往復式壓縮機活塞桿失效問題的處理對策

薛成寶

沈陽申元氣體壓縮機有限責任公司 遼寧沈陽 110000

1 往復式壓縮機簡述

壓縮機是在化工生產中用來輸送氣體和提高氣體壓力的機器，它們往往作用于壓縮原料氣或是中間過程的介質氣體，來達到制備目的。工藝上往往會使用容積式或速度型這兩種類型的壓縮機，它們都有其各自的優缺點。速度型壓縮機主要靠葉輪的高速運轉，得到極大的動能，從而將動能轉化為勢能的過程。容積式壓縮機往往是靠活塞在壓縮機缸體內做往復運動，壓縮氣體容積從而達到提高壓力的目的。往復式壓縮機便是屬于容積式壓縮機。根據其作往復運動的構件分為活塞式和隔膜式壓縮機，往復式壓縮機主要有四個具體的工作流程，分別是：膨脹、吸入、壓縮和排氣。其主要工作原理為曲軸帶動連桿，連桿帶動活塞，活塞做往復運動。活塞運動使氣缸內氣體介質的容積發生變化，當活塞往復運動的時候，汽缸容積增大，進氣閥打開，排氣閥關閉，氣體被吸進來，完成進氣過程；當活塞往復運動的時候，氣缸容積減小，出氣閥打開，進氣閥關閉，完成排氣過程。通常活塞上有活塞環來密封氣缸和活塞之間的間隙[1]。

2 往復式壓縮機活塞桿失效的主要原因

隨著我國科學技術和經濟的不斷發展，化工產業不斷興起，往復式壓縮機也發展的越來越好。但是往復式壓縮機活塞桿失效也成為了影響往復式壓縮機機械效率的重要原因。故此，對往復式壓縮機活塞桿失效的幾個原因進行分析。

2.1 活塞桿斷裂

活塞桿斷裂，這是活塞桿最常見的，也是最危險的失效形式。主要引起原因是往復式壓縮機的活塞需要頻繁的往復運動，活塞不斷地轉化動能和勢能，導致活塞桿受到壓力彎曲，和十字頭聯接的螺紋部位受力加在一起。其應力值與活塞桿所受循環應力最大值疊加，如超過活塞桿所能承受的壓力，那么活塞桿將發生斷裂。另外往復式壓縮機的其他部位，如十字頭、氣缸、活塞等部件安裝數據未達到檢修規程要求，或長期使用磨損使各部間隙過大及聯接螺栓松動，都會造成十字頭等部件振動過大，使活塞桿承受附加外力作用，也可導致活塞桿產生裂紋斷裂[2]。

2.2 活塞桿填料處發熱或漏氣

首先，活塞桿處經常需要反復運動來進行調節壓力，在這個過程中，潤滑油會因為使用的過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，裝配時產生偏斜。活塞桿的細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定的標準去嚴格完成要求，這就導致了活塞桿與填料配合間隙不協調，動能減小，勢能也回因此減小，從而大大降低了化工生產的效率。

2.3 活塞桿質量制造差

活塞桿是用作活塞做功的一部份，由于往復式壓縮機中經常使用它，因此工業上對技術規格要求極高。它的加工質量的好壞直接影響到了往復式壓縮機的整體性能。活塞桿的相對粗糙度、長度、直徑等要素直接影響了整個產品的實用性和可靠性。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格更加廉價的加工材料或是不按照圖紙進行嚴格加工，這在一定程度上則會導致活塞桿的質量問題。例如，螺紋在車制加工過程中，由于車間工人沒有相應的知識儲備，經驗不足或失誤，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，使該處受拉的應力集中系數及受彎曲的應力集中系統數明顯加大，使活塞桿在交變載荷作用下產生微小裂紋，并不斷擴展，最終斷裂。此外，活塞桿有時會在外表皮上表面鍍鉻、鎳等金屬，這會導致在運行過程中通過活塞桿的不斷運行，不斷摩擦，會產生疲勞裂紋，致使活塞桿失效[3]。

3 往復式壓縮機活塞桿失效問題的解決措施

3.1 選擇質量較好的活塞桿

嚴守質量關是解決往復式壓縮機活塞桿失效的根本途徑。首先，企業要合理規劃圖紙，嚴格按照國家標準進行合理規劃，要選擇專業的人士進行圖紙規劃，不能為了節約資源就草草了事。其次，要選擇有經驗、且具有一定知識儲備能力的車間技術人才來進行活塞桿的制備工作，一定能要注意細長軸加工這一難點問題，員工不可存在懈怠偷懶等問題，一定要嚴把質量關。最后，要選擇有保障、有信譽的企業進行制造。因為往復式壓縮機是化工生產行業的關鍵機器，且化工行業具有一定的危險性，它關系到無數的生命，關系到整個社會的和諧發展。

3.2 定期檢查與維修

在往復式壓縮機活塞桿設計好并完全應用之后，工作人員也不可以懈怠，必須要進行后期維護工作。而且在后期維護的過程中，不能僅僅因為整體運行是最重要的，就忽視了對活塞桿的后期維護工作。相關部門一定要注意向工作人員傳導兩個都要進行維護的意識，培養工作人員在進行后期維護時的習慣，讓他們按照標準規定進行維護。工作人員應及時地了解到自己所負責的設備的運行狀況，做好自己的本職工作，保證活塞桿的運行質量。另一方面，企業也要加大對往復式壓縮機活塞桿的重視力度。不能只顧眼前這些蠅頭小利，要有著長遠的目光，如果活塞桿的設計安裝的不好，一旦發生造成事故，損失的收入將會是設備維護費的幾十倍甚至于幾百倍。

4 結語

往復式壓縮機活塞桿失效的原因主要由活塞桿質量差、活塞桿填料處發熱或漏氣、活塞桿斷裂組成，掌握其相應的解決辦法，減少不必要的損失。往復式壓縮機在化工行業的應用極其廣泛，它給工業生產帶來巨大的經濟效益，推動工業的發展。我們應在不斷的探索中不斷地改進和發現更多的解決措施，進行不斷的總結，為今后的化工生產提出更多更好的方案。