活塞式压缩机的主要零件之活塞组件

活塞式压缩机的主要零件之活塞组件
活塞组件
在压缩机中，一般将活塞、活塞杆和活塞环称为活塞组件，它是压缩机的重要部件之一。

活塞组件的结构取决于压缩机的排气量、排气压力以及压缩气体的性能及气缸的结构。

一、活塞
活塞与气缸构成了压缩容积，在气缸中做往复运动，起到压缩气体的作用。

对活塞的基本要求：活塞必须具有良好的密封性；具有足够的强度、刚度和表面硬度；重量要轻并具有良好的制造工艺性等。

1、活塞的基本结构形式往复式压缩机中，活塞的基本结构形式有筒形、盘形、级差式等。

⑴、筒形活塞用于无十字头的单作用压缩机中。

它通过活塞销与连杆小头连接，故压缩机工作时，筒形活塞除起压缩作用外，还起十字头的导向作用。

筒形活塞分为裙部和环部，工作时裙部承受侧向力，环部装有活塞环和刮油环，活塞环一般装在靠近压缩容积一侧，起密封作用，刮油环靠近曲轴箱一侧起刮油、布油作用。

筒形活塞一般采用铸铁或铸铝制造，主要用于低压、中压气缸，多用于小型空气压缩机或制冷机。

⑵、盘形活塞，一般活塞都是做成空心的，以减轻重量。

为增加其刚度和减少壁厚，其内部空间均带有加强筋。

加强筋的数目由活塞的直径而定，为3~8条。

为避免铸造应力和缩孔，以及防止工作中因受热而造成的不规则变形，铸铁活塞的筋只能与上下端面相连。

为了支撑型芯和消除活塞内部空间的型砂，在活塞端面每两筋之
间开有清砂孔，清砂后用螺塞堵住。

直径较大的活塞常采用焊接结构。

除立式压缩机外，其余各种压缩机的盘形活塞大多支撑在气缸工作表面上，直径较大的活塞在外圆面专门以耐磨材料制成承压面，为了避免活塞因热膨胀而卡住，承压表面的圆周上只占90°~120°的范围，并将这部分按气缸尺寸加工，活塞的其余部分与气缸有1~2mm的半径间隙。

承压面两边10°~20°的部分略挫去一点，而前后两端做成2°~3°的斜角，以形成楔形润滑油层。

⑶、级差式活塞用于串联两个以上压缩机级的级差式气缸中。

级差式活塞大多制成滑动式。

为了易于磨合和减小气缸镜面的磨损，一般都在活塞的支撑面上铸有轴承合金。

为使距曲轴较远的活塞能够沿气缸表面自动定位，末级活塞和前一级活塞可以采取滑动连接。

在串联三级以上的级差式活塞中，采用球形关节连接，末级活塞相对于前一级活塞既能做径向移动，又能转动。

高压活塞有可能发生弯曲。

为了避免活塞与气缸摩擦，高压级活塞的直径应比气缸直径小0.8---1.2毫米。

2、活塞材料
活塞常用材料
活塞结构形式材料
筒形活塞ZL7 ZL8 ZL10 HT200 HT250 HT300
盘形活塞铸造ZL7 ZL8 ZL10 ZL15 HT200 HT250 HT300 焊接20钢16Mn Q235 B
级差活塞低压部
分
HT200
HT25
HT300
或20#
钢
16Mn
Q235
焊接
结构高压部
分
ZG25或锻钢
柱塞35CrMoAlA、38CrMoAlA.,均渗碳
二、活塞杆及与活塞的连接
活塞杆是用于连接活塞与十字头，以传递活塞力，一般分为贯穿活塞杆与不贯穿活塞杆两种。

活塞杆与活塞的连接，通常采用圆柱凸肩连接和锥面连接两种。

为了防止活塞发生松动，活塞与活塞杆的连接螺母必须有防松措施。

防松方法有加开口销或加制动垫圈，以及螺母凸缘翻边等。

同时
在另一端用键或销钉将活塞周向固定，否则活塞与活塞杆要发生相对转动。

三、活塞环
活塞环分气环和油环两种，气环的作用是保持活塞与气缸壁的气密性；而油环的作用是刮去附着于汽缸内壁上多余的润滑油，并使缸壁上油膜分布均匀。

活塞环都采用开有切口的弹力环结构形式。

这种开口环，在自由状态下，具有比缸径大的直径和较大的切口开度，待装入气缸后，切口处仅留下供活塞环受热膨胀用的工作间隙（又称热间隙）。

活塞口的切口分三种形状：直口、斜口、搭口。

其中直口密封效果最差，搭口密封效果最好，斜口居中。

但是直口制造最方便，搭口制造最麻烦，一般高速、短行程采用直口环，而低速、长行程采用斜口环或搭口环，同一活塞上安装几个活塞环时，应使切口相互错开，以减少泄漏。

活塞环的技术要求
①表面要求铸铁活塞环的硬度较缸套的硬度高10%~~15%较为适合。

如果采用经硬化处理的钢质缸套，或是超高压压缩机的高硬度碳化钨缸套，则将合金铸铁活塞环的硬度提高到320~~350HB。

同一活塞环上的硬度不能相差4个布氏硬度单位。

铸铁活塞环的表面不允许有裂痕、气孔、夹杂物、疏松等铸造缺陷，环的两端及外圆柱面上不允许有划痕。

②加工精度活塞环的外径D按gd3公差加工，高度h按df公差制造。

活塞环在磁性工作台上加工后，应进行退磁处理。