浅谈往复压缩机的装配技术及其重要性

刘宇鹏

摘要：本文主要介绍了BX型往复压缩机的机身、曲轴、气缸、活塞等主要零部件的装配技术要求，并分析了这些零部件的装配质量对压缩机的运行工况及使用寿命产生的影响。

关键词：往复压缩机；装备；技术

1.概述

往复压缩机是一种容积式压缩机，其工作原理是由曲轴旋转带动连杆，连杆带动活塞在气缸内做往复直线运动，改变气缸与活塞形成的封闭空间的容积，从而提升气体的压力。往复压缩机压缩比大，热效率高，单位耗电量少，且零件加工方便，对材料的要求较低，造价低廉；但同时往复压缩机的易磨损零部件较多，结构复杂，检修工作量大，维护费用高。随着往复压缩机的机型向大型、多列发展，机身、曲轴、气缸、活塞等压缩机主要零部件的装配质量往往会成为影响压缩机的使用寿命和使用性能的重要因素。在装配过程中掌握关键零部件的装配技术，可避免压缩机运行时发生故障，保证压缩机的正常工况，延长压缩机的使用寿命。

2.机身部件的装配

机身放置着曲轴、连杆、十字头等部件，并通过接筒连接气缸，通过地脚螺栓紧固于基础上，属于一种箱体类部件。机身部件是压缩机其他零部件的安装基准，其装配质量直接关系到整台压缩机运转的可靠性。下面主要通过机身水平度的找正及机身主轴瓦的装配两方面来分析其对后序装配及压缩机运行时产生的影响。

2.1机身水平度

机身轴向水平度的测量基准为机身的轴承孔，以两端轴承孔测量值为准，中间轴承孔作为参考；列向水平度的测量基准为十字头滑道，各列滑道均匀分布前、中、后三个测量位置，以两端测量值为准，中间作为参考。要求机身的轴向和列向水平度均不得超过0.05mm/m，对接机身的两端轴承孔的倾斜方向应保持一致。分别将水平仪置于各测量基面上，不断的调整垫铁，待测量值达到规定值的范围内，对称均匀地紧固地脚螺栓，完成机身水平度的找正。机身的轴向水平精度可保证各轴承孔问的同轴度，使曲轴装入机身后，轴颈底部与各轴瓦接触良好；十字头滑道的水平精度有助于压缩机在运行时对动两列的平衡性，同时也可以為气缸、接筒部件与机身的对接提供良好的安装基准，便于气缸与十字头滑道同轴度的找正。

2.2轴瓦的装配及内径测量

BX型往复压缩机选用的主轴承现多为薄壁轴瓦，按技术要求装配后的轴瓦会产生一定的周向压缩量。在将曲轴装入机身前，应先试装轴瓦、轴承盖及轴承盖螺母，按紧固力矩紧固轴承盖螺母后，采用着色法检验轴瓦瓦背与轴承孔的贴合情况，要求其接触面积达到70%以上。紧密贴合的轴瓦与轴承孔可快速传导压缩机运行时曲轴轴颈与轴瓦摩擦产生的热量；而轴瓦与轴承孔贴合不紧则会导致轴瓦内径不稳定，影响摩擦热的传导，同时会使轴瓦在轴承孔内转动，加剧轴瓦的磨损老化。

装配后的轴瓦内径尺寸不仅取决于加工精度，还与轴瓦的周向压缩量、轴瓦与轴承孔的贴合程度、轴承盖螺母的紧固力矩等诸多因素有关。所以在装配曲轴前，应先检查轴瓦内径尺寸是否符合技术要求的规定值。如图1所示，按紧固力矩紧固轴承盖螺母后，用内径百分表测量轴瓦径向A、B、C、D处，轴向1、2、3、4处的内径尺寸，均应在规定值的范围内。轴瓦内径尺寸的大小直接影响轴颈与轴瓦的径向间隙值：间隙过大会在压缩机运行时轴颈与轴瓦产生轻微撞击而发生异常振动，且在正常供油压力下润滑油难以形成油膜；而过小的间隙会使轴瓦与轴颈的摩擦加剧，阻力增加，严重时甚至会烧研摩擦面。

3.曲臂距差

曲轴是压缩机传递动力的重要零件，其主要作用是将驱动机的旋转运动通过连杆转变为活塞的往复直线运动。曲臂距差是装配大型往复压缩机曲轴的重要检测项目，即曲轴旋转一周，曲臂之间距离变化的差值。将曲轴量表置于距离曲柄销中心线（r+d/2）处测量（其中r为曲柄半径，d为主轴颈直径），盘动曲轴，在曲柄位于圆周的上、下、左、右四个位置时分别记录其拐臂间的距离，这些值的偏差值不应大于压缩机行程的万分之一。通过对曲臂距差值的测量可反映曲轴的刚度、曲轴的加工精度及各主轴承问的相对位置精度。曲臂距差过大会导致轴颈过快的磨损，机组的异常振动，使曲轴产生不良交变应力，严重时会导致曲轴疲劳断裂。

4.气缸与滑道轴心线同轴度

气缸与十字头滑道的同轴度是保证往复压缩机装配质量的重要因素，良好的同轴度可为活塞装配后获得预期的活塞杆径向跳动值打下基础。气缸与滑道轴心线的同轴度偏差过大会导致压缩机运行时十字头、活塞环、支承环的摩擦面急剧磨损，加剧机组振动，严重影响压缩机的使用寿命及正常工况。现行的气缸与滑道同轴度己普遍采用激光对中仪找正。将激光发射装置固定在十字头滑道距离气缸的最远端，调整光束使其基本与滑道和气缸的轴心线重合，分别在滑道和气缸镜面取两个测量截面并记录各截面问的距离，使用激光接收装置测得每个截面圆心与光束的偏差值，将十字头两截面圆心的连线作为基准轴心线，通过计算可得出气缸截面圆心的连线相对基准轴心线的偏离值，即为气缸轴心线相对十字头滑道的同轴度偏差。气缸与十字头滑道轴心线的偏差允许值与气缸直径相关。

5.活塞杆径向跳动

活塞杆的冷态径向跳动值是检验气缸与滑道轴心线同轴度的最终标准，同时也是压缩机的日常维护，气缸或活塞返修重新组装后的一项重要检测指标。任意测量位置的水平方向活塞杆径向跳动允许值均为0.064mm，不同测量位置的垂直方向径向跳动允许值则取决于活塞与十字头运行间隙差、压缩机行程、活塞杆下沉等诸多因素，需经过严密的计算公式得到。在压缩机运行前可以通过对活塞杆冷态跳动值的测量间接验证热态（运行状态）跳动值是否在允许范围内。活塞杆热态径向跳动过大会使活塞杆受到附加应力而过早疲劳断裂，加剧填料环、刮油环的磨损，使密封环、刮油环过早失效，同时也会缩短活塞环的使用寿命。

活塞杆的径向跳动值宜在活塞杆的十字头端和活塞端都检查，测量位置应尽量靠近填料法兰和刮油法兰。测量垂直径向跳动的千分表应置于活塞杆截面的12点钟的位置；测量水平径向跳动的千分表应置于活塞杆截面的3点钟或9点钟的位置。为了确保测量的精确度，千分表的测量头应尽量与活塞杆截面垂直。从活塞位于气缸的缸座侧止点时开始测量跳动值，将千分表调至零，缓慢盘车到气缸的缸盖侧止点，在行程中观察千分表读数，并在行程结束时记录跳动值。继续盘车使活塞回到缸座侧止点，观察千分表指针是否回零以验证测量的精准度。

6.总结

通过对往复压缩机的机身、曲轴、气缸、活塞等主要零部件装配技术的描述及其重要性的分析可知，在往复压缩机的装配过程中掌握关键零部件的装配技术，严格执行装配工艺，把握每道工序的装配质量可提高压缩机的能效，避免故障的发生，同时还能缩短维修的工期，降低成本，提高劳动效率，保障压缩机安全、平稳的运行。