往復(fù)式壓縮機(jī)活塞桿失效問題的處理對策

薛成寶

沈陽申元?dú)怏w壓縮機(jī)有限責(zé)任公司 遼寧沈陽 110000

1 往復(fù)式壓縮機(jī)簡述

壓縮機(jī)是在化工生產(chǎn)中用來輸送氣體和提高氣體壓力的機(jī)器，它們往往作用于壓縮原料氣或是中間過程的介質(zhì)氣體，來達(dá)到制備目的。工藝上往往會使用容積式或速度型這兩種類型的壓縮機(jī)，它們都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。速度型壓縮機(jī)主要靠葉輪的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，得到極大的動(dòng)能，從而將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能的過程。容積式壓縮機(jī)往往是靠活塞在壓縮機(jī)缸體內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，壓縮氣體容積從而達(dá)到提高壓力的目的。往復(fù)式壓縮機(jī)便是屬于容積式壓縮機(jī)。根據(jù)其作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件分為活塞式和隔膜式壓縮機(jī)，往復(fù)式壓縮機(jī)主要有四個(gè)具體的工作流程，分別是：膨脹、吸入、壓縮和排氣。其主要工作原理為曲軸帶動(dòng)連桿，連桿帶動(dòng)活塞，活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。活塞運(yùn)動(dòng)使氣缸內(nèi)氣體介質(zhì)的容積發(fā)生變化，當(dāng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，汽缸容積增大，進(jìn)氣閥打開，排氣閥關(guān)閉，氣體被吸進(jìn)來，完成進(jìn)氣過程；當(dāng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，氣缸容積減小，出氣閥打開，進(jìn)氣閥關(guān)閉，完成排氣過程。通常活塞上有活塞環(huán)來密封氣缸和活塞之間的間隙[1]。

2 往復(fù)式壓縮機(jī)活塞桿失效的主要原因

隨著我國科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，化工產(chǎn)業(yè)不斷興起，往復(fù)式壓縮機(jī)也發(fā)展的越來越好。但是往復(fù)式壓縮機(jī)活塞桿失效也成為了影響往復(fù)式壓縮機(jī)機(jī)械效率的重要原因。故此，對往復(fù)式壓縮機(jī)活塞桿失效的幾個(gè)原因進(jìn)行分析。

2.1 活塞桿斷裂

活塞桿斷裂，這是活塞桿最常見的，也是最危險(xiǎn)的失效形式。主要引起原因是往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞需要頻繁的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞不斷地轉(zhuǎn)化動(dòng)能和勢能，導(dǎo)致活塞桿受到壓力彎曲，和十字頭聯(lián)接的螺紋部位受力加在一起。其應(yīng)力值與活塞桿所受循環(huán)應(yīng)力最大值疊加，如超過活塞桿所能承受的壓力，那么活塞桿將發(fā)生斷裂。另外往復(fù)式壓縮機(jī)的其他部位，如十字頭、氣缸、活塞等部件安裝數(shù)據(jù)未達(dá)到檢修規(guī)程要求，或長期使用磨損使各部間隙過大及聯(lián)接螺栓松動(dòng)，都會造成十字頭等部件振動(dòng)過大，使活塞桿承受附加外力作用，也可導(dǎo)致活塞桿產(chǎn)生裂紋斷裂[2]。

2.2 活塞桿填料處發(fā)熱或漏氣

首先，活塞桿處經(jīng)常需要反復(fù)運(yùn)動(dòng)來進(jìn)行調(diào)節(jié)壓力，在這個(gè)過程中，潤滑油會因?yàn)槭褂玫倪^于頻繁而減少或中斷。沒有了潤滑油的中間作用，活塞桿可能會由于摩擦阻力過大而受到磨損。此外，活塞桿與填料配合間隙不恰當(dāng)，裝配時(shí)產(chǎn)生偏斜。活塞桿的細(xì)長軸加工一直是加工過程中的難題，車間工人很難按照圖紙上規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)去嚴(yán)格完成要求，這就導(dǎo)致了活塞桿與填料配合間隙不協(xié)調(diào)，動(dòng)能減小，勢能也回因此減小，從而大大降低了化工生產(chǎn)的效率。

2.3 活塞桿質(zhì)量制造差

活塞桿是用作活塞做功的一部份，由于往復(fù)式壓縮機(jī)中經(jīng)常使用它，因此工業(yè)上對技術(shù)規(guī)格要求極高。它的加工質(zhì)量的好壞直接影響到了往復(fù)式壓縮機(jī)的整體性能。活塞桿的相對粗糙度、長度、直徑等要素直接影響了整個(gè)產(chǎn)品的實(shí)用性和可靠性。一些廠家為了從中牟取更多的利潤，會選擇一些材料相近但價(jià)格更加廉價(jià)的加工材料或是不按照圖紙進(jìn)行嚴(yán)格加工，這在一定程度上則會導(dǎo)致活塞桿的質(zhì)量問題。例如，螺紋在車制加工過程中，由于車間工人沒有相應(yīng)的知識儲備，經(jīng)驗(yàn)不足或失誤，未將車刀磨出圖紙要求圓角。使螺紋加工完后絲底圓角過小，使該處受拉的應(yīng)力集中系數(shù)及受彎曲的應(yīng)力集中系統(tǒng)數(shù)明顯加大，使活塞桿在交變載荷作用下產(chǎn)生微小裂紋，并不斷擴(kuò)展，最終斷裂。此外，活塞桿有時(shí)會在外表皮上表面鍍鉻、鎳等金屬，這會導(dǎo)致在運(yùn)行過程中通過活塞桿的不斷運(yùn)行，不斷摩擦，會產(chǎn)生疲勞裂紋，致使活塞桿失效[3]。

3 往復(fù)式壓縮機(jī)活塞桿失效問題的解決措施

3.1 選擇質(zhì)量較好的活塞桿

嚴(yán)守質(zhì)量關(guān)是解決往復(fù)式壓縮機(jī)活塞桿失效的根本途徑。首先，企業(yè)要合理規(guī)劃圖紙，嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理規(guī)劃，要選擇專業(yè)的人士進(jìn)行圖紙規(guī)劃，不能為了節(jié)約資源就草草了事。其次，要選擇有經(jīng)驗(yàn)、且具有一定知識儲備能力的車間技術(shù)人才來進(jìn)行活塞桿的制備工作，一定能要注意細(xì)長軸加工這一難點(diǎn)問題，員工不可存在懈怠偷懶等問題，一定要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。最后，要選擇有保障、有信譽(yù)的企業(yè)進(jìn)行制造。因?yàn)橥鶑?fù)式壓縮機(jī)是化工生產(chǎn)行業(yè)的關(guān)鍵機(jī)器，且化工行業(yè)具有一定的危險(xiǎn)性，它關(guān)系到無數(shù)的生命，關(guān)系到整個(gè)社會的和諧發(fā)展。

3.2 定期檢查與維修

在往復(fù)式壓縮機(jī)活塞桿設(shè)計(jì)好并完全應(yīng)用之后，工作人員也不可以懈怠，必須要進(jìn)行后期維護(hù)工作。而且在后期維護(hù)的過程中，不能僅僅因?yàn)檎w運(yùn)行是最重要的，就忽視了對活塞桿的后期維護(hù)工作。相關(guān)部門一定要注意向工作人員傳導(dǎo)兩個(gè)都要進(jìn)行維護(hù)的意識，培養(yǎng)工作人員在進(jìn)行后期維護(hù)時(shí)的習(xí)慣，讓他們按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行維護(hù)。工作人員應(yīng)及時(shí)地了解到自己所負(fù)責(zé)的設(shè)備的運(yùn)行狀況，做好自己的本職工作，保證活塞桿的運(yùn)行質(zhì)量。另一方面，企業(yè)也要加大對往復(fù)式壓縮機(jī)活塞桿的重視力度。不能只顧眼前這些蠅頭小利，要有著長遠(yuǎn)的目光，如果活塞桿的設(shè)計(jì)安裝的不好，一旦發(fā)生造成事故，損失的收入將會是設(shè)備維護(hù)費(fèi)的幾十倍甚至于幾百倍。

4 結(jié)語

往復(fù)式壓縮機(jī)活塞桿失效的原因主要由活塞桿質(zhì)量差、活塞桿填料處發(fā)熱或漏氣、活塞桿斷裂組成，掌握其相應(yīng)的解決辦法，減少不必要的損失。往復(fù)式壓縮機(jī)在化工行業(yè)的應(yīng)用極其廣泛，它給工業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)工業(yè)的發(fā)展。我們應(yīng)在不斷的探索中不斷地改進(jìn)和發(fā)現(xiàn)更多的解決措施，進(jìn)行不斷的總結(jié)，為今后的化工生產(chǎn)提出更多更好的方案。