1、“化工机器制造工艺” 专题讲座,主讲人：张颖,3 活塞压缩机典型零部件的加工,4 活塞压缩机的装配,“化工机器制造工艺”专题讲座,1 概述,2 压缩机的基本类型及典型压缩机结构,1 概述,1.1 何为化工机器,1.2 化工机器制造工艺过程,1.3 本次讲座的重点内容,在石油、化学工业的生产过程中，需要采用各种各样的机器。如各种类型的压缩机、离心机和泵等等。通常我们把化工生产过程中，采用的运动机械统称为化工机器。同一切机器一样，化工机器也是由一些基本的单元零件所组成，如机座(机身)、机壳、轴承，轴、曲轴、连杆、活塞，叶轮、转鼓、螺旋、盘、套、齿轮，皮带轮、联轴节、杠杆、销钉，键、螺钉、螺帽等。,
2、1.1 何为化工机器,制造一台化工机器必须经过一系列的劳动过程，这些劳动过程包括：原材料的运输和储存，生产的准备工作，毛坯的制造，零件的机械加工，零件装配成机器，机器的检验、试车、油漆和包装等。从原材料(或半成品)到制成成品，整个相互联系的各个劳动过程的总和称为机器的生产过程。其中最主要的包括三个大的阶段：,1.2 化工机器制造工艺过程,一、毛坯的制造,二、零件的机械加工,三、机器的装配,将制造机器的原材料铸锭或型材，通过铸造、压力加工或焊接的方法制成毛坯的过程称为毛坯的制造过程。一般情况下，由于毛坯的表面比较粗糙，尺寸和形状都不很准确，因而对于要求较高的表面，都预先将毛坯的尺寸增大，留下一层
3、多余的金属作为加工余量。也就是说毛坯制造阶段，只是在保证材料的材质和一定的机械性能的条件下，获得与零件近似的形状和尺寸。,随着科学技术的发展，生产水平的提高，铸、压、焊的制造精度有了明显的提高，特别是精密铸造，精密锻造和精密轧制等的某些制品，只需对部分表面进行机械加工，甚至不需要机械加工即可作为零件。,一、毛坯的制造,现代化工机器都朝着大功率、高转速和高精度的方向发展，对零件工作表面的尺寸、形状和表面质量都提出了愈来愈高的要求，因此，大多数零件都需要进行机械加工。常见的机械加工方法有车削、刨削，铣削、钻削、镗削、磨削加工等。在机器制造中，机械加工是保证获得高精度零件的主要手段。无论从制造机器所
4、耗费的劳动量，还是从机器成本的组成来看，机械加工都占了很大的比重。为了保证零件的某些机械和物理性能，或为了易于进行切削加工，零件在机械加工过程中，常常还需要进行热处理。,二、零件的机械加工,将各种合格的零件，按照一定的技术要求、方法和步骤，经过组件装配、部件装配和总体装配，互相连接或组合成一台完整的机器的过程称为机器的装配过程。只有零件在加工时，达到了设计要求，而且合理地进行装配，所制成的机器才能符合设计时所预定的质量及性能要求。装配质量在一定程度上对机器的工作性能有着决定性的影响。即机器装配得正确与否，将直接影响机器的负荷和功率消耗的大小，振动和磨损的严重程度，以及机器使用寿命的长短。,三、
5、机器的装配,1.3 本次讲座的重点内容,上述化工机器制造工艺过程的三个阶段，涉及的内容十分广泛。本次讲座以化工机器中常用的活塞压缩机为研究对象，重点讲述活塞压缩机的基本结构、典型零部件的加工工艺，最后讲述一下活塞压缩机的装配和试车。 力求在有限的时间里，通过本次讲座，使同学们对化工机器的制造过程、装配过程和调试过程，以及所涉及的一些基本概念、基本常识有一定的认识和了解。,压缩机的基本类型及典型压缩机结构,2.1 压缩机的分类,2.2 活塞压缩机的基本结构,2.3 活塞压缩机的命名,2.1 压缩机的分类,（二）压缩机按工作原理分类,（三）泵按工作原理分类,2.2 活塞压缩机的基本结构,1-连杆；
6、 2-曲轴； 3-中间冷却器； 4-活塞杆； 5-气阀； 6-气缸； 7-活塞； 8-活塞环； 9-填料； 10十字头；11-平衡重； 12机身。,3LC-4.5/25空压机,2.3 活塞压缩机的命名（JB25-89）,3 压缩机典型零部件的加工,3.1 曲轴的加工,3.2 活塞的加工,3.3 连杆的加工,3.4 机身的加工,3.1 曲轴的加工,一、曲轴的功用和结构特点,三、曲轴的加工工艺过程及安排,二、曲轴的技术要求,一、曲轴的功用和结构特点,曲轴是活塞式压缩机中接受电动机以扭矩形式输入的动力、并将旋转运动变为直线运动的一个重要零件，它在工作过程中将承受周期性的、复杂的交变载荷。,曲轴常用材
7、料有优质碳素结构钢(35、40、45号钢)和球墨铸铁(QT602)等，因此曲轴毛坯也就有锻造曲轴和铸造曲轴两大类。,图1是单拐曲轴组件图。可以看出，曲轴具有如下的结构特点：整个曲轴是由主轴、与连杆大头配合的曲柄销，联结主轴和曲柄销的曲柄组成。主轴上有与轴承、皮带轮、轴承盖等相配合的几个部分。此外，为了保证连杆大头瓦与曲柄销之间通油润滑，在曲轴上要求钻出细长的交叉油孔；以及固定平衡铁的螺孔、堵油孔的螺孔等。,二、曲轴的技术要求（一）,二、曲轴的技术要求（二）,为了保证配合的均匀性，为避免曲柄销与连杆大头瓦配合的间隙不均，破坏了油膜的形成而加剧磨损，必须限制配合部分的不柱度和椭圆度的形状误差，一般
8、规定这两项误差不得超过该配合部分直径公差之半。要求主轴颈对中心线具有较严的径向跳动，各配合部分之间要求较高的同轴度。对于尺寸在80180mm范围内的直径，径向跳动和不同轴度规定不得大于0.03mm，以提高曲轴组件的装配精度和旋转精度。要求限制曲柄销对主轴颈的不平行度，保证活塞往复运动的方向与主轴颈的旋转轴心线垂直，即与气缸镜面轴心线方向一致，以减少活塞部件在气缸镜面中往复运动时接触的不均匀性而带来的磨损不均匀，甚至咬死的可能性。一般规定不平行度不得大于100：0.02mm。最后，曲轴在工作状态下承受交变载荷，因此为了避免应力集中，提高疲劳强度，要求曲轴表面不得有凹痕、碰伤、毛刺、裂纹和夹杂物等
9、缺陷，且要求在粗精加工后，分别进行超声波探伤和磁粉探伤；同时要求轴颈与曲柄连接的过渡圆角应光洁圆滑。,技术要求：1曲轴锻造比用铸钢时不小于2，用轧制钢料时不小于1.5。 2曲轴锻后正火处理，粗加工后退火处理，HBl70217。 3粗加工后进行超声波探伤，精加工后进行磁粉探伤，不得有任何影响强度的缺陷。 4各配台部分llOgc，110dc、106dc4、105gd的椭圆度和不柱度不得大于直径公差之半。 5曲柄销轴心线对主轴颈轴心线的不平行度不得大于100：0.02mm。 6106dc4、105gd历配合部分对主轴颈llOgc的不同轴度不得大于0.03mm。 7主轴颈1lOgc对轴心线的径向跳动不
10、得大于0.03mm。 8键槽轴线对曲轴轴心线的偏移不大于0.2mm，歪斜不大于.045mm。 94个配重螺孔M27的轴心线对端面的不垂直度不大于100:0.1mm。,三、曲轴的机械加工工艺,从机械加工工艺上看，曲轴属于轴类零件，主要是外圆表面的加工。但由于曲轴呈拐状，曲柄销与主轴颈偏离了一定的距离，不在同一轴心线上，形状较复杂，刚性不足，余量较大等结构上的特点，因此，在制订曲轴机械加工工艺过程时，应着重考虑下述几个问题：基准的选择；加工曲柄销对偏心装夹而引起的不平衡；粗加工后内应力重新分布引起的变形等。,(一)基准的选择及零件的安装1粗基准的选择在单件、小批生产的条件厂，通常都是采取划线找正。
11、所以曲轴加工的第一道工序是钳工划线，划出主轴颈端面的十字中心线以及待加工表面的轮廓线，然后按划线找正将曲轴安装在机床上进行加工。2精基准的选择（1）主轴颈加工精基准的选择加工曲轴的主轴颈止以及与主轴颈同旋转轴心线的其它配合部分和曲柄外圆弧面、外端面时，同轴类零件外圆表面加工一样，采用辅助精基准顶针孔。用顶针孔作为精基准，符合基面同一的原则，从而可以保证一次安装中加工的各表面的同轴度或垂直度。,（2）加工曲柄销时，精基准的选择1）对于主轴颈较大而偏心距又较小的曲轴，可以在曲轴两端面上分别各打出两个顶针孔A及B，两顶针孔在端面上的距离即等于曲柄销对主轴颈的偏心距。以顶针孔A为基准加工主轴 颈，以顶
12、针孔B为基准加上曲柄销，这样加工曲柄销就不需要专用夹具。 2）当偏心距较大，曲柄销的轴心线在主轴颈外圆的端面之外时，需借助于专用偏心夹具来定位。这时又有两种不同的方案。 (a)采用附加精基准使用偏心夹具，工件两端装在夹具开口孔中，在平板上找正曲柄销轴心线同顶针孔同轴(角向定位)后夹紧，然后以夹具上的顶针孔在机床上定位加工。这时曲轴的曲柄销对主轴颈的偏心距，以及轴心线间的平行度是靠附加精基准顶针孔在偏心夹具上的加工精度来保证的。 (b)采用基本精基准,（二）加工阶段的划分及主要表面的加工曲轴的主要加工表面是主轴颈和曲柄销的外圆柱表面，其次是曲柄平面，再则是各润滑油孔和紧固螺孔。由于曲轴的结构形状
13、复杂，自由锻造曲轴毛坯余量大且不均匀，金属的大量切除，剧烈的内应力的重新分布，势必引起较大的变形。为了避免由于主要表面粗精加工交叉，使某主要表面精加工后所获得的精度，因下道工序粗加工后的变形而遭到破坏，通常都希望各主要表面的加工严格划分为不同的加工阶段。即主轴颈，曲柄销和曲柄都完成了粗加工后，再分别进行半精加工，最后对主轴颈和曲柄销进行精加工。,(三)加工工艺过程及基本安排单件、小批生产条件下，中、小型曲轴的机械加工工艺过程的安排可作如下考虑。1加工过程中的划线工序曲轴加工过程中通常需要安排两次划线工序，即毛坯划线和确定次要表面位置的划线。 毛坯划线就是对毛坯进行“剪裁”，确定辅助精基准主轴颈
14、顶针孔的位置，合理地分配各主要表面的加工余量。油孔、螺孔、键槽等需要别的表面加工到一定程度后才能加工，因此为确定这些次要表面的位置，加工过程中还需要安排一次划线工序。2准备工序曲拐开挡未锻出的自由锻毛坯，在进入主要表面加工之前，需根据划线，钻排孔，将余块切除。其次就是基准的准备，即车(铣)端面、钻顶针孔。,3主要表面的加工阶段将主轴颈，曲柄销两个主要表面的加工划分为粗加工(粗车)、半精加工(精车)、精加工 (磨削)三个阶段。与主轴颈、曲柄销同旋转轴心线的表面，如其它配合部分、曲柄的外圆弧，曲柄端面等则分别安排在主要表面加工的同一工序中。 4次要表面加工的安排余量较大精度要求稍高的次要表面，如曲
15、柄两侧面最好同主要表面一样划分为不同的加工阶段，将大部分余量在粗加工阶段切除。 铣键槽工序的安排有两种不同的方案。一种是把铣键槽工序安排在外圆表面车削之后，磨削之前。另一种方案是外圆磨削后再铣键槽。当键槽对轴心线的相互位置精度要求较高时，宜采取第二方案：外圆磨削后再铣键槽。油孔、螺孔加工工序的安排也有两种可供选择的方案。一个方案是：将油孔、螺孔的加工安排在主要表面的半精加工和精加工之间。另一方案是安排在主要表面精加工之后，工艺过程的末尾。为了避免由于主要表面加工不合格，工件报废而带来的次要表面加工工时不必要的损失，宜于将油孔、螺孔的加工安排在主要表面精加工后，工艺过程的末尾。,5热处理工序的安
16、排曲轴在粗加工时，切除了毛坯表层的大量金属，由于内应力重新分布将引起较大的变形；且粗加工时切削用量较大，切削过程又会带来新的内应力。因此为了消除内应力，使变形稳定，避免精加工所获得的精度受到影响，一般在曲轴主要表面粗加工后安排人工时效处理。某些曲轴为了提高主轴颈和曲柄销的耐磨性，常在轴颈精加工磨削之前进行局部的表面淬火，以提高表面的硬度。表面淬火方法可采用火焰表面淬火或高频表面淬火。 6检验工序的安排检验包括加工阶段的精度检验和无损检验。在曲轴粗加工和半精加工完了后，应对主要表面的工序间尺寸进行检验，加工终了，对整个零件的尺寸、几何形状和相互位置精度进行全面检验。为了及早发现缺陷，避免大量工时
17、不必要的浪费，主要表面粗加工后，须进行超声波探伤。整个零件加工终了，或主要表面精加工结束，应进行磁粉探伤，以检查有无裂纹等缺陷的存在，以保证曲轴的质量要求。,表1 小型自由锻造曲轴的典型加工工艺过程,表1 小型自由锻造曲轴的典型加工工艺过程（续）,3.2 活塞的加工,一、活塞的功用和结构特点,二、活塞的加工工艺过程及安排,一、活塞的功用和结构特点,曲轴的旋转运动通过连杆、十字头、活塞杆带动活塞(或连杆直接带动活塞)在气缸内作连续的往复运动，以压缩气体，提高气体的压力。活塞在工作过程中承受的是交变载荷，首先要求活塞具有一定的机械强度，同时为了减小惯性力，应尽可能地减轻活塞的重量。在一定程度上，保
18、证压缩机的性能，提高气缸的工作寿命与活塞的制造质量有着密切的关系。活塞的结构和材质根据压缩机的型式、结构方案、承受压力的大小以及压缩气体种类的不同而有所差异。在中、低压段的双作用气缸中一般都采用盘形(鼓形)活塞。图2系立式或L型压缩机垂直列气缸中的盘形活塞零件简图。水平列气缸中的盘形活塞与垂直列的结构上的区别在于水平列盘形活塞浇有巴氏合金托瓦，常见的活塞的另一种结构型式为筒形活塞。,盘形活塞是带有中心孔(锥孔或圆孔)，腹腔中空的鼓形零件。中心孔系活塞的装配基面，以它与活塞杆相配合。活塞外圆表面是它同气缸的配合表面，为了防止气体从气缸的一侧漏到另一侧，活塞外圆表面上开有环槽，用以安装活塞环。为了
19、减轻活塞的重量，以减小往复惯性力，它的腹腔通常都作成中空的。活塞的顶盖端面是它在气缸中压缩气体的工作表面，为了加强平面顶盖的强度，增加结构的刚性，根据活塞的大小，设计有3-8片筋片，以连接活塞的两端面。为了铸造时支承型芯和清除活塞内腔的型砂，在活塞端面上开有与筋片数目相应的圆孔，待型砂清除干净，并经水压试验合格后用丝堵堵塞，再加工平整。,根据活塞的功用及结构特点，对活塞提出了如下的主要技术要求：活塞的外圆表面与气缸(或缸套)镜面配合，对于垂直列气缸中的盘形活塞，其外圆表面还是它的导向面，为了保证活塞的轴心线对气缸的同轴度，要求两者间具有小而稳定的环隙，最后，不允许活塞有任何砂眼、气孔等缺陷，为
20、此，要求对活塞进行水压试验， 在一定的规范条件下，不得有渗漏现象。同时要求它的壁厚均匀，成品的重量误差必须在一定的范围内。 活塞的常用材料为灰铸铁，牌号为HT2040、HT2547，一般采用砂型铸造。少数高速轻负荷的压缩机或某些特殊气体的压缩机采用铸造铝合金，批量较大时，可采用硬模铸造。中、大型压缩机也有用铸钢、低碳钢板焊接的活塞。,二、活塞的加工工艺过程及安排,(一)活塞机械加工的工艺特点活塞的主要加工表面是外圆柱面、顶盖端面，以及内孔表面。属于典型的盘套类零件的 加工，即回转体零件的内、外圆表面及端面的加工。加工盘套类零件的基本方法是车削。在中、小批生产条件下，通常都是采用普通车床来完成工
21、件主要表面的加工。活塞壁薄刚性差而又要求壁厚均匀，工作表面的加工精度，以及表面间的相互位置精度要求都较严。为了保证加工质量，在拟订工艺过程时，就必须正确地选择基准，合理地安排加工顺序。,(二)基准的选择,1粗基准的选择根据粗基准的选择原则，为了保证壁厚均匀，最好选择零件上不需要机械加工的表面作为粗基面。对于盘形活塞内腔是不进行机械加工的毛面，但呈封闭形内腔，无法直接用内腔作粗基面定位安装，通常都是根据内腔控制壁厚均匀对活塞划线，然后夹持外圆，按划线找正定位。 2精基准的选择生产实践中，加工活塞的精基准常用的有下述二种不同的方案。 (1)采用工艺止口，即采用辅助精基准。该方法最大特点是符合基面同
22、一的原则，可以在一次安装中加工出活塞的外圆表面、端面，活塞环槽、内孔及活塞杆支承端面，从而可以较可靠地保证这些表面间的相互位置精度。 (2)采用盘形活塞内孔表面，即采用基本精基准。盘形活塞的圆柱孔或圆锥孔，是活塞装在活塞杆上的装配基面，用它来在心轴上定位安装，最终精加工外圆、活塞环槽、顶盖端面，从而保证这些加工表面对内孔轴心线的位置精度，也就是说它符合基面重合的原则。,(三)机械加工工序顺序的安排 在拟订活塞机械加工工序顺序时，主要考虑如下一些问题。1工艺过程一开始宜于利用内腔作为粗基准加工出精基准。对于盘形活塞则是按照控制壁厚均匀根据内腔划的线作为粗基准找正安装。如采用辅助精基准的方案，即在
23、第一个机械加工工序加工出工艺止口，采用基本精基准的方案，则首先加工出过渡精基准外圆表面。 2将粗、精加工阶段分开。划分粗加工和精加工阶段，把切除余量较多的机械加工都集中在粗加工阶段，以减小由于加工变形而引起的尺寸和形状误差。3在加工阶段内采用工序集中的方案。在一个工序，甚至在一次安装中，加工尽可能多的表面。例如外圆表面，顶盖端面、活塞环槽等集中在一次安装中加工，这样有利于缩短辅助时间，保证加工精度。,4热处理工序的安插。对于铸铁活塞，为了消除铸造内应力，宜于在机械加工前进行退火处理。为了进一步消除内应力，粗加工后可安排一次人工时效处理。如果铸件质量比较稳定，也可以只考虑一次热处理工序。对于焊接
24、活塞，焊后需进行低温退火。 5盘形活塞水压试验工序的安排。生产实践中，水压试验工序安排的顺序有两个可取的方案：即将水压试验工序安排在粗加工之后精加工之前；或者安排在工件全部加工完毕之后。采取第一个方案的特点是：粗加工已将毛坯上大部分余量切去，毛坯上的缺陷(缩孔、气孔等)通过水压试验可以早期暴露，并及时淘汰废品，从而避免了精加工时的浪费，同时还可起到将粗、精加工分开，消除粗加工中产生的内应力的作用。采取第二个方案，工件全部加工完毕后进行水压试验，可以避免工件在车间内外的往返搬运，使机械加工工序集中进行，这对于质量比较稳定的铸件，也是可取的。,表2 盘形铸铁活塞机械加工工艺过程,4 活塞压缩机的装
25、配,4.1 装配工艺过程的基本概念,4.2 典型化工机器的装配,4.3 化工机器的试车,4.1 装配工艺过程的基本概念,一、基本概念,二、装配工艺规程,一、基本概念,任何机器(制品)都是由许多零件和部件组成。根据规定的技术要求和一定的顺序，将若干个零件结合成部件或将若干个零件和部件结合成机器(成制品)的过程，称为装配；前者称为部件装配，后者称为总装配。装配是机器制造过程中最后的一个阶段。装配包括准备工作和现场施工两个部分。根据原始资料、生产纲领和生产条件编制装配顺序、选择装配方法及确定与装配有关的其它一系列工作都属于准备工作。原始资料一般指装配工作的原始依据，如图纸、规范、零件、部件的准备情况
26、等。生产纲领即制造机器的年产量和批量。生产条件一般指工具、夹具、设备、吊具，运输装置，场地等的状况，以及制造工艺的技术水平。根据准备情况在现场进行装配部件、机器及试车，验收等一系列工作，通称为现场施工。,零件是部件、机器(制品)的最基本单元。对装配来说，一个零件的各个部分不能再拆装，并由一整块材料制成的。特殊情况下，一个零件也不一定是由一种材质制成。如图3所示的压缩机薄壁瓦就是由锡锑铜合金和10号钢两种材质制成的。 装配过程中，若干零件装配在一起时，以某零件的些点、线、面为基准来保证各个零件间的相互位置的那个零件，称为基准零件。如图4所示，活塞杆的凸肩平面K和圆柱面F保证了活塞的轴向和径向位置
27、，以及活塞对活塞杆的同轴度，所以活塞杆是活塞组件的 基准零件。,套件是由几个零件和一个基准零件所组成。如果组成套件的部分零件是经过选择装配或修配，那么这部分零件就失去了互换性。如果套件中的某些零件是采用过盈配合或铆接等不可拆卸方法装配在一起的，那么，一般情况下，套件装配好后也就不再拆装。组件是由若干个零件、套件和一个基准零件结合而成。直接进入部件装配的组件称为一级组件，进入一级组件装配的称为二级组件，依次类推，机器越复杂，级数越多。部件是由若干个零件、套件和组件结合而成的，直接安装在机器上的组成部分。它可以多次从机器的其它单元上拆装。例如图5所示的活塞式压缩机传动部件示意图，压缩机传动部件是由
28、机身组件、曲轴组件、连杆组件、十字头组件、以及其它连接零件所组成。,当以某一部件上的点、线、面作为机器其它零件、部件的定位基准时，则该部件称为机器的基准部件。如图5所示，气缸部件的气缸组件、活塞组件都以传动部件的轴线oo和F面作基准，所以，传动部件是活塞式压缩机的基准部件。,同理，机身组件是传动部件的基准组件。 通常，将装配成的产品(部件或机器)称为制品，而整体直接进入制品装配的零件，套件、组件或部件称为装配单元。制品总是由装配单元所组成。,为了保证装配的现场施工正常进行，应将施工中的具体要求和装配的组织工作预先编写成文件，这些文件通常称为装配工艺规程。制订装配工艺规程时，应遵循下列原则，在保
29、证装配质量的前提下，尽量减少装配工作量。缩短装配周期，提高场地、工具、设备等的利用率，以获得尽可能高的装配生产率。装配工艺规程的制订是装配准备工作的重要组成部分。它包括下列主要内容：()规定装配顺序和装配方法，从而确定合理的装配方案，编制装配工艺系统图。(二)规定装配的组织形式，中小批生产中，一般采用固定式集中装配。(三)按装配组织形式和制品的装配方案，划分装配工序。(四)选择或设计装配所需的工具和设备。,二、装配工艺规程,(五)确定装配过程中各道工序的装配技术要求。 (六)确定工时定额，材料消耗定额及工作进度等。 (七)根据上述各项内容编写成下列文件：1装配工艺系统图；2装配工艺卡；3定额单
30、；4装配工艺规程说明书。装配工艺规程包括装配图和上述四个工艺文件。装配图是装配过程的基础文件。它既是拟订装配工艺规程的原始资料，又是进行装配的技术文件；也就是说，无论是在装配的准备工作中或在现场施工中，装配图都是必需的。装配系统图是表示制品划分的装配单元、装配顺序和装配方法的基本文件，是施工活动的中心，现场施工基本围绕装配系统图进行。装配质量是整个机器制造过程的综合反映，并且最终决定了机器的性能，因此，装配工作是一项复杂而又重要的工作。编制装配工艺规程、确定装配方案时，一定要从生产实际出发，通过调查研究、对此分析、综合比较使所拟订的装配方案既先进又切实可行。,4.2 典型化工机器的装配,一、装
31、配技术要求,二、典型化工机器的组装和总装,活塞式压缩机是一种构造较复杂又较精密的机器，零件也相当多，故装配技术要求内容是很多的。首先应保证组件、部件的装配达到整机装配的技术要求。制定整机装配的技术要求，出发点主要有两条：一是达到机器使用性能要求，二是达到机器长期运转而不发生故障，即保证在计划预修间隔期内不停车或只有短期停车。当然后一条的前提是零件的质量(如耐磨性、耐疲劳性)有保证。,一、装配技术要求,装配的任务，不仅是将零件、组件、部件按一定的顺序结合成机器，更主要的是要在装配过程中，保证装配精度要求，以确保机器的最终工作性能和运转质量要求；而装配精度一般以技术要求的形式表达在装配图上。故讨论
32、装配，首先从介绍装配技术要求开始。 由于化工机器品种繁多，因此它们的装配要求也就千差万别，但是将这些要求分析比较，马上就可以发现，许许多多是类似的，甚至是相同的。故我们以活塞式压缩机为例来进行讨论。,活塞式压缩机整机装配的技术要求主要有以下几方面： 整机的横向和纵向水平度。横向水平度是以机身主轴承中心线，即曲轴中心线为基准，纵向水平度应包括十字头滑道和各级气缸。 十字头滑道和各级气缸的同轴度。各级气缸与十字头滑道应在同一中心线上，其不同轴度应符合设计要求。同时这一中心线还应垂直曲轴中心线，并且是相交的。 曲轴的主轴颈、曲柄销和十字头销这三部分的中心线应相互平行，并垂直于十字头滑道中心线。 活塞
33、组件在装入气缸并连接到十字头上以后，应与气缸及十字头滑道同轴。在长度方向上，活塞与气缸间的上、下死点间隙应符合图纸规定。, 所有摩擦副之间的贴合度与间隙均应符合图纸要求。这里面包括主轴颈与主轴瓦、曲柄销与连杆大头瓦，十字头销与连杆小头瓦，十字头与十字头滑道、活塞的承压面与气缸镜面等。此外所有热胀间隙，如活塞环开口等，均应符合图纸要求。 所有密封件(如填料函、活塞环、阀片等)的贴合度均应符合要求。 油泵润滑系统应正常，油量油压符合要求，油路应畅通无阻、干净而且无污物(特别是金属屑)。,以上七点是主要方面，详细的要求还有很多。归纳起来，不外乎水平度、同轴度、垂直度和贴合度、间隙等几方面(至于具体的
34、技术指标，则因活塞式压缩机型、级数、大小的不同而有所不同)。这些项目对其它机器来讲，也是需要考虑的。 由此可见，机器的装配工作就是要保证组成机器的各零件、部件间的相对位置精度、贴合度和间隙(过盈)以及连接的牢固性等。,二、典型化工机器的组装和总装,4.3 化工机器的试车,一、活塞压缩机的试车,二、试车过程中的调整,化工机器和其它机器一样，装配好后都要进行试车。试车的目的为：一方面是磨合摩擦零件和检查机构装配与调整的质量，以保证正常运转时的安全、可靠，避免发生事故，另一方面是检查机器使用性能是否达到设计指标。 对于新产品试车，除了以上目的外，还具有检查机器的设计、制造是否合理和完善的作用，从而为
35、改进设计、制造工作提供依据。从这点来说，新产品试车实际上是设计、制造的实验手段之一。 各种不同类型的化工机器，虽然试车的内容各有不同，但目的是一样的，故我们以活塞式压缩机的试车和调整为例来加以叙述。,一、活塞压缩机的试车,（一）空载试车,空载试车也叫无负荷试车。这种试车目的：一是检查零部件，特别是运动件的装配质量，包括润滑系统和冷却系统的可靠性；二是使运动件之间进行“跑合”。 空载试车前，先要熟悉机器的试车规程，掌握机器特点和了解现场条件，做好试车的各项准备工作。准备工作中也包括各组件、部件的单独试车，如油泵性能的测试。,活塞式压缩机的试车包括空载试车和负荷试车两个内容。,空载试车时，所有的进
36、、排气阀均不装上，阀孔打开，填料函不宜压得过紧。准备工作结束，应先开动循环油泵，调整到设计压力。开动注油器，检查填料函和气缸供油情况(若油泵和注油器是由压缩机曲轴本身旋转而带动的，那么可先用手柄摇动油泵检查供油情况)。然后根据具体的操作规程开车。开动机器一般分几次进行。第一次开动机器达到额定转速后随即停车检查。接着，依次进行5分钟、30分钟的运转，若无异常响声，发热和振动，则即可进入较长时间(一般48小时)的连续运转；再停车进行详细检查。,空载试车时检查的项目主要有： 温升，主要是主轴承、十字头滑道、填料函和电动机的温升。通过温升可以看出是否存在过大的摩擦阻力，指示出装配阻力的好坏。 声音，应
37、当没有异常的敲击或碰撞声。 摆动和振动应较小，且应符合技术要求。 各紧固件不应有松动现象。此外，在运转过程中应随时注意各仪表的读数，如电流表上的读数反映空载功率的大小，即随时反映着压缩机的摩擦力大小，所以不应过大。,负荷载车也叫重载试车。负荷试车的目的，首先检查压缩机各连接部位的气密程度和工作性能(主要是输气量、压力、气温等)是否符合规定要求；其次零部件在满负荷下的工作可靠性，继续消除不正常现象。 负荷试车前很重要的一项准备工作是吹净工作，吹净范围包括机组本身、辅机和管道。因为虽然主机、辅机和管道在装配时进行过清洗工作，但常常在一些角落里还有灰尘、 污物，甚至型砂、焊渣，铁屑等脏物。如不清除，
38、这些脏物就会被压缩气体带入气缸、气阀等处，将会加速气缸、活塞环、填料函的磨损，造成气阀漏气或卡涩，管道堵塞等事故，所以吹净工作是很重要的，决不能忽视。,(二)负荷试车,吹净工作由低压级到高压级，逐级装上进排气阀，逐级进行吹净，吹净时使用的压力值与各级工作压力有关。 吹洗时，应在各级排出口处放置白纱布检查脏物，吹洗时间不限，直到吹净为止。且要将下一级气缸进口用木板或薄钢板挡住，以防止脏物进入下一级气缸。 吹净以后，应将吹洗时用的盲板、临时管线等拆除。装上正式开车用的所有管道、控制 阀门、仪表、测量装置，然后正式进入负荷试车。试车中按一定顺序分次逐步升压，每加压一次要保持足够的运转时间，使操作条件
39、稳定下来。达到最终压力后，运转时间不得少于4 小时，再停车进行全面检查机器情况，若一切正常，则再在最终压力下进行不少于24小时的连续运转。,负荷试车的主要检查项目有： 各级进出口气体的压力和温度；压缩机的输气量；电动机的电流、电压或功率； 运动部件和电动机的温升； 循环油泵压力； 冷却水进出口温度。 以上各项应每小时记录一次。此外，还应经常注意有无异常声音以及有无漏气、漏水、漏油现象，螺栓是否松动等。 注意气缸的摆动幅度和基础的振动情况。,对于新产品试制，最好能增加些测试项目。一是示功图的测定；通过示功图不仅可以 估算压缩功，而且可以看出阀门和气缸内的工作情况是否正常。二是振幅测定；包括气缸的
40、摆动和基础的振动；从中可以看出机组的刚度和惯性力平衡是否好。三是动态应力测定，可在机身上测定交变应力以判断机身设计是否合理，曲轴、连杆、十字头、活塞杆等的应力测定较为困难一些，但如果能测的话，对于改进设计是颇有益处的。负荷试车后，应拆开检查各部分机件磨合情况是否正常；各紧固部分是否有松动；拆下各级进、排气阀进行清洗，检查各级气缸磨损情况；全面检查电动机的各部分；复测气缸及曲轴的水平，消除试车中发现的缺陷。 附：2D6.5-9/150氮氢压缩机试车规程,二、试车过程中的调整,活塞式压缩机在试车过程中，往往会出现一些问题，如排气量达不到要求、有异常响声、级间(或段间)压力过高或过低、排气温度过高、
41、轴承发热甚至烧坏及发生过大振动等。这些问题如不及时排除将会影响到压缩机的正常工作，因此必须对压缩机进行调整。压缩机的调整，应达到下述目的：1使压缩机的各项参数达到设计指标。2使气路、水路、油路畅通。3排除在试车过程中发现的一切故障。4使压缩机各部分在正常情况下工作，保证压缩机使用寿命和工作可靠性。机器经过试车、调整、检验合格后，才可以作为正式产品出厂。,压缩机试车及运转中可能产生的问题及解决办法（一）,压缩机试车及运转中可能产生的问题及解决办法（二）,压缩机试车及运转中可能产生的问题及解决办法（三）,2D6.59/150氮氢压缩机试车规程,1试车前准备工作 (1)清洁工作 吸、排气阀、各油孔、
42、十字头滑道以及曲轴箱内应仔细检查一遍，清除残留的铁屑、煤油等物。 (2)加油工作 先将曲轴箱内存留的油物擦干，然后加入19号压缩机油(也可用过滤过的旧油)，高压注油器一定要加入新的19号压缩机油。 (3)用扳手转动皮带轮一圈以上，检查运动件有无撞击、阻滞现象。 (4)检查地脚螺栓是否牢固，三角皮带松紧是否适当。 (5)转动高压注油器和低压油泵检查各段汽缸、填料函及运动部件油路是否畅通 (6)准备工作未做好以前，应将电门切断，严禁起动电动机，以防发生意外。,2无负荷试车 (1)装好一至四段气阀。 (2)无负荷试车分三步进行(共计3小时35分) 第一步 470转/分 5分钟 停车检查 第二步 47
43、0转/分 30分钟 停车检查 第三步 470转/分 3小时 停车检查 (3)试车中或停车后检查内容 机体有否振动，地脚螺栓有否松动，有无撞击声。 观察冷却水及润滑油供应情况，齿轮油泵压力不得低于15N/cm2(1.5kg/cm2)。 每次停车后检查主轴瓦、连杆温度应低于60，十字头销及滑道温度低于70，填料函温度应低于60，油温应低于70。,3负荷试车 (1)打开二、四段放空截止阀。 (2)负荷试车按下列步骤进行(共需5小时55分钟)。第一步：一、二段升压 关小二段调节阀，使一、二段升压，运转10分钟。一段升至 18.2N/cm2(1.82kg/cm2)二段升至 40N/cm2(4kg/cm2
44、) 继续关小二段调节阀，升压运转l0分钟。一段升至 36.8N/cm2(3.68kg/cm2)二段升至 80N/cm2(8kg/cm2) 继续关小二段调节阀，升压运转10分钟。一段升至 4lN/cm2(4.1kg/cm2)二段升至 104N/cm2(10.4kg/cm2) 以上工作正常后连续运转30分钟。,第二步:二、四段升压 关小四段调节阀，使三、四段升压运转15分钟。三段升至 159N/cm2(15.9kg/cm2)四段升至 600N/cm2(60.0kg/cm2) 继续关小四段调节阀。升压运转20分钟。三段升至 230N/cm2(23.0kg/cm2)四段升至 900N/ cm2(90.
45、0kg/cm2) 继续关小四段调节阀，升压运转20分钟，三段升至 320N/ cm2(32.0kg/cm2)四段升至 1200N/ cm2(120.0kg/cm2) 停车检查 开大四段调节阀，然后开车，逐步升压，三段升至320N/cm2 (32.0kg/cm2)，四段升至1200N/cm2(120.0kg/cm2)，运转4小时，每 隔一小时应记录一次。 继续关小四段调节阀，升压至额定压力。三段升至 396N/cm2(39.6kg/cm2)四段升至 1510N/cm2(15.1kg/cm2),(3)以上在运转或停车后，应检查以下内容，并作好记录。 各段气缸气阀工作情况。 填料函工作情况。 气缸润
46、滑油情况。 冷却水供应情况。 所有结合处的气密情况。 各段进、排气温度，各段排气温度不得高于160； 电能输送情况，测量电压、电流。 检查各摩擦部分温度不得高于75，油温不得高于70。以上的压力均系表压。在上述试车升压过程中，主要是控制二、四段压力，一、三段压力只是供参考用。,4在试车前及试车中须注意以下几点： (1)在上述试车中气缸填料函部分选用19号压缩机油，也可根据各地具体情况及气候条件选用低于19号的油，如10、13、18号压缩机油。 (2)在试车中气缸填料函部分油量加倍，投入生产后恢复正常。 (3)在现场用空气试车时，排出的油，注意不要排入集油器中，而应排至临时准备的贮器中，以免空气
47、从集油器窜入煤气总管，同时设法将走空气的管线同走煤气的管线完全隔开(如在煤气管口加盲板装绝对气密的切断阀)，以防空气与煤气混合发生爆炸。 (4)压缩机用空气试车，在正式投入生产前，一定要进行置换，用变换气将系统中的空气排出，以免空气与煤气混合发生爆炸。压缩机开动后，用二、四段放空阀排放系统内的气体，直到气体中氧含量低于5为止。 (5)压缩机在试车(或开车)中升压时，要注意十字头处的声音是否正常，若有异常，应立即停车检查，以免连杆小头瓦烧瓦和发生爆炸事故。,二、典型化工机器的组装和总装,装配机器时，经常会遇到一些组件由于与机器总装配尺寸有关，故先不装成部件，而直接送往总装配。因此这些组件是跨部件
48、装配。这样做避免了总装时重新拆卸部件的麻烦。因此，我们以L3.3型氮氢压缩机为例讨论装配时，分别以组件装配和机器总装进行叙述。图5-30和图5-29分别为L3.3型压缩机高、低压侧气缸装配图和布置图。二、三、四、五段气缸为低压侧；一、六、七段气缸为高压侧。,L3.3型压缩机高、低压侧气缸布置图,1.组装 以活塞组件，连杆组件、十字头组件为例。 (1)活塞组件的装配 活塞组件由活塞、活塞杆、活塞环、紧固螺母及固定销等组成。图5-31为L3.3型压缩机一级低压活塞装配图；图5-32为四、五级中压活塞装配图。 装配步骤如下： 第一步:将各零件的毛刺修光、清洗、检查尺寸及形状公差。如发现缺陷，应立即进
49、行修整或与有关部门联系及时处理。 第二步:结合活塞与活塞杆 活塞与活塞杆装配时，两者贴合面接触应均匀，以保证良好的密封性，否则活塞工作时会产生气体互漏现象。 活塞与活塞杆的贴合面，常见有两种：锥面、圆柱面和端面，图5-31所示活塞与活塞杆的贴合面为l：10的锥面，锥面接触要求均匀，装配时要仔细研合，如末达到均匀接触，可修刮活塞锥孔。修刮时应注意活塞与活塞杆的垂直度及同轴度。,图5-32所示活塞杆装入活塞后，靠凸肩端面K密封，故此面必须接触均匀，可用涂色法检查。 活塞与活塞杆配好后，接着可拧紧螺母，要求螺母与活塞的贴合面接触均匀，拧紧后活塞不得有轴向松动，否则活塞工作时会产生撞击。螺母拧紧后用开
50、口销或止动垫片锁住，以防工作时螺母松动。 对铝质活塞来说，拧紧螺母时不能用力过大，以免铝活塞产生变形。,第三步 将活塞环装入活塞环槽首先检查修光活塞环，检查工作如下；将活塞环放入气缸内用透光法或塞尺法检查圆度，活塞环圆度应符合制造技术条件，以保证活塞环工作时的气密性。检查活塞环的开口间隙如图5-33所示。将环放入气缸中，使环平面与气缸轴线垂直，然后用塞尺检查间隙A，其值应符合制造技术条件。此间隙是活塞环工作时的热膨胀间隙，如间隙过大，会使气体大量泄漏，间隙过小，活塞环会因热胀在缸内卡住。用塞尺检查活塞环与活塞环槽之轴向间隙B，见图5-34；轴向间隙过小，工作时会使环卡死在槽内，间隙过大，会因撞击加快磨损，并造成严重漏气。 对活塞环进行自然扭曲检查，见图5-35，两端面平行度应符合制造技术要求。 检查活塞环外圆是否倒角 为避免活塞环的边缘损伤气缸镜面，并使活塞环与气缸的摩擦面能得到良好的润滑，活塞坏的外缘必须倒角，见图5-34，合适的倒角尺寸见表5-7。,
