COMPRESORUL DE AER CU PISTON

GENERALITATI DESPRE COMPRESOARE

Un compresor este o mașină termică folosită pentru mărirea presiunii unui gaz închis într-un

recipient, prin micșorarea volumului său. Compresoarele comprimă aerul de la o presiune inițială de

intrare (de obicei presiunea atmosferică), până la presiunea de refulare, superioară.

Principalele caracteristici tehnico-funcționale ale unui compresor cu piston sunt presiunea de

refulare și debitul.

Raportul dintre presiunea finală și presiunea inițială a gazului comprimat se numește raport de

comprimare. Dacă acest raport este mai mic ca 3, nu se folosește termenul decompresor, ci cel

de suflantă.

Pentru a comprima gazul, compresorul lucrează după un ciclu termodinamic inversat (ciclu

generator), consumând lucru mecanic.

Compresoarele sunt mașini generatoare antrenate de un motor electric, cu ardere internă, sau

turbină cu gaze, prin cuplare directă sau printr-o transmisie mecanică, motorul furnizînd energia

mecanică necesară funcționării.

Compresoarele de aer cele mai răspândite sunt cele industriale, care au presiuni de 6-10 bar.

Compresoarele din industria petrolieră și de transport a gazelor realizează presiuni între 20-100 bar, iar

cele din industria chimică, 1000-1200 bar.

CLASIFICAREA COMPRESOARELOR

După principiul de funcționare, compresoarele se pot clasifica în compresoare volumice și

compresoare dinamice.

Compresoare volumice

În compresoarele volumice creșterea presiunii gazului se realizează prin închiderea gazului într-

un anumit volum, micșorarea volumului ocupat de gaz până la valoarea corespunzatoare a presiunii și

evacuarea gazului la această presiune. Compresoarele volumice realizează presiuni pînă la 1000 bar, cu

debite sub 500 m3/min.

Compresoarele volumice pot fi:

cu piston

cu diafragmă

rotative

Compresoare cu piston

Compresor cu piston

Compresoarele cu piston sunt indicate pentru debite mici și presiuni mari. Raportul de

comprimare pentru un cilindru variază între 3,5 și 6, raportul de comprimare total realizându-se prin

comprimarea succesivă în mai multe trepte. Compresoarele cu piston de capacități mici se construiesc

cu unul sau cu mai mulți cilindri verticali în linie sau în V, iar compresoarele industriale mari se

construiesc cu mai mulți cilindri orizontali.

Un compresor monocilindric are ca parte principală un cilindru prevăzut cu un sistem de răcire

(aripioare de aer sau cu apă). În cilindru este montat pistonul, care este etanșat față de cilindru cu niște

segmenți. Cilindrul se termină cu carterul (o cutie care închide mecanismul de antrenare), iar la cealaltă

extremitate cu chiulasa (un capac care închide camera de comprimare din cilindru). În chiulasă se află

supapapele automate de admisiune și de refulare care realizează comunicarea dintre cilindru și galeriile

de admisiune și de refulare. Pistonul este acționat de un mecanism bielă-manivelă.

Clasificarea compresoarelor cu piston se poate face după mai multe criterii:

după dispunerea cilindrilor

după numărul de cilindri (monocilindrice și policilindrice)

după numărul de etaje de comprimare

după debitul de comprimare:

cu debite mici, Q < 0,5 m3/min

cu debite mijlocii, Q = (0,5-10 m3/min)

cu debite mari, Q =10-50 m3/min

după presiunea maximă de refulare:

de presiune joasă, p < 10 bar

de presiune medie, p = 10-100 bar

de presiune înaltă, p = 100-1000 bar

Alte moduri de a clasifica compresoarele sunt:

Compresoare cu debit fix

Compresoare cu debit variabil

Compresoare stationare

Compresoare mobile

Compresoare cu diafragmă

Compresorul cu diafragmă sau membrană utilizează pentru comprimarea gazului o

membrană flexibilă în locul unui piston convențional. Comprimarea gazelor are loc prin

mișcarea membranei înainte și înapoi acționată de o tijă și un mecanism cu arbore cotit. Numai

membrana și caseta compresorului sunt în contact cu gazul comprimat.

Presiunea și volumul aerului produs depind de gradul de flexibilitate și materialul din

care este fabricată membrana. Cele metalice, fiind mai rigide, produc un volum mai mic de aer

la presiuni ridicate, pe când membranele flexibile, din materiale siliconice sau cauciuc, produc

volume mari de gaz la presiuni mai scăzute.

Compresoarele cu membrană sunt utilizate în special pentru comprimarea de gaze pure

(hidrogen, heliu, oxigen) și gaz natural.

Compresoare rotative

Compresoarele rotative pot fi cu șurub, cu palete în rotor sau cu angrenaje.

Compresoare cu șurub

Un compresor cu șurub sau elicoidal este un tip de compresor de gaz care utilizează un

mecanism de deplasare rotativ. Ele sunt de obicei folosite pentru a înlocui compresoarele cu piston,

acolo unde sunt necesare volume mari de aer de înaltă presiune, fie pentru aplicații industriale mari sau

de a folosi unelte pneumatice de mare putere, cum ar fi ciocane de abataj.

Un compresor cu șurub este format din două rotoare, unul conducător cu dinți în formă convexă

și unul condus, cu dinți de formă concavă. În timpul angrenării cele două rotoare se întrepătrund

formând o linie continuă de angrenare de la partea de aspirație la cea de refulare. Spațiul dintre dinții

rotoarelor devin din ce în ce mai mici de la aspirație la refulare, realizând astfel comprimarea gazului.

Acționarea rotoarelor se face fie direct, fie prin intermediul unei perechi de roți dințate. Compresoarele

cu șurub fără injecție de ulei pot fi folosite pentru un raport de comprimare de 3,5-4, iar compresoarele

cu surub cu injecție de ulei pot realiza un raport de comprimare de 10-15, maxim 20, într-o singură

treaptă.

Compresoarele cu șurub se folosesc în diverse domenii cum ar fi stațiile de extractie petrol și

gaze naturale, stațiile off-shore, industria petrochimică, aplicații industriale, pompare gaze în conducte

sau rezervoare de stocare, sitemul de alimentare cu gaze a turbinelor de gaz, acționare de unelte

pneumatice etc.

Compresoare cu palete în rotor

Un compresor rotativ cu lamele în rotor sau rotativ cu lamele culisante, este compus dintr-un

stator cilindric și dintr-un rotor cilindric plasat excentric în cilindru. Acesta este prevăzut cu șanțuri

longitudinale în care culisează lamele care au aceeași lungime ca statorul cilindric și rotorul. Statorul

cilindric este prevăzut cu canalele de aspirație și de refulare. Răcirea este realizată cu aripioare de răcire.

Când arborele se rotește, lamelele sunt supuse acțiunii forțelor centrifuge, astfel că sunt în contact

permanent cu cilindrul interior, culisând în canalele din rotor, iar între rotor și cilindru se formează o

cameră în care are loc aspirația și comprimarea gazului.

Compresoare cu angrenaje

Compresor rotativ cu rotoare profilate

Un compresor cu angrenaje sau rotativ cu rotoare profilate, este construit din două rotoare

profilate, fiecare cu câte doi sau trei lobi, introduse într-un stator și între care este un spațiu de maxim

0,2 mm. Antrenarea sincronă a rotoarelor se face cu un angrenaj cu roți dințate. Când se rotesc,

rotoarele profilate formează împreună cu statorul o cameră în care are loc aspirația și comprimarea

gazului.

Construcția elicoidală a rotoarelor contribuie atât la uniformizarea debitului, cât și la micșorarea

zgomotului produs în timpul funcționării.

Compresoare dinamice

În cazul compresoarelor dinamice compresia este obținută prin transformarea vitezei aerului

aspirat prin intermediul unui rotor paletat. Compresoarele dinamice furnizează presiuni până la 25 bar la

debite foarte mari. Se împart în compresoare centrifuge și compresoare axiale.

Compresoare centrifuge

Compresor centrifugal

Într-un compresor centrifug comprimarea gazelor se realizează prin acțiunea forței centrifuge asupra

gazului la trecerea printr-un rotor. După presiunea la sfârșitul comprimării, se deosebesc:

turbocompresoare pentru presiuni mai mari de 2 bar

turbosuflante, pentru presinuni de 0,1-2 bar

ventilatoare pentru presiuni sub 0,1 bar

Sunt obținute debite de până la 2500 m3/min.

Compresoare axiale

Un compresor axial este constituit din mai multe coroane de palete mobile montate fie pe niște

discuri, fie pe un tambur și din coroane de palete directoare fixate de carcasă. Ansamblul format dintr-o

coroană de palete mobile și o coroană de palete directoare formează o treaptă de comprimare.

Compresoarele axiale produc debite ce pot depăși 10 000 m3/min.

Derivat din compresorul axial este ventilatorul axial compus numai dintr-un rotor și o carcasă

cilindrică. Rotorul se învârtește în carcasă care este prevăzută cu un colector de aspirație. Datorită

acțiunii paletelor are loc deplasarea gazului și creșterea presiunii acestuia.

ELEMENTE COMPONENETE ALE COMPRESOARELOR DE AER CU PISTON

O instalaţie de pregătire şi comprimare a aerului se compune din compresorul propriu-zis, filtru de praf, filtru pentru vaporii de ulei, sistem de uscare şi răcire a aerului, un rezervor de aer comprimat (rezervor tampon) pentru cazuri de avarie, dispozitive şi aparate de reglare a presiunii.

MATERIALE DE CONSTRUCTIE PREFERATE IN CONSTRUCTIA COMPRESOARELOR DE AER CU PISTON

Materiale în aplicaţii tribologice

Materialele triboelementelor în contact considerate separat dar, mai ales cuplul de materiale, influenţează puternic comportarea sistemului în procesele tribologice.

Principalele grupe de materiale întâlnite în aplicaţiile tehnice sunt materialele metalice,

materialele ceramice, polimerii, compozitele cât şi combinaţii ale acestora. Metalele şi aliajele cunoscute sub denumirea de materiale metalice includ: fierul şi aliajele fier-

carbon (oţelurile şi fontele), cuprul şi aliajele sale (alame, bronzuri), aluminiul şi aliajele sale, nichelul, titanul, magneziul, beriliu, zincul şi alte metale şi aliajele lor, materialele utilizate în sisteme de antifricţiune (pe bază de staniu şi plumb) etc.

Metalele pure în stare structurală de echilibru au o rezistenţă mecanică scăzută şi de aceea au

utilizări rare, justificându-se dezvoltarea elaborării de aliaje, prin topirea sau sinterizarea a două sau mai multe metale cu alte elemente.

Materialele metalice se evidenţiază prin valorile ridicate ale rezistenţei la rupere şi ale

conductivităţii termice. Materialele ceramice au, în prezent, o utilizare din ce în ce mai largă datorită creşterii

solicitărilor termice ale componentelor utilizate în tehnica aerosp i ceram peratură, iar ruperea apare fără deform a unor structuri moleculare mari din molecule organice. ri. fluenţa căldur enţa căldur le formei. Aceste materiale pot suferi deformări repetate, cu alu tate termică şi electrică scăzută. Adaosurile de age lena (PTFE) şi policlortrifluoretilena (PCTFE), aţială şi în energetică, a necesităţii realizării unor scule pentru prelucrări mecanice cu regimuri severe de lucru etc. De asemenea, ceramicele au o largă utilizare în microelectronică şi automatizări, în construcţii civile şi industriale etc.

Materialele ceramice sunt grupate în două categorii principale: ceramice structurale (nitruri,

carburi, oxizi de magneziu, de titan, de zirconiu etc.) ş ice electronice sau electrotehnice, numite funcţionale (titanaţi şi zirconaţi de plumb, titanat de beriliu, de stronţiu etc.) *166+. În comparaţie cu materialele metalice, caracteristicile de rezistenţă ale ceramicelor depind în mai mică măsură de tem aţii plastice şi se remarcă valorile înalte ale modulului de elasticitate longitudinal, E, cât şi ale durităţii, această a doua proprietate prezentând doar uşoare descreşteri la temperatură ridicată. Materialele ceramice sunt în general considerate ca fiind foarte fragile, mai ales la temperaturi joase, având o tenacitate scăzută. Aceste materiale au o foarte bună rezistenţă la compresiune, prezentând însă o comportare critică la solicitările de tracţiune şi de încovoiere. Materialele ceramice au o rezistenţă mult mai mare la coroziune decât materialele metalice (cu excepţia metalelor preţioase), în majoritatea mediilor corosive, dar au o comportare slabă la şocuri şi la vibraţii. Pot fi folosite şi la realizarea materialelor compozite, în acoperiri de suprafeţe etc. Polimerii sunt materiale obţinute prin procesul de polimerizare care permite creare În funcţie de modificările pe care materialele le suferă în timpul formării la cald (prin presare, injecţie, extrudare etc.) se disting trei grupe de polime

•Materialele termoplastice (sau plastomerii) se caracterizează prin transformări reversibile. Aceste materiale trec în stare plastică sub in ii şi a presiunii, fiind ductile şi

deformabile şi căpătând o formă rigidă prin răcire. Produsele finite din termoplaste pot fi înmuiate sau reformate ori de cîte ori este nevoie, în vederea unei noi prelucrări, devenind plastice ori de câte ori sunt încălzite la temperatura de prelucrare, fără a suferi transformări chimice [233].

• Materialele termoreactive (termorigide sau duromeri) se caracterizează prin transformări chimice ireversibile care au loc în constituţia lor, sub influ ii şi a presiunii, în timpul formării prin presare la cald. Prin răcire devin ireversibil rigide *233+.

•Elastomerii prezintă foarte bune capacităţi de deformare elastică, fără schimbări permanente a ngiri de cel puţin două ori mai mari decât lungimea iniţială, revenind, după încetarea solicitării, aproximativ la lungimea iniţială. Din această categorie fac parte cauciucurile naturale şi sintetice. Polimerii se deosebesc de celelalte materiale prin densitatea lor mică, rezistenţă mecanică redusă, conductivi nţi de întărire, de materiale de umplere şi de alţi modificatori pot schimba semnificativ proprietăţile polimerilor. Proprietăţile lor pot fi îmbunătăţite şi prin elaborarea de materiale compozite. Dintre termoplaste, o utilizare mare în aplicaţii tribologice o au polimerii fluoruraţi, cum sunt politetrafluoretilena (PTFE) şi policlortrifluoretilena (PCTFE), care se narea propri de con piesa. Ranfor cile d În Fig. 1.10 se prezintă sugestiv moduri l (sau aliaj) c remarcă prin caracteristicile antifricţiune bune. Dintre materialele termorigide pot fi evidenţiate răşinile epoxidice, care, în ciuda preţului uneori destul de mare, au largi utilizări pentru părţi de scule, ca adezivi, compoziţii de impregnare, turnare şi formare, cât şi pentru acoperiri ale suprafeţelor (lacuri şi emailuri).

Materialele compozite se pot obţine prin asocierea intimă a două sau mai multe materiale nemiscibile, prin diverse procedee tehnologice. Prin combi etăţilor specifice ale diferitelor materiale componente, materialele compozite rezultate prezintă proprietăţi noi, în special fizico-mecanice şi dielectrice, superioare (uneori chiar de zeci de ori) proprietăţii corespunzătoare a fiecărui component luat separat.

De aceea prezintă un interes deosebit pentru domenii tehnice de vârf, cum sunt

industria aerospaţială, industria producătoare de autovehicule, cea a calculatoarelor şi automatica industrială, energetica nucleară etc.

Compozitele sunt materiale eterogene, realizate din două tipuri stituenţi omogeni: unul

sau mai mulţi ranforsanţi (sau materiale de întărire), cu rezistenţă mecanică ridicată şi o matrice cu rezistenţă mecanică mai scăzută decât a ranforsanţilor. Matricea realizează legă- turile între ranforsanţi, menţine dispunerea lor geometrică, determinând forma piesei, asigură protecţia

ranforsanţilor faţă de agenţii agresivi de mediu, transmite şi repartizează solicitările la care este supusă e rezistenţă mecanică ridicată.

Materiale de construcție a componentelor compresorului cu piston , considerate

potrivite pentru gama de presiune pana la 35 bar : 1.Chiulasa compresorului de capacitate Mica : oțel carbon forjat / Mare: fonta 2.Camasa cilindrului : Otel inoxidabil 3. Piston : Aliaj aluminiu forjat cu segmenti din teflon / carbon . 4. Arbore cotit : capacitate mici sau mari: Carbon Forjat, respectiv oțel aliat. 5. Discuri / Supapele interne: Oţel inoxidabil. Motivele utilizarii acestor materiale sunt date de chestiuni de fabricație , sunt materiale

usoare și puternice, rezistă la temperatură ridicată și sunt rezistente la coroziune , acestea reprezentand criteriile de selecție ale materialelor pentru articolele de mai sus.

DEFECTIUNI SI AVARII In operarea de zi cu zi, compresorul trebuie mereu inspectat si de cate ori exista vreo

anomalie in operatie compresorul ar trebui imedit oprit si sa i se faca verificarile.

Nr. Problema Cauza Remediu

1. Sunet anormal in apropierea cilinrului

Infiltrarea in cilindru a materiilor straine

Verifica inauntrul cilindrului si repara

Cilindru uzat si joc mare intre camasa si piston

Inlocuieste camasa cilindrului, pistonul si/sau segmentii

Supapa de aer defecta Inlouieste supapa de aer

Bucsa boltului pistonului defecta

Inlocuieste bucsa

2. Sunet anormal in carter Uzura cuzinetului principal Inlocuieste

Uzura cuzinetilor de la arborele cotit

Inlocuieste

Surubul flansei de impingere este slabit

Se strange la cuplul potrivit

3. Temperatura mare a aerului livrat

Supapa de refulare defecta sau neetansa

Se verifica, se repara, se inlocuieste

Debit invers datorat unei neetanseitati a scaunului supapei

Se inlocuieste scaunul

Deposite de carbon pe supapa

Se verifica si se curata

Probleme de racire Se verifica si se curata racitoare, etc.

4. Depozite mari de carbon pe supapa

Consum mare de ulei Se reduce uleiul in carter pana la nivelul maxim H

Ulei deteriorat Se inlocuieste uleiul

5.

Presiunea nu creste

Conducte de livrare neetanse

Elimina neetanseitatea

Supapa de aer de sens unic defecta

Se verifica, se curata sau se inlocuieste

Segmenti uzati Se verifica si se

inlocuiesc

Filtru de aspiratie infundat Se verifica si se inlocuieste

Operare defecta a valvulei solenoid (daca exista)

Se verifica si se inlocuieste

6. Nivel de vibratii ridicat Aliniament gresit Ajusteaza

Surubul de fixare slabit Se strange la nivelul potrivit

Uzura cuzinetului de pat Se inlocuieste

Uzura cuzinetilor de la arborele cotit

Se inlocuieste

7. Pistonul ramane blocat Infiltrarea in piston a materiilor straine

Se curata inauntrul pistonului se inlocuieste acesta.

Ulei insufiient Se completeaza uleiul. Se curata inauntrul pistonului si se inlocuieste acesta.

8. Alunecarea curelei de transmisie

Curea de transmisie slabita Se strange la nivelul potrivit

Blocarea pistonului sau a cuzinetului de pat

Se verifica, se repara sau se inlocuieste

ELEMENTE DE FIABILITATE SI MENTENANTA

Fiabilitatea unui obiect (unei componente, unui proces, unui sistem) sau a unei persoane

exprimă siguranța sa în funcționare. Este o funcție de timp F(t), definită drept probabilitatea ca, în

condiții înconjurătoare specificate, obiectul (componenta, procesul, sistemul) să funcționeze adecvat,

menținându-și parametrii prestabiliți în intervalul de timp[0,t).

Practic fiabilitatea este o probabilitate (de bună funcționare) , cu o valoare cuprinsă între 0 și 1.

La sistemele mai complexe, cunoscând fiabilitatea fiecărei componente în parte, se poate

calcula fiabilitatea (siguranța în funcționare) a întregului sistem.

Sisteme fără restabilire automată

Pentru a stabili fiabilitatea unui sistem fără restabilire (reparații) se ia în considerație durata

scursă de la punerea sau repunerea în funcțiune până la defectarea sistemului, denumită și "timp de

funcționare fără defecțiuni", durată care este o variabilă aleatoare continuă. Pentru concizia

reprezentării, de obicei se indică doar valoarea medie a acestei variabile.

În evoluția fiabilității unui obiect în timp (durata de viață) se pot constata trei perioade distincte:

1. perioada de rodaj, în care defecțiunile se datorează unor cauze necunoscute sau doar ascunse,

cum ar fi deficiențele fabricației sau ale controlului de calitate, dar eventual și deficiențe în

proiectare ș.a.

2. perioada vieții utile, în care frecvența defectărilor se menține aproximativ constantă. Perioada de

viață utilă este în general mult mai mare decât celelalte, ceea ce face ca pentru multe astfel de

obiecte (sisteme) intensitatea și frecvența defecțiunilor să fie relativ constantă. Alte caracteristici

importante de fiabilitate sunt timpul mediu dintre 2 avarii (engleză: Mean Time Between

Failures, MTBF), precum și timpul mediu necesar pentru o reparație (engleză: Mean Time To

Repair, MTTR). Scopul studiilor de fiabilitate este întotdeauna asigurarea unei disponibilități

maxime, cât mai apropiate de 100 % din timpul de funcționare prevăzut.

3. perioada de îmbătrânire (bătrânețe), în care intensitatea și frecvența defectărilor crește datorită

unor uzuri inevitabile.

Prin deteriorare în sens tehnic se poate înţelege setul de modificări specifice ale unui element,

subsistem sau sistem, rezultat în urma evoluţiei acestora în timp şi în anumite condiţii, şi considerat

nedorit, dezavatajos şi care provoacă scăderea fiabilităţii şi capabilităţii acestora.

Deteriorările pot fi de natură fizică, termică, mecanică, electrică sau, de cele mai multe ori,

combinate. Spre deosebire de distrugere, deteriorarea este un proces normal într-un sistem tehnic dacă

modul şi evoluţia ei, fiind cunoscute şi estimate, sunt incluse în concepţia şi proiectarea elementului sau

sistemului. Soluţiile de reducere a vitezei de deteriorare se bazează pe cunoştinţe avansate în domeniul

matematicii, fizicii, chimiei şi tribologiei, pe cercetare experimentală, pe experienţa acumulată în

exploatarea sistemelor tehnice şi sunt luate în considerare încă în faza de proiectare a unui produs. Un

singur exemplu: un rulment este proiectat să funcţioneze la o durabilitate de bază de 106 cicluri, pentru

o solicitare anume (capacitate dinamică de bază), în anumite intervale de temperatură şi turaţie, şi

pentru un anumit regim de ungere (ulei sau unsoare).

De fapt această durabilitate de bază, exprimată în număr de rotaţii sau în interval de timp este

foarte apropiată dar mai mică decât perioada de incubaţie a procesului de deteriorare prin oboseală.

Dacă în practică rulmentul este exploatat cu respectarea condiţiilor enumerate, acesta se va

deteriora normal, procesul de oboseală neputând fi „eliminat”; dacă acelaşi tip de rulment va funcţiona

în alte condiţii, procesul de oboseală poate fi accelerat, iar rezultatul poate fi o deteriorare a

suprafeţelor prin oboseală prematură sau chiar o distrugere (spargere la şoc sau din alte cauze).

Defectul este considerat orice nonconformanţă a unui element sau sistem cu cerinţe specificate

sau orice abatere de la cerinţele de calitate ale elementului sau procesului în care este implicat

elementul, în afara intervalului specificat care este suficient de severă pentru a constitui cauza refuzării

produsului sau serviciului în realizarea căruia a fost. După natura consecinţelor, defectele se grupează în

următoarele clase şi pot fi: - defect critic: orice defect care constituie o condiţie de risc sau nesiguranţă,

sau care, pe baza experienţei şi logicii poate deveni aşa, pentru funcţionarea sau capabilitatea

sistemului, pentru operatori sau mediu; - defect major: orice defect, altul decât cele convenite sau

dovedite critice, care are drept consecinţă scăderea fiabilităţii, defectarea sistemului şi reducerea

utilizării elementului, subsistemului sau întreg sistemului sau produce abateri ale proceselor

caracteristice sistemului şi/sau ale rezultatelor acestora (rebuturi) de la standarde sau norme; în general

şi defectul major determină oprirea sistemului dar consecinţele nu sunt atât de grave ca la cel critic; -

defect minor: orice defect care nu reduce funcţionarea elementului sau sistemului, nu produce

întreruperea funcţionării sistemului.

In general este admis că pierderile economice prin uzură reprezintă 6...10% din produsul naţional brut al statelor dezvoltate. Uzura reprezintă 30% din cauzele avariilor în sistemele mecanice. Importanţa relativă a modurilor de uzură se vede din figura.

În figura urmatoare sunt comparate două curbe, reprezentative mai ales pentru tribosistemele de alunecare şi curba tipică a evoluţiei în timp a intensităţii de defectare λ(T), exprimată ca număr relativ de defectări în unitatea de timp, şi curba evoluţiei în timp a uzurii, u(T)

Deşi fiabilitatea nu este funcţie numai de uzură, pe ambele curbe sunt distincte trei zone

semnificative, în care deteriorările tribologice şi uzura sunt predominante: I - zona de defectare timpurie: λ(T) scade continuu şi este dependentă de calitatea rodajului şi a montajului; zona de uzură inţială (rodaj) de pe curba (b) este prima fază a procesului de uzură; simpla alură a acestei zone nu poate da indicaţii privind calitatea rodajului; în zona I, curba (b) are pantă mare, dar descrescătoare, până când se atinge un palier, cu pantă, adică viteză de uzură, constantă; II - zona perioadei de funcţionare

normală, de pe curba de fiabilitate (a), corespunde perioadei de uzură normală, stabilă, pe curba (b), cu viteză de uzură constantă (tgα=ct.). Pentru ambele curbe, extinderea acestei zone depinde de calitatea montajului şi a rodajului (zona I) precum şi a materialelor, de proprietăţile suprafeţelor (topografie, duritate etc.), calitatea ungerii, a întreţinerii etc; III - zona penelor de uzură pentru curba (a), λ(T), şi respectiv, a uzurii distructive, pentru (b); ambele curbe cresc rapid, ducând în final la scoaterea din uz a tribosistemului. Momentul declanşării fazei a III-a şi durata ei depind de calitatea exploatării şi a întreţinerii. Se remarcă o anumită concordanţă, îndeosebi în fazele II şi III, între forma curbei de uzură (b) şi a curbei (a) de fiabilitate (a intensităţilor de defectare în timp): uzura influenţează fiabilitatea în mare măsură, fără a fi însă singurul factor de influenţă a parametrilor de fiabilitate.

Parametrii caracteristici ai uzurii O evaluare şi clasificare a tribosistemelor în funcţie de proprietăţile lor de fiabilitate şi durabilitate

se poate face atât pe baza parametrilor de uzură cât şi printr-o caracterizare cantitativă a uzurii produse de solicitări tribologice, prin tehnici de măsurare. Cum uzura este provocată de interacţiunile dintre elementele unui tribosistem, parametrii de uzură nu clasifică proprietăţile unui singur material, ci sunt întotdeauna raportaţi la cuplul de materiale, de fapt la tribosistemul respectiv [55]. Pentru a face o caracterizare neunivocă a efectelor unui proces de uzură, sunt determinate atât datele despre uzură pentru ambele corpuri cât şi, dacă este necesar, datele despre uzură pentru întregul sistem, astfel încât se face distincţie între:

• uzura componentelor, adică parametrii individuali de uzură, măsuraţi pentru corpul de bază şi cel de contact şi

• uzura sistemului, adică suma parametrilor de uzură, măsuraţi pe corpul de bază şi pe cel de contact. În acest context, în general nu este posibil să se calculeze parametrii de uzură din cauza complexităţii proceselor de uzură.

Deci, asemenea parametri trebuie determinaţi experimental, cu tehnici adecvate de măsurare şi testare [5, 6, 135]. Descrierile calitative şi cantitative ale deteriorării şi pierderii materialului în procesul de uzură reprezintă un proces fundamental pentru o analiză comprehensivă a tribosistemului *55, 58+. O evaluare a unui tribosistem din punctul de vedere al fiabilităţii şi durabilităţii se poate face pe baza datelor măsurate de uzură. Totuşi se folosesc mai mulţi parametri adimensionali, care sunt, în general, independenţi de variabilele solicitărilor tribologice, ca de exemplu sarcina şi viteza. Aceasta poate înlesni transferarea rezultatelor unei analize de la un tribosistem la altul, ceea ce înseamnă de fapt, trecerea de la sistemul de încercare la sistemul real.

Date de uzură măsurate direct Datele măsurate care pot fi obţinute direct, prin evaluarea uzurii triboelementelor sunt măsurate

liniar, în plan sau în volum, astfel încât să fie relevante pentru tribosistemul studiat. Standardul STAS 8069-87 - Încercarile metalelor. Încercarea la uzare. Clasificare si terminologie, defineşte uzura ca fiind o mărime (lungime, suprafaţă, volum sau masă) ce caracterizează degradarea sau distrugerea superficială a corpurilor prin uzură, exprimată în general prin cantitatea de material desprins de pe suprafaţa acestora. Uzura poate fi

- liniară, Uh - uzură determinată prin măsurarea lungimii perpendiculare pe suprafaţa care se uzează, h;

- masică, Um - diferenţa dintre masa iniţială a unei epruvete şi masa aceleiaşi epruvete după încercare;

- planimetrică, Up - uzură determinată prin măsurarea ariei secţiunii perpendiculare pe suprafaţa de uzură;

- volumetrică, Uv - uzură a cărei mărime se determină prin măsurarea volumului de material uzat.

Valoarea inversă a datelor de uzură menţionate sunt definite de mulţi specialişti ca rezistenţă la uzură, de exemplu R 1 uv = /Uv . Parametrii Uv şi Um sunt cei mai des utilizaţi pentru a reflecta

rezistenţa la uzură abrazivă, adică pentru tipul de uzură la care predomină detaşarea şi pierdere de material. Cu cât volumul de material uzat este mai mic, cu atât rezistenţa la uzură este mai mare.

In general se admite ca in cazul compresorului cu piston ansamblul constituit din piston

segmenti camasa sa fie inlocuit in limita a 9000 de ore de functionare.

UNIVERSITATEA MARITIMA CONSTANTA TEHNICI AVANSATE DE INGINERIE

ELECTROMECANICA

PROIECT DE CURS LA DISCIPLINA FMAIE:

GENERALITATI ASUPRA FIABILITATII COMPRESORULUI DE AER CU PISTON

MASTERAND: CHIRTOP LAURIAN-STEFAN

PROFESOR INDRUMATOR: PROF. UNIV. DR. ING. DARIE TUDOR

CUPRINS:

1. Generalitati asupra compresoarelor de aer cu piston 2. Clasificarea compresoarelor 3. Elemente componente ale compresoarelor de aer cu piston 4. Materiale de constructie preferate in constructia

compresoarelor cu piston 5. Defectiuni si avarii 6. Elemente generale de fiabilitate si mentenanta

BIBLIOGRAFIE -Wikipedia.org – Enciclopedia libera -Manualul ofiterului mecanic vol. 2 -Lorena Deleanu “Deteriorari in tribosisteme” -Instruction Manual for TANABE Air Compressor LHC-33