在工業領域,活塞式和柱塞式往復機應用廣泛,雖同屬往復機類別,但二者結構存在諸多不同。
從核心運動部件來看,活塞式往復機的活塞通常為圓盤狀或鼓狀,其直徑較大,與氣缸內壁接觸面積廣。活塞通過活塞銷與連桿相連,在氣缸內做往復直線運動。活塞上一般安裝有多道活塞環,用于密封氣缸,防止氣體或液體泄漏,同時起到導向和散熱作用。而柱塞式往復機的柱塞是細長的圓柱狀,直徑相對較小。它直接與傳動機構相連,在液缸內做往復運動。柱塞表面光滑,一般不安裝活塞環,而是依靠液缸內的密封裝置來實現密封。
氣缸與液缸結構也有顯著差異。活塞式往復機的氣缸通常采用鑄鐵或鑄鋼材質,內部加工精度較高,以保證活塞與氣缸壁之間的良好配合。氣缸內壁一般會進行表面處理,如鍍鉻,以提高耐磨性和降低摩擦系數。氣缸兩端設有進、排氣口或進、排液口,通過閥門控制流體的進出。柱塞式往復機的液缸則多采用高強度合金鋼制造,因為柱塞在工作時對液缸內壁的壓力較大。液缸的密封結構更為復雜,除了在柱塞進出口處設置密封裝置外,還可能采用多層密封結構,以確保在高壓下的密封性。
密封裝置是二者結構差異的關鍵部分。活塞式往復機依靠活塞環的彈性變形來實現密封。活塞環一般由金屬材料制成,具有一定的開口間隙,安裝在活塞的環槽內。在工作時,活塞環受氣體或液體壓力作用,緊貼氣缸內壁,從而阻止流體泄漏。但隨著活塞的往復運動,活塞環會逐漸磨損,需要定期更換。柱塞式往復機的密封主要通過密封填料來實現。密封填料通常采用橡膠、聚四氟乙烯等材料,安裝在柱塞周圍的密封函內。密封填料通過壓緊裝置產生的壓力來實現密封,能夠適應較高的壓力和溫度。不過,密封填料在長期使用后也會出現磨損,需要及時調整壓緊力或更換。
此外,二者的傳動機構在設計上也有所不同。活塞式往復機由于活塞質量較大,需要較大的驅動力,其傳動機構一般較為粗壯,多采用曲軸連桿機構,通過曲軸的旋轉將圓周運動轉化為活塞的往復直線運動。而柱塞式往復機的柱塞質量相對較小,傳動機構可以設計得更為緊湊,一些小型柱塞式往復機可能采用凸輪機構或偏心輪機構來實現柱塞的往復運動。
活塞式和柱塞式往復機在活塞與柱塞結構、氣缸與液缸構造、密封裝置以及傳動機構等方面存在明顯差異。這些差異決定了它們各自的適用場景和性能特點,在實際應用中需根據具體需求合理選擇。