活塞压缩机介绍与维修ppt课件

1 往复式缩机维护维修技术探讨 2 一 往复活塞压缩机分类 3 压缩机型号释义 4 活塞式压缩机分类方式 按排气压力分 Mpa 按排气量分 m3 min 5 按压缩级数分 单级 双级 多级按气缸容积的利用方式分 单作用 双作用 级差式按气缸在空间的布置分 立式 Z 卧式 P 对称平衡型 H M D 对置式 DZ 角式度 L W V X型按冷却方式分 风冷式 水冷式按安装方式分 固定式 移动式 6 7 二 工作原理 压缩机工作时 电动机通过联轴器带动曲轴旋转 再通过曲柄连杆机构将曲轴的旋转运动变成十字头的往复直线运动 十字头带动活塞杆 使活塞在气缸内作往复运动 曲轴旋转一周 活塞在气缸内往复一次 压缩机完成一次工作循环 一个工作循环有膨胀 吸气 压缩 排气四个过程 电机带动曲轴不断旋转 工作循环不断重复 从而不断吸人并压缩排出气体 如果活塞一个面作为工作面完成工作循环而轴侧通大气的称为单作用气缸 如果活塞两面均为工作面 气缸盖侧与轴侧均为工作容积 这样的气缸称为双作用气缸 8 1 基本组成包括两大部分 主机和辅机 主机包括机身 中体 传动部件 气缸组件 气阀 密封组件以及驱动机 辅机包括润滑系统 冷却系统 缓冲 分离以及气路系统等 三 压缩机主要组成 传动机构 传动机构是将电动机传来的动力传给活塞 并将电动机的旋转运动变为往复运动 主要零部件有曲轴 连杆 十字头等 工作部件 工作部件是形成工作腔以吸 排气体 给气体传递能量的部件 包括气缸组件 吸排气阀组件 活塞组件及填料组件机体 机体是一个支持部件 由它来支撑曲轴 十字头和气缸 使压缩机成为一个整体 润滑系统 机器中相对运动的零部件及其传动机构都需要润滑 如曲轴的主轴颈与轴承 曲柄销与连杆大头瓦 十字头销与连杆小头瓦 十字头滑板与十字头滑道之间等部位 润滑用油一般用轴头齿轮泵或单独的齿轮泵由机体油箱通过一定的油路送往各润滑部位 冷却系统 活塞式压缩机的冷却系统由冷却气体的中间冷却器和后冷却器 气缸和填料的冷却水套 油冷却器及其它附件组成 气量调节系统 压缩机中气体流量通过一段排气的近路阀门调节 压力的变化是生产过程中气量供求关系的反映 所以压缩机中有各种调节机构 当压力超过允许值时各级安全阀跳开排放 确保安全 活塞式压缩机的零部件很多 现对气缸 活塞 气阀 填料 曲轴 连杆和十字头等部件分别作简要介绍 1 气缸气缸是活塞式压缩机零部件中最复杂的一个 它承受气体压力 活塞在缸中作往复运动 气缸上要安装气阀和密封填料并对气缸进行冷却 本机气缸为双作用式 采用上进下排的结构形式 轴侧有填料室 与气缸做成一体 气阀布置在缸体的径向 气缸体材料为HT300 内镶干式缸套 缸套采用MTCrMoNi 450合金铸铁制成 铸铁中含有石墨是优良的固体润滑剂 内表面经研磨加工 形成活塞运动的镜面 气缸轴侧与中间接筒配接 气缸采用循环水冷却 四 主要零部件 2 活塞常见的有筒形活塞 盘 鼓 形活塞和级差活塞 中间活塞环主要起密封作用 还兼有布油润滑作用 铸铁铸造鼓形活塞 焊接钢制鼓形活塞 3 填料函气缸与活塞杆之间的间隙用填料密封 高压压缩机一般采用高压段一般使用节流环 保护 阻流环和密封环共同密封 径向间隙一般按照由内向外逐渐减小的装配原则 同时必须保证良好的润滑与冷却 特别是大杆径 100mm 更应注意良好的润滑与冷却 曲轴1 主轴颈 主轴颈装在主轴承中 它是曲轴支承在机体轴承座上的支点 每个曲轴至少有两个主轴颈 2 曲柄销 曲柄销装在连杆大头轴承中 由它带动连杆大头旋转 为曲轴和连杆的连接部分 3 曲柄 又叫曲臂 它是连接曲柄销与主轴颈或连接两个相邻曲柄销的部分 曲臂偏差量是衡量压缩机安装同心度的一个很关键指标 4 轴身 除以上部分的部分 下表是曲轴的磨损量 曲臂偏差指标 4 曲轴 5 连杆连杆是连接曲轴和十字头的部件 包括连杆体 大头和小头三部分 连杆大头与曲拐销配合 连杆小头与十字头销相配合 连杆螺栓是连杆组件中最重要的零件 它承受活塞力的作用和数倍于此预紧力作用 连杆本体内钻有贯穿连杆本体的油孔 从曲轴送来的压力润滑油一部分用于润滑十字头滑履和连杆的大 小头瓦 另一部分用于冷却活塞杆 大头瓦为薄壁瓦 装配方法和要求与主轴承基本相同 轴瓦与轴颈的间隙宜为轴颈的0 8 1 2 1000D 连杆小头孔内有一铜制衬套 衬套与连杆体为过盈配合 压入后不允许有松动现象 安装时内孔最好先修刮一下 使其与十字头销有一定的间隙 该间隙保持在0 5 0 8 1000D之间较为适宜 如经长期运转磨损或产生异常响声时 应及时更换 连杆螺栓使用注意事项 1 连续使用时间在25000000 n 转速 小时 2 连杆螺栓伸长量超过原始尺寸的1 1000 3 连续拆卸检修次数 3次年 6 十字头十字头由十字头体 滑板 十字头销等组成 是将曲轴的圆周运动转化为直线运动的中间载体 十字头部件 十字头部件为整体式结构 由十字头体 十字头销 防松齿块等组成 十字头用铸钢制造 滑履外圆铸有巴氏合金层 在十字头销 十字头磨擦表面上均设有油孔和油槽 以通油润滑滑道工作面 十字头滑履间隙调整垫片应该调节非工作面的调整垫片 十字头销的安装 柱销 主要控制好安装挡板的紧固螺栓的防松和防螺栓断裂措施 锥销在控制上述措施外还应在安装研磨时注意销与十字头内孔的接触情况 接触面 70 的应进行细致研磨 必须保证接触面积 十字头与活塞杆采用螺纹连接 在调整好止点间隙后 应拧紧活塞杆螺母 活塞杆螺母上制有一圈轮齿 活塞杆螺母拧紧后应用防松齿块压住防松 十字头两侧的圆孔内压有铜衬 铜衬与十字头为过盈配合 十字头销用20Cr钢制造 表面经渗碳淬火处理 有很好的耐磨性 a 螺纹 凸缘b 螺纹 螺母c 螺纹法兰d 凸缘 法兰e 螺纹 双螺母f 螺纹 法兰 嵌箍 7 活塞组件 7 1活塞杆 作用是连接活塞和十字头 传递作用于活塞上的力并带动活塞运动 与活塞的连接方式通常有螺纹连接 凸肩和卡箍连接 锥面连接 活塞杆和十字头连接方式有螺纹 法兰连接等 由于活塞杆承受交变载荷 应尽可能减少应力集中影响 连接螺纹采用细牙螺纹或尽量不使用螺纹连接 与十字头连接的螺纹以及紧固活塞的螺纹处是活塞杆的薄弱环节 如果由于设计上的疏忽 加工上的马虎以及运转上的原因断裂较常发生 若在保证设计 加工 材质上都控制较好没有问题 则在安装时其预紧力不得过大 否则会使最大作用力达到屈服极限时活塞杆会断裂 在长期运转后由于气缸磨损 对于卧式列中的活塞会下沉 从而使连接螺纹处产生附加载荷 在运转下去有可能会使活塞杆断裂 这一点在检修时必须特别注意 同时在检修或更换活塞杆后应细致检查测量活塞杆的冷态跳动量 垂直和水平 必须在安装规范范围内 这一项也是检查气缸与中体对接的同心度和活塞在气缸内安装后的周隙检查指标 7 2活塞环活塞环的工作表面不得有刻痕 擦伤 剥落 外圆柱面上应有一定的光洁度 曲度偏差不应大于0 02 0 04mm 环在槽中的标准下沉0 5 1 0mm 活塞环的弹力 间隙符合规定 此外还应检查活塞环的的漏光度 即将活塞环平放在气缸内 在活塞环下边放一个灯泡上面放一块遮光板 然后观察活塞环与气缸壁之间的漏光缝隙 由此可知活塞环与气缸壁的接触情况 在一般情况下用厚薄规 塞尺 测量活塞环的漏光缝隙不应超过0 03mm 连续漏光不大于3处每处长度不得超过25 活塞环应具有的功能 耐磨性 贮油性 硬度 耐性 强度 耐热性 弹性 其中尤以耐磨性和弹性最重要 本次由于要求设计无油或少油润滑 活塞环和支撑使用的主要材质是铜基聚四氟材料 4F 活塞部件在装入或取出气缸时 必须使用本机随机所带的专用工具中的活塞杆保护套 使用活塞杆保护套时应先检查保护套本身是否良好 以防止活塞杆螺纹或台阶将填料和刮油圈等元件划伤 损坏填料密封装置 影响检修质量和进度 活塞环密封 整体活塞环与剖分活塞环 8 气阀 阻力损失小 关闭及时 弹簧力大小 寿命长 工作可靠 阀片及弹簧 余隙容积小 组合阀小 噪音小 气阀是压缩机中的重要部件 并且是易损件 压缩机气阀是自动阀 其启闭由阀片两边的压力差与弹簧力实现 这种气阀结构简单 且能适应压缩机改变工况的要求 分为4个部分 阀座 阀片 弹簧 升程限制器 气阀开式聚四氟乙烯网状阀 由阀座 升程限制器 阀片 弹簧 螺栓等连接组合而成 阀片靠均匀分布的弹簧压紧在阀座密封面上 并利用气体的内外压力差而自动起闭 气阀装机前应彻底清洗干净 在作业过程中应防止阀座 阀片的密封面划伤 以保证气阀工作的可靠性 阀座与气缸阀孔之间以及气阀压盖与气缸之间已破坏的铝垫应及时更换 安装气阀压盖时应先松开气阀的压紧螺钉 待气阀压盖的联接螺母按前所述预紧力距值均匀地拧紧之后 再把压紧螺钉拧紧到正确紧度 气阀的使用寿命主要取决于阀片和弹簧的使用寿命 9压缩机润滑系统为了减少磨损 降低摩擦功耗 带走摩擦热 冷却摩擦面 防止温度过高和运动件卡阻 提高活塞环 填料的密封能力 活塞式压缩机要求在所有作相对运动的表面上注入润滑油 活塞式压缩机的润滑系统分为两部分 一为机身传动件的润滑系统 润滑曲轴 连杆 曲柄销 十字头等运动部件上的摩擦 另一为气缸内活塞组件和填料函润滑系统 每一注油点均采用单柱塞高压注油器 进 排气缓冲器用于抑制气流的脉动 以降低气路系统及主机的机械振动 各缓冲器底部都装有排污接口 并带排污阀 以排除积聚在容器内的液体和污物 操作时应定期观察 及时排放 在出口截止阀前的排气管路中装有止回阀 以防止压缩机停车后 已进入工艺系统的高压气体倒回压缩机 进入压缩机的低压部分而引起低压部分的损坏 安装止回阀时应注意方向 不可装反 各段排气的油水分离器上装有安全阀 防止各段级间超压 正常运行时打上铅封 各级间设有回路控制 一回一 二回一 方便开停机期间各级压缩比的调节 水路系统冷却器和气缸的出水管上均装有视镜 检水阀 以便于操作工检查水流与气体是否泄漏情况 各进水管路上均设有导淋阀 排放检测 用于冬季停机时放尽设备内存水 冷却水量可根据季节调节 以维持机组的润滑油和气缸的正常工艺控制温度 压缩机的各气缸和冷却器相连的进 排水管 阀门和管路附件 弯头 三通 接头 视镜等 机组对冷却水的一般要求为 循环水供水温度正常时 32 供水压力正常时为0 18 0 30MPa 进 出水温差以5 8 为宜 循环水回水温度正常时 38 回水压力正常时为0 0 1MPa 润滑油流程 1 高压注油器 气缸 填料函等注油点 2 润滑油流程 正流程 油泵 过滤器 冷却器 主轴瓦 曲柄销 连杆小瓦 十字头滑道及其十字头销 回油箱 逆流程 油泵 主轴瓦 回油箱 十字头滑道 小瓦 大瓦 曲柄销 回油箱 压缩机开车前应先启动辅助泵 使润滑油升压至大于0 30MPa 大型压缩机一般油压提高到0 4Mpa以上 方可启动主电机及压缩机 当油温低于20 时 应使用机身内油加热器对润滑油先行加热 至20 以上后方能启动 油温上升至35 后自动停止加热 目前一般不使用电加热器 因在点加热器表面及其附近的润滑油由于流速低 粘度大 在加热时容易将润滑油烧焦损坏润滑油 冬季操作一般提前将油泵启动 但必须注意启动前油压控制 防止过高而损坏过滤器或冷却器 循环润滑油系统内的各管线及元件均须保持清洁 操作者在正常工作时也应注意本系统的工作状况 如有异常 应及时采取措施排除故障 必要时立即停车检查 压缩机在运行时注意的事项 1 注意机身油位高度和注油器的油位高度 须保持在规定范围内 2 经常检查各仪表所示的压力及温度值 其值应符合工艺指标要求 3 注意倾听机组工作时的声音 检查吸气阀盖有无过热现象以及各系统的工作情况 4 电动机的电流 电压及温升值 按电机厂说明书规定 5 检修时应注意检查活塞导向环 活塞环及填料密封的磨损情况 各配合面 磨擦面的情况 6 安全阀及仪表一般每年检修一次 操作者有疑问时 应及时校验 7 在冬季 压缩机停车后应将系统内的冷却水排干净 以防冻裂设备 8 压缩机的开 停车应在卸载后进行 尤其是开车 必须在无负荷状态下才能进行 开车后的加负荷应缓慢进行 压缩机在正常工作的情况下 是很少会没有任何预兆而突然损坏的 在平时要正确地保养机器 做好维护和检修工作 要尽可能把故障消灭在萌芽状态 为了便于对压缩机的一般故障有初步的了解和便于检修 本节作一些概括性的叙述 但必须注意 操作人员在压缩机发生故障时不能单凭所叙述的内容进行修理 而应根据压缩机的技术资料 充分了解本机的结构性能 结合具体情况作具体分析 才能正确及时地判断原因 找出故障 进行处理 五 常见故障及其处理 1 传动机构及润滑系统油压突然降低 1 机身内润滑油不够 应加油 2 油泵管路堵塞或破裂 油路调节近路是否故障 3 油压表失灵 应更换 4 油泵本身或其传动机构有故障 应停机拆卸修理 2 油压逐渐降低 1 油过滤器过滤元件逐渐堵塞 应清洗或更换 2 油管路各连接部分不严密 可拧紧螺母或调换衬垫 3 运动机构的轴衬 例如主轴瓦 连杆大头瓦等 磨损过甚 使间隙过大 泄油过多 应检修或更换轴衬 使其间隙符合要求 4 油泵齿轮磨损 轴间间隙过大 应检修或更换 3 润滑油温过高 1 润滑油太脏 因机身内表面可能有残留的粘砂及脱落的防锈漆 使油变脏 增加了磨擦 尤其是新使用的压缩机 在运行了200小时后即应清洗机身 并更换润滑油 2 运动机构发生故障或磨擦面拉毛 轴瓦配合过紧等 3 润滑油储油量不足 应添加润滑油 4 润滑油中含水过多而破坏油膜 应立即更换 5 油冷却器供水不足 水压过低 或油冷却器换热表面积垢 造成油冷却不够 4 磨擦工作面过热 主轴瓦 连杆大瓦 1 润滑油质量差 选用的润滑油等级粘度等级低或油中混入灰尘及其他颗粒污染物 2 润滑油压力低 3 曲轴的轴颈与轴瓦间隙过大或过小 4 曲轴主轴颈 曲柄销圆柱度超差 5 轴颈表面粗糙度超差 5压缩机有不正常的响声压缩机有不规则异常响声 由操作人员凭测听管来判断其位置 并立即停车检查 其原因可能如下 1 活塞与气缸盖之间落入硬质金属块 如断裂的阀片及其它杂物 产生撞击声 2 活塞螺母松脱 或活塞杆与十字头紧固不牢 活塞松扣 造成轻微顶缸 3 气阀松动或气阀弹簧断裂 4 气缸内有积水 产生液击现象 5 有固体物质落入排气缓冲器 发出撞击声 6 压缩机有规则异常响声 由操作人员凭测听管来判断其位置 并立即停车检查 其原因可能如下 1 连杆轴衬磨损后间隙过大或连杆螺钉松动 2 主轴瓦严重磨损 3 十字头与滑道间隙过大 产生敲击 4 活塞与活塞杆连接紧定螺母未锁紧 或未拧紧造成轴向有微量窜动 若打开中间接筒的侧盖 则此声音就变得明显和清脆 压缩机出现异常响声 往往是发生事故的前兆 万万不可大意 7 进 排气阀工作不正常气阀 气阀中最容易损坏的部件是阀片与弹簧 弹簧断裂的原因分析 1 弹簧使用时间超过其设计寿命 正常疲劳断裂 2 弹簧的材质与弹簧力选择与工况不符 3 维修或组装时弹簧安装不正确 像同一圈中的弹簧沉入孔中的高度不一导致弹簧受力不均匀 4 新旧弹簧混用 5 弹簧腐蚀断裂 阀片断裂的原因 1 阀片材质选用不当 2 常见外圈 由于其受力冲击速度最大和撞击次数最多 3 弹簧失效导致阀片倾斜运行行程的断裂 8 填料漏气填料 主要现象是泄漏 串气 发热等1 填料发热原因 1 填料环内径间隙过小 2 填料串气 填料冷却水 油 管堵塞 3 装配质量 填料压的过紧或填料与活塞杆同心度不够 轴向间隙过小 活塞杆表面粗糙 2 泄漏原因 1 填料加工质量问题 2 填料安装配合的 三间隙 控制不当 三间隙指I 轴向间隙 保证填料在环槽中能自由浮动 否则将无法正常工作II径向间隙 防止由于活塞杆下沉使填料环受压 避免变形或损坏 III切向间隙 用于补偿填料环的磨损 3 填料拉紧弹簧断裂失效 4 填料润滑 冷却不良导致发热 磨损损坏 3 串气主要原因是每组填料函与填料函之间的密封垫片 垫圈 损坏导致水汽之间互通泄漏 9 活塞损坏 常见的主要故障是分体式活塞损坏 整体式活塞损坏几率很小 分体式活塞损坏的一半原因在于制造过程和组装间隙控制不当引起 组装必须注意活塞内 中 外的三部分的接触 必须保证内部的完全贴合 否则极易造成活塞的开裂 常见损坏状况有偏磨 断裂 划痕 没有张力等 原因分析 1 活塞环的影响 制造缺陷 圆柱度不够 与气缸贴合不好 弹力小 环的热稳定性差 弹力消失大 2 气缸的影响 气缸内径磨损大 失圆 气缸与活塞环不匹配 气缸内圆光洁度不符合要求 3 活塞的影响 活塞环槽不平 活塞的热稳定差 在运行中有形变和开裂现象 活塞与气缸壁贴合间隙过小 难以形成油膜或形成油膜质量差 4 装配的影响 活塞环尺寸选用不当 装配时环开口没有错开 开口间隙小 未能及时更换报废的活塞或缸套 活塞环与活塞环槽配合间隙没有控制在指标内 5 使用影响 气缸内集油 操作温度过高处理不及时 气阀损坏或冷却系统故障 10 活塞杆断裂 与十字头连接的螺纹以及紧固活塞的螺纹处事活塞杆的薄弱环节 如果由于设计上的疏忽 加工上的马虎以及运转上的原因断裂较常发生 若在保证设计 加工 材质上都控制较好没有问题 则在安装时其预紧力不得过大 否则会使最大作用力达到屈服极限时活塞杆会断裂 在长期运转后由于气缸磨损 对于卧式列中的活塞会下沉 从而使连接螺纹处产生附加载荷 在运转下去有可能会使活塞杆断裂 这一点在检修时必须特别注意 大型活塞杆的锁紧螺母与活塞杆上的凸肩与活塞的接触面要进行研磨 因为这两个接触面要传递活塞力 如接触不均匀 可能会导致活塞杆受偏心载荷应力而断裂 11 排气量明显下降或功率消耗超出设计规定要求 1 系统阻力损失过大 负荷超出规定 2 级间内泄漏过大 气阀升程太小 活塞环 导向环磨损严重 3 填料严重漏气 气管路连接不严 形成外泄漏 4 进气温度过高 气阀密封不严密 也将影响排气量 12异常振动 1 气缸部分 支撑松动 负荷超过规定值或由于配管不良 使脉动过大 2 机身部分 轴承间隙过大 滑道间隙过大 或安装不良 或受气缸振动影响 3 管道部分 管道支点过少 支点位置布置不合适或管道在支点处紧固不足 管架刚性不够 或气流脉动频率接近共振频率 问题 活塞压缩机检修前 应进行现场的JHA JSA 分析 安全措施确认 确保进出口阀关闭 压缩机与介质隔离 电机停电 设备内已卸压 且用氮气进行了置换 往复压缩机的活塞环开口间隙为什么不能过大或过小 大会产生漏气现象 降低压缩机效率 过小可能会造成活塞环卡死或折断 活塞环的开口间隙有什么作用 保证活塞环热膨胀和产生弹性所需要的间隙 活塞式压缩机轴承处过度发热的原因是什么 如何消除 原因 1 轴瓦与轴颈贴合不均匀 或接触面小 单