Масло, подаваемое к трущимся деталям, уменьшает износ, очищает трущиеся поверхности от продуктов износа и охлаждает эти поверхности. Помимо этого, слой масла, образующийся у кромок поршневых колец при движении поршня, способствует уплотнению рабочей полости цилиндра.
В поршневых компрессорах применяют системы смазывания: разбрызгиванием и циркуляционную – под давлением.
Систему смазывания разбрызгиванием используют главным образом в компрессорах малой производительности. Масло заливают в картер 17 (рис. 39) через сапун 16 (или через специальное отверстие) до определенного уровня, отмеченного риской на маслоуказателе 14. При работе компрессора пустотелые маслоразбрызгиватели 12, ввернутые в отверстия нижних шатунных крышек 11, захватывают масло и подают к шатунным подшипникам. При этом маслоразбрызгиватели ударяют по поверхности масла, разбрызгивают его, образуя масляный туман, который проникает через отверстия 3 в бобышках поршней и через верхние 4 и нижние 13 отверстия в головке шатунов к поршневым пальцам 2 и осаждается на стенках цилиндров 7, смазывая при этом поршни 6 и кольца. Излишнее масло снимается со стенок цилиндров маслосъемными кольцами 5 и возвращается в картер 17 компрессора. Направление движения масла к трущимся поверхностям показано на рисунке стрелками.
Рис. 39. Система смазывания разбрызгиванием:
1 – коренной подшипник; 2 – поршневой палец; 3 – отверстие для прохода масла в бобышке поршня;
4, 13 – отверстия в верхней и нижней головках шатуна для прохода масла; 5 – маслосъёмные кольца;
6 – поршень; 7 – цилиндры; 8 – вентилятор; 9 – шкив-маховик; 10 – коленчатый вал; 11 – крышка шатуна;
12 – маслоразбрызгиватель; 14 – маслоуказатель; 15 – шатун; 16 – сапун; 17 – картер; 18 – вкладыш шатунного подшипника
Смазочная система работает нормально, если поддерживают необходимый уровень масла в картере (при низком уровне маслоразбрызгиватели шатунов не достают до поверхности масла и не образуют масляного тумана) и своевременно заменяют старое масло свежим.
При смазывании разбрызгиванием масло недостаточно эффективно проникает в зазоры трущихся деталей. Кроме того, не обеспечиваются его очистка и охлаждение во время работы компрессора.
В поршневых компрессорах, имеющих циркуляционную систему смазывания под давлением (рис. 40). наиболее ответственные и сильно нагруженные детали компрессора (подшипники нижних головок шатунов) смазываются маслом, подаваемым под давлением от масляного насоса, а остальные детали (поршневые пальцы, цилиндры, поршни, кольца) – масляным туманом, образованным в результате разбрызгивания масла, вытекаемого из зазоров шатунных подшипников.
Рис. 40. Циркуляционная система смазывания под давлением:
1 – канал в коленчатом валу; 2 – масляный насос; 3 – датчик; 4 – сапун; 5 – цилиндр; 6 – поршень;
7, 8 – компрессионное и маслосъёмное кольцо; 9 – втулка верхней головки шатуна;
10 – поршневой палец; 11 – шатун; 12 – коленчатый вал; 13 – картер; 14 – маслозаборник;
15, 18 – подшипники; 16 – масло; 17 – маслоуказатель
Масло заливают в картер 13 через сапун 4 или через специальное отверстие. Уровень масла проверяют маслоуказателем 17, когда он полностью завернут.
Масляный насос 2 приводится от коленчатого вала 12, в торце которого имеется квадратное углубление, куда помещен приводной валик квадратной формы на конце. Насос забирает масло из картера 13 через маслозаборник 14 и направляет его по каналам 1 к шатунным подшипникам.
Масло, выдавленное из нижних 15 (шатунных) подшипников, разбрызгивается в виде масляного тумана в картере и цилиндрах и смазывает стенки цилиндров 5, поршни 6 и поршневые кольца 7, 8, втулки 9 верхних головок шатунов и поршневые пальцы 10.
При циркуляционной системе смазывания под давлением смазка хорошо проникает в зазоры между трущимися деталями, снижая трение и отнимая образующуюся при трении теплоту, кроме того, масло подвергается трехкратной очистке (сетка масляного насоса и фильтры грубой и тонкой очистки). По наличию давления судят об исправности системы смазывания.
В таких системах смазывания применяют шестеренные или лопастные масляные насосы.
Рис. 41. Шестеренный насос:
1, 2 – ведущая и ведомые шестерни; 3 – масляная линия; 4 – редукционный клапан; 5 – сливная трубка; 6 – пружина; 7 – регулировочный винт с контргайкой; 8 – шпонка
Шестеренный насос (рис. 41) представляет собой литой корпус, внутри которого установлены две шестерни 1 и 2. Ведущая шестерня 1 изготовлена за одно целое с ведущим валиком (или посажена на валик с помощью шпонки 8). Ведомая шестерня 2, находящаяся в постоянном зацеплении с ведущей, свободно вращается на своей оси, которая запрессована в корпусе насоса.
При вращении коленчатого вала компрессора шестерня 1 приводится во вращение и через ведущий валик вращает шестерню 2. В корпусе насоса из всасывающей полости масло захватывается впадинами зубьев шестерен, перемещается вдоль стенок корпуса и попадает в нагнетательную полость, а оттуда выталкивается под давлением в масляную линию 3 к подшипникам коленчатого вала.
Если давление масла в насосе выше допустимого, срабатывает редукционный (перепускной) клапан 4: шарик клапана под давлением масла перемещается, открывая сливное отверстие. Излишнее масло перепускается обратно во всасывающую полость насоса. Клапан регулируют на предельное давление винтом 7.
Насос в картере компрессора утоплен в масло.
Лопастный насос. Расточка корпуса 2 (рис. 42) лопастного насоса цилиндрической формы. В серповидной полости 11 корпуса помещен цилиндрический ротор 12, диаметр которого меньше диаметра расточки корпуса насоса. Ось ротора смещена по отношению к оси цилиндрической расточки корпуса, т. е. ротор установлен с эксцентриситетом. Полость 11 ограничена стенками расточки корпуса и ротора, а с торцов – крышкой 1 и фланцем 3. В специальное отверстие ротора помещены штифт 6 и пружина 5, разжимающая две лопасти 7.
Рис. 42. Лопастный насос:
1 – крышка; 2 – корпус с цилиндрической расточкой; 3 – фланец; 4 – трубка для подачи масла в коленчатый вал; 5 – пружина; 6 – штифт; 7 – лопасть; 8 – датчик давления масла; 9 – редукционный клапан; 10 – штуцер подвода масла к насосу; 11 – серповидная полость; 12 – ротор; 13, 14 – полости всасывания и нагнетания насосов
При вращении ротора лопасти, захватив масло, поступившее через входной штуцер 10, перемещают его в серповидной полости, которая постепенно уменьшается в объеме, в результате чего повышается давление и масло выталкивается в полость 14, откуда поступает по трубке 4 в канал внутри коленчатого вала. Давление масла регулируют редукционным клапаном 9.
При нормальном давлении масла контакты датчика (преобразователя 8) разомкнуты. При давлении ниже допустимого (или остановке насоса) контакты замыкаются и загорается присоединенная к датчику контрольная лампа, сигнализируя о недостаточном или полном прекращении давления масла в системе смазывания.
Техническое обслуживание. Контролируют работу смазочной системы по показаниям масляного манометра. Для проверки уровня масла в картере компрессор останавливают и масляный указатель вынимают из отверстия в картере и вытирают насухо, затем опять опускают в отверстие (у отдельных компрессоров, где указатель с резьбой, завертывают до отказа) н вновь вынимают. По масляному следу устанавливают уровень масла в картере. Он должен быть на уровне у верхней отметки (риски) указателя. Проверяют уровень масла перед началом рабочей смены и доливают масло до необходимого уровня.
При уровне масла выше верхней отметки масляный туман создается не только разбрызгивателями шатунов, но и щеками и противовесами коленчатого вала, и нижними головками шатунов. Образующийся в этом случае обильный масляный туман осаждается в таком количестве на стенках цилиндров, что маслосъемные кольца не успевают снять излишнее масло со стенок цилиндров и часть его проникает в надпоршневое пространство, а затем смешивается со сжатым воздухом и уносится в воздухосборник. Осаждаясь в воздухосборнике и нагнетательных трубопроводах, масло под влиянием достаточно высокой температуры разлагается с образованием нагара. Слой нагара на стенках трубопроводов при высокой температуре и давлении может вызвать взрыв компрессора. Кроме того, сжатый воздух, загрязненный маслом, не пригоден для специальных работ (торкретирование, оштукатуривание и др.).
Понижение давления масла, которое контролируют по показаниям манометра, возможно в результате недостаточного уровня масла, наличия течи масла в соединениях маслопроводов или трещин в них, износа смазочного насоса, выхода из строя редукционного клапана, т. е. его заедания в открытом положении или нарушения регулировки, значительного износа шатунных подшипников (масло свободно выливается из подшипников). Подтекание масла через неплотности в соединениях маслопроводов устраняют их подтяжкой. При появлении трещин маслопровод заменяют новым. Неисправности в масляном насосе устраняют путем регулировки или ремонта.
Повышение давления в смазочной системе возможно вследствие применения масла повышенной вязкости, заедания редукционного клапана в закрытом положении или засорения маслопровода. Маслопроводы прочищают проволокой, промывают в керосине н продувают сжатым воздухом. Неисправный редукционный клапан разбирают, осматривают его детали, заменяют неисправные детали на новые. После сборки клапан регулируют на заданное давление.
Долговечная и нормальная работа компрессора зависит от качества применяемого масла и своевременности технического обслуживания. Поэтому следует применять только те масла, которые рекомендованы заводами-изготовителями компрессорных станции (компрессорные масла).
При заливке масла в картер и при введении густых смазок в узлы (привода вентилятора, ходовая часть) принимают меры предосторожности, чтобы к трущимся поверхностям не проникли посторонние загрязняющие примеси (песок, грязь, пыль), ускоряющие изнашивание деталей. Посуда, с помощью которой залипают масло в картер компрессора, должна быть чистой. Масло хранят в закрытой таре, чтобы в него не попали вода, пыль и песок.
Заменяют масло в картере компрессора в определенной последовательности. Отработанное масло спускают сразу после остановки компрессора (пока оно горячее), для чего вывинчивают пробку из сливного отверстия картера. Горячее масло легко сливается и уносит с собой посторонние включения (частицы металла, пыли). Масло собирают в специальную тару. Когда отработанное масло полностью стечет из картера, пробку тщательно очищают от осадков и завертывают на место. Картер промывают менее вязким маслом, которое заливают до нижней отметки на маслоуказателе. Для этого можно использовать профильтрованное и подогретое отработанное масло. Запускают компрессор на 3–5 мин и, остановив его, сливают масло. После этого заливают чистое компрессорное масло до нижней отметки на маслоуказателе, пускают компрессор на 1–2 мин, останавливают и доливают масло до верхней отметки на маслоуказателе.
Запрещается промывать картер компрессора дизельным топливом или керосином. Пары дизельного топлива могут проникнуть в сжатый воздух н образовать взрывчатую смесь, что может быть причиной взрыва компрессора.
Заменяют отработанное масло и промывают картер обычно через 200–250 ч работы.
Уровень масла в картере компрессора проверяют ежесменно (рекомендуется перед началом смены) и в случае необходимости доливают масло до верхней отметки на маслоуказателе. При смене масла в картере компрессора промывают и масляный фильтр.
Воздушные фильтры компрессора осматривают также через 200–250 ч работы и меняют н них масло. Фильтрующие элементы промывают в керосине, затем погружают в чистое масло и, дав маслу стечь, ставят их на место.
Подшипники вентиляторов смазывают густой смазкой.