1.气　 缸

气缸是空压机中组成压缩容积的主要部分 ,它是压缩机中最复杂的一个零部件 ,气缸形式多种多样 ,结构复杂。低压中小型压缩机的气缸均用耐磨、 高强度的铸铁制成。气缸的内孔为气缸的工作表面 ,又称镜面 ,是供活塞在其中作往复运动的 ,它的光洁度要求很高 ,光洁度愈高 ,耐磨性愈好。气缸镜面长度按下述原则决定:活塞在内外止点时 ,要求相应的最外一道活塞环能超过镜面 1～2mm ,以便防止因运行而磨损形成台阶或积垢 ,同时当活塞在止点位置时其速度为零 ,在压缩容积一侧的第一道活塞环的比压很大 ,其加速度最大 ,活塞环有可能咬缸 ,故此处磨损最大 ,所以要恰当的选择活塞环与缸工作面之间的配合 ,且镜面硬度应在 HB170～241。

2.气缸镜面磨损与拉伤的修理

空气压缩机经长期运行后,气缸镜面严重磨损 ,既降低其打气量 ,又易发生故障,必须及时给以修复。气缸最大磨损处是在活塞行程止点最外边第一个活塞环所在的位置,可视实际磨损情况及严重程度采取镗缸、珩磨或镶缸套修复。

2.1镗缸、珩磨修理镜面

气缸圆周磨损均匀 ,而且磨损量超过表 1 中的数值 ,同时气缸镜面有明显的机械损伤或轴向沟槽时 ,可用镗缸、 珩磨来修复。气缸镜面经镗削后应留珩磨余量见表 2。

表1 气缸镜面允许磨损量(mm)

表2 气缸或套珩磨余量(mm)

若镗缸时 ,气缸尺寸须大于设计尺寸 1.5mm 时才能消除气缸镜面的缺陷 ,则应按镗缸后的实际尺寸配制活塞环、支承环和活塞。经镗缸、珩磨修复后的气缸镜面孔应达到以下技术要求:

(1)气缸镜面孔尺寸、形位精度及表面粗糙度应满足表 3 中的规定。

表3 　气缸镜面孔尺寸、 形位精度及表面粗糙度

(2)气缸端面内止口直径公差级别为 H7,外止口直径公差级别为g6。

(3)气缸定位止口轴心线对气缸镜面轴心线的同轴度不低于8级精度 ,气缸定位安装平面对气缸镜面轴心线的垂直度不低于6级精度。

2.2镶缸套修复

镗缸时如果发现气缸磨损严重,出现疏松或其他缺陷,缸径需扩大5～10mm时,在缸体结构和强度允许的条件下 ,可通过镶嵌缸套修复镜面。缸套采用耐磨高强度铸铁制造 ,其厚度与气缸工作直径、长度、制造及安装有关,一般中小直径的气缸缸套厚为5～10mm ,大直径气缸10～25mm ,对大型高压气缸 ,因其长度比直径大的多,可取厚些如取30～40mm。缸套与气缸应采用过盈配合 ,为了安装时压入方便,将气缸套外侧及气缸内孔做成对应的阶梯形式,可分为二段或三段 ,进行分段过盈。高压、单作用气缸 ,考虑到气体压力沿气缸轴线方向是变化的 ,故建议只在接近气阀的三分之一的缸套长度上采取过盈配合,因为注油点通常都在中间位置 ,为了防止漏气,所以靠近定位凸肩一侧的两段都采用过盈配合 ,只有离定位凸肩最远一段取间隙配合。过盈配合的过盈值等于(0.0001～0.0002) D ,间隙配合的间隙值等于(0.00005～0.0001) D ,D 为缸套外径。为保证缸套受热能沿轴向自由膨胀 ,缸套通常只在其一端用凸缘与缸体固定。

缸套材料应尽可能使用高质量的珠光体铸铁 ,应排除渗碳体 ,因为它能促进活塞和活塞环的加剧磨损,使铸铁增加脆性和收缩。铁素体的存在也会加剧镜面的磨损和降低强度。一般情况下 ,低压用HT200 ,中高压用 HT250 或 HT300。

镶套时应注意以下两点:

(1)缸套压入缸体后,再进行镗磨镜面孔。加工缸套时,预留镗孔余量不可过大,否则将减弱缸套与缸体之间的结合力。

(2)镗磨缸套时,必须按缸体原来的定位基准找正。经镗孔、珩磨后达到尺寸、形位精度及表面粗糙度的要求。

对缸套的技术要求如下:

(1)缸套的外圆柱面及定位支承面的表面粗糙度Ra不大于1.6μm。

(2)缸套定位凸缘端面对缸套工作镜面孔轴心线的垂直度不低于5级精度。

(3)缸套外圆轴心线与镜面轴心线的同轴度不低于8级精度。

(4)镜面孔的直径偏差、圆柱度、表面粗糙度应达到表3的规定。

3.空压机气缸的修理过程

现以空压机LW-42/7 型气缸修理为例,二级缸水平安装 ,为整体汽缸,由于长期使用 ,二级缸镜面磨损严重 ,压缩机打气量低 ,而且活塞环、支承环容易磨损。经测量,发现气缸镜面内径最大值为Φ344.5mm ,大大超过设计值(缸体镜面原始设计直径为 <340₀^{+ 0.057}mm如图1) 。基于上述情况 ,我们决定采取镶缸套的方法对该气缸进行修复。具体过程如下:

图1

3.1车气缸内孔

如简图1 ,车内孔时 ,一定按要求进行找正 ,保证各加工精度在技术要求范围内。

3.2车缸套

缸套材质为HT250 ,经离心铸造而成 ,加工缸套外径时 ,按气缸内孔Φ354、 Φ352 的实测尺寸加工缸套外径 ,保证过盈值为 0.05～0.06mm。

3.3装配

把缸体放进红外线加热炉中,加热至180摄氏度,将清理干净的缸套装入缸体。

3.4 车缸套内孔

将缸套内孔车至<mm。

3.5 镗内孔

将内孔镗至 <mm。

3.6 珩磨内孔

用珩磨机将内孔珩磨至 <340₀^{+ 0.05}mm。

3.7 铣排气孔

4.结　语

气缸修复投入使用后 ,效果良好，并且大大降低了备件费用 ,节约了成本。另外,压缩机的维修应该是按计划，有步骤进行，并加以不断总结，保证压缩机的正常运行，并尽可能延长其使用寿命。