淺談往復(fù)壓縮機(jī)的裝配技術(shù)及其重要性

劉宇鵬

摘要：本文主要介紹了BX型往復(fù)壓縮機(jī)的機(jī)身、曲軸、氣缸、活塞等主要零部件的裝配技術(shù)要求，并分析了這些零部件的裝配質(zhì)量對(duì)壓縮機(jī)的運(yùn)行工況及使用壽命產(chǎn)生的影響。

關(guān)鍵詞：往復(fù)壓縮機(jī)；裝備；技術(shù)

1.概述

往復(fù)壓縮機(jī)是一種容積式壓縮機(jī)，其工作原理是由曲軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)連桿，連桿帶動(dòng)活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，改變氣缸與活塞形成的封閉空間的容積，從而提升氣體的壓力。往復(fù)壓縮機(jī)壓縮比大，熱效率高，單位耗電量少，且零件加工方便，對(duì)材料的要求較低，造價(jià)低廉；但同時(shí)往復(fù)壓縮機(jī)的易磨損零部件較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，檢修工作量大，維護(hù)費(fèi)用高。隨著往復(fù)壓縮機(jī)的機(jī)型向大型、多列發(fā)展，機(jī)身、曲軸、氣缸、活塞等壓縮機(jī)主要零部件的裝配質(zhì)量往往會(huì)成為影響壓縮機(jī)的使用壽命和使用性能的重要因素。在裝配過(guò)程中掌握關(guān)鍵零部件的裝配技術(shù)，可避免壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)發(fā)生故障，保證壓縮機(jī)的正常工況，延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命。

2.機(jī)身部件的裝配

機(jī)身放置著曲軸、連桿、十字頭等部件，并通過(guò)接筒連接氣缸，通過(guò)地腳螺栓緊固于基礎(chǔ)上，屬于一種箱體類部件。機(jī)身部件是壓縮機(jī)其他零部件的安裝基準(zhǔn)，其裝配質(zhì)量直接關(guān)系到整臺(tái)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。下面主要通過(guò)機(jī)身水平度的找正及機(jī)身主軸瓦的裝配兩方面來(lái)分析其對(duì)后序裝配及壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的影響。

2.1機(jī)身水平度

機(jī)身軸向水平度的測(cè)量基準(zhǔn)為機(jī)身的軸承孔，以兩端軸承孔測(cè)量值為準(zhǔn)，中間軸承孔作為參考；列向水平度的測(cè)量基準(zhǔn)為十字頭滑道，各列滑道均勻分布前、中、后三個(gè)測(cè)量位置，以兩端測(cè)量值為準(zhǔn)，中間作為參考。要求機(jī)身的軸向和列向水平度均不得超過(guò)0.05mm/m，對(duì)接機(jī)身的兩端軸承孔的傾斜方向應(yīng)保持一致。分別將水平儀置于各測(cè)量基面上，不斷的調(diào)整墊鐵，待測(cè)量值達(dá)到規(guī)定值的范圍內(nèi)，對(duì)稱均勻地緊固地腳螺栓，完成機(jī)身水平度的找正。機(jī)身的軸向水平精度可保證各軸承孔問(wèn)的同軸度，使曲軸裝入機(jī)身后，軸頸底部與各軸瓦接觸良好；十字頭滑道的水平精度有助于壓縮機(jī)在運(yùn)行時(shí)對(duì)動(dòng)兩列的平衡性，同時(shí)也可以為氣缸、接筒部件與機(jī)身的對(duì)接提供良好的安裝基準(zhǔn)，便于氣缸與十字頭滑道同軸度的找正。

2.2軸瓦的裝配及內(nèi)徑測(cè)量

BX型往復(fù)壓縮機(jī)選用的主軸承現(xiàn)多為薄壁軸瓦，按技術(shù)要求裝配后的軸瓦會(huì)產(chǎn)生一定的周向壓縮量。在將曲軸裝入機(jī)身前，應(yīng)先試裝軸瓦、軸承蓋及軸承蓋螺母，按緊固力矩緊固軸承蓋螺母后，采用著色法檢驗(yàn)軸瓦瓦背與軸承孔的貼合情況，要求其接觸面積達(dá)到70%以上。緊密貼合的軸瓦與軸承孔可快速傳導(dǎo)壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)曲軸軸頸與軸瓦摩擦產(chǎn)生的熱量；而軸瓦與軸承孔貼合不緊則會(huì)導(dǎo)致軸瓦內(nèi)徑不穩(wěn)定，影響摩擦熱的傳導(dǎo)，同時(shí)會(huì)使軸瓦在軸承孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，加劇軸瓦的磨損老化。

裝配后的軸瓦內(nèi)徑尺寸不僅取決于加工精度，還與軸瓦的周向壓縮量、軸瓦與軸承孔的貼合程度、軸承蓋螺母的緊固力矩等諸多因素有關(guān)。所以在裝配曲軸前，應(yīng)先檢查軸瓦內(nèi)徑尺寸是否符合技術(shù)要求的規(guī)定值。如圖1所示，按緊固力矩緊固軸承蓋螺母后，用內(nèi)徑百分表測(cè)量軸瓦徑向A、B、C、D處，軸向1、2、3、4處的內(nèi)徑尺寸，均應(yīng)在規(guī)定值的范圍內(nèi)。軸瓦內(nèi)徑尺寸的大小直接影響軸頸與軸瓦的徑向間隙值：間隙過(guò)大會(huì)在壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)軸頸與軸瓦產(chǎn)生輕微撞擊而發(fā)生異常振動(dòng)，且在正常供油壓力下潤(rùn)滑油難以形成油膜；而過(guò)小的間隙會(huì)使軸瓦與軸頸的摩擦加劇，阻力增加，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)心Σ撩妗?/p>

3.曲臂距差

曲軸是壓縮機(jī)傳遞動(dòng)力的重要零件，其主要作用是將驅(qū)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊耐鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng)。曲臂距差是裝配大型往復(fù)壓縮機(jī)曲軸的重要檢測(cè)項(xiàng)目，即曲軸旋轉(zhuǎn)一周，曲臂之間距離變化的差值。將曲軸量表置于距離曲柄銷中心線（r+d/2）處測(cè)量（其中r為曲柄半徑，d為主軸頸直徑），盤動(dòng)曲軸，在曲柄位于圓周的上、下、左、右四個(gè)位置時(shí)分別記錄其拐臂間的距離，這些值的偏差值不應(yīng)大于壓縮機(jī)行程的萬(wàn)分之一。通過(guò)對(duì)曲臂距差值的測(cè)量可反映曲軸的剛度、曲軸的加工精度及各主軸承問(wèn)的相對(duì)位置精度。曲臂距差過(guò)大會(huì)導(dǎo)致軸頸過(guò)快的磨損，機(jī)組的異常振動(dòng)，使曲軸產(chǎn)生不良交變應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致曲軸疲勞斷裂。

4.氣缸與滑道軸心線同軸度

氣缸與十字頭滑道的同軸度是保證往復(fù)壓縮機(jī)裝配質(zhì)量的重要因素，良好的同軸度可為活塞裝配后獲得預(yù)期的活塞桿徑向跳動(dòng)值打下基礎(chǔ)。氣缸與滑道軸心線的同軸度偏差過(guò)大會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)十字頭、活塞環(huán)、支承環(huán)的摩擦面急劇磨損，加劇機(jī)組振動(dòng)，嚴(yán)重影響壓縮機(jī)的使用壽命及正常工況?，F(xiàn)行的氣缸與滑道同軸度己普遍采用激光對(duì)中儀找正。將激光發(fā)射裝置固定在十字頭滑道距離氣缸的最遠(yuǎn)端，調(diào)整光束使其基本與滑道和氣缸的軸心線重合，分別在滑道和氣缸鏡面取兩個(gè)測(cè)量截面并記錄各截面問(wèn)的距離，使用激光接收裝置測(cè)得每個(gè)截面圓心與光束的偏差值，將十字頭兩截面圓心的連線作為基準(zhǔn)軸心線，通過(guò)計(jì)算可得出氣缸截面圓心的連線相對(duì)基準(zhǔn)軸心線的偏離值，即為氣缸軸心線相對(duì)十字頭滑道的同軸度偏差。氣缸與十字頭滑道軸心線的偏差允許值與氣缸直徑相關(guān)。

5.活塞桿徑向跳動(dòng)

活塞桿的冷態(tài)徑向跳動(dòng)值是檢驗(yàn)氣缸與滑道軸心線同軸度的最終標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也是壓縮機(jī)的日常維護(hù)，氣缸或活塞返修重新組裝后的一項(xiàng)重要檢測(cè)指標(biāo)。任意測(cè)量位置的水平方向活塞桿徑向跳動(dòng)允許值均為0.064mm，不同測(cè)量位置的垂直方向徑向跳動(dòng)允許值則取決于活塞與十字頭運(yùn)行間隙差、壓縮機(jī)行程、活塞桿下沉等諸多因素，需經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的計(jì)算公式得到。在壓縮機(jī)運(yùn)行前可以通過(guò)對(duì)活塞桿冷態(tài)跳動(dòng)值的測(cè)量間接驗(yàn)證熱態(tài)（運(yùn)行狀態(tài)）跳動(dòng)值是否在允許范圍內(nèi)?；钊麠U熱態(tài)徑向跳動(dòng)過(guò)大會(huì)使活塞桿受到附加應(yīng)力而過(guò)早疲勞斷裂，加劇填料環(huán)、刮油環(huán)的磨損，使密封環(huán)、刮油環(huán)過(guò)早失效，同時(shí)也會(huì)縮短活塞環(huán)的使用壽命。

活塞桿的徑向跳動(dòng)值宜在活塞桿的十字頭端和活塞端都檢查，測(cè)量位置應(yīng)盡量靠近填料法蘭和刮油法蘭。測(cè)量垂直徑向跳動(dòng)的千分表應(yīng)置于活塞桿截面的12點(diǎn)鐘的位置；測(cè)量水平徑向跳動(dòng)的千分表應(yīng)置于活塞桿截面的3點(diǎn)鐘或9點(diǎn)鐘的位置。為了確保測(cè)量的精確度，千分表的測(cè)量頭應(yīng)盡量與活塞桿截面垂直。從活塞位于氣缸的缸座側(cè)止點(diǎn)時(shí)開始測(cè)量跳動(dòng)值，將千分表調(diào)至零，緩慢盤車到氣缸的缸蓋側(cè)止點(diǎn)，在行程中觀察千分表讀數(shù)，并在行程結(jié)束時(shí)記錄跳動(dòng)值。繼續(xù)盤車使活塞回到缸座側(cè)止點(diǎn)，觀察千分表指針是否回零以驗(yàn)證測(cè)量的精準(zhǔn)度。

6.總結(jié)

通過(guò)對(duì)往復(fù)壓縮機(jī)的機(jī)身、曲軸、氣缸、活塞等主要零部件裝配技術(shù)的描述及其重要性的分析可知，在往復(fù)壓縮機(jī)的裝配過(guò)程中掌握關(guān)鍵零部件的裝配技術(shù)，嚴(yán)格執(zhí)行裝配工藝，把握每道工序的裝配質(zhì)量可提高壓縮機(jī)的能效，避免故障的發(fā)生，同時(shí)還能縮短維修的工期，降低成本，提高勞動(dòng)效率，保障壓縮機(jī)安全、平穩(wěn)的運(yùn)行。