) откован вместе с противовесами, которые необходимы для уравновешивания сил инерции вращающихся масс. На коническую шейку удлиненного конца вала на шпонке насаживаются шкив клиноременной передачи. От осевого смещения шкив предохраняет гайка, которая стопорится шайбой.
На противоположном конце вала выполнена прорезь «Б» в которую входит водило (2) вал-шестерни масляного насоса.
Для устранения утечек масла в расточке коленчатого вала установлена манжета (3), зафиксированная шайбой и пружинным кольцом (4 и 5). В коленчатом валу имеется канал «А» для подвода смазки в подшипник и в шаровую пяту.
Шатун
Шатун (19) состоит из стержня, верхняя часть которого переходит в шаровую головку, и съемной нижней головки, которая выполнена разъемной. Обе половины нижней головки и стержень шатуна соединяются между собой болтами (22). В стержне шатуна выполнено отверстие для подвода смазки в шаровую пяту.
Между нижней головкой и стержнем шатуна помещена планка (20), толщина которой подбирается при сборке компрессора с таким расчетом, чтобы была обеспечена необходимая величина мертвого пространства в цилиндре II ступени при нижнем положении поршня.
В разъемной нижней головке шатуна установлен комплект прокладок (21) для регулирования масляного зазора в шатунном подшипнике по мере износа бабита.
Поршень
Поршень (9) – дифференциальный, составной. Поршень III ступени соединяется с поршнем I и II ступени гайкой (14), навернутой на резьбовую часть штока поршня III ступени, и стопорной шайбой. Наборная конструкция поршня III ступени позволяет избежать поломки поршневых колец при надевании их на поршень.
Для уплотнения в цилиндрах поршни имеют компрессионные кольца по 4 штуки на I и II ступенях – 8, 5 и 6 штук на III ступени (12). Для снятия излишков масла со стенок цилиндра на поршне II уровня имеется маслосъемное кольцо (4). На внутренней торцевой поверхности поршня четырьмя шпильками (7) закреплена шаровая пята.
Шаровая пята
Шаровая пята (18) состоит из двух половин – нижней и верхней. Нижняя половина шаровой пяты для возможности сборки выполнена разрезной. Между нижней и верхней частями шаровой пяты помещен комплект прокладок, который предназначен для регулировки зазора между шаровой пятой и головкой шатуна по мере её износа. До сборки с поршнем шаровая пята собирается с шаровой головкой шатуна при помощи двух гаек. При этом устанавливается необходимый масляный зазор.
Цилиндры I и II ступеней
Цилиндр I и II ступеней (1) выполнен в одном блоке: внизу – II ступень, вверху I ступень. На цилиндре II ступени установлены два всасывающих клапана (11) расположенных со стороны электродвигателя, и один нагнетательный (7), расположенный с противоположной стороны. Полости клапанов закрыты пробками (2). Стенки цилиндров и воздушные полости охлаждаются водой. Для слива охлаждающей воды из системы охлаждения на блоке цилиндров имеется кран (3).
Цилиндр III ступени
Цилиндр III ступени своей нижней конусной частью является крышкой цилиндра I ступени. Внутри цилиндра запрессована втулка (4). На цилиндре установлены 4 всасывающих клапана I уровня (10), которые закрываются заглушками (8).
Для смазки цилиндра I ступени и для разгрузки картера от проточек воздуха из II уровня к штуцеру 9 присоединена трубка, сообщающая всасывающую полость цилиндра I ступени с полость картера.
На цилиндре установлены два нагнетательных клапана I ступени (2) полости которых закрыты пробками (3). В одну из пробок ввернут предохранительный клапан I ступени (6). В промежутке между пробками нагнетательных клапанов ввернут штуцер II для отвода сжатого воздуха из I ступени.
Стенки втулки и воздушных полостей охлаждаются водой, которая входит через отверстие в левой нижней стороне цилиндра и выходит через штуцер (12). На приливе цилиндра установлен пробный краник (7) для стравливания воздуха при заполнении системы охлаждения водой. Для защиты от коррозии полостей, соприкасающихся с водой, установлен протектор (13). В верхний торец ввернуты 4 шпильки (5) для крепления крышки III ступени.
Крышка цилиндра III ступени
Всасывающий (2) и нагнетательный (4) клапаны III уровня размещены в крышке цилиндра III уровня, а на крышке расположены клапаны предохранительные II и III ступеней (7 и 6). Воздушные полости всасывающего и нагнетательного клапанов закрыты пробками (3). Для присоединения трубопроводов подвода и отвода воздуха в крышку ввернуты штуцеры (5).
Всасывающий и нагнетательные клапаны
Рис. 3. Клапан всасывающий
1-штуцер К2.02.45-01; 2-розетка К2.02.22.02; 3-седло К2.02.46.01; 4-прокладка ⌀25х⌀18,2х0,5 933-И323; 5-тарелка ДК2-05-104; 6-пружина ЛК2.02.46.02-2.
Всасывающий клапан (рис. 3) состоит из седла, розетки пружины и тарелки. Тарелка (5) прижимается к седлу (3) пружиной (6), другой край пружины упирается в донышко розетки (2).
Розетка навернута на седло. Клапан ввернут в штуцер (1). Штуцер и седло имеют прорези под ключ для монтажа и демонтажа клапана. Для извлечения клапана из цилиндра на штуцере предусмотрены отверстия.
Клапаны работают следующим образом. В период всасывания в цилиндрах создается разрежение, вследствие чего давление на тарелку клапана со стороны цилиндра уменьшается. Как только разность давлений на тарелку превысит усилие пружины, тарелка опустится до упора в шаровую поверхность розетки, клапан откроется и воздух начинает поступать через окна и отверстия в розетке внутрь цилиндра.
В конце всасывания. Когда давление на тарелку уравняются, клапан под действием пружин закроется. В период сжатия и нагнетания избыточное давление в цилиндре прижимает тарелку к седлу и клапан остается закрытым. Ход тарелки клапана 1,8 – 2,2 мм.
Нагнетательный клапан
Клапан нагнетательный по своему устройству подобен всасывающему клапану. Детали нагнетательного клапана: седло (2), тарелка (5), розетка (3) – соответствует деталям всасывающего клапана. Пружина (4) нагнетательного клапана имеет несколько большую жесткость. Штуцер (1) обеспечивает установку клапана в перевернутом положении.
Клапан работает следующим образом.
В период всасывания тарелка прижата к седлу благодаря усилию пружины и разностью давлений на нее. В период сжатия, пока давление в цилиндре меньше, чем давление за клапаном, клапан остается закрытым. Как только давление в цилиндре превысит давление за клапаном и разность давлений на тарелку преодолеет усилие пружины, тарелка клапана поднимается до упора в розетку, клапан откроется и сжатый воздух будет выталкиваться поршнем из цилиндра. Когда поршень достигнет мёртвой точки, давление в цилиндре уравняется давлением за клапаном и под действием пружины клапан закроется. Величина хода тарелки клапана 1,8-2,2мм.