【導(dǎo)讀】和發(fā)展過程,結(jié)合改進實例,提出了提高氣閥使用壽命的途徑。結(jié)合生產(chǎn)實踐中出現(xiàn)的。施,以便正確操作、維護設(shè)備,提高設(shè)備運轉(zhuǎn)效率。

　　

【正文】 的元件，鑲嵌于活塞的環(huán)槽內(nèi)，工作時外緣緊貼氣缸鏡面，背向高壓氣體一側(cè)的端面壓在環(huán)槽相向的側(cè)面上，阻塞間隙，密封氣體。但是，普通的活塞環(huán)都具有切口，因此氣體能通過切口泄漏，活塞環(huán)的切口型式主要有三種 :直切口、斜切口和搭切口。此外，氣缸和活塞環(huán)都有圓度、圓柱度公差，環(huán)槽和環(huán)的 端面有平面度公差，這些也是造成泄漏的因素。所以，活塞環(huán)通常不是一道，而是需要兩道或更多道同時使用，使氣體通過一道環(huán)便產(chǎn)生一次節(jié)流作用，達到減少泄漏的目的。可以說活塞環(huán)密封是阻塞密封和節(jié)流密封的組合川。為了減少切口漏氣量，在安裝時應(yīng)使各環(huán)組切口互相錯開一角度，避免成一直線，而在實際工作中，活塞環(huán)發(fā)生竄動經(jīng)常會使切口在一條直線上。 （ 3） 密封環(huán)結(jié)構(gòu)和材料改進 第一道氣環(huán)采用整體環(huán)，這樣避免了切口處的泄漏通道 。同時根據(jù)填充聚四氟材料所具有的自潤滑特性，采用此新型且滿足活塞環(huán)性能的材料作為第一道氣環(huán)。該方案將在本文 中詳細說明。 （ 4） 改進外閥座的結(jié)構(gòu) 為了對竄進壓縮室的潤滑油進行處理，使?jié)櫥突亓鞯綒飧诅R面，在外閥座的內(nèi)表面加工一個阻油裝置。加工泄油溝對壓縮室壓縮容積的影響可以從其他方面進行補償，例如通過調(diào)節(jié)外閥座與氣缸之間的間隙，保證壓縮機的壓縮容積，從而保證壓縮機效率不降低。另外還可以通過增大外閥座的高度進行補償。 4． 方案確定 以上方案在目前的條件下均可實現(xiàn)。其中方案一、方案二在一些大功率的柴油機上已經(jīng)被使用，效果較好，但在壓縮機上使用時，密封效果不如方案三、方案四。方案三、方案四雖相對較復(fù)雜，但是效果非常好， 而且引人新材料也是行業(yè)的發(fā)展趨勢。因此，本論文將著重介紹方案三，采用具有良好自潤滑特性的復(fù)合材料，解決壓縮機吉林工業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 18 的油耗問題。 （ 1） 聚四氟乙烯 (PTFE)及填充物的性質(zhì) 采用有良好的自潤滑特性的復(fù)合材料，可實現(xiàn)少油潤滑，減少油耗。我們采用填充聚四氟乙烯 (PTFE)作為活塞環(huán)的主要材料，實現(xiàn)要解決的油耗問題。填充聚四氟乙烯即指在純聚四氟乙烯中添加一些物質(zhì)使其在固有特性的基礎(chǔ)之上，某些特性有非常明顯的提高，更好地發(fā)揮其作用。 1） 聚四氟乙烯的性質(zhì) 聚四氟乙烯是公認的自潤滑材料，是當前國內(nèi)外廣泛使用的工程塑料。聚四氟 乙烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)為 qF。聚四氟乙烯的性能不受氣候變化的影響，無論把它們置于何種氣候條件下暴露 10 年仍有良好的耐候性，也不受濕氣、酶菌、紫外線、蟲、鼠的侵蝕。聚四氟乙烯雖然有優(yōu)良的耐高、低溫，耐腐蝕和介電絕緣等性能，但是它具有線膨脹系數(shù)大、尺寸穩(wěn)定性差、硬度低、耐磨性差、在較大載荷下呈現(xiàn)蠕變等缺點，從而限制了它在機械領(lǐng)域的應(yīng)用。 2） 填充聚四氟乙烯的性質(zhì)及特點 若在懸浮的純聚四氟乙烯中加人經(jīng)得起 380℃左右高溫燒結(jié)的各類填充材料，即制成復(fù)合材料，則可克服上述缺點。常用的填充材料有 :無機材料一玻璃纖維、石墨、二硫 化鑰、二氧化硅、碳黑、碳纖 。金屬材料一銅、鉛 。有機材料一可溶性聚酞亞胺、芳綸、聚苯和聚對經(jīng)基苯甲酸等。隨著填充物質(zhì)的種類和含量的不同，可以加工出在不同領(lǐng)域應(yīng)用和性能各異的各種聚四氟乙烯填充制品。填充物的質(zhì)量分數(shù)一般在 25%一 50%之間，使聚四氟乙烯均勻地分布在體內(nèi)和彌散地分布于表面的粒子和纖維增強，從而使聚四氟乙烯的抗壓強度、彈性模量以及抗蠕變能力得到了提高。另外，聚四氟乙烯的大分子受到填充物的牽制，不像純態(tài)時那樣容易滑脫，耐磨性得到了極大的提高，填充聚四氟乙烯的磨損率比純態(tài)聚四氟乙烯的低一千多倍。因此我們 采用一種填充聚四氟乙烯的復(fù)合材料作為活塞環(huán)的新材料來增強其耐磨性，以減少壓縮機的泄漏的可能性。添加青銅粉、石墨的主要作用是提高硬度，增加導(dǎo)熱率、改善耐磨性 。添加纖維可以提高強度和改善耐磨性 。二硫化鋁等金屬化合物主要是提高硬度、增強耐磨性，一定程度上也有助于改善熱導(dǎo)率，填充劑的性能和數(shù)量應(yīng)由實驗來確定，摩擦因數(shù)隨著青銅粉的增加而降低，當青銅粉的含量達到 70%時，摩擦因數(shù)最低，但是青吉林工業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 19 銅粉含量達到 50%后加工工藝已有難度，因此一般填充量不超過 60%。加人玻璃纖維也能使磨損因數(shù)降低，當達 5%后，再增加只對強度有好處 ，而對磨損因數(shù)影響很小。另外，近年來碳素纖維得到了發(fā)展，它是一種良好的填充劑，能改善聚四氟乙烯的強度、耐磨性和耐熱性。 （ 2） 填充聚四氟乙烯的磨損規(guī)律及磨損計算 1） 磨損規(guī)律 ① 在一定范圍內(nèi)，填充基含量越高，耐磨性提高的越多 。 ② 與它對磨的材料在干摩擦時，耐磨性按下列順序變壞 :鑄鐵、硬鋼、不銹鋼、軟鋼、鉻、輕銅鋁合金 。 ③ 磨損隨載荷升高而急劇增大 。 ④ 磨損隨速度增大而急劇升高，在 3m/s 之內(nèi)最適宜，超過 sm/s 磨損急劇增大。本論文研究的壓縮機或活塞環(huán)的運動速度均在 sm/s 以內(nèi) 。 ⑤ 在高速重載下磨損很大，有時 甚至沒有實用意義，這個限制就是允許 Pv 值，表示為〔 Pv〕，是一個重要的參數(shù)指標 P 一壓力， v 一速度， pv 值是塑料摩擦件可以正常工作的基本指標，一種材料的 P 值是指其能夠正常工作的允許值。 ⑥ 低溫性能好，高溫時則可能變壞。具體講，在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 Tg 附近，由于分子運動導(dǎo)致適中的力學(xué)狀態(tài)，磨損較小 。溫度更高時，由于變形作用漸增而磨損增大 。 ⑦ 與金屬對磨時，它很容易轉(zhuǎn)移到金屬表面上，厚度僅僅一分子厚，與載荷無關(guān) 。 ⑧ 與氧氣、乙烷、丙烷接觸，使用壽命長 。與氫氣、甲烷、丁烷接觸，使用壽命為原來的一半 。與氮氣接觸，使用壽命 短 。 2） 磨損計算 在摩擦熱影響的條件下，填充聚四氟乙烯的法向磨損深度 h與接觸應(yīng)力口之間存在下列關(guān)系 :h民尹 (式中 n1)在試驗基礎(chǔ)上提出的正常磨損階段法向磨損深度的公式為 h=Ktm 式中 :K一磨損因數(shù) m3/(N m)。一接觸應(yīng)力 N/m。一滑動速度 m/s。t 一對磨時間 S。 吉林工業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 20 致 謝 經(jīng)過三年多的專業(yè)學(xué)習和大學(xué)生活的磨練，進校時天真、幼稚的我現(xiàn)已變成沉 著和擁有一定專業(yè)技能的大學(xué)生，在這里我感謝學(xué)校及老師對我的栽培。在即將步入工作崗位之際我會繼續(xù)學(xué)習和深造的在大學(xué)期間學(xué)習的專業(yè)知識和技能，使自己成為一個對社 會有用的人，不辜負學(xué)校和老師三年來對我的培養(yǎng)。 吉林工業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 21 參考文獻 [1]劉衛(wèi)華 ,郁永章 .往復(fù)式壓縮機故障分析及智能診斷系統(tǒng) [J].壓縮機技術(shù) , 2020, (4): 2730. [2]金濤 ,章永光 .往復(fù)式活塞壓縮機故障監(jiān)測與診斷技術(shù) [J].流體機械 , 1999, 27(11): 2831. [3]董云萍 ,趙文廣 .淺談活塞式壓縮機氣閥故障及判斷 [J].山西科技 , 2020, (3): 6969. [4]吳軍超 .往復(fù)活塞式壓縮機常見故障的分析 [J].化工裝備技術(shù) , 2020, 28(4): 6567. [5]曾丹和 .活塞式壓縮機常見故障及處理措施 [J].新疆有色金屬 , 2020, (增刊 ): 8789. [6](壓縮空氣站設(shè)計手冊 )編寫組 .壓縮空氣站設(shè)計手冊 [M].機械設(shè)計手冊，1993. [7]張彥博，王云 .活塞式空氣壓縮機的維修 [M].煤炭工業(yè)出版社， 1976. [8]蔣偉，栗振輝 .大型空壓機化學(xué)清洗系統(tǒng)研究 [J].流體機械， 1998， (1).以」徐武杰 .2D12 一 100/8 型空壓機中間冷卻器的重新設(shè)計 [J].壓縮機技術(shù)， 1999(6):19一 22. [9]活塞式壓縮機設(shè)計編寫組 .活塞式壓縮機設(shè)計 [M].機械工業(yè)出版社， 1974. [10]郁永章 .容積式壓縮機技術(shù)手冊 [M].北京 .機械工業(yè)出版社 ,2020. 308. [11]朱圣東 ,等 .無油潤滑壓縮機 [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,2020. 18. [12]邢萬坤 .工藝用壓縮機網(wǎng)狀閥使用壽命探討 [J].壓縮機技術(shù) ,2020(1): 1. [13]林梅 .壓縮機環(huán)狀閥原理 [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 , 1982. [14](日 )松板 .壓縮機環(huán)狀閥應(yīng)力分析 [J].壓縮機技術(shù) , :王德忠 ,男 ,副教授 ,從事過程裝備與控制工程專業(yè)的教學(xué)和科研工作。 [15]趙正修石油化工壓力容器設(shè)計北京 :石油工業(yè)出版社 ,1989 [16]潘永密 ,李斯特化工機器北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,1991 [17]郁永章 ,姜培正化工流程機械西安 :西安交通出版社 ,1994 [18]劉建平 .4M12 活塞式氧壓機變工況運行的熱力交變方法及試驗研究 .四川大吉林工業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 22 學(xué)碩士學(xué)位論文 2020， 5. [19]高其烈 .當前壓縮機水準與需求展望 .壓縮機技術(shù)， 2020， 3:3 [20]于麗杰 .制冷壓縮機的測試系統(tǒng) .大連理工大學(xué)碩士論文， 2020， 3. [21]郁永章主編 .容積式壓縮機技術(shù)手冊一化工 .動力制冷 .北京 :機械工業(yè)出版社， 2020. [22]吳兆漢，汪長民，林桐藩，方球，內(nèi)燃機設(shè)計 .北京 :北京理工大學(xué)出版社，2020. [23]朱圣東，鄧建，昊家聲編著 .無油潤滑壓縮機 .北京 :機械工業(yè)出版社， 2020.