اجزای کمپرسور پیستونی (3)
در قسمت های قبلی با تعدادی از اجزای کمپرسور پیستونی آشنا شدیم. قطعاتی مانند محفظه میل لنگ، پکینگ، سوپاپ ها، رینگ و سیلندر. اجزای هر قطعه و نکات فنی مربوط به آن را نیز بررسی کردیم. برای مطالعه قسمت های قبل می توانید روی نوشته های زیر بزنید:
در ادامه با قسمت های دیگر کمپرسور پیستونی آشنا خواهیم شد. قطعاتی مثل یاتاقان، کراس هد، میل لنگ، شاتون، پیستون و میل پیستون.
در صورتی که قصد خرید کمپرسور اسکرو (نه پیستونی!) را داشته باشید. روی همین متن بزنید تا شما را به راهنمای خرید بهترین کمپرسور اسکرو هدایت کنیم.
یاتاقان
یکی از اجزای کمپرسور پیستونی یاتاقان ها هستند. از یاتاقان برای ایجاد تکیه گاه و برای داشتن قابلیت هدایت قسمت های متحرک درون تجهیزات استفاده می کنیم. اگر شفت یا دیگر اجزای دوار کمپرسور به درستی حرکت نکنند، ممکن است آسیب های جدی به ساختار قطعات وارد گردد. عدم تنظیم و نامیزانی شفت ها می تواند به سه شکل محوری ، شعاعی و چرخشی روی دهد. در شکل زیر این سه عامل را نشان می دهیم.
تنظیم نبودن و نامیزانی شدید و پیچیده یاتاقان شفتهای چرخنده در سرعت های زیاد و بارهای سنگین اتفاق می افتد.
انواع یاتاقان ها
یاتاقان ها به دو گروه عمده جداگانه تقسیم می گردند : یاتاقانهای مسطح و چرخشی.
یاتاقان های مسطح
یکی از ساده‌ترین انواع یاتاقان‌ها، یاتاقان مسطح می‌باشد. که روی لایه نازکی از روغن قرار می‌گیرند. در صورت داشتن سیستم روانکاری درست می‌تواند در بار‌ها و فشار‌های مختلف، یاتاقان روی لایه مناسبی از فیلم روغن قرار می‌گیرد. اگر سیستم روانکاری و شکل‌گیری فیلم مناسب روغن به درستی کار کند، طول عمر یاتاقانهای مسطح را افزایش داده و همین قابلیت باعث استفاده وسیع از این یاتاقان‌ها در صنعت شده است. یکی از انواع یاتاقانهای مسطح یاتاقان Tilting padمی‌باشد که دارای جرم نسبتاً زیادی است. پد‌های موجود در این یاتاقان از چرخش روغن به همراه شفت تا حد زیادی جلوگیری کرده و موجب تعادل بیشتر می‌شود.
عکس زیر نمونه ای از یاتاقانهای tilting pad را نشان می دهد.
شکل زیر هم نمونه ای از یاتاقان های بلبرینگ دار، از اجزای کمپرسور پیستونی را نشان می دهد.
یاتاقان های چرخشی
یاقاتانهای غلتکی از ساچمه‌ها و غلتک‌ها (بلبرینگ‌ها و رولربرینگ‌ها) تشکیل می‌شود. این اجزا می‌توانند شامل ساچمه‌ها، رولربرینگ‌های استوانه‌ای، رولربرینگ‌های سوزنی، رولربرینگ‌های مخروطی، رولربرینگ‌های بشکه‌ای متقارن و نامتقارن باشند. این نوع یاتاقان‌ها نسبت به یاتاقانهای مسطح حرارت بسیار کمتری ایجاد می‌کنند. در نتیجه علاوه بر نیاز کمتر به روانکاری مناسب، تغییرات دمایی نیز کمتر بوده و افت توان شدیدی ندارند. بعلاوه این یاتاقان دارای حجم و شکل کوچکتری نسبت به یاتاقانهای مسطح هستند.
افزایش بیش از حد دما در این یاتاقان‌ها می‌تواند باعث لقی و از محور خارج شدن آنها شود. از طرفی به دلیل اعمال فشار پیوسته روی آنها امکان ایجاد ترک و شکست آنها وجود دارد. به همین علت بررسی مداوم دما و فشار یاتاقان‌ها امری ضروری است. یاتاقانهای فرسوده می‌توانند باعث ارتعاش شفت و حرکت ناموزون آن شوند که این حرکت ناموزون به نوبت خود می‌تواند باعث آسیب‌رسانی به آب‌بند‌ها و لابیرنت‌ها شود که در نتیجه نشتی روغن را افزایش داده و افت توان و تغییر شکل یاتاقان را منجر می‌شوند.
محل کاربرد هر نوع یاتاقان کمپرسور پیستونی
در کمپرسور‌های رفت و برگشتی از یاتاقان شعاعی مسطح در محل اتصال میل لنگ و شاتون استفاده می‌کنند (سرعت‌های پائین و بارهای بالا). این یاتاقان‌ها شیارهایی دارند که قابلیت انتقال و جابجایی راحت و مناسب روغن را جهت روغنکاری فراهم می‌کنند. در صورت عدم وجود این شیار‌ها ممکن است به دلیل عدم روانکاری مناسب به میل لنگ یا شاتون آسیب جدی برسد. به خاطر این خواص و اهمیت خاص دمای کمپررسور‌ها از حسگر‌های دمای استفاده می‌کنند تا درجه حرارت یاتاقان از حد معمول و متعارف آن تجاوز نکند.
در کمپرسور‌های رفت و برگشتی امکان ایجاد حرکت‌های ناخواسته جانبی و شعاعی نسبت به حرکت‌های اضافی محوری و خطی از حد مجاز آنها بیشتر است که این به نوبه خود ناشی از افزایش بیش از حد دما، روانکاری نامناسب و ارتعاشات ناخواسته می‌باشد. بنابراین معمولاً از یاتاقانهای بلبرینگی برای جلوگیری از حرکت شعاعی و جانبی میل لنگ استفاده می‌شود.
کراس هد
از دیگر قطعاتی که می توان به عنوان اجزای کمپرسور پیستونی نام برد، کراس هد است. پیستون در تمامی موتور‌ها مستقیماً به میل لنگ متصل است، ولیکن در برخی از کمپرسور‌ها شاتون مستقیماً به پیستون متصل نبوده و قطعه‌ای به نام کراس هد بین شاتون و پیستون قرار دارد. کراس هد به منظور کنترل بهتر نشتی‌های احتمالی و آب‌بندی بیشتر و بهتر است.
کراس هد قطعه‌ایست که از طرفی به انتهای میل پیستون و از طرف دیگر به شاتون متصل می‌شود. این قطعه نیروی رفت و برگشتی که میل لنگ ایجاد می کند را به میل پیستون و پیستون منتقل می‌نماید. کراس هد در داخل محفظه مخصوصی که به همین منظور در نظر می گیریم، قرار می گیرد و هماهنگ با شاتون، پیستون و میل پیستون حرکت می‌کند.
شکل زیر کراس هد را به شما نشان می دهد.
میل لنگ از اجزای کمپرسور پیستونی
از آنجائیکه در صنعت برای تولید نیروی مکانیکی از موتور‌های الکتریکی و یا توربین استفاده می‌شود. لازم است به نحوی که حرکت دورانی این دستگاهها به حرکت رفت و برگشتی تبدیل گردد تا به واسطه حرکت رفت و برگشتی پیستون، گاز درون کمپرسور‌ها متراکم و قابل استفاده در مراحل بعدی باشد. وظیفه میل لنگ تبدیل حرکت چرخشی به شاتون است. بسته به نوع کاربرد، برخی از میل لنگ‌ها دارای لنگ و برخی دیگر دارای چند لنگ هستند.
میل لنگ قطعه یکپارچه‌ای است که بر روی آن مکان‌های خاصی برای قرار گرفتن یاتاقان‌ها در نظر می گیرند. میل لنگ در کمپرسور‌های دو سیلندر افقی به گونه‌ای است که برای حرکت دادن دو پیستون، آن را طراحی می کنیم. در برخی از کمپرسور‌های چهار سیلندر دو پیستون با هم و با اختلاف 180 درجه نسبت به دو پیستون دیگر گاز درون سیلندر را متراکم می‌کنند. اما در برخی دیگر از کمپرسور‌های چهار سیلندر اختلاف فاز حرکت پیستون 90 درجه بوده که به راحتی با تغییر ساختار میل لنگ این وضعیت امکان‌پذیر است. در میل لنگ مسیر‌هایی برای روغنکاری تعبیه می کنیم.
شکل زیر نمونه ای از میل لنگ های مورد استفاده در کمپرسور های پیستونی را نشان می دهد.
شاتون (از اجزای کمپرسور پیستونی)
وظیفه شاتون در کمپرسور‌های رفت و برگشتی انتقال حرکت میل لنگ به پیستون است. شاتون قطعه‌ای کوتاه و دمبلی شکل است که از یک طرف به میل لنگ و از طرف دیگر به کراس هد وصل است. شاتون در محل اتصال به میل لنگ یاتاقان‌هایی دارد که میل لنگ را در بر می گیرند. و در انتهای دیگر یاتاقانهای کوچک خود به کراس هد متصل می‌گردد. در شاتون نیز مسیر‌هایی برای عبور روغن وجود دارد که به کمک این مسیر‌ها روغن به یاتاقانهای مذکور می رسد و عمل روغنکاری صورت می‌گیرد.
در شکل زیر می توانید شاتون را ببینید.
پیستون
پیستون قطعه‌ایست که در داخل سیلندر قرار دارد و از طرف دیگر به شاتون وصل می‌گردد. وظیفه پیستون در کمپرسور رفت و برگشتی فشردن گاز است. اندازه پیستون را درون سیلندر باید دقیق طراحی کنیم و بسازیم. زیرا اگر از مقدار استاندارد بزرگتر باشد به درون سیلندر نمی‌تواند به راحتی حرکت کند و به اصطلاح درون سیلندر قفل می‌شود و اگر از مقدار استاندارد کوچکتر باشد امکان نشت گاز و نشست روغن درون سیستم وجود داشته و طبیعتاً چه در مرحله مکش و چه در مرحله تراکم سیستم را با مشکلات عدیده‌ای مواجه می‌کند، که هم افت توان را در پی دارد و هم راندمان سیستم کاهش می‌یابد.
رینگ پیستون
تلنرانس و آزادی عمل پیستون درون سیلندر به کمک یک سری حلقه به نام رینگ پیستون میسر می‌گردد. این رینگ‌ها برروی فیلم روغن حرکت کرده و با سیلندر مستقیماً تماس ندارند. این قطعه همانطور که از نام آن پیداست از قطعات اصلی بین اجزای کمپرسور پیستونی است.
میل پیستون
در مواردی که شاتون به طور مستقیم به پیستون وصل نشده است از میل پیستون استفاده می‌شود. این قطعه از یک طرف به پیستون و از طرف دیگر به کراس هد متصل می‌گردد. میل پیستون قطعه‌ای میله‌ای، گوشکوبی شکل، محکم و بلند است که وظیفه انتقال نیروی فشاری به پیستون را بر عهده دارد.
در پیستون‌های با قطر زیاد که فشار پائینی تولید می‌کنند، میل پیستون را معمولاً کوچک می سازیم. برای پیستوهای با قطر کم و فشار تولیدی بالا، میل پیستون را بزرگ در نظر میگیریم.
نکته: در میله میل پیستون بزرگ در حین کار کردن در فشار‌های بالا امکان شکستن و ترک خوردن بیشتر از قسمتهای دیگر میل پیستون وجود دارد.
*جهت بازدید از پیج اینستاگرام ما می توننین روی این متن بزنین.
به دلیل طولانی بودن مقاله را به چند قسمت تبدیل کردیم. برای دیدن سایر قسمت ها میتونین روی نوشته های زیر بزنین: