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煤化工技术专业教学资源库动设备原理及操作主讲教师：倾明目录活塞的结构和分类1活塞杆的作用和要求2活塞环的结构和切口形式3活塞环的工作原理和环数的选择4活塞压缩机的主要零部件—活塞组件在活塞压缩机中，一般将活塞、活塞杆和活塞环等称为活塞组件。活塞组件的结构如图3-45所示。图3-45活塞组件示意图活塞组件一、活塞1.活塞的分类（1）筒形活塞活塞顶部直接承受缸内气体压力。环部上方装有活塞环，保证密封。裙部下方装一至两道刮油环，活塞上行时均布润滑油，下行时起刮油作用，见图3-46所示。图3-46活塞的结构图3-47盘形活塞1，6—刮油环；2—活塞销；3—弹簧圈；4—销座套；5—活塞；7—活塞环（2）盘形活塞?主要用于中、低压双作用气缸。通过活塞杆与十字头相连，不承受侧向力。为减轻往复运动质量，活塞可铸成空心结构，两端面间用筋板加强。在大直径卧式气缸中，活塞质量较大，常在活塞下部90°～120°范围内浇有巴氏合金作为承压面。图3-47所示。图3-48两级级差式活塞结构（3）级差式活塞用于串联两个以上级差式的气缸中。为了避免活塞与气缸的摩擦，高压级活塞的直径应比气缸直径小0.8～1.2mm。图3-48为两级级差式活塞结构图。二、活塞杆1.活塞杆的作用主要是用来连接活塞和十字头，传递作用在活塞上的力并带动活塞运动。见图3-49所示。图3-49活塞杆2.活塞杆的要求要有足够的强度，刚度和稳定性。耐磨性好并有较高的加工精度和表面粗糙度要求。在结构上尽量减少应力集中的影响。保证连接可靠，防止松动。结构设计要便于活塞的拆装。图3-50活塞环的结构三、活塞环1.活塞环的作用密封活塞与气缸之间的间隙，防止气体从压缩机的一侧漏向另一侧。活塞环还起布油与导热的作用。见图3-50所示。图3-50活塞环的结构2.活塞环的结构活塞环是一个具有弹力的开口环，在自由状态下，开口间隙为A。当装入气缸内时，活塞环被迫合拢呈圆环状，仅在切口处留有热膨胀间隙δ。由于活塞环具有弹力，在弹力的作用下，活塞环力图恢复自由状态而紧贴缸壁，并受到缸壁对它的约束力，单位表面所受约束力称预紧压力。在这个力的作用下，实现密封。图3-51活塞环的切口形式3.活塞环的切口形式在切口间隙相同时，其泄漏量与切口的横截面积成正比。直切口：最容易制造，泄漏量最大，用于小型压缩机。斜切口：泄漏量介于直切口和搭接口之间，加工不太困难，泄漏量与Asinα成正比，目前最为常用。搭接口：泄漏量最小，加工困难，不易制造，安装时环端容易折断，常用于缸径大于320mm的压缩机。见图3-51所示。4.活塞环的密封原理图3-52活塞环的密封原理由于活塞环弹力作用，产生预紧压力pk，使活塞环紧贴缸壁。在缸内气体压力p1的作用下，把活塞环推向环槽的一侧，使活塞环紧贴槽壁。由于活塞环紧贴缸壁和槽壁，使气体的流通受到阻塞，气体通过缸壁时产生节流效应，压力从p1降至p2。则环侧面的平均压力为：活塞环内、外表面的压力差（密封力）为：在密封力的作用下，活塞环压向气缸工作表面，阻塞了气体沿气缸壁面的泄漏。5.活塞环的密封比压单位表面所受密封力称密封比压Pd。密封比压越大，环与缸壁贴得越紧，密封性就好。密封比压过大，会使活塞环磨损严重，寿命缩短。活塞环具有自紧密封的特点图3-53气体通过活塞环的压力变化6.活塞环环数的选择气体经第一道活塞环阻塞节流以后，气体压力约为原来压力的26%。见图3-53所示。经第二道环密封作用以后，气体压力仅为原压力的10%。经第三道环以后仅为原压力的7.6％。可见，活塞环的密封主要靠前三道环，且第一道环所承受的压力差最大，所以活塞环的数目不宜过多，过多反而会增加磨损和功耗。活塞环的环数要根据实际情况而定，一般情况下，实际压缩机的活塞环数可按表3-7选取，也可按公式3-68进行估算。本节结束