Гильза цилиндра поршневого компрессора

ГИЛЬЗА ЦИЛИНДРА ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА
Область техники.
Заявляемое техническое решение относится к классу деталей «втулка» (втулки, гильзы, стаканы, вкладыши), то есть, это детали, образованные наружными и внутренними поверхностями вращения, имеющие общую прямолинейную ось.
Заявляемое техническое решение предназначено для использования в поршневых механизмах компрессоров и в других устройствах, обеспечивающих возвратно - поступательное движение различных деталей и узлов машин.
Известно и применяется устройство, например, для цилиндра двигателя внутреннего сгорания в котором через гильзу выполняется сопряжение картера двигателя и поршневой системы.
Устройство «гильза» устанавливается в картере двигателя, в корпусе станины (или другие варианты: "в раме компрессора", "в ребре рамы", "в ребро станины").
На действующих машиностроительных предприятиях существует достаточная технологическая база для изготовления деталей в виде гильз различного типоразмера, по заданным конструктивным параметрам и из заданных материалов.
Предшествующий уровень техники.
Среди существующих аналогичных технических решений известно устройство по патенту РФ № 126772 на ПМ "Цилиндр компрессора (варианты)" [1].
Как и в заявляемом техническом решении, указанный аналог содержит цилиндрическую полость, а также резьбовые отверстия для крепёжных элементов.
Недостатком указанного аналога является то, что цилиндрическая полость выполнена многоступенчатой, и охлаждающая полость усилена ребрами жесткости, что увеличивает объём и материалоёмкость устройства, а также усложняет процесс монтажа и демонтажа устройства.
Известно также устройство по описанию к патенту № 133228 на ПМ "Втулка маховика" [2]. Как и в заявляемом техническом решении, указанный аналог  представляет собой цилиндрическую деталь, и с торцевой стороны выполнены резьбовые отверстия. Недостатком указанного аналога является то, что в отверстии выполнен шпоночный паз. Такое исполнение втулки приводит к возникновению концентраторов внутренних напряжений и, возможно, к разрушению детали при выполнении монтажных и демонтажных работ.
Кроме того, известно, аналогичное предлагаемому, устройство в описании к патенту № 138986 на ПМ "Гильза крейцкопфа" F02F1/00, 2014   [3]. В описании данного аналога указано наличие совпадающих с предлагаемыми технических признаков - гильза, материал антифрикционный чугун и диаметр основной наружной поверхности, которые имеют соответствующие функциональные задачи в устройстве. Основным недостатком этого аналога необходимо заметить наличие прессовой посадки с натягом в соединении гильзы с крейцкопфом. Это затрудняет, усложняет демонтажные работы, увеличивает их стоимость.
Также, известно наличие технического признака "канал для подвода смазки" из аналогичного устройства по описанию к авторскому свидетельству СССР на изобретение № SU 484315 "Цилиндр компрессора высокого давления" [4]  - ... в теле гильзы выполнен дополнительный осевой канал, соединённый с радиальным….
Недостатком устройства [4] является увеличенная трудоёмкость ремонтных работ из-за применения сложного соединения гильзы с клапанной коробкой и узла уплотнения цилиндра компрессора.
Существующий уровень техники характеризуется наличием технического признака «заходная фаска». Из технической литературы «Справочник конструктора-машиностроителя», том 3, интернет-сайт http://skmash.ru/str450.php., [5] известно, что для «облегчения монтажа необходимо предусмотреть заходные фаски в цилиндре».
Кроме того, технический признак «заходная фаска» известен из автореферата диссертации "Проектирование заходных фасок на основе параметров сборочного процесса" Тин Сан. Автореферат диссертации 2009 г. интернет-ресурс http://library.bmstu.ru/L2kFX/l2kfx_fs_20456.aspx/Avtoreferat_Tin_ San_2009.pdf; [6].
Одним общим недостатком этих двух аналогов [5] и [6], является описание  технического признака в соединениях без указания применения в поршневых механизмах компрессоров при необходимости их демонтажа (ремонта).
Наиболее близким по наличию совпадающих технических признаков выступает аналогичное предлагаемому устройство по патенту № 136508 на ПМ "Втулка крейцкопфа", F16C5/00, 2014 [7]. В описании к этому патенту указано что:
- втулка выполнена из антифрикционного чугуна;
- втулка имеет цилиндрическую внутреннюю и цилиндрическую посадочную поверхности;
- диаметр посадочной поверхности выполняют в размер, обеспечивающим необходимую посадку  с натягом;
Недостатком данного аналога является отсутствие технических элементов, обеспечивающих надёжное резьбовое закрепление (фиксацию) устройства при монтаже и демонтаже.
Указанный аналог [7] является по совокупности существенных признаков наиболее близким аналогом того же назначения к заявляемому техническому решению. Поэтому он принят в качестве прототипа.
Раскрытие заявляемого технического решения.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является ускорение и соответственно удешевление ремонта гильзы цилиндра, то есть снижение трудоёмкости и стоимости.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым техническим решением, является снижение трудоёмкости монтажа и демонтажа гильзы цилиндра из компрессора.
Сущность заявленного технического решения состоит в том, что гильза  цилиндра поршневого компрессора содержит наружную цилиндрическую посадочную поверхность, внутреннюю цилиндрическую поверхность. Отличается тем, что  на торце выполнено не менее двух  резьбовых отверстий, а на наружной цилиндрической поверхности - не менее двух канавок для уплотнительных колец.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение заявленного технического результата.
В частных случаях допустимо выполнять техническое решение следующим образом.
Наружная цилиндрическая посадочная поверхность предпочтительно выполнена с отклонением размера диаметра (в частности, с плюсовым допуском диаметра) для получения прессового соединения с натягом.
Внутренняя цилиндрическая поверхность преимущественно имеет заходные фаски на торцах.
Гильза преимущественно имеет отверстие для подачи смазки.
Отверстие для подачи смазки предпочтительно имеет радиальную часть и осевую часть.
Радиальная часть отверстия для подачи смазки преимущественно соединено с внутренней цилиндрической поверхностью.
Не менее двух резьбовых отверстий на торце гильзы цилиндра предпочтительно выполнены симметрично относительно оси гильзы.
Автором заявленного технического решения изготовлен опытный образец этого решения, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
Краткое описание чертежей.
На чертеже показано устройство гильзы цилиндра поршневого компрессора  с обозначением конструктивных элементов, описанных далее в тексте.
Осуществление технического решения.
Гильза цилиндра поршневого компрессора имеет внутреннюю цилиндрическую поверхность (1, см.фиг.), наружную цилиндрическую поверхность (2), канавки для уплотнительных колец (3), отверстие для подвода смазки (4), резьбовые отверстия для фиксации (крепления) (5), фаски на внутренней цилиндрической поверхности (6).
Внутренняя цилиндрическая поверхность (1) предназначена для сборки, монтажа и направления движения поршня компрессора внутри гильзы.
Наружная цилиндрическая поверхность (2) предназначена для монтажа,  установки и сборки гильзы в корпусе компрессора.
При этом наружная цилиндрическая поверхность выполнена с отклонением размера диаметра (в частности, с плюсовым допуском диаметра), обеспечивающего прессовое соединение с натягом с ответной цилиндрической поверхностью станины компрессора.
Канавки для уплотнительных колец (3), в количестве не менее двух, предназначены для монтажа резиновых уплотнительных колец.
При этом канавки расположены на наружной цилиндрической поверхности гильзы.
Отверстие для подвода смазки (4) предназначено для подачи смазочного материала во внутреннюю полость гильзы с целью облегчения перемещения поршня внутри гильзы, в том числе, при монтажно-демонтажных работах.
При этом отверстие для смазки имеет осевую и радиальную части.
Резьбовые отверстия (5), не менее двух, предназначены для крепления и                                                    фиксации гильзы при её монтаже или при демонтаже.
При этом резьбовые отверстия выполнены симметрично оси гильзы.
Фаски (6), расположены с двух сторон гильзы и используются как заходные поверхности на внутренней цилиндрической поверхности, предназначены для облегчения и ускорения монтажа и демонтажа сопрягаемых узлов (поршневой группы) компрессора при выполнении сборочных и ремонтных работ.
Примеры конкретного выполнения.
Гильза цилиндра поршневого компрессора выполнена из износостойкого, антифрикционного серого чугуна со следующим содержанием химических веществ:
C=3,1-3,3%
Si=1,4-1,6%
Mn=0,8-1,0%
Cr=0,4-0,6%
Ni=0,2-0,3%
S= до 0,14%
P=0,35-0,45%
Гильза цилиндра поршневого компрессора соединена через штуцер с  маслопроводом компрессора для подачи смазки во внутреннюю полость гильзы цилиндра.
Гильза цилиндра поршневого компрессора установлена в отверстии корпуса компрессора с уплотнением резиновыми кольцами герметично по наружному диаметру гильзы.
Реализация заявляемого технического решения не ограничивается приведенными выше примерами.
Порядок использования.
Гильзу цилиндра соединяют с резиновыми кольцами в канавках для уплотнительных колец (3) для герметичного уплотнения по наружному диаметру (2) гильзы в отверстии корпуса компрессора.
Гильзу цилиндра соединяют со штуцером в отверстии для подвода смазки (4) к внутренней полости гильзы.
Гильзу цилиндра соединяют с резьбовыми элементами через резьбовые отверстия (5) для выполнения монтажа гильзы в отверстии корпуса компрессора.
Гильзу цилиндра монтируют в отверстии корпуса компрессора с базированием наружной цилиндрической поверхности (2) гильзы на прессовой посадке.
Монтируют поршневую группу компрессора во внутренней полости гильзы с использованием заходных конусов фасок (6)  со стороны торцовых поверхностей гильзы.
После эксплуатации выполняют демонтаж в обратном порядке действий, выполняемых при монтаже, с соответствующим снижением трудоёмкости и стоимости работ за счёт применения резьбовых отверстий и заходных конусов на гильзе цилиндра поршневого компрессора.
Промышленная применимость.
Заявляемое техническое решение реализовано с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлено на любом промышленном предприятии и найдет широкое применение в компрессоростроении.