大型管線壓縮機(jī)裝配難點(diǎn)及結(jié)構(gòu)改進(jìn)研究

宋健　張國(guó)鑫　白云　劉姝鑫

[摘 要]通過(guò)對(duì)管線壓縮機(jī)裝置的結(jié)構(gòu)，分析該機(jī)組在裝配過(guò)程中的裝配問(wèn)題和注意事項(xiàng)。同時(shí)對(duì)機(jī)組分別帶干氣密封、試車密封試車過(guò)程中的振動(dòng)分析，對(duì)離心式壓縮機(jī)振動(dòng)形式、機(jī)械原理以及各種振動(dòng)現(xiàn)象的頻譜的特征作出了正確分析和判斷，使之快速地解決該機(jī)組在試車過(guò)程的各種情況下（既振動(dòng)、溫度）及反映出表理特征。

[關(guān)鍵詞]離心式結(jié)構(gòu)、BCL型壓縮機(jī)，振動(dòng)、溫度、頻譜分析、部分結(jié)構(gòu)件的改進(jìn)

中圖分類號(hào)：TH45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）14-0076-01

引言

以某離心壓縮機(jī)機(jī)組PCL804結(jié)構(gòu)機(jī)型為例，由調(diào)頻電機(jī)和干氣密封控制盤、潤(rùn)滑油站、氣體冷卻器等件組成。該壓縮機(jī)PCL804由一進(jìn)一出（一段）4個(gè)葉輪組成的離心壓縮機(jī)，平衡盤密封及各軸封、口圈密封均采用peek材料，兩測(cè)端蓋氣體密封區(qū)（軸端密封）采用干氣密封。原動(dòng)機(jī)為上海電機(jī)廠（或哈爾濱電機(jī)廠）制造的調(diào)頻電機(jī)、電機(jī)調(diào)頻柜為上廣電公司（或鞍山榮信公司）配套的。壓縮機(jī)與調(diào)頻電機(jī)之間用膜盤聯(lián)軸器聯(lián)接。整個(gè)機(jī)組由同一潤(rùn)滑油站提供潤(rùn)滑油，壓縮機(jī)、調(diào)頻電機(jī)分別布置在用戶現(xiàn)場(chǎng)鋼筋混凝土預(yù)制的梁上。

一.機(jī)組機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)試車和振動(dòng)分析

1.機(jī)組機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)（帶試車密封）

該壓縮機(jī)組是為中石油管道局設(shè)計(jì)制造的首臺(tái)國(guó)產(chǎn)化長(zhǎng)輸管線離心壓縮機(jī)組。

該壓縮機(jī)產(chǎn)品從3月12日開(kāi)始裝配，先后歷時(shí)4個(gè)多月的結(jié)構(gòu)調(diào)整、上臺(tái)位找正（包括：試車電機(jī)3200KW、耦合器3200KW、試車變速機(jī)I=1.977、主機(jī)（主機(jī)初次試車用試車密封代替干氣密封參與試車）。該機(jī)組經(jīng)過(guò)4個(gè)小時(shí)的機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，振動(dòng)、溫度、頻譜分析（主機(jī)轉(zhuǎn)速4800rpm，顯示主頻96Hz赫茲并在其測(cè)點(diǎn)周圍82Hz-116Hz區(qū)域有振幅波動(dòng)，顯示很小且只有主頻的1/4-1/5左右，在0.5倍頻以下和1.5倍頻、2倍頻沒(méi)有很明顯的雜波，即：轉(zhuǎn)子與密封的刮碰摩擦和聯(lián)軸器找正精度的影響）、軸位移各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到一次機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)要求獲得一次試車成功，振動(dòng)值為支撐側(cè)1v1=12um，1v2=14um，推力側(cè)1v3=8um，1v4=11um。溫度為支撐側(cè)T1=67°、T2=68°，推力側(cè)T3=75°、T4=82°，位移EX=28um。

2. 機(jī)組帶干氣密封機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)

a.機(jī)組更換完干氣密封上臺(tái)位后，回裝各部件，聯(lián)接好兩側(cè)端蓋各接管加氣接頭，將剩余的孔用法蘭盲死，

b.查閱兩側(cè)端蓋各接管加氣接頭的功能，做好標(biāo)識(shí)。

c.對(duì)干氣密封控制盤進(jìn)行檢查，查驗(yàn)盤站上的所需各路壓力變送器管線的走向是否正常；電信號(hào)是否正常；盤站上的壓力表管線走向是否正常；這些無(wú)誤后做好盤站各加氣接孔的法蘭聯(lián)接，并根據(jù)功能做好標(biāo)識(shí)。

d.根據(jù)兩側(cè)端蓋所做的標(biāo)識(shí)與盤站所對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)進(jìn)行聯(lián)接，另外對(duì)盤站的開(kāi)車前的工藝氣和隔離氣要與動(dòng)力站的氮?dú)庠聪噙B接，進(jìn)氣壓力在11kg，還有一路開(kāi)車后的工藝氣要與主機(jī)管道的工藝氣相連接（此管接在主機(jī)管道氣體冷卻后的進(jìn)氣端），進(jìn)氣壓力在35kg，

上述工作經(jīng)過(guò)對(duì)于用干氣密封參與試車前的準(zhǔn)備工作就緒后，開(kāi)始帶干氣密封試車，（這里試車還是采用試車電機(jī)3200KW、耦合器3200KW、試車變速機(jī)i=1.667、主機(jī)（主機(jī)初次試車用試氣密封來(lái)參與試車）。由于前期對(duì)裝配干氣密封的各項(xiàng)工作準(zhǔn)備細(xì)致、周到。才使該機(jī)組順利試車，經(jīng)過(guò)4-5個(gè)小時(shí)的機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，振動(dòng)、溫度、頻譜分析（主機(jī)轉(zhuǎn)速4800rpm，顯示主頻96Hz赫茲并在其個(gè)測(cè)點(diǎn)周圍82Hz-116Hz區(qū)域有振幅波動(dòng)，顯示很小只有主頻的1/4-1/5左右，在0.5倍頻以下和1.5倍頻、2倍頻沒(méi)有很明顯的雜波，即：轉(zhuǎn)子與密封的刮碰摩擦和聯(lián)軸器找正精度的影響）與帶試車密封試車時(shí)基本相似、軸位移各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到一次機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)要求獲得一次試車成功，其各項(xiàng)考核指標(biāo)沒(méi)有變化。振動(dòng)值為支撐側(cè)1v1=12.3um，1v2=14.8um，推力側(cè)1v3=8.4um，1v4=11.7um。溫度為支撐側(cè)T1=67°、T2=68°，推力側(cè)T3=75°、T4=82°，位移EX=28um。通向干氣密封的各路氣體壓力在試車過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)顯示均正常，達(dá)到機(jī)組試車各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)考核要求。

二、零件加工質(zhì)量和部分結(jié)構(gòu)改進(jìn)

1.壓縮機(jī)在裝配中的質(zhì)量問(wèn)題及解決方法

該壓縮機(jī)機(jī)型是在引進(jìn)、消化意大利新比隆長(zhǎng)輸管線設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)上，并通過(guò)H855 PCL803合作生產(chǎn)總結(jié)后設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)的一種新型壓縮機(jī)機(jī)型，但是在引進(jìn)、消化設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)上還存在著一些零部件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及加工精度，公差符號(hào)標(biāo)注的問(wèn)題。下面是H1240、H1294、H1241（反向）、 H1156（三臺(tái)）裝配時(shí)發(fā)現(xiàn)的各類設(shè)計(jì)、加工性質(zhì)量問(wèn)題及處理方法。

1）.進(jìn)口軸承（支撐側(cè)）定位面和外圓交角處外商給的是直角，沒(méi)有給倒角；而軸承配合面交角處設(shè)計(jì)給的是圓弧根角，所以造成此處無(wú)法裝配到底。（處理方法：將該處進(jìn)行倒角5X45°）。

2）.試車密封在定位外圓處設(shè)計(jì)沒(méi)有給出試車時(shí)的防轉(zhuǎn)銷。（處理方法：由于試車密封設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和用于此處裝配干氣密封配合處的結(jié)構(gòu)尺寸的原因，我們不能采用以往的銷釘結(jié)構(gòu)方式來(lái)處理，而是根據(jù)實(shí)際配合結(jié)構(gòu)尺寸情況來(lái)重新設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)形式為把合式帶突臺(tái)的結(jié)構(gòu)）。

3）.H1240機(jī)殼推力側(cè)在加工定位卡板端面時(shí)，垂直度不夠，設(shè)計(jì)要求應(yīng)0.04mm以內(nèi)，而實(shí)際為大于0.4-0.45mm。（處理方法：將機(jī)殼重新轉(zhuǎn)入上序加工，對(duì)該處垂直度不夠進(jìn)行修正達(dá)到圖紙要求）。

4）.內(nèi)機(jī)殼進(jìn)口處隔板R440鑄造后有加工符號(hào)，但上序沒(méi)有給加工。造成在裝配時(shí)進(jìn)口端蓋側(cè)的型線與內(nèi)機(jī)殼進(jìn)口處隔板R440干涉無(wú)法裝配。（處理方法：將該處內(nèi)機(jī)殼進(jìn)口處隔板R440干涉處返上序從新按圖紙技術(shù)要求加工）。

5）.在裝配機(jī)殼與內(nèi)機(jī)殼時(shí)，發(fā)現(xiàn)進(jìn)出風(fēng)口對(duì)接處錯(cuò)口。（處理方法：將該處錯(cuò)口部位畫好標(biāo)記，對(duì)該處倒角及倒圓弧處理）。

6）.兩側(cè)端蓋所有氣孔上序沒(méi)有清理干凈，有雜物（包括有鐵削）：（處理方法：用內(nèi)窺鏡檢查，用動(dòng)力風(fēng)吹掃，用布條蘸酒精，酒精沖洗，反復(fù)用內(nèi)窺鏡檢查，用動(dòng)力風(fēng)吹掃進(jìn)行檢查，（包括干起密封各孔及裝配定位處面）。

7）.再試性能和機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需要所有的性能用的氣管路接頭，接管、進(jìn)回油發(fā)蘭及盲發(fā)蘭設(shè)計(jì)沒(méi)有給出：（處理方法：查閱圖紙相關(guān)位置，查標(biāo)準(zhǔn)、制圖、制造、焊接等）

8）.在裝配推力測(cè)進(jìn)口端蓋與進(jìn)口導(dǎo)流器葉片時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩件裝配的型線對(duì)不上有10mm間隙，經(jīng)查圖核實(shí)屬進(jìn)口導(dǎo)流器葉片端面型線加工尺寸不對(duì)。（處理方法：因兩件配合尺寸是型線配合，單從測(cè)量尺寸是達(dá)不到的，為了能準(zhǔn)確的判定該處尺寸哪件的型線誤差，我們首先采用劃線放樣板制作形式來(lái)分別測(cè)量?jī)杉呐浜闲途€，測(cè)量結(jié)果為進(jìn)口導(dǎo)流器葉片型線不對(duì)，轉(zhuǎn)上序數(shù)控車床找正、打表結(jié)果和用樣板測(cè)量是一致，查結(jié)果屬于數(shù)控編程基準(zhǔn)選擇不對(duì)）。

9）.測(cè)量鍵相位的鎖螺母外圓設(shè)計(jì)開(kāi)了4個(gè)槽，無(wú)法達(dá)到測(cè)轉(zhuǎn)速要求。（處理方法：重新設(shè)計(jì)鎖螺母，重新設(shè)計(jì)加工帶一個(gè)測(cè)速槽的工件，以達(dá)到產(chǎn)品試車要求）。

10）.在裝配產(chǎn)品位移探頭時(shí)，發(fā)現(xiàn)位移探頭螺紋是3/8”，而與相配合的把合側(cè)法蘭也是3/8”。合同協(xié)議要求安裝3個(gè)位移探頭螺紋（是3/8”的），由于產(chǎn)品探頭（進(jìn)口探頭）沒(méi)有采購(gòu)到廠無(wú)法進(jìn)行試車，而我們使用的探頭螺紋是M10x1又無(wú)法連接，現(xiàn)場(chǎng)試車我們只找到一個(gè)以往試車用的3/8”探頭，后經(jīng)與設(shè)計(jì)和用戶協(xié)商同意接一個(gè)位移探頭來(lái)達(dá)到試車要求。

綜上所述，通過(guò)對(duì)管道壓縮機(jī)裝配、質(zhì)量改進(jìn)、主機(jī)（帶試車密封、帶干氣密封）試車的各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)均達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求符合出廠要求。得到用戶的認(rèn)可和高度評(píng)價(jià)。它的試驗(yàn)成功打破了國(guó)外壟斷，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)的空白，為沈鼓實(shí)現(xiàn)高端化產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)，樹(shù)立了沈鼓市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的典范，為沈鼓擴(kuò)大管線壓縮機(jī)此類市場(chǎng)創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李潤(rùn)方， 王建軍. 齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)[M]. 北京： 科學(xué)出版社， 1997.

[2] 唐增寶. 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)分析[J]. 機(jī)械工程學(xué)報(bào)， 1992（4）： 44～50.