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往復(fù)式壓縮機(jī)連桿小頭襯套燒研原因

來源:上海茂碩機(jī)械設(shè)備有限公司   2023年05月15日 11:09  
1、設(shè)計(jì)原因,反向角小于設(shè)計(jì)要求;


2、設(shè)計(jì)原因,連桿和十字頭銷設(shè)計(jì)存在缺陷,十字頭銷處潤滑油回油不暢,摩擦熱積聚溫度持續(xù)升高,進(jìn)而造成嚴(yán)重磨損和燒粘;
3、安裝原因,十字頭銷與連桿小頭襯套徑向間隙低于設(shè)計(jì)值*;
4、連桿體發(fā)生變形,襯套受力不均;
5、卸荷器管線接錯(cuò)位置或故障,導(dǎo)致軸側(cè)氣閥不做功,蓋側(cè)氣閥工作,進(jìn)而造成反向角低于設(shè)計(jì)值;
6、潤滑油壓力低,油質(zhì)不合格,潤滑不充分;
7、一級(jí)軸側(cè)(吸)氣閥或末級(jí)蓋側(cè)(排)氣閥故障漏氣,導(dǎo)致反向角低于設(shè)計(jì)值;
8、對(duì)于采用無級(jí)氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的壓縮機(jī),長時(shí)間在低負(fù)荷工況運(yùn)行;
9、壓縮機(jī)氣缸余隙增大,雖使機(jī)組負(fù)荷降低,但使無反向傾向增加。
注:小頭襯套材料多采用銅合金。當(dāng)用鋼軸瓦澆鑄巴氏合金作小頭襯套時(shí)。此時(shí)襯套與十字頭銷的間隙可取
A=0.0017~0.0012d(毫米)
d---十字頭銷或活塞銷直徑(毫米)
本文重點(diǎn)介紹因反向角原因?qū)е逻B桿小頭襯套燒研


壓縮機(jī)圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),活塞桿及傳動(dòng)部件會(huì)承受周期性的拉力和推力。在此壓力或推力的作用下,促使十字頭銷壓緊在十字頭襯套的單側(cè)。單側(cè)壓緊時(shí)另一側(cè)會(huì)出現(xiàn)間隙,潤滑油流入另一側(cè)間隙時(shí)可以起到冷卻和潤滑的作用。當(dāng)壓縮機(jī)處于某種運(yùn)行狀態(tài)時(shí),十字頭銷僅壓緊在十字頭襯套的單側(cè),則始終無法在十字頭襯套的單側(cè)” 形成間隙,此時(shí)潤滑油無法流入得不到有效的冷卻和潤滑進(jìn)而導(dǎo)致燒瓦。因此十字頭銷 (連帶活塞桿的受力方向必須保持改變,并可以持續(xù)一段時(shí)間,在此時(shí)間內(nèi)十字頭銷孔襯套的兩側(cè)可流入潤滑油進(jìn)行冷卻和潤滑。

由于工作過程中連桿與十字頭銷僅做相對(duì)擺動(dòng),如果總氣體力與總往復(fù)慣性力疊加后的十字頭銷載荷“F”長時(shí)間或始終使十字頭銷壓緊某一側(cè),將造成十字頭銷反向角 (*) 過小甚至為零,潤滑油無法進(jìn)入被壓緊的一面,尤其是十字頭銷被壓向曲軸側(cè),將導(dǎo)致冷卻和潤滑十字頭銷的潤滑油供油嚴(yán)重不足,摩擦溫度急劇升高,當(dāng)局部溫度超過潤滑油閃點(diǎn) (≥215 ℃) 降引起襯套內(nèi)潤滑油劇烈碳化或閃爆。雖然錫青銅的熔點(diǎn)> 900 ℃,但其中錫的熔點(diǎn)約為 232 ℃ ,積聚的高溫極易使銅合金襯套軟化變形與十字頭銷咬合燒研到一起。


注:反向角的定義是指曲軸旋轉(zhuǎn)一周時(shí),十字頭銷反向負(fù)荷持續(xù)時(shí)間內(nèi)曲柄轉(zhuǎn)過的角度。


壓縮機(jī)正常運(yùn)行時(shí)通常不會(huì)出現(xiàn)反向角過小的情況,一般只有當(dāng)蓋側(cè)排氣閥或軸側(cè)吸氣閥失效時(shí)、容易出現(xiàn)此種情況。反向角的大小是壓縮機(jī)設(shè)計(jì)中必須重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象,如果反向角過小,十字頭、十字頭銷及連桿小頭瓦會(huì)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生高溫并燒損。

API618 對(duì)反向載荷的要求:對(duì)所有規(guī)定的運(yùn)行負(fù)荷檔次和卸荷條件,在曲軸轉(zhuǎn)一整周期間,平行于活塞桿的綜合活塞桿負(fù)荷的分量應(yīng)在一字頭銷和襯套之間反向。為了維持適當(dāng)?shù)臐櫥摲聪虻某掷m(xù)時(shí)間和幅度應(yīng)當(dāng)與十字頭襯套的油分配設(shè)計(jì)一致。有襯套的設(shè)計(jì) (如有槽襯套具有經(jīng)證實(shí)的可靠性,在 3% 幅度活塞桿反向只有 15 度。簡單的襯套設(shè)計(jì) (無槽可能要求最小 45 度的活塞桿反向和 20%的幅度。API618 除了規(guī)定反向角的大小,還規(guī)定了反向負(fù)荷的幅度,以防止假反向。通常為了提升了大型機(jī)組的安全性和可靠性,新機(jī)組設(shè)計(jì)時(shí)都確保十字頭銷載荷反作用持續(xù)時(shí)間應(yīng)不小于曲柄角 6070°,而且其反向負(fù)荷的綜合峰值應(yīng)至少為相反方向?qū)嶋H負(fù)荷的 20% 以上。對(duì)于多工況或變工況的壓縮機(jī),用戶一定要將工藝需要的參數(shù)提供給壓縮機(jī)廠復(fù)算每一種工況下反向角的大小。


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