炼油厂维修钳工培训讲义下.docx

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炼油厂维修钳工培训讲义下

第四章  活塞式压缩机      第一节压缩机的分类与型号

一.概述

压缩机是给气体介质提供能量的机器,在炼厂中应用广泛,离心式压缩机的工作原理同离心泵类似。

在我厂目前还没有离心式压缩机,我们不在这里讨论。

活塞式压缩机在我厂催化车间、污水处理站、空压站等处都有应用。

二.压缩机分类

1.按排气压力分鼓风机、低压、中压、高压压缩机。

2.按排气量可分:

微型、小型、中型、大型。

  3.按级数可分:

单级、多级。

  4.按气缺排列方式分:

立式角式、卧式、对称平衡式。

三.压缩机型号

  4L--44/2

  ││  ││        

  ││  ││        

  ││  │└─排气压力 

  ││  └──排气量    

  │└────机型代号  

  └─────第四种基本产品

  2D3.5--15/13

  │││  ││

  │││  │└─排气压力kg/cm

  │││  └──排气量m3/min

  ││└─────活塞力

  │└──────机型代号

  └───────列数

      第二节活塞式压缩机的基本结构

          （4L44型为例）

一.传动机构的基本结构:

  传动机构主要包括曲轴、连杆、十字头销、十字头、曲轴瓦等。

1.曲轴:

曲轴系球墨铸铁制成,有一个曲拐,其轴伸有1:

10的锥度以能方便地装卸皮带轮,其后端插有传动油泵的小轴,并经过小轴上的蜗杆与蜗轮配合,传动注塞式油泵。

2.连杆:

连杆也系球墨铸铁铸成,杆身为工字形,内部有贯穿大小头的话油孔,连杆大头为分开式,嵌有挂巴氏合金的钢背瓦片,并用连杆螺栓夹于曲柄销上。

小头轴衬为一整圆铜套,穿过十字头销与十字头相连。

  3.十字头:

十字头系灰铁铸成,为整体封闭式,沿纵向以螺纹与活塞相连,垂直于纵向有1:

10的锥孔,紧装十字头销。

十字头销表面高频淬火,以增强其抗磨性。

二.工作部件基本结构:

  工作部件主要包括气缸、吸排气阀、活塞组件（包括活塞螺帽、活塞杆、活塞环、密封填料等）。

1.气缸的机本结构:

    气缸由缸体、缸盖、缸座三部分铸件组成,汽缸壁外有水套,三个铸件的水套,三个铸件的水套都是贯通的。

水套壁将吸气阀和排气阀的气路隔开,使外部形成吸气阀和排气阀两腔。

缸盖用螺栓与缸体相连,缸体与缸座以12个螺栓相连,其中4个螺栓只能从阀孔中装拆。

整个气缸连接于机身法兰上。

2.气阀的基本结构:

    气阀是压缩机中最重要的部件，并且是易损坏，不论何种气阀，都有四个部分组成。

（1）阀座：

它是具有由阀片覆盖的气体通道，能与阀片一起闭锁进排气。

（2）阀片：

是闭气阀通道的元件

（3）弹簧：

配合气流推力以控制气阀的启闭运动

（4）升程限制器：

限制阀片的升起高度，兼作弹簧的支撑座

    阀座与升程限制器靠连接螺栓连成一体,其中的间隙保证了阀片的升起高度。

吸气阀和排气阀的结构和尺寸是一样的,内部易损件可互换。

3.活塞组件:

（1）活塞:

常见的有筒形、盘形等。

一般用铸铁铸造,顶部与气缸组成封闭容积,与气缸壁接的环部开有几道环形槽,安装活塞环,中心安装活塞杆,通过活塞杆与十字头相连,在气缸中往复动作。

4L44型压缩机的活塞系灰口铸铁制成,结构为中空的整体圆盘,以1:

10的锥孔与活塞杆相连。

（2）活塞环:

典型活塞环是一个具有弹力的开口环,在自由状态下间隙为A',装入气缸后被迫合拢成圆状,仅在切口处留有热膨胀间隙G。

活塞环的截面形状一般为矩形。

    4L44型压缩机的活塞环用高级铸铁制成,有稳定的弹力,活塞接口处为45°的斜切口。

一个活塞上有两个以上活塞环时,其切口位置应错开至少90°。

（3）活塞杆及其密封:

A.活塞杆一头同活塞相连,在气缸内部,另一头同十字头相连在气缸外面,作往复运动。

活塞杆上必须要有密封,以保证缸内高压气体不随活塞杆外泄。

通常,气缸与活塞杆之间的间隙用填料函密封,其主要有密封元件（平面密封圈）和刮油环组成。

    4L44型压缩机的活塞杆为中碳钢制成,杆身经高频淬火,以增强填料密封的耐磨性;活塞杆下部螺纹较长,以便装配时调节活塞杆内外下死点相对于气缸的位置。

装配后外死点间间隙2～3毫米,内死点间隙1.2～2.2毫米。

调整间隙后以十字头顶部螺帽锁紧。

B.常见密封填料由平面密封圈和刮油圈组成。

平面密封圈的作用是阻止气缸内的气体向外泄漏,一般为三、六瓣密封圈,三瓣安装在高压侧,起辅助密封作用,六瓣安装在低压侧,起主要密封作用。

密封圈和刮油圈都有弹簧圈紧,使其内圆柱面紧密地贴合在活塞杆上。

C.刮油环的作用是防止附着在活塞杆上的润滑油被带出曲轴箱或进入气缸,增加润滑油的消耗量。

    本机采用金属填料,密封圈和刮油环全部为粉沫冶金材料制成,其端面均经过研磨。

利用密封圈和刮油圈的正确安装达到密封及刮油的作用。

三.机身的基本结构:

  机身是机器的主体,本机机身用灰口铸铁制成,外形为正置的直角形,在垂直和水平颈部,分别铸有立缸和卧缸的十字头滑道。

颈部端面以法兰与气缸相连。

机身两侧壁上安有曲轴轴承。

前轴承有轴承座,取去轴承座可方便地装拆曲轴。

后盖上设有油泵传动机构,并联有油泵、注油器、过滤器等附件。

机身底部用地脚螺栓与基础固结。

所有检查孔盖均垫以软垫,使机体密封,以防灰尘进入。

在立列机身的颈部有通气孔,用小管连于立列缸减荷阀,以防当填料箱不严密时,机身内产生过高的压力。

三.润滑、冷却、调节系统基本结构:

。

  1.润滑系统:

（1）本机的润滑系统有两部分组成,都置于机身后盖上。

一部分是曲柄、连杆、十字头等部件的润滑系统:

油泵自曲轴箱经过粗滤器吸油,经泵增压、过滤后，干净的压力油经过油冷却器冷却,再由曲轴后端进入曲轴销,润滑连杆大头;部分润滑油经连杆体内油孔至连杆小头,再经十字头销、十字头体润滑往复运动的摩擦面。

使用过的润滑油经过润滑部分飞溅后,回到曲轴箱内。

    曲轴的轴承靠飞溅的油雾润滑。

    另一部分为注油器的柱塞泵向气缸注油。

每一气缸上有一注油点,注油嘴处有防止缸内反压力冲击的逆止阀。

（2）注油器:

注油器由两套单独的元件组成,分别向立缸和卧缸注油,每一元件有一柱塞起吸排油作用,油柱塞把油经滴油弯管吸入视油镜。

视油镜用来观察柱塞泵是否工作。

柱塞泵再将油压送到气缸。

每一个元件的油柱塞由统一的偏心轴传动。

转动调节螺钉能使油量调节杆上下移动,并因此改变油柱塞的行程,调节油量的大小。

调节螺钉顺时针方向转动使油量减少;反时针方向转动使油量增大。

注油器另一端有手动注油轮,以便起动时向油缸注油。

注油量应不少于6～8滴/分钟,当看到油位表油面低于下刻度线时,应立即从加油口加入新鲜润滑油。

（4）油泵:

采用齿轮式,由一对齿轮组成。

主动齿轮轴直接和曲轴未端相连。

油泵自曲轴箱吸入滑油,滑油经过油滤器过滤后送到各润滑点。

为使油压保持1.5～2.5公斤/厘米2,可调节回油阀的调节螺钉。

3.冷却系统:

本机的冷却系统非常简单,冷却水先进卧缸,然后进立缸,冷却后排出,不使各受热部件因高温然而损坏。

4.调节系统:

（1）气量调节机构:

本机的气量调节机构是吸气阀处装有减荷阀,当网路压力高于额定值时,集气罐上压力调节器打开,压缩空气进入减荷阀的气缸,使吸气管蝶阀关闭,机器进入空载运行。

减荷阀气门的关闭是靠阀板、阀板轴以及和减荷阀活塞机构相连的齿轮齿条来实现。

下部手轮用来手动开关减荷阀用,压缩空气经过压力调节器控制的气门,通入减荷阀气缸,使减荷阀活塞自动关闭。

（2）安全保证机构:

为了保证机器不致过载运行,在集气罐上设有安全阀,保证在非常情况下机器的机器不超压。

      第三节.活塞式压缩机及其零部件的工作原理

一.活塞式压缩机的工作原理

压缩机工作时，其电动机带动曲轴旋转，通过曲柄连杆机构将旋转运动变成十字头的往复运动。

十字头带动活塞杆，使活塞随之作往复运动。

活塞每往复一次，活塞式压缩机就完成一次包括膨胀、吸入、压缩、排气四个过程的工作循环。

电机不断旋转，这些循环不断地重复，从而不断吸入、排出并压缩气体。

二.气阀的工作原理

1.进气、排气阀的区分:

吸气阀和排气阀的组成基本相似,只有排气阀的阀座位于近气缸侧,弹簧和升程限制器位于远气缸侧,进气阀同排气阀刚好相反。

2.进排气阀的工作原理:

 吸气阀:

活塞退出时,气缸容积增大,缸中压力下降,当缸中压力低于缸外（管线中）时,气流将顶开阀片流入缸中,阀片则紧贴于升程限制器。

由于弹簧的存在,缓和了阀片对升程气的冲击,另一方面,当缸中气体因受活塞压缩而压力升高,致使吸气阀关闭时,弹簧起着推动阀片及时落到阀座上的作用。

排气阀:

原理相同。

三.活塞环的工作原理:

活塞环由于本身具有弹性,安装在气缸中产生对缸壁的预紧力。

压缩机工作时,活塞环在高压气体作用下将活塞环撑开压紧在气缸壁上,同时,高压气体还将活塞环端面压紧在活塞槽上。

这样,使高压气体既不能从气缸壁又不能从活塞槽泄漏,这就是密封原理,而活塞环弹力起辅助作用.如果活塞环材料本身的弹性较差,就需要加辅助弹力环,以保证初弹力的要求,我厂气压机密封环材质为填充聚四氟乙烯环,其内部就撑有弹力环。

四.活塞杆密封圈的工作原理:

   常见平面密封圈为三六瓣密封圈,三瓣安装在高压侧,起辅助密封作用,六瓣安装在低压侧,起主要密封作用。

密封圈有弹簧圈紧,使其内圆柱面紧密地贴合在活塞杆上。

缸内高压气体沿三瓣环与活塞杆的径向间隙,从三瓣的切口处漏入填料盒内,在盒内形成较高压力,使三六瓣密封圈包紧活塞杆,由于六瓣环的径向切口被三瓣的扇形块盖住,在轴向又被三瓣环挡住,使盒内的压力气体不容易从六瓣环处向外泄漏。

      第四节活塞式压缩机的维修

一.气缸的检修

1.气缸镜面如有轻微拉痕时,可用半圆形油石沿圆弧方向进行研磨,直到以手触接无明显感觉为合格。

如拉痕较深时,可用铜、银、巴氏合金熔焊该处再研磨。

如果拉痕深达0.5毫米,须进行镗缸修理。

2.气缸镜面磨损超过表4--  所列值时,应进行镗缸或更换缸套。

    表    气缸镜面允许的最大磨损量

────┬──────┬───────┐

      │最大磨损  │          │

气缸直径├──┬───┤镗缸的最大偏差│

      │锥度│椭圆度│          │

────┼──┼───┼───────┤

<=100  │.10│.25  │  +-.03    │

101-150│.15│.30  │  +-.03    │

151-200│.20│.35  │  +-.04    │

201-250│.25│.40  │  +-.04    │

251-300│.30│.45  │  +-.05    │

301-350│.35│.50  │  +-.05    │

351-400│.40│.55  │  +-.06    │

401-450│.45│.60  │  +-.06    │

451-500│.50│.65  │  +-.07    │

501-550│.55│.70  │  +-.07    │

551-600│.60│.75  │  +-.08    │

────┴──┴───┴───────┘

镗缸时应注意:

（1）.镗去尺寸后,气缸直径增大不得超过原尺寸的2%,缸壁减薄不得超过原尺寸的1/12,活塞力增大不得超过原设计值的10%。

（2）.镗去尺寸在直径上未超过2MM时（2MM一级/每次）,仍可用原活塞和活塞环,否则需重新配制。

（3）.带级差活塞的串联气缸,各气缸镗去尺寸应一致。

（4）.镗去尺寸超过10-25毫米时,应镶缸套。

3.气缸表面裂纹的检查:

（1）.用10倍左右的显粗步检查;

（2）.用硝酸（20%-30%）酒精侵蚀,有裂纹的地方会出现黑色纹理。

4.裂纹的修补方法有缀缝修补,补锭修补和冷焊修补等。

二.气阀的检修

1.阀片应平整。

如有麻面或凹凸不平,应将阀片置于阀座上（或阀盖上）涂以研磨剂进行对研。

2.阀片的翘曲度不应过大。

3.阀片与阀座应严密结合,用涂色法检查时需有一整圈的接触;或用煤油灌入阀内作气密性检查,在5分钟内不连续的滴漏值不得超过下表数值:

        阀片渗漏允许值表

──────┬──┬──┬───┬───┬──┬────  

气阀阀片圈数│1  │2  │3  │4  │5  │6      

──────┼──┼──┼───┼───┼──┼─────

        │<=10│<=28│<=40  │<=64  │<=94│<=130  

──────┴──┴──┴───┴───┴──┴─────

4.在同一阀片上阀弹簧的直径.自由长度应一致,保正弹力均匀。

并无卡住歪斜。

弹簧不和格应更换。

三。

活塞环的检修

１。

活塞环放入气缸中，其对口间隙和活塞环在活塞槽中的侧间隙如超过下表规定的最大磨损值时，则应更换。

          活塞环的磨损允许值表

────┬───────┬─────────

      │  安装间隙  │  允许最大磨损  

汽缸直径├──┬────┼──┬──────

      │对口│侧间隙│对口│侧间隙    

────┼──┼────┼──┼──────

<=100  │0.4│.03-.05│2.5│0.15

────┼──┼────┼──┼──────

101-125│0.5│.04-.06│2.5│0.15

────┼──┼────┼──┼──────

126-150│0.6│.04-.06│3.0│0.15      

────┼──┼────┼──┼──────

151-200│0.8│.05-.07│3.5│0.15      

────┼──┼────┼──┼──────

201-250│1.0│.05-.07│4.0│0.20      

────┼──┼────┼──┼──────

251-300│1.2│.06-.09│4.5│0.20      

────┼──┼────┼──┼──────

301-350│1.4│.06-.09│5.0│0.20      

────┼──┼────┼──┼──────

351-400│1.6│.07-.10│5.5│0.20      

────┼──┼────┼──┼──────

401-450│1.8│.07-.10│6.0│0.20      

────┼──┼────┼──┼──────

451-500│2.0│.09-.12│6.5│0.20      

────┼──┼────┼──┼──────

501-550│2.2│.09-.12│7.0│0.20      

────┼──┼────┼──┼──────

551-600│2.4│.09-.12│7.5│0.25      

────┴──┴────┴──┴──────

2.活塞环放在专用环规中检查,外圆与环规间隙不应超过下表值

          活塞环外环与环规间隙

────┬────┬─────┬──────

外  径│  <250  │250-500  │  >500    

────┼────┼─────┼──────

间  隙│  .03  │  .05    │  .08    

────┴────┴─────┴──────

3.活塞环翘曲度应合格。

4.活塞环的弹性.硬度应合格。

5.活塞环的安装最好用工具,不能用手拉,否则易使活塞环断裂。

四.填料的检修

1.材料的选用:

（1）.平面密封圈和刮油圈用灰口铸铁,特殊情况时可用合金铸铁、青铜活镶轴承合金。

（2）.锥形密封圈选用锡青铜（用于P>300公斤/厘米^2）或锡锑铜合金（用于P<=300公斤/厘米^2）当压力较高时可采用高铅青铜。

2.安装

（1）.安装位置:

对三六瓣密封圈,三瓣环安装在高压侧、即靠缸侧,六瓣环安装在低压侧、即靠十字头侧,并将开口错开用圆柱销定位。

每组密封圈都应有表志,组装时应将标志对齐。

（2）填料的研磨:

密封圈的研磨应在活塞杆或假轴上用铅丹油对研,然后刮削。

要求接触均匀,接触面达70%,用涂色法检查,每平方厘米不少于4-5个斑点,严禁用金刚砂磨削,因密封圈较软,如钳入金刚砂,会加剧磨损。

（3）.间隙要求见下表

          密封环间隙值

──────────────┬───────────────

  密封圈开口        │      2--4

──────┬───────┼───────────────

        │金    属  │0.05-0.10最大不超过0.25    

轴向间隙├───────┼───────────────

        │工程塑料  │        0.20-0.25

──────┴───────┴───────────────

（4）.活塞杆与压盖（格兰）间隙不能过大。

（5）.应仔细检查冷却水通路,尤其工程塑料制成的密封圈,冷却水畅通是密封的基本条件。

五.活塞杆的检修

1.活塞杆不得有裂纹及其它缺陷,可用磁力或超声波进行探伤。

2.活塞杆最大弯曲值不得超过0.10毫米/米。

3.活塞杆与密封圈接触处硬度应合适。

4.活塞杆最大磨损量不得超过下表值

            活塞杆最大磨损量

─────┬───────┬────────────┐

      │安装允许偏差  │      最大磨损      │

活塞杆直径├───┬───┼───┬───┬────┤

      │圆锥度│椭圆度│圆锥度│椭圆度│直径缩小│

─────┼───┼───┼───┼───┼────┤

  50-80  │0.03│0.03  │0.1  │0.1  │.55-.65│

─────┼───┼───┼───┼───┼────┤

  81-120  │0.04  │0.04  │0.15  │0.15  │.65-1.00│

─────┴───┴───┴───┴───┴────┘

5.修复方法:

常用度铬法,不但可以恢复原尺寸,还可以提高硬度,增强耐磨性。

六.活塞的检修

1.活塞表面与活塞槽内应光滑,无砂眼,裂纹。

2.活塞与气缸间隙及磨损值超过下表值时应更换。

        活塞与气缸间隙及磨损值

──────┬──┬────────────────┐

        │安装│    容许最大磨损      │

        │  ├───────┬───┬────┤

气缸内径│  │间      隙│    │      │

        │间隙├──┬────┤椭圆度│  锥度  │

        │  │卧式│立式  │    │      │

──────┼──应有足够的硬度。

2.十字头销磨损超过下表值时,应予更换。

          十字头销允许磨损量

───┬───────┬───────┬───────────

销径  │直径最大磨损│允许椭圆度锥度│最大磨损之椭圆度.锥度

───┼───────┼───────┼───────────

70  │    0.5    │    0.02  │      0.08  

───┼───────┼───────┼───────────

70-180│    0.5    │    0.03  │      0.10  

───┴───────┴───────┴───────────

3.锥形十字头销,锥面与十字头孔应对研配合,其接触面积应在90%以上。

4.十字头销和轴瓦间隙为0.03-0.06毫米。

（二）.十字头体:

1.十字头滑板与滑道间隙如超过下表值,应进行调整或处理,刮研至均匀接触,涂色法试验每平方厘米不少于两点。

        十字头滑板与滑道间隙      单位:

毫米

───────┬──────┬─────┬──────

  十字头直径  │安装间隙  │十字头直径│  安装间隙

───────┼──────┼─────┼──────

  50-80    │0.09-0.20  │181-260  │┼───┼────┤

501-550  │0.53│5.00│  4.00  │0.8  │  0.8  │

──────┼──┼──┼────┼───┼────┤

551-600  │0.58│5.50│  4.40│0.9  │  0.9  │

──────┴──┴──┴────┴───┴────┘

3.新换活塞应符合下列要求:

活塞中心必须与活塞杆中心重合,一般不超过0.04毫米;活塞应垂直于活塞杆中心线,允许偏差在100毫米上为0.02毫米。

活塞孔与活塞杆应紧密结合。

4.活塞支承面上的合金如有脱落应重新修补。

七.十字头的检修

（一）.十字头销:

1.十字头销表面应无擦伤.裂纹。

应有足够的硬度。

2.十字头销磨损超过下表值时,应予更换。

          十字头销允许磨损量

───┬───────┬───────┬───────────

销径  │直径最大磨损│允许椭圆度锥度│最大磨损之椭圆度.锥度

───┼───────┼───────┼───────────

70  │    0.5    │    0.02  │      0.08  

───┼───────┼───────┼───────────

70-180│    0.5    │    0.03  │      0.10  

───┴───────┴───────┴───────────

3.锥形十字头销,锥面与十字头孔应对研配合,其接触面积应在90%以上。

4.十字头销和轴瓦间隙为0.03-0.06毫米。

（二）.十字头体:

1.十字头滑板与滑道间隙如超过下表值,应进行调整或处理,刮研至均匀接触,涂色法试验每平方厘米不少于两点。

        十字头滑板与滑道间隙      单位:

毫米

───────┬──────┬─────┬──────

  十字头直径  │安装间