李 剛，付生洪，熊榮雷

（中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司東方作業(yè)公司，海南東方 572600）

0 引言

壓縮機(jī)是化工生產(chǎn)中提高氣體壓力、輸送氣體的動(dòng)力源，在石油、化工行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。活塞式壓縮機(jī)是往復(fù)式壓縮機(jī)的一種，有很多種類(lèi)，從每分鐘只有幾升排氣量的小型壓縮機(jī)到每分鐘可達(dá)500 m3的大型壓縮機(jī)。大修工作對(duì)于壓縮機(jī)以后的運(yùn)轉(zhuǎn)壽命、效率有著至關(guān)重要的作用。本次檢修的壓縮機(jī)是閃蒸氣壓縮機(jī)，運(yùn)行時(shí)間接近廠家規(guī)定的20 000 h，并且軸承部位的振動(dòng)值從開(kāi)始的2.5 mm/s 左右已經(jīng)上升至5.5 mm/s。因此對(duì)該機(jī)組進(jìn)行檢修，避免超期運(yùn)轉(zhuǎn)、損壞設(shè)備。

1 工作原理

電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸節(jié)帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，通過(guò)連桿的傳動(dòng)，活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由汽缸內(nèi)壁、汽缸蓋和活塞頂面所構(gòu)成的工作容積則會(huì)發(fā)生周期性變化?；钊麖钠咨w處開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，汽缸內(nèi)的工作容積逐漸增大，這時(shí)，汽體即沿著進(jìn)氣管推開(kāi)進(jìn)氣閥而進(jìn)人汽缸，直到工作容積變到最大時(shí)為止，進(jìn)氣閥關(guān)閉；活塞反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，汽缸內(nèi)工作容積縮小，氣體壓力升高，當(dāng)汽缸內(nèi)壓力達(dá)到并略高于排氣壓力時(shí)，排氣閥打開(kāi)，氣體排出汽缸，直到活塞運(yùn)動(dòng)到極限位置為止，排氣閥關(guān)閉。當(dāng)活塞再次反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，上述過(guò)程重復(fù)出現(xiàn)。

總之，曲軸旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復(fù)一次，汽缸內(nèi)相繼實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮、排氣的過(guò)程，即完成一個(gè)工作循環(huán)。

2 壓縮機(jī)檢修

機(jī)組的核心轉(zhuǎn)子部件是曲軸，電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，然后曲軸帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)。連桿將運(yùn)動(dòng)傳給十字頭，最后十字頭將往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)活塞桿傳給活塞。本次機(jī)組大修的重點(diǎn)是軸承的更換，軸承是動(dòng)設(shè)備的關(guān)鍵零件，軸承的好壞直接決定了機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)水平。本機(jī)組的軸承包含了滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩大類(lèi)型，其中滑動(dòng)軸承包括連桿小頭的整體式滑動(dòng)軸承和大頭的剖分式滑動(dòng)軸承。

2.1 滾動(dòng)軸承的拆裝

曲軸兩端使用滾動(dòng)軸承支承，軸承型號(hào)為22315，共計(jì)2 個(gè)。

（1）滾動(dòng)軸承拆卸：①拆卸之前清理好軸承以及軸頸；②將軸頸抹上機(jī)油，以便于軸承取出；③此軸承使用傳統(tǒng)的爪式拉拔器拆卸；④拉拔時(shí)平穩(wěn)用力，嚴(yán)防工具碰傷軸頸。

（2）滾動(dòng)軸承安裝的前期工作很重要。主要包括：①選擇安裝方法，軸承較大，使用熱裝法。檢修采用了SKF 專(zhuān)用的軸承加熱器加熱器；②檢查新軸承的型號(hào)、檢查軸承的游隙、檢查軸頸的圓度以及圓跳動(dòng)，軸頸必須有80%與軸承接觸；③測(cè)量軸承內(nèi)徑與軸頸的配合，測(cè)量值為過(guò)盈0.02 mm，軸承外圈與軸承座的配合間隙為0.01 mm。

（3）滾動(dòng)軸承安裝：①將軸頸上涂抹機(jī)油；②將新軸承安裝放置在軸承加熱器上。將溫度設(shè)定在115 ℃。加熱溫度不能超過(guò)120 ℃，否則會(huì)損壞軸承；③軸承加熱到指定溫度時(shí)，使用專(zhuān)用的保溫手套將軸承安裝到位，然后使用銅棒輕敲軸承，確保軸承安裝到位；④軸承安裝后嚴(yán)禁馬上進(jìn)行下一步工作，需要等軸承溫度下降到室溫后再進(jìn)行后續(xù)裝配工作。

2.2 滑動(dòng)軸承的拆裝

滑動(dòng)軸承的承載能力大、耐磨、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠、制造成本低、工作壽命長(zhǎng)，但是裝配比較麻煩。如果軸頸與軸承裝配不當(dāng)，會(huì)使軸承工作時(shí)過(guò)熱，甚至燒毀滑動(dòng)軸承造成機(jī)械事故。因此滑動(dòng)軸承的安裝難度比滾動(dòng)軸承要大很多。本次檢修的滑動(dòng)軸承主要為連桿的滑動(dòng)軸承。

（1）連桿小頭軸瓦安裝。連桿軸瓦是整體式銅合金軸瓦，新的軸瓦的外徑大基礎(chǔ)孔，軸瓦內(nèi)徑也小于十字頭銷(xiāo)的外徑。此外由于整體式軸瓦是是使用機(jī)械作用壓入內(nèi)孔，這必然導(dǎo)致軸承的內(nèi)徑進(jìn)一步減少，因此軸承安裝到位后需要刮削內(nèi)孔。軸瓦的刮削使用三角刮刀刮削。刮削時(shí)使用十字頭銷(xiāo)和軸瓦研配，檢查需要刮削的點(diǎn)，軸心一定要和瓦孔中心重合，不可上下、左右擺動(dòng)，否則研磨的顯示斑點(diǎn)就不正確了。

由于是初刮，十字頭銷(xiāo)不容易進(jìn)入軸承的內(nèi)孔，這時(shí)可以采取分段刮研法，具體刮削步驟總結(jié)如下：①先用刮刀將軸瓦進(jìn)端周?chē)p刮一遍，使軸頭能夠伸進(jìn)去；②用兩手握軸用力旋轉(zhuǎn)進(jìn)行對(duì)研，研磨后的瓦面上顯示的黑而亮的點(diǎn)代表接觸最緊，需要用力刮削，有些斑點(diǎn)的顏色較暗，表示略有接觸，這些點(diǎn)需要小力刮，沒(méi)有印上的地方不需要再刮削；③當(dāng)軸達(dá)到中段或者超過(guò)中段時(shí)，刮削的力量不宜過(guò)大，尤其軸的進(jìn)端處，雖然研磨后顯示一些斑點(diǎn)，但是這些點(diǎn)是“虛點(diǎn)”，不能刮削，否則會(huì)將軸承孔刮成錐度孔；④當(dāng)軸全部引入軸承內(nèi)時(shí)，刮削刀跡越勻越好。此時(shí)的刮削不是刮去所有的斑點(diǎn)，而是以削大為小、化整為零為主。把大的接觸點(diǎn)削開(kāi)從而使點(diǎn)均勻?yàn)橹?；⑤?xì)刮時(shí)，刮刀的刀跡淺而短，這樣刮出的接觸點(diǎn)成小圓形或小方形。刀跡不宜過(guò)長(zhǎng)，用力不均勻使瓦面上有跳跡，降低使用壽命。最后使得十字頭銷(xiāo)和軸承內(nèi)孔間隙約0.05 mm，軸能自由轉(zhuǎn)動(dòng)但不松晃。軸與瓦間隙的計(jì)算公式為0.6D/1000+0.02～0.025 mm，其中D 為軸頸直徑。

（2）連桿大瓦的刮削。兩塊瓦的刮削和整體式軸瓦刮削方法在性質(zhì)上有所不同。整體式軸瓦間隙比較固定，且要求不是特別高，兩塊瓦的間隙是由兩瓦之間補(bǔ)償磨損的銅墊片來(lái)調(diào)整，因而間隙調(diào)整比較容易。由于該半瓦的間隙已經(jīng)調(diào)整好，使用0.05 mm的兩片銅片。該銅片出廠時(shí)就已經(jīng)調(diào)整好了，在本次大修中勿需調(diào)整。但是新的軸瓦有夾邦現(xiàn)象，即將半瓦放在軸頸上轉(zhuǎn)動(dòng)研磨，會(huì)發(fā)現(xiàn)瓦口的兩邊有兩條發(fā)亮的“線”。

雖然滑動(dòng)軸承上瓦頂間隙已經(jīng)調(diào)整好了，但在上瓦瓦口處還應(yīng)作刮削，以便使上瓦頂間隙在整個(gè)圓弧面趨于均勻，避免因軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)有徑向跳動(dòng)時(shí)，上瓦與軸頸局部接觸、使軸承過(guò)熱。同時(shí)，這樣還可以加大油楔角度，使滑動(dòng)軸承能夠更好地存油。

2.3 更換填料組，安裝活塞環(huán)和活塞桿

填料是隔絕氣缸與曲軸箱的關(guān)鍵密封組件。填料密封的密封效果直接決定機(jī)組能否繼續(xù)運(yùn)行，如果填料泄漏，則可燃?xì)鈺?huì)漏到曲軸箱內(nèi)，成為重大的安全隱患。填料的拆裝必須注意方法以及順序，否則新安裝的填料極有可能漏氣。填料拆裝的要點(diǎn)有3 個(gè)。

（1）填料的拆卸。在拆掉活塞桿后，按照?qǐng)D紙所示從填料壓蓋開(kāi)始逐個(gè)拆卸填料。

（2）填料的安裝。填料必須先安裝好，然后才能安裝活塞桿。填料的安裝必須按照裝配圖按拆卸的逆序安裝。

中密度纖維板15 mm厚的每張約在50～90元之間;18 mm厚的每張則要在70～140元之間了。刨花板東北國(guó)營(yíng)大廠生產(chǎn)的每張都要賣(mài)到130元以上，河南、河北和山西地方小廠生產(chǎn)的產(chǎn)品能賣(mài)到前者一半左右的價(jià)格就算不錯(cuò)了。

（3）安裝活塞環(huán)、支承環(huán)和活塞桿。安裝難點(diǎn)在于，活塞桿的末端有螺紋，穿過(guò)填料時(shí)極有可能會(huì)刮壞填料。因此必須使用專(zhuān)用的工裝，單頭封閉的軸套套住活塞桿，然后從氣缸的遠(yuǎn)端插入。這樣由于軸套的保護(hù)作用，保障了填料組的安裝質(zhì)量。

2.4 氣閥更換

（1）氣閥的拆卸。氣閥拆卸需要使用廠家配套的專(zhuān)用工具。

（2）氣閥的安裝。一、二級(jí)的進(jìn)排氣閥均有標(biāo)記標(biāo)明。安裝時(shí)只需要對(duì)照記號(hào)安裝。

2.5 活塞間隙的調(diào)整

活塞在上止點(diǎn)時(shí)，活塞頂面與氣缸蓋底平面之間的垂直距離稱(chēng)為存氣間隙。通過(guò)間隙的調(diào)整來(lái)控制壓縮比，從而使活塞和氣缸工作在最佳工況。同時(shí)活塞的下止點(diǎn)的間隙也需要測(cè)量調(diào)整，以保障活塞不與機(jī)體碰撞。

（1）間隙測(cè)量。用壓鉛絲的方法來(lái)測(cè)量間隙，壓鉛絲時(shí)需要盤(pán)動(dòng)電機(jī)的聯(lián)軸節(jié)使活塞在氣缸中來(lái)回運(yùn)動(dòng)，首先確定下止點(diǎn)的位置，確定好下止點(diǎn)位置后即上緊氣缸蓋，然后確定好上止點(diǎn)的位置。待鉛絲全部壓扁后便可以取出測(cè)量。

（2）間隙的調(diào)整。調(diào)整結(jié)果按照廠家建議值調(diào)整（表1）。通過(guò)拆松十字頭與活塞桿連接處的螺母后，旋進(jìn)或者旋出活塞桿來(lái)調(diào)整。調(diào)整好間隙后緊固十字頭與活塞桿的固定螺母。

3 機(jī)組的找正

（1）聯(lián)軸節(jié)的裝配要點(diǎn)：①裝配前清理干凈軸和對(duì)輪內(nèi)部配合孔；②安裝之前軸和軸孔涂抹干凈的機(jī)油；③使用膠錘將聯(lián)軸節(jié)裝配到位；④保證連接件可靠連接。

（2）對(duì)中要點(diǎn)：①對(duì)于精度要求不高的聯(lián)軸器可以使用直尺或者角尺找正；②精度要求較高的對(duì)中需要使用百分表或者激光對(duì)中儀，本次對(duì)中使用的是FIXTURE LASER 的激光對(duì)中儀；③將從動(dòng)機(jī)作為基準(zhǔn)軸；④先調(diào)整聯(lián)軸器軸向間隙（廠家要求2～8 mm），然后再調(diào)整徑向和端面偏差。一般先調(diào)整端面使兩對(duì)輪平行，然后調(diào)整徑向偏差，垂直方向和水平方向分步進(jìn)行，使兩半聯(lián)軸節(jié)同心。

本次大修的檢修數(shù)據(jù)參照與實(shí)際值見(jiàn)表1。

表1 機(jī)組檢修值與參照標(biāo)準(zhǔn) mm

4 結(jié)論

本次檢修整體的難度較大，主要集中在機(jī)組的軸承安裝、活塞間隙的調(diào)整和機(jī)組的對(duì)中找正方面。根據(jù)SKF 的研究，大約50%的有聯(lián)軸節(jié)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障是由于軸不對(duì)中引起的，因此對(duì)中對(duì)于機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行有重大影響。整個(gè)過(guò)程中最大的難點(diǎn)在于軸承的安裝，尤其是該機(jī)組連桿的滑動(dòng)軸承需要刮削，刮削了整體式和剖分式滑動(dòng)軸承，軸承的安裝質(zhì)量直接決定了機(jī)組運(yùn)行水平。本次大修整體取得了較好效果，大修后機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)水平恢復(fù)到了以前的最佳水平。