Головка цилиндра воздушного компрессора завод

Если брать головки цилиндров для воздушных компрессоров – многие сразу думают про алюминиевые сплавы, но в промышленных моделях часто идет чугун, причем высокопрочный. У нас на производстве в АО Шаньси Боин Литье как раз делают такие отливки из чугуна с шаровидным графитом, и тут есть нюансы, которые в теории упускают.

Почему чугун, а не алюминий для головки цилиндра компрессора

Когда только начал работать с компрессорами, думал – алюминиевая головка легче, должна быть эффективнее. Но на практике, особенно в стационарных промышленных компрессорах, нагрузки таковы, что алюминий просто не выдерживает постоянных тепловых деформаций. Особенно в зоне клапанов – там локальный перегрев, и если материал мягкий, постепенно садится седло клапана.

Чугун с шаровидным графитом, который использует АО Шаньси Боин Литье, здесь выигрывает за счет стабильности. Графитовые вклюствия работают как внутренние смазочные карманы, плюс теплопроводность хоть и ниже, но зато нет резких расширений. На сайте https://www.byzz.ru видно, что они как раз специализируются на таких отливках – не просто чугун, а именно ВЧШГ (высокопрочный чугун с шаровидным графитом).

Один раз пробовали поставить алюминиевую головку на старый компрессор ПКС – через 400 моточасов появилась течь в зоне впускного клапана. Разобрали – седло клапана ушло на 0,3 мм. Пришлось менять на чугунную, и таких проблем больше не было.

Типичные дефекты отливки головки цилиндра

Самое сложное в головке цилиндра – это равномерность структуры металла. Если в отливке есть раковины или рыхлости, особенно в перемычках между рубашкой охлаждения и камерой сжатия – это брак. Но он не всегда виден сразу.

У нас был случай с головкой от стороннего поставщика – вроде бы отливка качественная, но после полугода работы пошли трещины. Когда вскрыли, оказалось, что в зоне крепления шатуна была микроскопическая раковина, которая со временем пошла в рост. Сейчас при заказе у АО Шаньси Боин Литье всегда просим предоставить протоколы ультразвукового контроля – они там смотрят именно на такие скрытые дефекты.

Еще один момент – обработка мест под клапаны. Если отливка некачественная, при фрезеровке седел клапанов вылезают поры. Это приводит к неплотному прилеганию и потере давления. В чугунных головках от Боин Литье такой проблемы не наблюдал – видимо, потому что используют модифицированный чугун с мелкодисперсным графитом.

Особенности ремонта головок цилиндров воздушных компрессоров

Многие пытаются ремонтировать головки с трещинами заваркой, но с чугуном это не всегда проходит. Особенно если трещина пошла по зоне с высокой температурной нагрузкой. Мы пробовали разные методы – от холодной сварки до наплавки, но лучший результат дает замена.

Хотя, если трещина небольшая, в зоне рубашки охлаждения, иногда помогает проточка и установка медной вставки. Но это временное решение – через пару тысяч часов все равно появляются течи. Поэтому для промышленных компрессоров, которые работают круглосуточно, проще сразу ставить новую головку.

Кстати, на https://www.byzz.ru есть данные по стойкости их отливок к термоциклированию – это как раз тот параметр, который критичен для ремонтопригодности. Если головка изначально выдерживает много циклов нагрева-охлаждения, то и вероятность трещин меньше.

Как выбрать головку цилиндра для замены

Когда подбираешь головку на замену, смотришь не только на геометрию, но и на марку чугуна. Например, для винтовых компрессоров важна стабильность размеров, а для поршневых – стойкость к ударным нагрузкам.

У АО Шаньси Боин Литье в ассортименте есть разные марки чугуна – СЧ20 для стандартных условий и ВЧШГ для высоконагруженных компрессоров. Мы для компрессоров типа ВУ часто берем ВЧШГ, хотя он дороже, но ресурс в 1,5-2 раза выше.

Еще важно смотреть на качество обработки посадочных поверхностей. Если есть задиры или неровности, головка будет неплотно прилегать к блоку цилиндров, и будут утечки воздуха. В отливках от Боин Литье обычно проблем с этим нет – видимо, потому что они используют современные станки с ЧПУ для финишной обработки.

Практические наблюдения по работе чугунных головок

Заметил, что головки из высокопрочного чугуна лучше держат перепады давления. Особенно в компрессорах, где часто включается разгрузка – там скачки давления могут доходить до 10-15 бар за секунду.

Один раз ставили головку от Боин Литье на компрессор, который работает в режиме старт-стоп каждые 20 минут – за 2 года никаких проблем, хотя обычные головки начинали трещать через год.

Еще момент – тепловой зазор. В чугунных головках он стабильнее, чем в алюминиевых, потому что коэффициент расширения меньше. Это важно для клапанного механизма – не нужно часто регулировать зазоры.

В общем, если брать для серьезного оборудования, то чугунная головка цилиндра от проверенного производителя литья – это надежнее. А если производитель еще и специализируется на отливках для промышленности, как АО Шаньси Боин Литье, то это вообще идеальный вариант.