Устройство и работа составных частей компрессора К2-150 И ЭК2-150.

Коленчатый вал компрессора К2-150 в сборе

 

1-вал коленчатый ЛКД 10.001; 2-водило К2.00.00.10-2; 3-манжета 3-15х8-1; 4-шайба ГК1-03.01.03; 5-кольцо пружинное ГК1-03 01 02; 6-подшипник 7308А; 7-кольцо дистанционное ГК1 03 01 04.

Стальной, кованый одноколенчатый вал (1) компрессора К2-150 (рис. 1) с противовесами необходимыми для уравновешивания сил инерции вращающихся масс, установленных в двух конических роликоподшипниках (6).

На шейку левого конца вала насаживается приводной шкив со ступицей или полумуфта (в зависимости от привода). Шкив или полумуфта удерживается от проворачивания на шейке вала шпонкой, а от осевого смещения - гайкой.

В правом торце вала сделана прорезь, в которую входит водило (2) валика водяного насоса.

Поршень компрессора К2-150

1-шток поршня К2.03.21.08;

2-кольцо поршневое III ступени К2.03.21.05.;

3-обойма кольца К2.03.21.06;

4-поршень К2.03.21.01А;

5-шайба стопорная К2.03.21.10-1;

6-кольцо поршневое I ступени К2.03.21.02;

7-шпилька поршня К2.03.21.04;

8-кольцо поршневое II ступени К2.03.21.04;

9-кольцо поршневое маслосъемное К2.03.21.03.

Поршень - дифференциальный составной (рис. 2). Поршень I и II ступеней изготовлен из алюминиевого сплава, а поршень III ступени из нержавеющей стали.

Поршни I, II и III ступеней соединяются между собой гайкой, которая навертывается на резьбовую часть штока поршня III ступени. Поршень имеет компрессионные кольца: на I ступени - 8 (4 шт.), на II ступени - 15 (4 шт.) и на III ступени - 10 (6 шт.).

Конструкция поршня III ступени позволяет избежать поломки поршневых колец (8) при надевании их на поршень, так как поршни набираются в свободном состоянии совместно с обоймами на штоке поршня (1).

Для снятия излишков масла со стенок цилиндра на поршне II ступени поставлено маслосъёмное кольцо (9).

На внутренней торцевой поверхности поршня четырьмя шпильками 24 закреплена шаровая пята.

Шатун компрессора К2-150 в сборе

1-шатун К2.03.23.01;

2-гайка М12 923-И189;

3-планка К2.03.23.04;

4-подшипник шатуна К2.03.23.02;

5-прокладки (набор) К2.03.23.05;

6-винт М4 х 8 К2.03.23.07;

7-болт шатуна К2.03.23.06;

8-подшипник шатуна К2.03.23.03

Шатун (5) состоит из стержня с верхней шаровой головкой и разъемной нижней головкой и разъемной нижней головки, которая имеет бабитовую заливку. Обе половины нижней головки, которая имеет бабитовую заливку. Обе половины нижней головки и стержень шатуна соединяются между собой двумя болтами. Между стержнем шатуна и нижней головкой помещена планка, толщиной которой подбирается при сборке компрессора с таким расчетом чтоб была обеспечена необходимая величина вредного пространства в цилиндре II ступени при нижнем положении поршня. В разъеме нижней головки шатуна установлен комплект прокладок для регулировки масляного зазора в шатунном подшипнике по мере износа бабита. Нижняя часть нижней головки шатуна имеет отросток-черпак, который служит для разбрызгивания масла, залитого в картер и для подачи смазки в подшипник шатуна и шаровую пяту.

Шаровая пята компрессора К2-150 в сборе

Шаровая пята (рис. 4) изготовлена из бронзы и состоит из двух половин (2 и 1) - верхней и нижней. Нижняя половина выполнена разрезной. Между верхней и нижней половинами помещен комплект прокладок (3), предназначенных для регулирования зазора между головкой шатуна и шаровой пятой по мере её износа.

В верхней половине шаровой пяты сделаны два отверстия для подачи смазки на шаровую поверхность шатуна.

Перед сборкой пяты с поршнем в ней закрепляют при помощи двух шпилек (5) и двух гаек (4) шаровую головку шатуна и устанавливают необходимый масляный зазор.

Картер компрессора К2-150 в сборе

Картер представляет собой коробку с вырезами (окнами) в стенках и в верхней плите. Окна в торцевых стенках закрыты крышками и , в которых устанавливаются два роликоподшипника коленчатого вала. Левая торцевая крышка (со стороны привода) имеет уплотнительное кольцо. К правой торцевой крышке крепится водяной насос. Крышки уплотняются набором прокладок, с помощью которых регулируется осевой разбег коленвала.

Прямоугольные окна в боковых стенках картера служат для сборки и разборки шатунно-кривошипного механизма и его осмотра. Окна закрыты крышками.

В нижней части картера расположено отверстие для слива масла, закрытое пробкой.

К верхнему фланцу картера крепятся цилиндры I и II ступеней. В нижней части картера предусмотрены лапы для крепления компрессора.

Цилиндры I и II ступеней компрессора К2-150 в сборе

Цилиндры I и II ступеней (1) (рис. 5) отлиты в одном блоке из чугуна: внизу - II ступень, вверху - I ступень.

На цилиндре II ступени установлены два всасывающих клапана, расположенные со стороны обслуживания и один нагнетательный клапан, расположенный с противоположной стороны. Все клапаны II ступени расположены в горизонтальном положении. Полости клапанов закрыты пробками (2). Клапаны цилиндра I ступени смонтированы на цилиндре III ступени.

Стенки цилиндров и воздушные полости охлаждаются водой. Со стороны обслуживания цилиндров расположен краник для слива воды. Слева на блоке выполнены два прилива (5) для крепления кожуха шкива.

Цилиндр III ступени компрессора К2-150 в сборе

Цилиндр III ступени (1) (рис. 6) отлит из чугуна. Внутри цилиндра запрессована втулка (4). Нижняя конусная часть цилиндра является крышкой цилиндра I ступени. На цилиндре, со стороны обслуживания, установлены четыре всасывающих клапана I ступени (8). Над всасывающими клапанами поставлены крышки (6). Для смазки цилиндра I ступени к штуцеру (7) присоединена трубка, сообщающая полость картера со всасывающей полостью цилиндра I ступени. Со стороны противоположной обслуживанию, поставлены два нагнетательных клапана I ступени (2). Полости нагнетательных клапанов закрыты пробками (3). В одну из пробок ввернут предохранительный клапан I ступени (10). Между нагнетательных клапанов ввернут штуцер (9) для отвода сжатого воздуха I ступени.

Стенки втулки и воздушных полостей охлаждающихся забортной водой, которая входит через отверстие, расположенное в нижней левой стороне цилиндра, и входит через штуцер (12). На приливе для штуцера поставлен пробный краник (11). Для защиты поверхностей, соприкасающихся с забортной водой, от коррозии в одной из пробок (13) поставлен протектор.

В верхний торец ввернуты четыре шпильки (5) для крепления крышки цилиндра III ступени.

Крышка цилиндра III ступени компрессора К2-150 в сборе

Крышка цилиндра III ступени (1) изготовлена из нержавеющей стали. В крышке размещены клапаны III ступени всасывающий и нагнетательный, а также предохранительные клапаны II и III ступени.

Воздушные полости клапанов закрыты пробками (3). Для крепления трубопроводов подвода и отвода воздуха в крышку ввернуты штуцеры.

Всасывающие и нагнетательные клапаны компрессора К2-150

Компрессор снабжен семью всасывающими и четырьмя нагнетательными автоматически действующими клапанами.

• Цилиндр I ступени имеет четыре всасывающих и два нагнетательных клапана.
• Цилиндр II ступени имеет нагнетательный и два всасывающих клапана.
• Цилиндр III ступени имеет один всасывающий и один нагнетательный клапаны.

Всасывающий клапан компрессора К2-150

Клапан (рис. 7) состоит из седла, розетки, пружины и тарелки. Тарелка (1) прижимается к седлу (2) пружиной (5). Другой конец пружины упирается в донышко розетки (4). Розетка навернута на седло. Клапан ввернут в штуцер (3). Штуцер и седло имеют прорези под ключ для монтажа и демонтажа клапана.

Для вытаскивания клапана из цилиндра на штуцере (3) предусмотрены отверстия.

 

Клапан компрессора К2-150 работает по следующему принципу.

При ходе поршня вниз в цилиндрах I и III ступеней создается разрежение, вследствие чего давления на тарелку клапана со стороны цилиндра уменьшаются.

Как только разность давлений на тарелку клапана превысит усилие клапанной пружины, тарелка клапана опускается до упора в шаровую поверхность розетки, клапан откроется и воздух начнет поступать через окна и отверстие в розетке внутрь цилиндра.

В конце хода поршня вниз, когда давление на тарелку клапана уровняются клапан, автоматически закроется.

В периоды сжатия и нагнетания избыточное давление в цилиндре прижимает тарелку к седлу и клапан остается закрытым.

Ход тарелки клапана от 1,8 до 2,2 мм.

Нагнетательный клапан компрессора К2-150

По своему устройству нагнетательный клапан (рис. 9) подобен перевернутому всасывающему клапану.

Детали нагнетательного клапана: седло (2), тарелка (1), розетка (3) - соответствуют деталям всасывающего клапана.

Пружина (5) нагнетательного клапана имеет несколько большую жесткость.

Штуцер (4) обеспечивает установку клапана в перевернутом положении.

Клапан компрессора К2-150 работает по следующему принципу.

В период всасывания тарелка клапана прижата к седлу усилием пружины и разностью давлений на нее.

В период сжатия, пока давление в цилиндре меньше чем давление за клапаном, клапан остается закрытым. Когда давление в цилиндре превысит давление за клапаном и разность давлений на тарелку клапана преодолеет усилие пружины, тарелка клапана поднимается до упора в розетку, клапан откроется и сжатый воздух будет выталкивается поршнем из цилиндра. Когда поршень достигает мертвой точки, давление в цилиндре уравняется с давлением за клапаном и под действием пружины клапан автоматически закроется.

Ход тарелки клапана от 1,8 до 2,2 мм.

Система охлаждения компрессора К2-150

Система охлаждения предусматривает:

• охлаждение сжимаемого воздуха после каждой ступени сжатия;
• охлаждение цилиндров компрессора.

Охлаждение производится проточной забортной водой.

Система охлаждения - незамкнутая, с последовательным прохождением охлаждающей воды через отдельные элементы компрессора. В состав системы входят: водяной насос, холодильники, водяные рубашки цилиндров, трубопровод охлаждающей воды.

Насос всасывает забортную воду и по трубе подает в общую полость цилиндров I и II ступеней и холодильников I, II и III ступеней. Из обшей полости присоединенному к штуцеру, вода отводится за борт.

Для слива воды из системы охлаждения на блоке цилиндров I и II ступеней установлен кран.

Материал труб системы охлаждения - медь.

Соединение труб - фланцевое.

Водяной насос компрессора К2-150

Водяной насос компрессора К2-150 - шестеренчатый.

Подача насоса при частоте вращений 1000 мин-1 не менее 170 см3/с (600 л/ч).

Рабочей частью насоса являются два зубчатых колеса. Ведущее зубчатое колесо имеет валик. Ведомое зубчатое колесо свободно насажено на ось. Запрессовано в корпусе без переходной втулки. Оба зубчатых колеса расположены в корпусе и закрыты крышкой. Между корпусом и крышкой для уплотнения поставлена прокладка. К корпусу крышка крепится винтами.

Валик ведущего зубчатого колеса вращается во втулках (подшипниках). Ведомое зубчатое колесо вращается на оси. Конец ведущего валика в сечении имеет квадрат, который входит в квадратное отверстие водила, размещенного в расточке торца коленчатого вала, чем обеспечивается их совместное вращение.

Валик ведущего зубчатого колеса уплотняется со стороны насоса и со стороны картера компрессора манжетами.

Просачивающиеся через манжетные уплотнения вода и масло стекают через вырез в торцевой крышке картера при помощи фланца.

Холодильники компрессора К2-150

На компрессор установлено три воздушных холодильника змеевикового типа. Воздух проходит по трубам змеевика(2), а охлаждающая вода - в пространстве между трубами змеевика. Холодильники размещены в полости водяной рубашки блока цилиндров I и II ступеней.

Холодильник I ступени изготовлен из медной трубки. Для предохранения от вибрации витки змеевика скреплены планками(7), которые фиксируют положение холодильника в охлаждающей полости цилиндров.

Полость охлаждения цилиндра, в которой помещен холодильник I ступени, с одной стороны закрыта крышкой(4). Конец змеевика с приваренным к нему штуцером пропущен через крышку и закреплен гайкой(5). Для предохранения змеевика от скручивания штуцер имеет штифт(6), входящий в паз крышки. Второй конец змеевика имеет аналогичный штуцер и входит в крышку, закрывающую полость охлаждения с противоположной стороны. Для защиты от коррозии на внутреннюю сторону крышки прикреплен цинковый протектор(3).

Холодильники II и III ступеней также изготовлены из медных трубок.

Полость охлаждения цилиндров I и II ступеней (со стороны обратной обслуживанию) закрыта крышкой(7), через которую пропущены концы змеевика (1 и 2) холодильников II и III ступеней с приваренными к ним штуцерами.

Штуцеры (5 и 6) затянуты гайками(4).

Для защиты от процесса коррозии к внутренней стороне крышки (7) прикреплен разрезной протектор (3).

К штуцерам холодильников I, II и III ступеней при помощи шаровых ниппелей и накидных гаек присоединяются трубы для отвода и подвода воздуха.

Система смазки

Смазка движущихся механизмов компрессора К2-150

Шаровая пята, роликоподшипники коленвала и подшипник шатуна смазываются маслом, которое разбрызгивается из картера. Подшипник шатуна смазывается маслом, которое захватывается черпаком из масляной ванны картера и которое поступает к подшипнику по каналу в нижней половине головки шатуна. Для смазки шаровой пяты в ее верхней части имеются отверстия, через которые смазка поступает к трущимся поверхностям.

Смазка цилиндров компрессора К2-150

Цилиндр I ступени смазываются маслом, поступающим в распыленном виде по трубе, соединяющей верхнюю часть картера с полостью цилиндра для всасывания I ступени.

Цилиндр III ступени смазывается маслом, унесенным воздухом из цилиндров I и II ступени.

Смазка водяного насоса компрессора К2-150

Подшипники водяного насоса имеют индивидуальную систему смазки, которая осуществляется при помощи колпачковых масленок которые установлены на корпусе и крышке водяного насоса.

Применяемые масла для компрессора К2-150

Для смазки компрессора должно применятся моторное масло марки М20Г (ГОСТ 1033-73).

Водомаслоотделитель компрессора К2-150

Для очистки сжатого воздуха от масла и влаги, выделяющейся при конденсации водяных паров в охлажденном воздухе, после холодильника III ступени, вне компрессора, установлен водомаслоотделитель (промежуточные водомаслоотделители на компрессоре К2-150 отсутствуют).

Отделение жидкости от воздуха в водомаслоотделителе происходит за счет их разности плотности и осуществляется изменением направления и скорости воздушного потока.

Водомаслоотделитель (рис. 11) представляет собой стальной резервуар с полусферическими приваренными днищами.

К верхнему днищу, перпендикулярно оси водомаслоотделителя крепится штуцер (3) для подвода воздуха. Тангенциальное расположение штуцера обеспечивает завихрение воздушного потока, улучшающего сепарацию за счет центробежных сил.

Внутри корпуса, ниже штуцера (3), приварена диафрагма (4), имеющая форму усеченного конуса. Воздух, соприкасаясь с диафрагмой теряет скорость и меняет направление.

Частицы жидкости по стенкам корпуса и диафрагмы стекают в нижнюю часть водомаслоотделителя, а воздух, значительно очищенный от взвешенных в нем частиц жидкости, проходит через отверстие в верхнем днище и, открывая невозвратный клапан, выходит через штуцер (1) за пределы водомаслоотделителя.

Для спуска конденсата, скопившегося в водомаслоотделителе, в нижнее днище корпуса ввернут продувочный вентиль (6). Он служит для частичной разгрузки компрессора при пуске его в работу.

Для крепления водомаслоотделителя на объекте к его корпусу приварен фланец (5).

Контрольно-измерительные приборы компрессора К2-150

1-манометр; 2-запорный вентиль; 3-продувочный вентиль; 4-трубопровод отвода конденсата; 5-трубопровод подвода воздуха;

Для контроля давлений в ступенях сжатия компрессор К2-150, как и установка компрессорная ЭК2-150, снабжен тремя манометрами на следующие предельные давления:

I ступень - 10, II ступень - 100, III ступень - 250 кгс/см2.

Все манометры снабжены вентилями, которые служат для отключения манометров и для продувки цилиндров всех ступеней компрессора (установки). Манометры смонтированы на одном общем щите, который устанавливается вне компрессора. Крепление манометров к щиту и подсоединение к ним трубопроводов показано на рис 12.

Предохранительные клапаны пружинного типа всех трех ступеней компрессора по конструкции и габаритам одинаковы, отличаются только жесткостью пружин.

Регулировка предохранительных клапанов обеспечивает их открытие (срабатывание) при следующих давлениях, МПа (кгс/см2):

для компрессора, отрегулированного на давление 15 МПа (150 кгс/см2):

• I ступень - от 0,8 до 1,0 (от 8 до 10)
• II ступень - от 5,0 до 5,5 (от 50 до 55)
• III ступень - от 16,0 до 17,0 (от 160 до 170)

для компрессора, отрегулированного на давление 20 МПа (200 кгс/см2):

• I ступень - от 0,8 до 1,0 (от 8 до 10)
• II ступень - от 6,0 до 6,5 (от 60 до 65)
• III ступень - от 21,5 до 22,5 (от 215 до 225)

Допускается повышение давления первого подрыва (срабатывания) предохранительного клапана III ступени для компрессора, отрегулированного на давление 150 кгс/см2, а для компрессора, отрегулированного на давление 200 кгс/см2, до 230 кгс/см2.

Примечание: перерегулировку предохранительных клапанов производить путем подбора толщины регулировочных колец.

Устройство клапана следующее

Внутри цилиндрического корпуса помещена игла клапана (10). Конусный конец иглы перекрывает отверстие в нижней части корпуса и прижимается к нему пружиной (11). Другой конец пружины упирается в стакан, навернутый на корпус клапана (2). Между стаканом и пружиной установлено кольцо. При навинчивании стакана на корпус происходит сжатие пружины, за счет чего осуществляется регулировка клапана, которая фиксируется кольцом, установленным между корпусом и стаканом, после чего клапан пломбируют.

При работе компрессора на клапан снизу действует давление той ступени, на которую он установлен. При нормальном давлении в ступени сила, действующая на иглу клапана, меньше усилия пружины, и клапан остается закрытым. При возрастании давления в ступени сила, действующая на иглу клапана, остается закрытым. При возрастании давления в ступени (вследствие какой-либо неисправности) сила, действующая на иглу клапана, также возрастает: игла клапана преодолевая усилие пружины открывает отверстие в корпусе и сжатый воздух через отверстие в стакане выбрасывается в атмосферу.

На блоке цилиндров I и II ступени установлена предохранительная мембрана, сигнализирующая о повышении давления в водяной полости (в случае разрыва мембраны) и, тем самым предохраняющая блок цилиндров от разрыва.

Для контроля подачи охлаждающей воды на цилиндре III ступени установлен пробный кран.