一、气缸
 
  【中国压缩机网】1、气缸是往复压缩机压缩气体的部件,它承受气体压力、镜面与活塞环支承环摩擦力、以及压缩气体时产生的热量。气缸的结构复杂,有气道、水道、气腔。气缸要求有足够的强度、抵御磨损的硬度和粗糙度、以及良好的传热性能。
 
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  气缸上部有缸盖,下部有缸座,组成气缸的工作容积。压缩机的气缸为铸铁制造。由于经过多年运行,均有不同程度磨损或划伤,尤其是高压级缸的磨损和划伤更为严重,这将加快活圌塞环和支承环的磨损,并造成活圌塞环串气,降低效率,增加功率消耗。
 
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  2、对气缸的要求及磨损后的修复措施
 
  (1)气缸的镜面粗
 
  糙度应在0.8以上,不能有沙眼和疏松以及损伤的条块,不能有轴向和圆周方向的划痕、划伤。轻微的可用油石将划痕研磨平滑。
 
  (2)气缸的磨损大致有三种情况
 
  偏磨,磨损后的气缸半径有的部分远离原气缸轴心线,并且不等距。
  缸径出现喇叭口形或凹芯。
  缸径磨大,而且磨损的情况往往不是均匀的。
  上述情况,均影响活圌塞环的寿命和密封效果。造成活圌塞环密封串气,排气温度高,活圌塞环损坏快(甚至折断),严重时引起前一级排气压力增高,压比增大,温度高,甚至安全报警。
 
  (3)解决气缸磨损大致的三种途径
 
  当磨损量较大,而且气缸壁很薄时,此缸无法修复,只能更换。
  偏磨或凹芯时,可镗缸并珩磨缸径,重新配置活圌塞和活圌塞环。
  如果结构允许,可嵌缸套。但这种方法存在一定风险。
  为什么说有的缸嵌缸套有风险?其原因:一是嵌缸套时须先将原缸径加大,而加大缸径就有可能出现铸造时存在的砂眼、气孔、疏松等缺陷,使气缸漏水报废。二是嵌缸套后,装气阀的止口很薄,容易出现强度不够或漏气。故嵌缸套的方法要慎重对待,更换新气缸是最把握的选择。
 
  (4)气腔与气阀的接触面应平整,不能有造成串气的伤痕。
 
  (5) 各部位的垫片要垫好,否则产生漏气、漏水或气水串通。对于气阀底部的密封垫片须备足,以便及时更换。
 
  (6)每当大修时,应对气缸水道的污泥进行掏净清洗。这些污泥严重地阻塞了冷却水的流通及冷却效果。
 
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  3、气缸常见故障
 
  声音异常、缸裂、缸盖碎。
 
  气缸内产生冲击声和声音异常,可用听诊棒在气缸外壁听到、手摸有冲击振动感。产生的原因:
 
  (1)活圌塞在气缸中运动时,死点间隙不够(尤其是上死点),活圌塞与缸盖相撞。往往顶碎缸盖。
 
  (2) 气缸内有异物,如小工具、气阀阀片碎片或弹簧断块掉进气缸,活圌塞环断块在气缸内撞击串动。
 
  (3)活圌塞杆螺母松动,撞击缸盖。
 
  (4)气缸水道壁有裂纹,水进入气缸极易发生液击,应及时停车,视情况采取措施。
 
  (5)天性的,而是后来埋下隐患,如冬季停机时气缸内有存水而冻裂;运输、装卸或安装时,碰撞引起内伤,甚至裂纹,后来开机时逐渐扩大等原因所致,因此,各种行为都应该防止碰撞。
 
  (6)冷却器泄漏,会造成水随同气体进入下一级气缸,容易造成水击现象。为此冷却器出厂前应进行水压实验,水压实验的压力应是设计时压力的1.5倍。
 
  二、活塞
 
  1、活塞
 
  活塞在气缸中的往复运动,实现气体吸气、压缩、排气、膨圌胀的循环过程。
 
  活塞结构有多种形式,裙部均属圆柱形,活塞大部分由三瓣或两瓣组成,国产机型为整体活塞。
 
  塞上装有支承环(立式机称导向环)和活塞环。
 
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  2、估算气量
 
  单作用活圌塞为活圌塞上端部压气,压气量可估标为:Q=0.75*F*S*n
 
  双作用活圌塞为活圌塞上下端部都压气,气量可估算为:
 
  Q=0.75*{F活+(F活-F杆)}*S*n
 
  式中Q—气量, F活—气缸直径面积
 
  F杆—活塞杆截面积 S—行程 n—转速
 
  压缩机气缸大部分为双作用,小部分气缸为单作用
 
  3、活塞与活塞杆的装配
 
  压缩机铝活圌塞较多,要求孔与活圌塞杆上的定位面不能超差,与活圌塞杆装配时,螺母和活圌塞间的两个接触面要贴合好,因该两个接触面是传递活圌塞力的。铝的承压强度低,故在其端部设一铁材质承压块与活圌塞杆的
 
  台肩衔接。要求承压块与铝活圌塞接触面贴合在75%以上,而活圌塞杆上的台肩与承压面贴合在70%以上,否则会引起活圌塞杆螺纹与螺母拧紧时产生附加的偏心应力,出现活圌塞杆断裂问题,螺母拧紧后,应有防松动结构,以防螺母松动。
 
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  4、 活塞装入气缸中的要求
 
  活塞装入气缸后,位置要正,圆周要有间隙,防止活圌塞与气缸壁摩擦,因此,要检查活圌塞在气缸中的圆周间隙的均匀情况。检查方法:用卡尺测得缸径减活圌塞外径后除以2即为理论间隙,用塞尺测出圆周间隙与理论间隙比较,找出间隙偏差的原因,通常希望下部间隙大于理论间隙,这对支承环的寿命有益处,所以有的欧洲厂家将活圌塞(支承环)与活圌塞杆连接的中心孔,下降1mm左右(按活圌塞直径大小数值不同),使活圌塞在气缸中上抬,称为偏心活圌塞(缺点是活圌塞定位装配)。
 
  如果活圌塞下沉数值较大,则应找出原因,如十字头与滑板间隙磨大,造成十字头与气缸不同轴;气缸偏磨;缸体与中间接筒连接错位,新缸体与中体连接面不平行、对轴心线不垂直等,应采取相应措施。
 
  压铅法压活圌塞在气缸中的轴侧间隙,可通过活圌塞杆与十字头连接螺纹予以调整,缸盖安装好后,再压盖侧间隙,盖侧间隙如按出厂文件要求相差较多时,可通过加垫方法解决。

  5、活塞在气缸中止点间隙的作用
 
  活塞在气缸中的止点间隙形成余隙,余隙所形成的容积(包括气阀、活圌塞余隙容积)。对压缩机来讲,大了是有害的,第一级大了使压缩机的排气量降低,但是气缸与活圌塞必须有间隙,该间隙的作用:
 
  (1)活圌塞杆、连杆、十字头等受热后要向外膨圌胀伸
 
  长、旋转轴类的轴连接部分要磨损、孔要磨大,该余隙就避免了活圌塞与缸盖碰撞,否则造成事故。
 
  (2)空气中含有水份,经压缩冷却有部分水残留在气缸中,气缸的止点余隙便容纳了部分不能排出的液体,否则液体的不可压缩性将造成破坏性的后果,通常称水击或液击。
 
  (3)余隙部分的气体起到气垫缓冲的作用,使活圌塞与气缸盖不发生撞击。
 
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  6、压缩机活塞应注意的问题
 
  (1)三瓣铝活圌塞中的活圌塞环槽部分,因铝材质比较软,活圌塞环槽在活圌塞环的不断撞击下已被打宽,尤其是高压级第一道环。也有的活圌塞环槽部分是由铁材质制成,此种情况要比铝材质的好。那么为什么不采用铁活圌塞?这主要是出于活圌塞重量的原因,活圌塞运动时,活圌塞的重量产生惯性圌力。如果惯性圌力不平衡,将引起机器振动。
 
  (2)活圌塞大多都更换过,有的更换过几次,新活圌塞往往都是测绘制造,由于测绘厂家不同,造成活圌塞环槽和支承环槽的轴向宽度和径向深度不同,所以不同地区同一机型的活圌塞环、支承环调借后,有的装不进槽内,尤其是支承环更为严重。为此采取三圌条措施,一是从活圌塞环、支承环入手,使其对宽些窄些、深些浅些的环槽都能用,但这不是最佳状态。二是差别较大的,专厂专圌制专用。
 
  三是以欧洲设计的活圌塞为标准,对需要更换的活圌塞采用原欧洲设计标准设计新活圌塞,逐渐达到通用化。(包括活圌塞杆的标准化)。
 
  三、连杆
 
  连杆与十字头连接,将曲轴的旋转运动转变为往复运动。连杆传递活圌塞力,是受力部件,也是故障较高的零部件。压缩机因连杆断裂造成事故,打坏十字头、滑道、活圌塞、刮油器等部件。严重时打碎机身、使曲轴变形。
 
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  1、连杆结构
 
  连杆包括杆身、大头、大头瓦、小头铜套、连杆螺栓和螺母。
 
  (1) 连杆大头是可分的,内装轴瓦,由连杆螺栓将杆身与大头盖装配在曲柄销上。对大头盖和杆身两螺栓孔的同轴度、螺栓的定位面、与连杆螺栓连接的两支承面都有严格要求。
 
  (2) 杆身要求足够抗拉压和抗弯强度,杆身有从大头通往小头的油孔。
 
  (3)小头嵌有过盈配合的铜套与十字头销间隙配合。
 
  2、连杆螺栓
 
  连杆螺栓承受很大的交变载荷,是运动机构中受力情况最严重的零件。由连杆造成的压缩机事故,往往是连杆螺栓引起的。它要有足够的抗拉强度和抗疲劳性,因此在选材、制造包括过渡圆角和粗糙度、装配都不可以掉以轻心。

  3、 通常隐患
 
  (1) 螺栓头部、螺母与连杆上的支承面没垂直贴合紧密。
 
  (2)螺母没有拧紧,止退措施失效。
 
  (3)螺栓应力集中的敏圌感圌部圌位精度不够,如螺纹、退刀槽、过渡圆角、大小头孔平行度等。
 
  (4)螺栓疲劳或接近疲劳又受附加力的冲击造成断裂。
 
  (5) 螺栓与杆身、大头盖中的定位孔不能过松。
 
  (6)材质造成。
 
  (7)与轴瓦、铜套的配合间隙不当,出现偏磨、烧研。
 
  (8)连杆油路堵塞,不过油。
 
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  4、 活塞杆
 
  活圌塞杆一端与活圌塞连接,另一端与十字头连接。活圌塞杆依靠杆上的台肩及螺母把活圌塞固定在杆上。杆的另一端螺纹旋入十字头中。运行中活圌塞杆受拉压交变应力,有时出现断裂造成活圌塞、气缸、十字头等不同情况的事故。
 
  (1)对活圌塞杆的要求
 
  有足够的强度和刚度,正确传递活圌塞力。
  材料无缺欠,热处理状态合理(通常应三次热处理)
  活圌塞杆与密封环、刮油环的磨擦部位按材料不同,需淬火或氮化。以保证有足够的磨擦硬度。粗糙度应为0.4。
  加工精度高,有螺纹、定位面、承压面、磨擦面、有退刀槽。
  4.1.5 不允许弯曲,以免引起活圌塞杆跳动造成相关部件附加力。活圌塞杆运行时的跳动(垂直、水平)应控制在0.06mm左右,跳动过大,影响密封件寿命。
  4.1.6 活圌塞杆密封面不能有划伤、划痕及磕碰,螺纹部分不能有磕碰。
 
  (2)活塞杆故障
 
  活圌塞杆两端均以螺纹分别与活圌塞、十字头连接。螺纹底面是危险截面,容易造成活圌塞杆断裂,而与十字头连接处的螺纹受力大于活圌塞杆与活圌塞连接处的螺纹,因此靠十字头侧的螺纹更容易断裂。
 
  活圌塞杆台肩与铝活圌塞连接处都有一个承压套或承压垫,以减少对铝活圌塞的承压比压。但有时活圌塞、承压套、活圌塞杆抬肩这三个面平面贴合不匀,长期运行,使螺纹疲劳破坏。
  由于支承环、十字头磨损量不同,使活圌塞杆倾斜运动,产生附加应力,使螺纹处疲劳破坏。
  连接螺纹处螺母松动或琐死装置失效。
  活圌塞杆的材质、加工工艺、加工精度存在问题。
 

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