【壓縮機(jī)網(wǎng)】引言
活塞式壓縮機(jī)活塞環(huán)的主要作用是密封氣缸與活塞之間的間隙，防止氣體從壓縮容積的一側(cè)漏向另一側(cè)。當(dāng)活塞環(huán)安裝在氣缸內(nèi)時(shí)，由于環(huán)本身的彈性，產(chǎn)生定比壓P0，使環(huán)緊貼在氣缸工作面上。當(dāng)壓縮機(jī)工作時(shí)，活塞環(huán)上部受氣體壓力P1作用，環(huán)的下部受P2作用，形成了壓力差，使環(huán)推向壓力較低一側(cè)并緊貼在環(huán)槽端面上，封住了氣體沿環(huán)槽端面的泄漏。作用在活塞環(huán)內(nèi)圓表面的壓力，可近似認(rèn)為等于P0，此壓力大于作用在活塞環(huán)外圓表面上的平均壓力所形成的壓力，有時(shí)遠(yuǎn)比環(huán)本身比壓大得多，它使活塞環(huán)進(jìn)一步緊貼在氣缸工作面上，從而堵住問隙，活塞環(huán)的密封主要靠氣體壓力的作用。因此，環(huán)本身的比壓作用也是關(guān)鍵的。假使活塞環(huán)的本身彈力消失，即開始活塞環(huán)與氣缸工作面間出現(xiàn)間隙，氣體可直接由此短路漏出?；钊h(huán)下部壓力就會(huì)接近或等于P，此時(shí)密封失效。
對(duì)于無油潤(rùn)滑壓縮機(jī)用的填充聚四氟乙烯活塞環(huán)，有時(shí)需加金屬?gòu)埩Νh(huán)，即在活塞環(huán)內(nèi)圓表面套上一個(gè)金屬環(huán)以增加比壓。由于一般的活塞環(huán)都具有切口,氣體可通過切口泄漏，加之氣缸和活塞環(huán)槽與環(huán)端面的幾何誤差，這些也是造成泄漏的因素。所以必須采用多道活塞環(huán)，通過一道活塞環(huán)阻止氣體泄漏是不可能的，通過多道環(huán)產(chǎn)生的節(jié)流作用，以達(dá)到減少泄漏的目的。
活塞環(huán)是活塞式壓縮機(jī)易損壞的部件。其作用是封住氣體外泄，與氣缸形成壓縮容積?；钊h(huán)常見的故障有：（1）活塞環(huán)斷裂；（2）活塞環(huán)漲死，失去彈性，不能自由膨脹?；钊h(huán)不能起到密封作用的主要表現(xiàn)形式：（1）該級(jí)排氣溫度升高；（2）該級(jí)排氣壓力降低；（3）壓縮機(jī)排氣量下降。
在雙作用壓縮機(jī)中，當(dāng)某一級(jí)壓縮機(jī)活塞環(huán)損壞或者漲死時(shí)，不能起到密封作用，使得蓋側(cè)（或軸側(cè)）被壓縮的高壓高溫氣體通過活塞環(huán)竄入軸側(cè)（或蓋側(cè)）低壓低溫氣體中，與吸入的低壓低溫氣體混合，混合之后氣體溫度升高。又由于壓縮氣體通過活塞環(huán)在互竄，使該級(jí)的排氣壓力下降，壓縮機(jī)的排氣量也隨之下降。本文通過案例詳細(xì)分析活塞環(huán)的使用情況及磨損過快原因，并提出相應(yīng)對(duì)策。
1 案例分析
?。?）某廠新氫活塞式壓縮機(jī)機(jī)C302/A-D是引進(jìn)國(guó)外技術(shù)后首次設(shè)計(jì)制造的大型往復(fù)活塞式壓縮機(jī)，4臺(tái)壓縮機(jī)均為3級(jí)對(duì)置平衡型壓縮機(jī)。某年8月21日，C302/D后3級(jí)排氣溫度突然上升很快，而且前3級(jí)與后3級(jí)溫度相差15～20℃。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫儀對(duì)前3、后3級(jí)所有氣閥溫度檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)：后3級(jí)入口兩個(gè)氣閥差不多，而且溫度也不高，說明入口氣閥沒有問題。出口2個(gè)氣閥溫度也差不多，但比前3級(jí)出口氣閥平均高20℃左右。分析認(rèn)為：如果壓縮機(jī)出口氣閥泄漏或損壞，蓋側(cè)、軸側(cè)兩個(gè)排氣閥同時(shí)損壞的可能性較小；又發(fā)現(xiàn)后3級(jí)氣缸氣流聲比較大。因此初步判斷為：后3級(jí)活塞環(huán)密封失效，要停機(jī)檢修。
經(jīng)拆開檢查之后，后3級(jí)所有12根活塞環(huán)全部斷裂，其中有一根活塞環(huán)的阻流環(huán)斷裂10cm左右，12根活塞環(huán)基本上都不起作用。造成壓縮氣體在活塞環(huán)上互竄，使蓋、軸側(cè)兩只排氣閥溫度同時(shí)上升。
（2）某年11月23日，C302/C機(jī) 1級(jí)出口溫度緩慢上升，而且1級(jí)排氣壓力緩慢下降；即使1回1控制閥全關(guān)，1級(jí)排氣壓力仍下降；將1回1控制閥上、下游截止閥全部關(guān)閉，1級(jí)排氣壓力也不上升，而且壓縮機(jī)組的排氣量下降較多。
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫儀對(duì)1級(jí)各個(gè)氣閥溫度檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)：入口氣閥溫度正常，出口4只氣閥溫度都差不多，但平均比正常時(shí)都高20～25℃左右。因?yàn)榻橘|(zhì)比較干凈所以4個(gè)出口氣閥同時(shí)損壞可能性較小。又從1級(jí)排氣壓力下降、排氣量也下降這一情況，初步分析判斷為：活塞環(huán)脹死，失去彈性不能起密封作用，要停機(jī)檢修。
經(jīng)拆開檢查之后，未發(fā)現(xiàn)任何一根活塞環(huán)斷裂，但活塞環(huán)與槽之間臟物很多，活塞環(huán)已不能在槽中自由伸縮，失去了彈性，失去了密封性能，從而造成了壓縮氣體互竄等現(xiàn)象。
2 活塞環(huán)的密封原理
以活塞環(huán)為例，如圖1所示，活塞環(huán)的開口使其產(chǎn)生彈力，而貼向氣缸鏡面?；钊h(huán)在其前壓力P1與后壓力P2壓力差的作用下，被推向壓力較低的一側(cè)，即密封了氣體沿環(huán)槽端面的泄露；當(dāng)壓力P沿活塞與氣缸壁之間通過時(shí)，把槽內(nèi)的活塞環(huán)推向一側(cè)，壓力P通過活塞環(huán)與環(huán)槽之間的間隙進(jìn)入到環(huán)的背部，在環(huán)槽的底部對(duì)環(huán)形成背壓力P3，將活塞環(huán)的外徑壓向氣缸壁，活塞環(huán)阻塞了活塞與氣缸壁之間的間隙，密封了氣體。但仍有部分氣體通過環(huán)的開口及活塞環(huán)的兩端面在環(huán)槽內(nèi)與槽兩側(cè)壁面周期緊貼的瞬間產(chǎn)生泄露P2，所以活塞環(huán)不能只設(shè)一道。
單作用時(shí)，受力側(cè)第一道環(huán)受的的壓力差最大，磨損的也最快。雙作用時(shí)首尾兩環(huán)所承受的壓差最大，之后各環(huán)形成降壓節(jié)流。
實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐證明，氣體在第一道環(huán)中的節(jié)流壓差是相當(dāng)大的，如果氣缸內(nèi)壓力為P時(shí)，在第一道環(huán)背隙處的徑向壓力已節(jié)流至80～85%P，如果以三道環(huán)作為密封環(huán)系，則經(jīng)第一道環(huán)的節(jié)流，壓力降至氣缸內(nèi)氣體壓力的26%；經(jīng)第二道環(huán)的節(jié)流，壓力降至氣缸內(nèi)氣體壓力的10%；經(jīng)第三道環(huán)的節(jié)流，壓力降至氣缸內(nèi)氣體壓力的7.6%，且在正常情況下，泄漏量只有吸氣量的0.3～1%。
厄外斯（Eweis）對(duì)兩道環(huán)及六道環(huán)在不同轉(zhuǎn)速下所做的試驗(yàn)表明：
（1）活塞環(huán)的密封作用，主要由前三道環(huán)所承受，低轉(zhuǎn)速時(shí)，第一、二道環(huán)承擔(dān)比例接近；高轉(zhuǎn)速時(shí)，第一道環(huán)承擔(dān)了絕大部分壓差；
（2）第四道，尤其第五道環(huán)的作用幾乎等于零，這種現(xiàn)象隨轉(zhuǎn)速的提高更為明顯。之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象，主要取決于“單位時(shí)間泄漏量”。當(dāng)高轉(zhuǎn)速時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)壓縮機(jī)活塞運(yùn)行中，改變方向的次數(shù)愈頻繁，也即每次壓縮壓出過程的時(shí)間愈短，故在相同的總壓差時(shí)，泄漏至第一道環(huán)后的氣體量也就愈少，因此導(dǎo)致第一道至第二道環(huán)間的氣體量愈少，因之其壓力也愈低，所以節(jié)流效應(yīng)更為顯著。
因此，無論節(jié)流及阻塞的奏效，以及泄漏量的微小，都顯示了活塞環(huán)作為密封件的可靠性。
3 活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)及參數(shù)特性
活塞環(huán)的開口，常用的有直口和45°斜口、搭口三種形式，而在斜口中的搭口與45°斜口相比兩者的密封性無顯著的區(qū)別，但搭口的工藝性要復(fù)雜，而且環(huán)端在安裝和使用中均易斷裂，因此盡量不采用，非金屬材料環(huán)的密封壓差一般不超過2.5MPa，且非金屬材料密封環(huán)強(qiáng)度較低，斜切口相比之下即安全又漏氣量小，故多采用直口和斜切口。具體切口形式如圖2。
實(shí)際使用過程中的活塞環(huán)如果出現(xiàn)易損不能達(dá)到使用要求時(shí)，一般從如下幾點(diǎn)進(jìn)行核對(duì)：
?。?）材質(zhì)及制坯：鑄鐵環(huán)通常用灰鑄鐵和合金鑄鐵，而選用起來一般小直徑和高轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)用合金鑄鐵；而鑄鐵的金相組織應(yīng)該是細(xì)片狀的珠光體并且有均勻分布的細(xì)片狀、中等片狀、漩渦形及直線形的石墨，不允許有游離的滲碳體存在，硬度為HB=190～250，且同一環(huán)上，硬度差應(yīng)小于5個(gè)單位，并要比氣缸鏡面高出10～20布氏硬度；而對(duì)于以PTFE為基體填充成分及其百分比更應(yīng)根據(jù)不同的使用環(huán)境及參數(shù)加以嚴(yán)格控制，有時(shí)雖是同一種品名的材料，但廠家所用規(guī)格不同，機(jī)械性能也不同；對(duì)于毛坯的密度和內(nèi)部組織聚合率，這與混料、壓制所采用的壓力（含壓力損失）和壓力在組織內(nèi)部的傳遞、燒結(jié)曲線、出爐溫度甚至當(dāng)時(shí)的空氣溫度和環(huán)境溫度均有關(guān)系；如果采用的壓力大，則制品密度大，線脹系數(shù)低，使用的材料要多；反之壓制壓力低，則制品的密度小，線脹系數(shù)大，可減少使用的材料，成本也低，顯然壓制壓力影響毛坯的質(zhì)量。
?。?）活塞環(huán)的外圓銳角倒成小圓角，以利于形成潤(rùn)滑油膜，減少泄露和磨損，內(nèi)圓銳角倒成45°角。而對(duì)于活塞環(huán)的外觀結(jié)構(gòu)及公差要求，表面不得有裂紋、氣孔夾雜物疏松等鑄造缺陷，環(huán)的兩端面及外圓柱面不得有劃痕，做驗(yàn)光檢測(cè)時(shí)，整個(gè)圓周上漏光不得多于兩處，最長(zhǎng)不超過25°弧長(zhǎng)，總長(zhǎng)不超過45°弧長(zhǎng)，且距離鎖口不小于30°弧長(zhǎng)。
（3）開口熱間隙：
σ=απD（t2-t1）mm
D—活塞環(huán)外徑，mm；
t2—活塞環(huán)工作溫度，通常取排氣溫度，℃；
T1—檢驗(yàn)尺寸時(shí)活塞環(huán)本身的溫度，通常取20℃；
α—活塞環(huán)的線脹系數(shù)（1/℃），鑄鐵α=1.1×10-5（1/℃），聚四氟乙烯α=（100～120）×10-6（1/℃）；
?。?）自由開口度
A=7.08D(D/t-1)3 pk/E
pk—活塞環(huán)的比壓kg/cm2，D＞150，pk=0.38～1 kg/cm2；
E—彈性模數(shù)kg/cm2，鑄鐵D＞300，E=1.05×106；
合金鑄鐵E=（0.9～1.4）×106，球墨鑄鐵E=（1.5～1.65）×106。
4 活塞環(huán)異常磨損原因
?。?）氣缸內(nèi)有液相水分使氣缸銹蝕
主機(jī)和某些附屬部位漏水。當(dāng)氣缸內(nèi)發(fā)現(xiàn)液相水分時(shí)，應(yīng)仔細(xì)檢查壓縮機(jī)的氣缸和冷卻器。主要檢查氣缸的氣、水腔間有無滲漏，若有，可能是密封失效或者氣缸有裂紋。冷卻器的滲漏原因主要是密封墊片失效，管板與冷卻管的脹接松動(dòng)及冷卻水管破損。
（2）被壓縮介質(zhì)含水
濕度較高地區(qū)的氣體，在進(jìn)入氣缸冷卻效果較好的壓縮機(jī)時(shí)會(huì)降溫，溫度下降到進(jìn)氣壓力條件下的露點(diǎn)溫度以下，濕氣體中的水分析出，造成缸內(nèi)帶水。因此，在壓縮濕度較高的氣體時(shí)，要求氣體進(jìn)入氣缸后溫度不能過低，特別是對(duì)低壓級(jí)氣缸更應(yīng)注意。解決辦法是，調(diào)節(jié)氣缸的冷卻水量，保證氣體進(jìn)入氣缸后溫度高于其進(jìn)入氣缸后該壓力下的露點(diǎn)溫度。按經(jīng)驗(yàn)，一般應(yīng)使氣缸冷卻水排水溫度高于氣體進(jìn)氣溫度4～5℃。
（3）活塞環(huán)和支承環(huán)的材料選擇不當(dāng)
試驗(yàn)表明，對(duì)同一種對(duì)磨的金屬材料，不同的介質(zhì)對(duì)于同一種配方的填充聚四氟乙烯環(huán)，其磨損因子不同；對(duì)于同一種介質(zhì)，不同的對(duì)磨金屬材料對(duì)同一種配方的填充聚四氟乙烯環(huán)，磨損因子也不同。因此，壓縮機(jī)制造廠家在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，是根據(jù)被壓縮的介質(zhì)及氣缸或氣缸套的材料來選擇對(duì)應(yīng)配方的。所以在購(gòu)買填充聚四氟乙烯備件時(shí)，應(yīng)直接向壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家購(gòu)買。這樣才能保證所購(gòu)的活塞環(huán)、支承環(huán)配件與壓縮介質(zhì)及氣缸材料相匹配，最大限度降低磨損。
（4）工作溫度過高
冷卻器冷卻效果差，造成某級(jí)或各級(jí)氣缸進(jìn)氣溫度高于設(shè)計(jì)值。高壓級(jí)氣缸氣體泄漏至相鄰低壓級(jí)氣缸內(nèi)，使低壓級(jí)氣體的壓縮過程出現(xiàn)加熱而使缸內(nèi)溫度升高。某級(jí)氣缸的進(jìn)、排氣閥門泄漏。排氣閥門如泄漏量較小，必須進(jìn)行滲漏檢查。如泄漏量較大，會(huì)引起次一級(jí)氣缸排氣壓力升高，如III級(jí)排氣閥門泄漏，則II級(jí)的排氣壓力就會(huì)升高，通過儀表可以發(fā)現(xiàn)。
?。?）活塞環(huán)或支承環(huán)與氣缸壁脹死
活塞環(huán)和支承環(huán)脹死一般在工作中受熱膨脹發(fā)生，常溫狀態(tài)下安裝和拆卸時(shí)無法發(fā)現(xiàn)?；钊h(huán)的切口安裝間隙，是按設(shè)計(jì)工作溫度下圓周方向的伸長(zhǎng)量來確定的。支承環(huán)與氣缸壁的徑向間隙則是根據(jù)支承環(huán)在設(shè)計(jì)工作溫度下的徑向膨脹量來確定的，因此支承環(huán)與氣缸壁的間隙不能隨意改小。一般生產(chǎn)廠家提供給用戶的技術(shù)文件和圖紙中都有間隙要求。如果購(gòu)買的活塞環(huán)和支承環(huán)在配方和質(zhì)量上與原配方有差異，其熱脹系數(shù)也會(huì)不同。因此，應(yīng)盡量購(gòu)買原壓縮機(jī)制造廠家配套提供的活塞環(huán)和支承環(huán)，不得已要購(gòu)買其他廠的產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)要求該生產(chǎn)廠家提供該環(huán)材料的熱脹系數(shù)。在安裝時(shí)應(yīng)重新復(fù)驗(yàn)和計(jì)算活塞環(huán)的切口安裝間隙和支承環(huán)的徑向間隙。如果生產(chǎn)廠家不能提供數(shù)據(jù)，則無法通過復(fù)算確定安裝間隙。這也表明該生產(chǎn)廠家可能只是簡(jiǎn)單復(fù)制配件，而不具備提供以上熱膨脹系數(shù)的能力，不應(yīng)采購(gòu)該廠家的配件。
活塞環(huán)和支承環(huán)在氣缸內(nèi)脹死會(huì)使其迅速失效，這時(shí)與氣缸壁接觸部分的比壓大大高于正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的比壓。由于比壓增大，活塞環(huán)、支承環(huán)與缸壁間的摩擦力也增加。一般情況下，壓縮機(jī)活塞運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的線速度都在3.6m/s左右，活塞環(huán)、支承環(huán)與氣缸壁間的接觸溫度會(huì)急劇上升，使其快速磨損。
?。?）被壓縮介質(zhì)過臟
被壓縮氣體如果含有過多的粉塵、金屬粉末、非金屬纖維和水分等雜質(zhì)，一旦進(jìn)入氣缸，就會(huì)有一部分雜質(zhì)黏附甚至嵌入活塞環(huán)、支承環(huán)表面，造成相關(guān)間隙變小，加速環(huán)的不均勻磨損，嚴(yán)重降低活塞環(huán)、支承環(huán)的使用壽命。
5 對(duì)策
?。?）氣缸由無油潤(rùn)滑改造為少油潤(rùn)滑
部分壓縮機(jī)改為有油潤(rùn)滑。原廠家設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)活塞環(huán)、支承環(huán)為無油潤(rùn)滑，是基于比較理想的工況，如果操作得當(dāng)是完全可行的。如被壓縮介質(zhì)較為復(fù)雜,尤其是自生產(chǎn)的水煤氣、煤焦油、硫化物、水分、粉塵等雜質(zhì)較高，同時(shí)由于各壓縮機(jī)長(zhǎng)期滿負(fù)荷運(yùn)行（部分已超過設(shè)計(jì)使用壽命），其氣缸體等重要部件已出現(xiàn)不同程度缺陷。對(duì)此，如果工藝條件允許，有選擇地將壓縮機(jī)進(jìn)行有油潤(rùn)滑的改造，以改善氣缸表面、氣缸活塞環(huán)和支承環(huán)的工作環(huán)境，減少磨損，降低停機(jī)更換次數(shù)。改進(jìn)后效果非常明顯。此項(xiàng)雖然多消耗了潤(rùn)滑油，但比起由于活塞環(huán)、支承環(huán)過快磨損而停機(jī)更換所造成的損失，還是比較合算的。
?。?）嚴(yán)格檢查氣缸體和冷卻器
大修壓縮機(jī)時(shí)嚴(yán)格檢查氣缸體和冷卻器，及時(shí)發(fā)現(xiàn)氣缸裂紋、結(jié)構(gòu)密封失效等重大缺陷，進(jìn)行徹底修復(fù)或更換。也要對(duì)冷卻器失效的密封墊片、管板與冷卻管的脹接松動(dòng)以及破損的冷卻水管進(jìn)行徹底修復(fù)。
?。?）改造冷卻水管路
循環(huán)使用的冷卻水，水質(zhì)較差、水溫較高，水中雜質(zhì)的存在使壓縮機(jī)氣缸及冷卻器換熱效果不佳。把冷卻水管路，由原設(shè)計(jì)的中間冷卻器串聯(lián)作為各級(jí)氣缸進(jìn)水的冷卻方式，改為中間冷卻器、各級(jí)氣缸單獨(dú)并聯(lián)進(jìn)水，使氣缸的排氣溫度降低了約15℃。同時(shí)也可通過冷卻器排出水分，降低或避免氣缸的銹蝕。
?。?）增加過濾器
在各壓縮機(jī)進(jìn)氣管前增加過濾器，解決進(jìn)入氣缸內(nèi)介質(zhì)含塵、含雜質(zhì)問題。
?。?）購(gòu)買原壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家的配件
活塞環(huán)、支承環(huán)、填料環(huán)等，必須購(gòu)買原壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家的配件。在活塞環(huán)、支承環(huán)安裝前，對(duì)其徑向尺寸，按照壓縮機(jī)氣缸的實(shí)際使用狀況，進(jìn)行必要的修整處理，盡量延長(zhǎng)其使用壽命。
?。?）做好巡檢和日常維修工作
對(duì)漏水、溫度異常升高等現(xiàn)象，及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)解決。活塞環(huán)、支承環(huán)在裝配過程中，嚴(yán)格控制裝配間隙，確保達(dá)到檢修規(guī)范的要求。通過采取以上改造措施，壓縮機(jī)活塞環(huán)、支承環(huán)磨損速度大幅降低，使用壽命相應(yīng)延長(zhǎng)，平均可以穩(wěn)定運(yùn)行8000小時(shí)以上。
6 日常檢修及使用過程中的注意事項(xiàng)
（1）檢修及裝配時(shí)一定要保證各部件的清潔，包括進(jìn)口、出口氣閥室并注意各環(huán)的開口錯(cuò)開，并不得接近氣閥室，確保無硬質(zhì)顆粒進(jìn)入密封部位及各密封件位置的合理。對(duì)于填充PTFE密封環(huán)的密封效果和壽命來講，清洗機(jī)器內(nèi)雜物十分必要，常用清洗劑為四氯化碳，必要時(shí)可用軟面團(tuán)將機(jī)器內(nèi)雜物粘掉。
?。?）嚴(yán)格控制各部位的間隙，在額定溫度下，活塞環(huán)與活塞間保證合理的密封間隙和活塞環(huán)開口間隙。如果活塞環(huán)在環(huán)槽內(nèi)的間隙過小，容易卡死在環(huán)槽內(nèi)；間隙過大，則環(huán)在槽內(nèi)產(chǎn)生敲擊易損壞；而活塞環(huán)的開口尺寸大了則串氣，氣缸溫度高，整機(jī)效率低；開口小了，環(huán)的接口處外脹，產(chǎn)生類似抱缸的現(xiàn)象，損壞活塞環(huán)。如果環(huán)槽和缸徑變大可通過修復(fù)環(huán)槽和缸徑，選配合適的活塞環(huán)而得已保證合理的間隙。在此強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，所購(gòu)入的活塞環(huán)應(yīng)為成品，若間隙不夠可進(jìn)行研磨，決不允許用戶將購(gòu)入的整體環(huán)用鋸條按自己的經(jīng)驗(yàn)鋸開口，因?yàn)榄h(huán)的開口間隙的作用是在工作溫度下，環(huán)膨脹后接口基本是接合堵死的，所以開口間隙很嚴(yán)格，如前所計(jì)算。
（3）嚴(yán)格控制注油量，對(duì)于無油潤(rùn)滑的活塞環(huán)，由于可以在活塞環(huán)與氣缸間形成一個(gè)非金屬的潤(rùn)滑膜來保證活塞環(huán)的壽命運(yùn)行；對(duì)于有油潤(rùn)滑來講，這層潤(rùn)滑膜就是靠油膜來形成的，而多油和少油對(duì)于理想的潤(rùn)滑油膜均不利，因而必須嚴(yán)格控制注油量。
?。?）氣缸的光潔度應(yīng)在Ra0.8以上，活塞桿應(yīng)在Ra0.4以上，光潔度過高不易形成油膜，還增加了制造成本，如發(fā)現(xiàn)氣缸徑加工粗糙或運(yùn)行后有圓周方向的環(huán)形臺(tái)肩，可用細(xì)砂紙或油石沿氣缸軸向研磨，消除缺陷，否則容易造成漏氣和縮短活塞環(huán)的壽命。
?。?）氣缸的冷卻也要控制，設(shè)計(jì)多在150℃以下，這時(shí)的PTFE的壽命也最長(zhǎng)，而隨著溫度的升高，PTFE在180℃時(shí)也可使用，這時(shí)要考慮膨脹間隙，用先進(jìn)的紅外線測(cè)溫儀可以測(cè)量出氣缸及各氣閥的溫度變化，如氣閥漏氣造成局部氣缸過熱，可能對(duì)活塞環(huán)的使用造成影響，而活塞環(huán)的磨損細(xì)屑又可能造成氣閥密封性的下降，因而當(dāng)各氣閥溫度達(dá)180℃左右時(shí)，宜更換漏氣氣閥，PTFE的最高使用溫度不可以超過180℃。
?。?）活塞環(huán)出現(xiàn)以下情況之一，需要更新：
?、俸穸龋◤较颍┠p達(dá)1mm；
?、诟叨龋ㄝS向）磨損0.2mm；
?、郗h(huán)在環(huán)槽中軸向間隙超過正常間隙0.06～0.1mm；
④活塞環(huán)外表面與氣缸鏡面不能保持應(yīng)有的緊密配合，不緊密貼合間隙的總長(zhǎng)超過氣缸圓周的三分之一；
⑤活塞環(huán)失去彈性。
參考文獻(xiàn)
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活塞式壓縮機(jī)活塞環(huán)的主要作用是密封氣缸與活塞之間的間隙，防止氣體從壓縮容積的一側(cè)漏向另一側(cè)。當(dāng)活塞環(huán)安裝在氣缸內(nèi)時(shí)，由于環(huán)本身的彈性，產(chǎn)生定比壓P0，使環(huán)緊貼在氣缸工作面上。當(dāng)壓縮機(jī)工作時(shí)，活塞環(huán)上部受氣體壓力P1作用，環(huán)的下部受P2作用，形成了壓力差，使環(huán)推向壓力較低一側(cè)并緊貼在環(huán)槽端面上，封住了氣體沿環(huán)槽端面的泄漏。作用在活塞環(huán)內(nèi)圓表面的壓力，可近似認(rèn)為等于P0，此壓力大于作用在活塞環(huán)外圓表面上的平均壓力所形成的壓力，有時(shí)遠(yuǎn)比環(huán)本身比壓大得多，它使活塞環(huán)進(jìn)一步緊貼在氣缸工作面上，從而堵住問隙，活塞環(huán)的密封主要靠氣體壓力的作用。因此，環(huán)本身的比壓作用也是關(guān)鍵的。假使活塞環(huán)的本身彈力消失，即開始活塞環(huán)與氣缸工作面間出現(xiàn)間隙，氣體可直接由此短路漏出?；钊h(huán)下部壓力就會(huì)接近或等于P，此時(shí)密封失效。
對(duì)于無油潤(rùn)滑壓縮機(jī)用的填充聚四氟乙烯活塞環(huán)，有時(shí)需加金屬?gòu)埩Νh(huán)，即在活塞環(huán)內(nèi)圓表面套上一個(gè)金屬環(huán)以增加比壓。由于一般的活塞環(huán)都具有切口,氣體可通過切口泄漏，加之氣缸和活塞環(huán)槽與環(huán)端面的幾何誤差，這些也是造成泄漏的因素。所以必須采用多道活塞環(huán)，通過一道活塞環(huán)阻止氣體泄漏是不可能的，通過多道環(huán)產(chǎn)生的節(jié)流作用，以達(dá)到減少泄漏的目的。
活塞環(huán)是活塞式壓縮機(jī)易損壞的部件。其作用是封住氣體外泄，與氣缸形成壓縮容積?；钊h(huán)常見的故障有：（1）活塞環(huán)斷裂；（2）活塞環(huán)漲死，失去彈性，不能自由膨脹?；钊h(huán)不能起到密封作用的主要表現(xiàn)形式：（1）該級(jí)排氣溫度升高；（2）該級(jí)排氣壓力降低；（3）壓縮機(jī)排氣量下降。
在雙作用壓縮機(jī)中，當(dāng)某一級(jí)壓縮機(jī)活塞環(huán)損壞或者漲死時(shí)，不能起到密封作用，使得蓋側(cè)（或軸側(cè)）被壓縮的高壓高溫氣體通過活塞環(huán)竄入軸側(cè)（或蓋側(cè)）低壓低溫氣體中，與吸入的低壓低溫氣體混合，混合之后氣體溫度升高。又由于壓縮氣體通過活塞環(huán)在互竄，使該級(jí)的排氣壓力下降，壓縮機(jī)的排氣量也隨之下降。本文通過案例詳細(xì)分析活塞環(huán)的使用情況及磨損過快原因，并提出相應(yīng)對(duì)策。
1 案例分析
?。?）某廠新氫活塞式壓縮機(jī)機(jī)C302/A-D是引進(jìn)國(guó)外技術(shù)后首次設(shè)計(jì)制造的大型往復(fù)活塞式壓縮機(jī)，4臺(tái)壓縮機(jī)均為3級(jí)對(duì)置平衡型壓縮機(jī)。某年8月21日，C302/D后3級(jí)排氣溫度突然上升很快，而且前3級(jí)與后3級(jí)溫度相差15～20℃。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫儀對(duì)前3、后3級(jí)所有氣閥溫度檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)：后3級(jí)入口兩個(gè)氣閥差不多，而且溫度也不高，說明入口氣閥沒有問題。出口2個(gè)氣閥溫度也差不多，但比前3級(jí)出口氣閥平均高20℃左右。分析認(rèn)為：如果壓縮機(jī)出口氣閥泄漏或損壞，蓋側(cè)、軸側(cè)兩個(gè)排氣閥同時(shí)損壞的可能性較小；又發(fā)現(xiàn)后3級(jí)氣缸氣流聲比較大。因此初步判斷為：后3級(jí)活塞環(huán)密封失效，要停機(jī)檢修。
經(jīng)拆開檢查之后，后3級(jí)所有12根活塞環(huán)全部斷裂，其中有一根活塞環(huán)的阻流環(huán)斷裂10cm左右，12根活塞環(huán)基本上都不起作用。造成壓縮氣體在活塞環(huán)上互竄，使蓋、軸側(cè)兩只排氣閥溫度同時(shí)上升。
（2）某年11月23日，C302/C機(jī) 1級(jí)出口溫度緩慢上升，而且1級(jí)排氣壓力緩慢下降；即使1回1控制閥全關(guān)，1級(jí)排氣壓力仍下降；將1回1控制閥上、下游截止閥全部關(guān)閉，1級(jí)排氣壓力也不上升，而且壓縮機(jī)組的排氣量下降較多。
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫儀對(duì)1級(jí)各個(gè)氣閥溫度檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)：入口氣閥溫度正常，出口4只氣閥溫度都差不多，但平均比正常時(shí)都高20～25℃左右。因?yàn)榻橘|(zhì)比較干凈所以4個(gè)出口氣閥同時(shí)損壞可能性較小。又從1級(jí)排氣壓力下降、排氣量也下降這一情況，初步分析判斷為：活塞環(huán)脹死，失去彈性不能起密封作用，要停機(jī)檢修。
經(jīng)拆開檢查之后，未發(fā)現(xiàn)任何一根活塞環(huán)斷裂，但活塞環(huán)與槽之間臟物很多，活塞環(huán)已不能在槽中自由伸縮，失去了彈性，失去了密封性能，從而造成了壓縮氣體互竄等現(xiàn)象。
2 活塞環(huán)的密封原理
以活塞環(huán)為例，如圖1所示，活塞環(huán)的開口使其產(chǎn)生彈力，而貼向氣缸鏡面?；钊h(huán)在其前壓力P1與后壓力P2壓力差的作用下，被推向壓力較低的一側(cè)，即密封了氣體沿環(huán)槽端面的泄露；當(dāng)壓力P沿活塞與氣缸壁之間通過時(shí)，把槽內(nèi)的活塞環(huán)推向一側(cè)，壓力P通過活塞環(huán)與環(huán)槽之間的間隙進(jìn)入到環(huán)的背部，在環(huán)槽的底部對(duì)環(huán)形成背壓力P3，將活塞環(huán)的外徑壓向氣缸壁，活塞環(huán)阻塞了活塞與氣缸壁之間的間隙，密封了氣體。但仍有部分氣體通過環(huán)的開口及活塞環(huán)的兩端面在環(huán)槽內(nèi)與槽兩側(cè)壁面周期緊貼的瞬間產(chǎn)生泄露P2，所以活塞環(huán)不能只設(shè)一道。
單作用時(shí)，受力側(cè)第一道環(huán)受的的壓力差最大，磨損的也最快。雙作用時(shí)首尾兩環(huán)所承受的壓差最大，之后各環(huán)形成降壓節(jié)流。
實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐證明，氣體在第一道環(huán)中的節(jié)流壓差是相當(dāng)大的，如果氣缸內(nèi)壓力為P時(shí)，在第一道環(huán)背隙處的徑向壓力已節(jié)流至80～85%P，如果以三道環(huán)作為密封環(huán)系，則經(jīng)第一道環(huán)的節(jié)流，壓力降至氣缸內(nèi)氣體壓力的26%；經(jīng)第二道環(huán)的節(jié)流，壓力降至氣缸內(nèi)氣體壓力的10%；經(jīng)第三道環(huán)的節(jié)流，壓力降至氣缸內(nèi)氣體壓力的7.6%，且在正常情況下，泄漏量只有吸氣量的0.3～1%。
厄外斯（Eweis）對(duì)兩道環(huán)及六道環(huán)在不同轉(zhuǎn)速下所做的試驗(yàn)表明：
（1）活塞環(huán)的密封作用，主要由前三道環(huán)所承受，低轉(zhuǎn)速時(shí)，第一、二道環(huán)承擔(dān)比例接近；高轉(zhuǎn)速時(shí)，第一道環(huán)承擔(dān)了絕大部分壓差；
（2）第四道，尤其第五道環(huán)的作用幾乎等于零，這種現(xiàn)象隨轉(zhuǎn)速的提高更為明顯。之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象，主要取決于“單位時(shí)間泄漏量”。當(dāng)高轉(zhuǎn)速時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)壓縮機(jī)活塞運(yùn)行中，改變方向的次數(shù)愈頻繁，也即每次壓縮壓出過程的時(shí)間愈短，故在相同的總壓差時(shí)，泄漏至第一道環(huán)后的氣體量也就愈少，因此導(dǎo)致第一道至第二道環(huán)間的氣體量愈少，因之其壓力也愈低，所以節(jié)流效應(yīng)更為顯著。
因此，無論節(jié)流及阻塞的奏效，以及泄漏量的微小，都顯示了活塞環(huán)作為密封件的可靠性。
3 活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)及參數(shù)特性
活塞環(huán)的開口，常用的有直口和45°斜口、搭口三種形式，而在斜口中的搭口與45°斜口相比兩者的密封性無顯著的區(qū)別，但搭口的工藝性要復(fù)雜，而且環(huán)端在安裝和使用中均易斷裂，因此盡量不采用，非金屬材料環(huán)的密封壓差一般不超過2.5MPa，且非金屬材料密封環(huán)強(qiáng)度較低，斜切口相比之下即安全又漏氣量小，故多采用直口和斜切口。具體切口形式如圖2。
實(shí)際使用過程中的活塞環(huán)如果出現(xiàn)易損不能達(dá)到使用要求時(shí)，一般從如下幾點(diǎn)進(jìn)行核對(duì)：
?。?）材質(zhì)及制坯：鑄鐵環(huán)通常用灰鑄鐵和合金鑄鐵，而選用起來一般小直徑和高轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)用合金鑄鐵；而鑄鐵的金相組織應(yīng)該是細(xì)片狀的珠光體并且有均勻分布的細(xì)片狀、中等片狀、漩渦形及直線形的石墨，不允許有游離的滲碳體存在，硬度為HB=190～250，且同一環(huán)上，硬度差應(yīng)小于5個(gè)單位，并要比氣缸鏡面高出10～20布氏硬度；而對(duì)于以PTFE為基體填充成分及其百分比更應(yīng)根據(jù)不同的使用環(huán)境及參數(shù)加以嚴(yán)格控制，有時(shí)雖是同一種品名的材料，但廠家所用規(guī)格不同，機(jī)械性能也不同；對(duì)于毛坯的密度和內(nèi)部組織聚合率，這與混料、壓制所采用的壓力（含壓力損失）和壓力在組織內(nèi)部的傳遞、燒結(jié)曲線、出爐溫度甚至當(dāng)時(shí)的空氣溫度和環(huán)境溫度均有關(guān)系；如果采用的壓力大，則制品密度大，線脹系數(shù)低，使用的材料要多；反之壓制壓力低，則制品的密度小，線脹系數(shù)大，可減少使用的材料，成本也低，顯然壓制壓力影響毛坯的質(zhì)量。
?。?）活塞環(huán)的外圓銳角倒成小圓角，以利于形成潤(rùn)滑油膜，減少泄露和磨損，內(nèi)圓銳角倒成45°角。而對(duì)于活塞環(huán)的外觀結(jié)構(gòu)及公差要求，表面不得有裂紋、氣孔夾雜物疏松等鑄造缺陷，環(huán)的兩端面及外圓柱面不得有劃痕，做驗(yàn)光檢測(cè)時(shí)，整個(gè)圓周上漏光不得多于兩處，最長(zhǎng)不超過25°弧長(zhǎng)，總長(zhǎng)不超過45°弧長(zhǎng)，且距離鎖口不小于30°弧長(zhǎng)。
（3）開口熱間隙：
σ=απD（t2-t1）mm
D—活塞環(huán)外徑，mm；
t2—活塞環(huán)工作溫度，通常取排氣溫度，℃；
T1—檢驗(yàn)尺寸時(shí)活塞環(huán)本身的溫度，通常取20℃；
α—活塞環(huán)的線脹系數(shù)（1/℃），鑄鐵α=1.1×10-5（1/℃），聚四氟乙烯α=（100～120）×10-6（1/℃）；
?。?）自由開口度
A=7.08D(D/t-1)3 pk/E
pk—活塞環(huán)的比壓kg/cm2，D＞150，pk=0.38～1 kg/cm2；
E—彈性模數(shù)kg/cm2，鑄鐵D＞300，E=1.05×106；
合金鑄鐵E=（0.9～1.4）×106，球墨鑄鐵E=（1.5～1.65）×106。
4 活塞環(huán)異常磨損原因
?。?）氣缸內(nèi)有液相水分使氣缸銹蝕
主機(jī)和某些附屬部位漏水。當(dāng)氣缸內(nèi)發(fā)現(xiàn)液相水分時(shí)，應(yīng)仔細(xì)檢查壓縮機(jī)的氣缸和冷卻器。主要檢查氣缸的氣、水腔間有無滲漏，若有，可能是密封失效或者氣缸有裂紋。冷卻器的滲漏原因主要是密封墊片失效，管板與冷卻管的脹接松動(dòng)及冷卻水管破損。
（2）被壓縮介質(zhì)含水
濕度較高地區(qū)的氣體，在進(jìn)入氣缸冷卻效果較好的壓縮機(jī)時(shí)會(huì)降溫，溫度下降到進(jìn)氣壓力條件下的露點(diǎn)溫度以下，濕氣體中的水分析出，造成缸內(nèi)帶水。因此，在壓縮濕度較高的氣體時(shí)，要求氣體進(jìn)入氣缸后溫度不能過低，特別是對(duì)低壓級(jí)氣缸更應(yīng)注意。解決辦法是，調(diào)節(jié)氣缸的冷卻水量，保證氣體進(jìn)入氣缸后溫度高于其進(jìn)入氣缸后該壓力下的露點(diǎn)溫度。按經(jīng)驗(yàn)，一般應(yīng)使氣缸冷卻水排水溫度高于氣體進(jìn)氣溫度4～5℃。
（3）活塞環(huán)和支承環(huán)的材料選擇不當(dāng)
試驗(yàn)表明，對(duì)同一種對(duì)磨的金屬材料，不同的介質(zhì)對(duì)于同一種配方的填充聚四氟乙烯環(huán)，其磨損因子不同；對(duì)于同一種介質(zhì)，不同的對(duì)磨金屬材料對(duì)同一種配方的填充聚四氟乙烯環(huán)，磨損因子也不同。因此，壓縮機(jī)制造廠家在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，是根據(jù)被壓縮的介質(zhì)及氣缸或氣缸套的材料來選擇對(duì)應(yīng)配方的。所以在購(gòu)買填充聚四氟乙烯備件時(shí)，應(yīng)直接向壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家購(gòu)買。這樣才能保證所購(gòu)的活塞環(huán)、支承環(huán)配件與壓縮介質(zhì)及氣缸材料相匹配，最大限度降低磨損。
（4）工作溫度過高
冷卻器冷卻效果差，造成某級(jí)或各級(jí)氣缸進(jìn)氣溫度高于設(shè)計(jì)值。高壓級(jí)氣缸氣體泄漏至相鄰低壓級(jí)氣缸內(nèi)，使低壓級(jí)氣體的壓縮過程出現(xiàn)加熱而使缸內(nèi)溫度升高。某級(jí)氣缸的進(jìn)、排氣閥門泄漏。排氣閥門如泄漏量較小，必須進(jìn)行滲漏檢查。如泄漏量較大，會(huì)引起次一級(jí)氣缸排氣壓力升高，如III級(jí)排氣閥門泄漏，則II級(jí)的排氣壓力就會(huì)升高，通過儀表可以發(fā)現(xiàn)。
?。?）活塞環(huán)或支承環(huán)與氣缸壁脹死
活塞環(huán)和支承環(huán)脹死一般在工作中受熱膨脹發(fā)生，常溫狀態(tài)下安裝和拆卸時(shí)無法發(fā)現(xiàn)?；钊h(huán)的切口安裝間隙，是按設(shè)計(jì)工作溫度下圓周方向的伸長(zhǎng)量來確定的。支承環(huán)與氣缸壁的徑向間隙則是根據(jù)支承環(huán)在設(shè)計(jì)工作溫度下的徑向膨脹量來確定的，因此支承環(huán)與氣缸壁的間隙不能隨意改小。一般生產(chǎn)廠家提供給用戶的技術(shù)文件和圖紙中都有間隙要求。如果購(gòu)買的活塞環(huán)和支承環(huán)在配方和質(zhì)量上與原配方有差異，其熱脹系數(shù)也會(huì)不同。因此，應(yīng)盡量購(gòu)買原壓縮機(jī)制造廠家配套提供的活塞環(huán)和支承環(huán)，不得已要購(gòu)買其他廠的產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)要求該生產(chǎn)廠家提供該環(huán)材料的熱脹系數(shù)。在安裝時(shí)應(yīng)重新復(fù)驗(yàn)和計(jì)算活塞環(huán)的切口安裝間隙和支承環(huán)的徑向間隙。如果生產(chǎn)廠家不能提供數(shù)據(jù)，則無法通過復(fù)算確定安裝間隙。這也表明該生產(chǎn)廠家可能只是簡(jiǎn)單復(fù)制配件，而不具備提供以上熱膨脹系數(shù)的能力，不應(yīng)采購(gòu)該廠家的配件。
活塞環(huán)和支承環(huán)在氣缸內(nèi)脹死會(huì)使其迅速失效，這時(shí)與氣缸壁接觸部分的比壓大大高于正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的比壓。由于比壓增大，活塞環(huán)、支承環(huán)與缸壁間的摩擦力也增加。一般情況下，壓縮機(jī)活塞運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的線速度都在3.6m/s左右，活塞環(huán)、支承環(huán)與氣缸壁間的接觸溫度會(huì)急劇上升，使其快速磨損。
?。?）被壓縮介質(zhì)過臟
被壓縮氣體如果含有過多的粉塵、金屬粉末、非金屬纖維和水分等雜質(zhì)，一旦進(jìn)入氣缸，就會(huì)有一部分雜質(zhì)黏附甚至嵌入活塞環(huán)、支承環(huán)表面，造成相關(guān)間隙變小，加速環(huán)的不均勻磨損，嚴(yán)重降低活塞環(huán)、支承環(huán)的使用壽命。
5 對(duì)策
?。?）氣缸由無油潤(rùn)滑改造為少油潤(rùn)滑
部分壓縮機(jī)改為有油潤(rùn)滑。原廠家設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)活塞環(huán)、支承環(huán)為無油潤(rùn)滑，是基于比較理想的工況，如果操作得當(dāng)是完全可行的。如被壓縮介質(zhì)較為復(fù)雜,尤其是自生產(chǎn)的水煤氣、煤焦油、硫化物、水分、粉塵等雜質(zhì)較高，同時(shí)由于各壓縮機(jī)長(zhǎng)期滿負(fù)荷運(yùn)行（部分已超過設(shè)計(jì)使用壽命），其氣缸體等重要部件已出現(xiàn)不同程度缺陷。對(duì)此，如果工藝條件允許，有選擇地將壓縮機(jī)進(jìn)行有油潤(rùn)滑的改造，以改善氣缸表面、氣缸活塞環(huán)和支承環(huán)的工作環(huán)境，減少磨損，降低停機(jī)更換次數(shù)。改進(jìn)后效果非常明顯。此項(xiàng)雖然多消耗了潤(rùn)滑油，但比起由于活塞環(huán)、支承環(huán)過快磨損而停機(jī)更換所造成的損失，還是比較合算的。
?。?）嚴(yán)格檢查氣缸體和冷卻器
大修壓縮機(jī)時(shí)嚴(yán)格檢查氣缸體和冷卻器，及時(shí)發(fā)現(xiàn)氣缸裂紋、結(jié)構(gòu)密封失效等重大缺陷，進(jìn)行徹底修復(fù)或更換。也要對(duì)冷卻器失效的密封墊片、管板與冷卻管的脹接松動(dòng)以及破損的冷卻水管進(jìn)行徹底修復(fù)。
?。?）改造冷卻水管路
循環(huán)使用的冷卻水，水質(zhì)較差、水溫較高，水中雜質(zhì)的存在使壓縮機(jī)氣缸及冷卻器換熱效果不佳。把冷卻水管路，由原設(shè)計(jì)的中間冷卻器串聯(lián)作為各級(jí)氣缸進(jìn)水的冷卻方式，改為中間冷卻器、各級(jí)氣缸單獨(dú)并聯(lián)進(jìn)水，使氣缸的排氣溫度降低了約15℃。同時(shí)也可通過冷卻器排出水分，降低或避免氣缸的銹蝕。
?。?）增加過濾器
在各壓縮機(jī)進(jìn)氣管前增加過濾器，解決進(jìn)入氣缸內(nèi)介質(zhì)含塵、含雜質(zhì)問題。
?。?）購(gòu)買原壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家的配件
活塞環(huán)、支承環(huán)、填料環(huán)等，必須購(gòu)買原壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家的配件。在活塞環(huán)、支承環(huán)安裝前，對(duì)其徑向尺寸，按照壓縮機(jī)氣缸的實(shí)際使用狀況，進(jìn)行必要的修整處理，盡量延長(zhǎng)其使用壽命。
?。?）做好巡檢和日常維修工作
對(duì)漏水、溫度異常升高等現(xiàn)象，及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)解決。活塞環(huán)、支承環(huán)在裝配過程中，嚴(yán)格控制裝配間隙，確保達(dá)到檢修規(guī)范的要求。通過采取以上改造措施，壓縮機(jī)活塞環(huán)、支承環(huán)磨損速度大幅降低，使用壽命相應(yīng)延長(zhǎng)，平均可以穩(wěn)定運(yùn)行8000小時(shí)以上。
6 日常檢修及使用過程中的注意事項(xiàng)
（1）檢修及裝配時(shí)一定要保證各部件的清潔，包括進(jìn)口、出口氣閥室并注意各環(huán)的開口錯(cuò)開，并不得接近氣閥室，確保無硬質(zhì)顆粒進(jìn)入密封部位及各密封件位置的合理。對(duì)于填充PTFE密封環(huán)的密封效果和壽命來講，清洗機(jī)器內(nèi)雜物十分必要，常用清洗劑為四氯化碳，必要時(shí)可用軟面團(tuán)將機(jī)器內(nèi)雜物粘掉。
?。?）嚴(yán)格控制各部位的間隙，在額定溫度下，活塞環(huán)與活塞間保證合理的密封間隙和活塞環(huán)開口間隙。如果活塞環(huán)在環(huán)槽內(nèi)的間隙過小，容易卡死在環(huán)槽內(nèi)；間隙過大，則環(huán)在槽內(nèi)產(chǎn)生敲擊易損壞；而活塞環(huán)的開口尺寸大了則串氣，氣缸溫度高，整機(jī)效率低；開口小了，環(huán)的接口處外脹，產(chǎn)生類似抱缸的現(xiàn)象，損壞活塞環(huán)。如果環(huán)槽和缸徑變大可通過修復(fù)環(huán)槽和缸徑，選配合適的活塞環(huán)而得已保證合理的間隙。在此強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，所購(gòu)入的活塞環(huán)應(yīng)為成品，若間隙不夠可進(jìn)行研磨，決不允許用戶將購(gòu)入的整體環(huán)用鋸條按自己的經(jīng)驗(yàn)鋸開口，因?yàn)榄h(huán)的開口間隙的作用是在工作溫度下，環(huán)膨脹后接口基本是接合堵死的，所以開口間隙很嚴(yán)格，如前所計(jì)算。
（3）嚴(yán)格控制注油量，對(duì)于無油潤(rùn)滑的活塞環(huán)，由于可以在活塞環(huán)與氣缸間形成一個(gè)非金屬的潤(rùn)滑膜來保證活塞環(huán)的壽命運(yùn)行；對(duì)于有油潤(rùn)滑來講，這層潤(rùn)滑膜就是靠油膜來形成的，而多油和少油對(duì)于理想的潤(rùn)滑油膜均不利，因而必須嚴(yán)格控制注油量。
?。?）氣缸的光潔度應(yīng)在Ra0.8以上，活塞桿應(yīng)在Ra0.4以上，光潔度過高不易形成油膜，還增加了制造成本，如發(fā)現(xiàn)氣缸徑加工粗糙或運(yùn)行后有圓周方向的環(huán)形臺(tái)肩，可用細(xì)砂紙或油石沿氣缸軸向研磨，消除缺陷，否則容易造成漏氣和縮短活塞環(huán)的壽命。
?。?）氣缸的冷卻也要控制，設(shè)計(jì)多在150℃以下，這時(shí)的PTFE的壽命也最長(zhǎng)，而隨著溫度的升高，PTFE在180℃時(shí)也可使用，這時(shí)要考慮膨脹間隙，用先進(jìn)的紅外線測(cè)溫儀可以測(cè)量出氣缸及各氣閥的溫度變化，如氣閥漏氣造成局部氣缸過熱，可能對(duì)活塞環(huán)的使用造成影響，而活塞環(huán)的磨損細(xì)屑又可能造成氣閥密封性的下降，因而當(dāng)各氣閥溫度達(dá)180℃左右時(shí)，宜更換漏氣氣閥，PTFE的最高使用溫度不可以超過180℃。
?。?）活塞環(huán)出現(xiàn)以下情況之一，需要更新：
?、俸穸龋◤较颍┠p達(dá)1mm；
?、诟叨龋ㄝS向）磨損0.2mm；
?、郗h(huán)在環(huán)槽中軸向間隙超過正常間隙0.06～0.1mm；
④活塞環(huán)外表面與氣缸鏡面不能保持應(yīng)有的緊密配合，不緊密貼合間隙的總長(zhǎng)超過氣缸圓周的三分之一；
⑤活塞環(huán)失去彈性。
參考文獻(xiàn)
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