英格索兰空压机曲柄连杆结构分析

在空压机曲柄连杆机构中,连杆是连接曲轴和活塞的部件,它能将曲轴的旋转运动转换成活塞往复直线运动,并将外界输人的功率传递给活塞组件。

连杆组件包括连杆体、连杆小头衬套、连杆大头轴瓦和连杆螺栓等。

连杆可分为连杆小头、连杆大头和连杆体三部分。与活塞销相连的部分称为连杆小头,与曲柄销相连的部分称为连杆大头,连接连杆大小头的部分称为连杆体。

根据连杆大头的结构,又可将连杆分为剖分式连杆和整体式连杆。

整体式连杆只能用于空压机活塞行程短,曲轴采用偏心轴结构的空压机中,它是全封闭式空压机中常见的结构型式。

由于它是整体式的,连杆的大、小头加工精度容易保证,且又省去了连杆螺栓,所以结构简单,便于制造。

至于活塞行程较大的空压机,若采用偏心轴结构型式,则偏心销的直径和连杆尺寸会显得过大,这样就会加大机器的重量和体积。

故常采用曲轴和剖分的连杆结构。在我国气缸直径在70mm 以上的半封闭和开启式空压机都采用这种连杆。

1.连杆小头

连杆小头一般不剖分。连杆小头与连杆体的过渡部位应力较大,应采用较大的 圆弧过渡形式。

小头与活塞销配合的摩擦内圆表面,除了小型空压机的连杆外,均有轴承衬套,这样就使机构工作时产生的摩擦发生在活塞销与轴承衬套之间。

小头衬套材料一般采用锡磷青铜合金,铁基粉末冶金等。

空压机在运行时,连杆在连杆轴向力和横向力的作用下,承受拉伸、压缩的交变载荷以及弯曲载荷。

因此要求它具有足够的强度和刚度,同时也应尽可能减轻其自身重量,以减小惯性力的影响。

连杆体的截面形状有工字形、圆形和矩形等。在大量或成批生产的高速空压机中,应用最广的是工字形截面,这种截面能较好地满足实际负荷对连杆的要求,材料的利用合理,适合模锻和铸造。

当需要在中间钻油孔时,可将中间部分加厚。近几十年来,可锻铸铁和球墨铸铁连杆在中小型制冷空压机中得到了广泛应用。

2.连杆螺栓

剖分式连杆大头需用连杆螺栓连接。当连杆大头剖分面用连杆螺栓定位时,它又是定位零件。

空压机工作时,连杆螺栓承受了很大的交变载荷,是曲柄连杆机构 中受力最严重的零件。

在设计连杆大头时,总是企图加大连杆轴颈,而连杆外形尺寸又受到严格的控制。因此,连杆螺栓必须在较小直径下提高工作能力。

实践证明,连杆螺栓的断裂大多是由于在应力集中的部位上材料疲劳所造成的。所以,设计中必须注意其抗疲劳能力并按弹性螺栓设计。

对于中小型空压机,它与连杆螺栓孔形成滑动配合,供大头盖定位用。

杆身至头部A的过渡圆角A 应尽可能大一些,螺纹采用细牙,螺纹底部不允许有尖角,头部铣去面用以定位防转，以上紧螺母,螺母一般用开口销防止松动。

连杆螺栓一般用优质合金钢,如38Cr.40Cr 等材料制造。

连杆螺栓在装配时要注意控制其预紧力,最好用扭力扳手,并按工艺要求施力,否则会使预紧力不足或过大，前者会导致连杆大头结合面在运转中分离,后者则容易引起连杆螺栓断裂。