全无油压缩机活塞组件设计

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1、2009年9月石家庄理工职业学院学术研究Jun.2009第4卷第3期AcademicResearchofShijiazhuangInstituteofTechnologyVol.4No.3文章编号：JL01-0229（2009）03-0008-04全无油压缩机活塞组件设计彭宝成，李超娜，佟海侠，贾建勇（石家庄理工职业学院，河北石家庄050228）摘要：本文阐述了全无油压缩机活塞组件的合理结构，对活塞环、导向环、弹力环、活塞销和活塞，进行了设计计算。提出的设计方法及计算公式，为今后全无油润滑压缩机的系列产品开发，打下了良好的理论基础。关键词：全无油；压缩机；

2、活塞组件；设计中图分类号：TH457文献标识码：A全无油压缩机是指气缸内和运动机构中都没在气缸中作往复运动的活塞上，设有两道活有液体润滑油润滑的新型全封闭式压缩机。全无塞环和两道导向环，活塞环为一槽两环，搭接口油压缩机不但能提供洁净的压缩空气，使气路系结构，内衬一个弹力环。导向环为一槽一环，C统无油雾污染，也不会因有碳氢化合物存在而潜型开口结构，设有卸载孔，以使导向环不承受气伏爆炸危险，而且具有节油、环保、操作方便、体压力，只起导向支撑作用。活塞环和导向环由维修费少等优点。随着纺织、医药、食品、化机电工业部合肥所专业厂生产，配方为38%Cu+工、军工等工业

3、部门对产品质量以及所有气动自52%F4+6%玻璃纤维+4%石墨的填充聚四氟乙烯控器件要求的进一步提高，随着环保意识增强，制成。弹力环则用瑞典带钢制作，活塞销做成中对洁净无油污的压缩空气的需求越来越大，全无空结构，以用来储存适量润滑油脂。油压缩机已成为近年来研究的热点之一。活塞组2活塞环的设计计算件是实现全无油润滑的关键部件。整体无背压活塞环工作时，非金属环受热膨1活塞组件的合理设计胀，既要防止非金属环因过度膨胀而卡死在气缸活塞组件的结构如图1所示。内，又能起到良好的密封作用，应保证两者间有一个极小的热膨胀工作间隙C。C的大小直接影响到压缩机的排气量、功耗等

4、，必须严格控制，可按下式计算：C=Dgαf（K-1）ΔTf（1）式中：Dg为常温时气缸的内径，单位为m；αf为非金属环材料的线热膨胀系数，K-1；ΔTf为工作前后非金属环的温升，K；K为非金属环的热膨胀系数，建议取K=1.2~1.5。整体开口型活塞环设计参数有：活塞环数N、内径Di、外径Do、径向厚度t、轴向高度h、收稿日期：2009-08-23开口间隙δ等。责任编辑：冯双增有关活塞环数N的计算式较多，有活塞环校对：胡明环数的图表法、公式法及pV值法和改进的pV作者简介：彭宝成（1946-），男，汉族，河北曲阳值法等，在压力较低时各法所得结果并无差别；人，

5、机电工程系主任，教授，研究方向为过程装备与控当压力较高时用改进的pV值法较为适宜。活塞制工程。彭宝成等：全无油压缩机活塞组件设计9环数N可按下列公式计算：直线性和活塞与气缸的同心性，使活塞与气缸保N=1.1姨10（Δp）max+5（2）持一定的工作间隙，防止活塞金属表面与气缸镜式中：（Δp）max为活塞环两端最大压差，面直接接触而引起镜面磨损或拉伤，并使活塞受MPa。力均匀，使活塞环均匀磨损，提高活塞环的密封改进的pV值法确定活塞环数的公式为：性能和运行寿命，而且具有支承活塞组件的重量0.01233nsp等载荷的作用。因此，导向环是压缩机实现无油N=dma

6、x（3）［pV］润滑的关键之一，它的性能好坏直接影响到压缩式中：n为压缩机转速，r·min-1；s为活塞机运行的平稳性和使用寿命。对于角度式压缩行程，m；pdmax为最高排气压力，MPa；［pV］机，由于无十字头，综合活塞力通过连杆传递到为许用pV值，MPa·m/s。活塞销，在活塞销处产生一个通过活塞垂直作用对填充PTFE环，一般资料建议取［pV］=于气缸壁上的分力，即侧压力。无润滑活塞环一0.196MPa·m·s-1。就应用实践看，如果以此值般只起密封作用，而侧压力主要由导向环承受，计算活塞环环数，由于高压级的活塞环背压大，导向环的存在改善了活塞环的工作

7、条件，提高了导致高压级的环数过多。环数增加将使压缩机相活塞环的密封性能和使用寿命。开口导向环结构应的气缸和活塞轴向长度增加，机器尺寸加大、如图3所示。零件数增多，机器重量和成本增加，不便于气缸和活塞的加工和装配，还会增加磨损功耗。课题组经反复研究，确定了填充PTFE的推荐［pV］值：（0.49~0.60）MPa·m/s，实际应用效果较好。径向厚度t按下式计算：t=姨Dg/1.5（4）式中：t为活塞环径向厚度，mm；Dg为气缸直径，mm。轴向高度h按下式计算：图3开口型导向环h=（0.5~1.0）t（5）开口型导向环的主要设计参数有径向厚度开口热间隙δ按下式

8、计算：td、轴向宽度B、开口热膨胀间隙δd、自由外径δ＝απDg（