【壓縮機(jī)網(wǎng)】1、引言

　　石油化工、煤化工、氮肥等行業(yè)中用到的大中型往復(fù)壓縮機(jī)，其十字頭與活塞桿的連接部件對于壓縮機(jī)的可靠運(yùn)行是至關(guān)重要的。連接部件因采用液壓拉伸的方式進(jìn)行緊固，從而獲得了良好的連接性能。筆者從結(jié)構(gòu)形式、工作原理、活塞止點(diǎn)間隙調(diào)整、操作事項等方面對其進(jìn)行了介紹。

　　2、HLX型液壓緊固拉伸器

　　HLX型液壓緊固拉伸器作為十字頭與活塞桿的連接部件，液壓擴(kuò)張體置于其內(nèi)，故連接部件本身具有液壓拉伸性能，不需借助其他拆裝工具。

　　加氫裂化裝置4M50型新氫壓縮機(jī)十字頭與活塞桿連接部件采用的是HLX-125型液壓緊固拉伸器，該部件（見圖1）由裝在活塞桿尾部的止推環(huán)、旋入十字頭內(nèi)部的螺紋套、擴(kuò)張體、鎖緊螺母4大部分組成。

　　2.1 工作原理

　　手動超高壓油泵產(chǎn)生的高壓油通過高壓油接口，注入擴(kuò)張體內(nèi)的腔室后推動壓力活塞產(chǎn)生運(yùn)動。螺紋套的左右兩端面將作為承載部位，z*終迫使活塞桿尾部產(chǎn)生彈性變形，將鎖緊螺母旋入十字頭頸部端面便可實(shí)現(xiàn)定位。高壓油泄壓后，由于活塞桿的彈性變形產(chǎn)生的巨大預(yù)緊力，緊緊作用在螺紋套左側(cè)端面和十字頭軸頸端面上，使十字頭與螺紋套、鎖緊螺母與擴(kuò)展體間的連接螺紋受力，從而實(shí)現(xiàn)整個連接部件的緊固。

　　2.2活塞止點(diǎn)間隙調(diào)整

　　活塞在氣缸內(nèi)的內(nèi)外止點(diǎn)間隙值，取決于螺紋套旋入十字頭內(nèi)的位置以及活塞桿尾部產(chǎn)生的彈性伸入量。

　　s*次操作（安裝）步驟如下：

　?。?）確認(rèn)活塞工作狀態(tài)下，內(nèi)、外止點(diǎn)間隙值S內(nèi)、S外，以及活塞桿受拉后的彈性伸長量△L，通過式（1）計算連接部件未打壓緊固前活塞的內(nèi)止點(diǎn)間隙值S'內(nèi)

　　S'內(nèi)=S內(nèi)—△L

　　（2）旋轉(zhuǎn)螺紋套致使活塞內(nèi)止點(diǎn)間隙值為S'內(nèi)，連接部件打壓鎖固。復(fù)查活塞內(nèi)外止點(diǎn)間隙值，若有偏差，微調(diào)螺紋套的位置。

　　由于活塞的止點(diǎn)間隙值較小，在s*次確認(rèn)螺紋套位置后初測止點(diǎn)間隙時，盤車撞缸的風(fēng)險很大。筆者曾經(jīng)歷過盤車撞缸，造成連接部件螺紋咬合損壞的尷尬場景。為了規(guī)避此風(fēng)險，建議采取“缸蓋先不裝配，內(nèi)止點(diǎn)間隙值預(yù)留夠大，然后逐漸調(diào)小內(nèi)止點(diǎn)間隙值”的辦法。

　　（3）為了提高下次檢修在此環(huán)節(jié)的裝配效率，避免撞缸，在完成上述步驟后，打壓松脫鎖緊螺母，拆卸調(diào)整環(huán)與螺紋套間的緊定螺釘，僅旋轉(zhuǎn)調(diào)整環(huán)使其與十字頭軸頸端面貼合，復(fù)上緊定螺釘。此做法的目的在于很容易地將螺紋套選入十字頭內(nèi)的位置固化，下次檢修時裝配人員不依賴于拆卸時對螺紋套位置的記憶或標(biāo)識，可將活塞（桿）一次裝配到位。

　　2.3 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及操作事項

　?。?）活塞桿尾部采取縮頸結(jié)構(gòu)的目的在于容易被拉伸，檢修人員應(yīng)關(guān)注其被多次拉伸后的累積塑性變形量，超差后強(qiáng)制報廢。

　?。?）活塞桿尾部與十字頭的同心位置依靠螺紋保證，取決于十字頭的加工精度以及連接部件與活塞桿的徑向間隙。

　?。?）活塞的止點(diǎn)間隙調(diào)整不需旋轉(zhuǎn)活塞，僅需旋轉(zhuǎn)螺紋套，省力便捷。

　　（4） 注油不得超壓（150MPa），緊固的全過程需經(jīng)3次完成，每次間隔1h。

　?。?）承壓膠圈作為承壓元件，起密封高壓油的作用，其材質(zhì)一般為橡膠，應(yīng)定期更換。這點(diǎn)維護(hù)人員應(yīng)給予足夠重視。若老化失效后，將給拆卸工作帶來極大的困難。檢修人員這時可嘗試先將玻璃膠等高粘度的半固態(tài)物質(zhì)注入密封腔后，再注入高粘度液壓油的辦法。筆者曾目睹過檢修人員萬般無奈時的處理方法：活塞桿鋸斷，將帶有殘余活塞桿的十字頭上大型車床，車削鎖緊螺母后釋放預(yù)緊力從而將螺紋套從十字頭內(nèi)旋出。

　　（6） 鎖緊螺母有大小頭之分，連接部件緊固時鎖緊螺母的小頭，應(yīng)進(jìn)入十字頭端面的止口內(nèi)。

　　若將大小頭裝反，十字頭的止口凸臺將作為承載部位。此凸臺與鎖緊螺母接觸面積較小，在強(qiáng)大的外力作用下很有可能被壓潰，從而使整個連接部件松動；或者，由于配合件4-7間的連接螺紋長久處于“傾翻”的受力狀態(tài)，易造成螺紋形變引起咬扣、粘滯的情況。該情況相關(guān)文章給予過失效分析，操作人員也應(yīng)引起重視。

　　3、紐曼-埃索（NEA）壓縮機(jī)用連接部件

　　該部件（見圖2）整體采取插入夾緊結(jié)構(gòu)，與活塞桿主螺紋配合的螺紋法蘭盤上分布著多對縮頸螺栓，活塞桿尾部端面上有與之用沉頭螺釘連接的活塞止點(diǎn)間隙調(diào)整墊片。十字頭凹槽內(nèi)與活塞桿配合處設(shè)有偏心環(huán)組件，可微調(diào)活塞桿的徑向位置。

　　3.1 工作原理

　　縮頸螺栓上的液壓拉伸器在擴(kuò)張后推動法蘭盤——活塞桿向十字頭側(cè)運(yùn)動，由于十字頭端面的限位，活塞桿上的主螺紋被迫承載了液壓擴(kuò)張體產(chǎn)生的推力。這時將處于彈性拉伸狀態(tài)下的縮頸螺栓的螺母上緊，在拉伸器泄壓后縮頸螺栓仍具有不變的彈性預(yù)緊力，從而實(shí)現(xiàn)了主螺紋的緊固。

　　3.2 活塞止點(diǎn)間隙調(diào)整

　　活塞的止點(diǎn)間隙值取決于活塞桿尾部端面上調(diào)整墊片的厚度。墊片變薄，內(nèi)止點(diǎn)間隙值減小，反之增大?；钊裹c(diǎn)間隙值在設(shè)備出廠時已確定，通常不做調(diào)整，這是該結(jié)構(gòu)部件在裝配上的z*大優(yōu)點(diǎn)。

　　3.3 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及操作事項

　?。?）主螺紋上的法蘭盤位置并不改變活塞的止點(diǎn)間隙值。在裝配時，法蘭盤應(yīng)區(qū)分內(nèi)、外側(cè)端面，內(nèi)側(cè)端面應(yīng)距十字頭端面約15 mm的距離，這是整個部件在結(jié)構(gòu)上的基本特點(diǎn)。

　?。?）十字頭凹槽內(nèi)與活塞桿配合處的偏心環(huán)，可調(diào)整活塞桿的徑向位置，使其具有理想的跳動量，偏心環(huán)可鎖固。

　?。?）對縮頸螺栓應(yīng)同時對稱施力，打壓過程分4遍才能全部完成。

　　（4）縮頸螺栓的彈性預(yù)緊力已根據(jù)擴(kuò)張體上的活塞面積，計算出油壓值。若更換擴(kuò)張體應(yīng)對油壓進(jìn)行校核。

　?。?）各級活塞桿端面上的調(diào)整墊片厚度有可能不同，應(yīng)注意標(biāo)識，防止錯拿誤用。

　　4、德萊賽蘭（DRESSER-RAND）法蘭盤式連接部件

　　上海大隆壓縮機(jī)廠生產(chǎn)的6M50型CO2壓縮機(jī)，十字頭與活塞桿連接部件采用的是z*初由美國德萊賽蘭（DRESSER-RAND）公司設(shè)計的法蘭盤式連接部件。該部件（見圖3）由法蘭盤、調(diào)節(jié)板、墊片、主螺母等零件組成。

　　4.1 工作原理

　　法蘭盤在活塞桿彈性回復(fù)狀態(tài)下，由主螺母將其緊緊鎖固在活塞桿上。而法蘭盤又通過液壓拉伸螺栓被固定在十字頭上，實(shí)現(xiàn)了十字頭與活塞桿的緊固。

　　4.2 活塞止點(diǎn)間隙調(diào)整

　　活塞止點(diǎn)間隙的調(diào)整在于改變調(diào)節(jié)板與法蘭盤間墊片的厚度，這點(diǎn)在結(jié)構(gòu)上與NEA部件有類似之處。由于墊片尺寸很大，其劣勢顯而易見。

　　4.3 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及操作事項

　?。?）該部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便于裝配操作。尤其是主螺母在鎖固時的拉伸工具受制于空間上的限制，操作極為不便，效率低下。該連接部件應(yīng)被淘汰，改進(jìn)為圖2結(jié)構(gòu)。

　?。?）由于活塞桿尾部的“搭頭”，每次在法蘭盤與十字頭連接時，都需架表或放置水平儀通過調(diào)節(jié)螺釘來調(diào)整活塞桿的徑向、水平跳動量。

　　5、WX-YLD型液壓緊固拉伸器

　　WX-YLD型液壓緊固拉伸器（見圖4）常見于無錫壓縮機(jī)廠生產(chǎn)的DW型壓縮機(jī)。部件本身具有液壓拉伸緊固性能，這點(diǎn)與HLX型液壓緊固拉伸器類似。

　　該連接部件由支撐體、擴(kuò)張體（帶有內(nèi)螺紋套）、鎖緊螺母3部分組成。支撐體與鎖緊螺母、擴(kuò)張體（內(nèi)螺紋套）與活塞桿均通過螺紋連接。

　　5.1 工作原理

　　支撐體受擴(kuò)張體運(yùn)動后產(chǎn)生的推力作用，被緊緊壓在十字頭端面上，起支撐（墊塊） 作用。

　　這時擴(kuò)張體（內(nèi)螺紋套）繼續(xù)擴(kuò)張，帶動活塞桿向缸蓋側(cè)移動，由于活塞桿的z*尾端已與十字頭通過螺紋連接被限位，活塞桿被拉長，這時將鎖緊螺母緊固后卸掉油壓，便可實(shí)現(xiàn)整個連接部件的緊固。

　　5.2 活塞止點(diǎn)間隙調(diào)整

　　旋轉(zhuǎn)活塞（桿）才能改變活塞在氣缸內(nèi)軸向位置，進(jìn)而改變活塞的止點(diǎn)間隙。

　　5.3 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及操作事項

　?。?）該連接部件在結(jié)構(gòu)上的z*大缺點(diǎn)充分暴露在活塞桿與十字頭是通過螺紋直接連接的，裝配時需旋轉(zhuǎn)整個活塞，工作量大，費(fèi)時費(fèi)力。若針對該點(diǎn)在做局部改進(jìn)時可參考HLX型連接部件，巧妙使用螺紋套，使整個裝配工作不旋轉(zhuǎn)活塞。

　　但必須承認(rèn)，十字頭滑道與氣缸滿足同軸度要求時，活塞桿具有非常理想的跳動量。

　　（2）活塞桿尾部的螺紋與十字頭和擴(kuò)張體兩者旋合。也許是處于機(jī)械加工便利的考慮，設(shè)計者將活塞桿尾部的拉伸部位亦通扣設(shè)計。眾所周知，金屬材料長期處于拉伸狀態(tài)時z*忌表面缺陷，即使?jié)L壓成型的螺紋也應(yīng)盡量避免。檢修人員每次檢修時應(yīng)做好表面探索工作，有條件的可做超聲波內(nèi)部探索。

　?。?）該連接部件在打壓前鎖緊螺母應(yīng)旋向擴(kuò)張體端，切勿在支撐體端“探頭”，謹(jǐn)防在打壓后將緊固位置搞反。這點(diǎn)與HLX型液壓拉伸緊固器截然不同。

　　6、結(jié)語

　　筆者介紹了往復(fù)壓縮機(jī)十字頭與活塞桿連接部件的4種常見形式，其他形式不勝枚舉。例如：原意大利新比隆公司、ABB公司生產(chǎn)的壓縮機(jī)其連接形式也各有所長……綜合而言，HLX型、NEA壓縮機(jī)用法蘭盤型連接部件在設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先考慮。

　　另外，國內(nèi)個別壓縮機(jī)廠家在該連接部件上，開始采用不須液壓拉伸也能獲得良好緊固性能的超級螺母（super-bolt）。作為裝配人員應(yīng)熟知各種連接部件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等，使其發(fā)揮良好的連接性能。