1、引言

 

　　【壓縮機網】隨著化工行業的發展，化工裝置日趨大型化，為其配套的往復壓縮機組也越來越大型化。為提高機組運行的經濟型，減少機組的占地面積，提高檢維修的方便性，大型機組的零件開發都需嚴格優化。但是零件尺寸大、質量重、檢維修空間緊湊，是大型機組的特點，所以開發研制合適的檢修工具非常重要。本文研究的就是一種大型機組連桿的吊裝安裝裝置。

 

　　如果同小型機組安裝，直接采用吊繩安裝連桿，安全性無保障，操作人員費力、效率低下，而且極易磕傷連桿、機身滑道等零件表面，造成損失。本文研究的連桿吊裝裝置使安裝過程簡便、準確、可靠。安裝裝置的組成見圖1。基本操作過程如下：s*先利用吊車將連桿體豎直進入到機身內腔，使連桿小頭順利落到滑道邊緣；然后通過調整手扳葫蘆使連桿逐漸轉為水平狀態，送入到機身滑道內。 
 

 

　　2、解決的技術關鍵

 

　　吊裝裝置的方案（結構）確定及設計、強度計算及強度試驗。

 

　　（1）使用此裝置提高了安全性，同時減少了由于人的因素產生的質量事故，穩定的提高了產品質量；

 

　　（2）此吊裝裝置徹底克服安裝費時、費力問題。即降低了工作強度，節省人力、物力的浪費，又提高生產效率，降低產品的成本；

 

　　（3）保證連桿不直接與任何零件刮碰、減輕操作者勞動強度提高工作效率；

 

　　（4）解決大型往復機產品的連桿安裝問題，也為今后，新研制大型產品連桿安裝提供可靠保證。

 

　　3、方案

 

　　根據上述分析，連桿若想在垂直于曲軸軸向方向放入到機身內腔，就必須使連桿被吊起時接近于豎直方向；然后連桿逐漸轉為水平狀態并深入到機身滑道內。因此該連桿吊裝裝置包含采用工字型結構的連桿吊具（如圖2所示），再配備吊繩、卸扣、手扳葫蘆等組合。吊具在使用過程中要保持不與機組零件發生碰撞干涉。通過Solid原Works模擬計算，連桿吊具在A點吊繩全部受力時連桿處于的傾斜角度，保證連桿順利裝入機身內腔；B點吊繩全部受力時連桿可達水平狀態，保證裝入機身滑道。

 

　　4、強度計算

 

　　吊繩、卸扣、手扳葫蘆等本身就屬于吊具類，只要按要求選用相應的規格即可完全滿足強度要求；連桿吊具屬于自制件，規格、材料等自行選擇，其強度一方面經過計算，另一方面整體制成后還經過有關部門進行拉力測試實驗，以確保安全性，在此不做詳細闡述。

 

　　連桿螺栓屬于產品零件，在安裝過程中需要利用這一零件，該件強度在整個連桿吊裝裝置研制中起著決定性作用，一定要經過驗算。根據工作過程，得出z*大受力狀態是圖3所示的吊裝位置。即起吊線與連桿的重力作用線重合的狀態是

 

　　連桿螺栓受力z*危險的狀態，因此我們依據此受力狀態對連桿螺栓做了受力分析和強度校核計算。

 

　　4.1 對螺栓的受力分析

 

　　螺栓的受力分析簡圖，如圖4所示。

 

　　其中：被吊連桿質量：m=718kg（圖樣規定），取g=10N/kg，則G=m·g=7180N；AC距離：L2=390mm（圖樣規定）；BC距離：L1=650 mm（B點位置通過SolidWorks質量特性計算得出的）；螺栓材料參數：抗拉強度Rm=800N/ mm²，屈服強度Re=650N/mm²（圖樣規定）。

 

　　由圖4，根據受力平衡可得

 

　　采用分段受力分析

 

　　（1）當X＜L2時，受力圖如圖5所示

 

　　根據受力平衡可得

 

　　（2）當L2＜X＜L1+L2時，受力圖如圖6所示根據受力平衡可得
 

　　F（X）=F2-F1=G=7200N         （5）

　　M（X）=-G·（L1+L2-X）        （6）

 

　　通過公式(3)(4)(5)(6)可得到螺栓的剪力圖和彎矩圖[1],如圖7所示。

 

　　4.2 強度校核計算

 

　　通過圖7可知C點是螺栓的薄弱點，該處直徑D=65mm（圖樣規定）。

 

　　則C點截面的z*大彎曲正應力為

  

　　C點截面的切應力為

 

 

　　應用二向應力狀態分析的解析法，求其主應力，假定C截面處存在危險應力點D，D點處單元體的應力狀態如圖8所示。

 

　　其中

　　=173.6MPa

　　=0MPa

　　=-3.6MPa

　　求得z*大z*小的正應力

 

 

 

　　按照主應力的記號規定，單元體上的3個主應力分別為

 

　　連桿螺栓的材料為42CrMoE，屬于塑性材料，宜采用第三強度理論校核
 

 

 

　　5、吊具強度檢測

 

　　吊具經專業吊具制造商制造，并委托省安全科學研究院檢測。按圖3受力狀態進行拉力試驗，試驗拉力為設計值的1.5倍。

 

　　6、操作程序

 

　　6.1 安裝操作程序

 

　　（1）連桿及吊具按照圖1所示（件號：1、2、3、4、5、6） 進行安裝，并調整2個手扳葫蘆，使連桿盡量處于豎直狀態來滿足其放入到機身內腔要求。

 

　　（2）將安裝列的曲軸拐徑置于安裝列滑道對面的側下方位置，以便留出連桿的安裝空間，分別調整2個手扳葫蘆，使連桿逐漸轉為水平狀態，同時吊車慢慢向機身滑道側移動，使連桿逐漸深入機身滑道內，這個過程中2個手扳葫蘆和吊車要相互配合，使連桿不與任何零件產生刮碰。

 

　　（3）當連桿深入到機身滑道內，達到工作狀態時，盤轉曲軸，使曲軸拐徑與連桿大頭瓦完全貼合（此過程需要通過手扳葫蘆對連桿進行微量調整）。

 

　　（4）卸下連桿吊裝裝置。

 

　　（5）安裝連桿蓋、緊固連桿螺栓。

 

　　連桿安裝操作過程結束。

 

　　6.2 拆卸操作程序

 

　　（1）卸下十字頭銷，將連桿與十字頭脫開；

 

　　（2）卸下連桿蓋；

 

　　（3）將連桿吊裝裝置安裝于連桿上；

 

　　（4）盤轉曲軸，使曲軸的拐徑置于對面列的

 

　　側下方位置；

 

　　（5）按照6.1操作程序逆順序將連桿取出；

 

　　（6）卸下連桿吊裝裝置。

 

　　連桿拆卸過程結束。

 

　　7、結論

 

　　該裝置z*終解決了大型往復壓縮機連桿安裝（拆卸）過程中的吊裝問題。投入使用以來，杜絕了由于人為因素產生的質量事故，提高安全性，保證產品安裝質量；同時操作便捷簡單，省時省力，降低工作強度，提高生產效率，解決了大型往復壓縮機連桿安裝問題，受到操作者的普遍認可。

 

　　參考文獻

　　[1] 劉鴻文.材料力學[M].北京：高等教育出版社，2004：118-248.