Поршень Советский патент 1993 года по МПК F16J1/00 

Изобретение предназначено для использования в несущих конструкциях поршней, применяемых в областях компрессоро- и насосостроения.

Цель изобретения - увеличение срока службы опорно-направляющего элемента поршня, повышение надежностных показателей его работы, снижение трудоемкости при замене изношенного опорно-направляющего элемента новым и снижение расхода . остродефицитного и дорогостоящего композиционного полимерного материала, из которого изготаливаются опорно-направляющие кольца.

Поршень 1 (фиг.1), предназначенный преимущественно для поршневых компрессоров горизонтального типа, имеет на наружной цилиндрической поверхности, по крайней мере, одну (на фиг.1 их две) кольцевую канавку трапецеидального сечения (фиг.2), в которую входит опорно-направля- ющее кольцо (фиг.З) из неметаллического

антифрикционного легкодеформируемого материала. На теле поршня, в верхней части кольцевой канавки выполнен ступенчатый заходной паз (фиг.4), через который по касательной в полость канавки заводится тонкостенное разрезное опорно-направляющее кольцо, изготовленное, например, из тонкостенной спрофилированной ленты или пластины.

Практически установлены соотношения, что осевая ширина ступенчатого заход- ного паза 6 (размер С фиг.4) должна выполняться на 1,5-2,0 мм больше внутреннего размера канавки (размер в фиг.2), глубина паза (размер d фиг.4) должна быть на 0,5 мм больше радиального размера канавки (размер а фиг.2), а размер ступенчатого заходного паза, расположенного тангенциально к внутренней цилиндрической поверхности паза, должен на 1,0-1,5 мм заходить за вертикальную плоскость, проходящую через оеь поршня, угол накло00

о ю

00

00

ю

со

на торцевых поверхностей канавки и сопряженные торцы опорно-направляющего кольца выполняются с углом наклона в 30° от вертикали, радиальная толщина опорно- направляющих колец -размер h 3,0 -5.0 мм (фиг.З). Приведенные соотношения рекомендуются для поршней с нарушенным диаметром от 100 мм и выше,

На фиг,1 приведена конструкция поршня со съемным легкозаменяемым опорно- направляющим элементом из двух колец; на фиг. 2 - профиль паза в поршне с обозначением основных геометрических параметров; на фиг.З - конструкция опорно-направляющего кольца разрезного типа, предназначенного для установки в канавку поршня; на фиг.4 - конструкция ступенчатого заходного паза, через который по касательной в полость канавки заводится опорно-направляющее кольцо.

Поршень 1 (фиг.1), установленный в цилиндре 2, имеет уплотнительный элемент 3 (поршневые кольца) и опорно-направляющий элемент 4 (из 2-х колец).

При работе поршня за счет формы канавки под опорно-направляющее кольцо (фиг.2) и формы сопряженного с канавкой опорно-направляющего кольца 5 (фиг.З), имеющих форму сечения в виде трапеции, опорно-направляющее кольцо надежно удерживается в канавке от возможных радиальных смещений при выходе опорно-направляющего кольца за пределы зеркала цилиндра в сторону сбега (увеличения диаметра) или при зависании его над окнами в цилиндре для прохода компримируемой среды к клапанной системе.

Основным существенным признаком изобретения - поршня с легкосъемным опорно-направляющим кольцом - является то, что канавка под опорно-направляющее

кольцо снабжена заходным ступенчатым пазом, расположенным тангенциально к ее внутренней цилиндрической поверхности, а опорно-направляющее кольцо выполнено разрезным из тонкостенной полимерной спрофилированной калиброванной ленты или пластины. Таким образом установка нового опорно-направляющего кольца и замена изношенного осуществляется быстро и без больших и особых трудозатрат.

Конструктивно поршень может быть вы- полнен с одним опорно-направляющим кольцом или, например, двумя (фиг.1). Величина контактной несущей поверхности опорно-направляющего элемента определяется массой поршня и допустимыми нагрузками на поверхности трения для

материала опорно-направляющего кольца. Основные преимущества поршня с рассматриваемой конструкцией опорно-направляющего элемента заключаются в следующем:

1. Увеличивается срок службы опорно- направляющего элемента за счет повышенной износостойкости материала опорно-направляющих колец при их изготовлении из тонкостенной спрофилированной калиброванной ленты или пластины.

2. С повышением допустимых нагрузок в паре трения и одновременном снижении интенсивности износа (или повышением износостойкости) повышаются надежностные характеристики опорно-направляющего узла, ,

3. Снижается трудоемкость как в изготовлении самих опорно-направляющих колец при их изготовлении из тонкостенных спрофилированных калиброванных лент или пластин, так и в работах по замене изношенных опорных колец новцми.

4. Снижается расход остродефицитных и дорогостоящих полимерных композиционных материалов с возможным использованием материалосберегающих и безотходных технологий при изготовлении опорно-направляющих колец, а следовательно, и их стоимость,

Формула изобретения Поршень, преимущественно для поршневых компрессоров горизонтального типа, содержащий по меньшей мере одно опорнонаправляющее кольцо из неметаллического антифрикционного легкодеформируемого материала, установленное в выполненной на цилиндрической поверхности корпуса поршня канавке, при этом канавка и опор- но-направляющее кольцо имеют в сечении трапецеидальную форму, отличающий- с я тем, что канавка под опорно-направляющее кольцо снабжена заходным ступенчатым пазом, расположенным тангенциально к ее внутренней цилиндрической поверхности, а опорно-направляющее кольцо выполнено разрезным из тонкостенной полимерной спрофилированной калибро- ванной ленты или пластины.

Использование: в насосо- и компрессо- ростроении. Сущность изобретения: опор- но-направляющеекольцо из неметаллического антифрикционного легкодеформируемого материала установлено в выполненной на цилиндрической поверхности корпуса канавке. Канавка и кольцо имеют в сечении трапецеидальную форму. Канавка снабжена заходным ступенчатым пазом, расположенным тангенциально к ее внутренней цилиндрической поверхности. Кольцо выполнено разрезным из тонкостенной полимерной спрофилированной калиброванной ленты или пластины. 4 ил.