往復(fù)式壓縮機(jī)連桿小頭襯套燒研原因

壓縮機(jī)圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞桿及傳動(dòng)部件會(huì)承受周期性的拉力和推力。在此壓力或推力的作用下，促使十字頭銷壓緊在十字頭襯套的單側(cè)。單側(cè)壓緊時(shí)另一側(cè)會(huì)出現(xiàn)間隙，潤(rùn)滑油流入“另一側(cè)間隙"時(shí)可以起到冷卻和潤(rùn)滑的作用。當(dāng)壓縮機(jī)處于某種運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，十字頭銷僅壓緊在“十字頭襯套的單側(cè)"，則始終無法在“十字頭襯套的單側(cè)" 形成間隙，此時(shí)潤(rùn)滑油無法流入得不到有效的冷卻和潤(rùn)滑進(jìn)而導(dǎo)致燒瓦。因此十字頭銷 (連帶活塞桿) 的受力方向必須保持改變，并可以持續(xù)一段時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)十字頭銷孔襯套的兩側(cè)可流入潤(rùn)滑油進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑。

由于工作過程中連桿與十字頭銷僅做相對(duì)擺動(dòng)，如果總氣體力與總往復(fù)慣性力疊加后的十字頭銷載荷“F"長(zhǎng)時(shí)間或始終使十字頭銷壓緊某一側(cè)，將造成十字頭銷反向角 (注*) 過小甚至為零，潤(rùn)滑油無法進(jìn)入被壓緊的一面，尤其是十字頭銷被壓向曲軸側(cè)，將導(dǎo)致冷卻和潤(rùn)滑十字頭銷的潤(rùn)滑油供油嚴(yán)重不足，摩擦溫度急劇升高，當(dāng)局部溫度超過潤(rùn)滑油閃點(diǎn) (≥215 ℃) 降引起襯套內(nèi)潤(rùn)滑油劇烈碳化或閃爆。雖然錫青銅的熔點(diǎn)＞ 900 ℃，但其中錫的熔點(diǎn)約為 232 ℃ ，積聚的高溫極易使銅合金襯套軟化變形與十字頭銷咬合燒研到一起。

壓縮機(jī)正常運(yùn)行時(shí)通常不會(huì)出現(xiàn)反向角過小的情況，一般只有當(dāng)蓋側(cè)排氣閥或軸側(cè)吸氣閥失效時(shí)、容易出現(xiàn)此種情況。反向角的大小是壓縮機(jī)設(shè)計(jì)中必須重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象，如果反向角過小，十字頭、十字頭銷及連桿小頭瓦會(huì)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生高溫并燒損。

API618 對(duì)反向載荷的要求：對(duì)所有規(guī)定的運(yùn)行負(fù)荷檔次和卸荷條件，在曲軸轉(zhuǎn)一整周期間，平行于活塞桿的綜合活塞桿負(fù)荷的分量應(yīng)在一字頭銷和襯套之間反向。為了維持適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑，該反向的持續(xù)時(shí)間和幅度應(yīng)當(dāng)與十字頭襯套的油分配設(shè)計(jì)一致。有襯套的設(shè)計(jì) (如有槽襯套) 具有經(jīng)證實(shí)的可靠性，在 3% 幅度活塞桿反向只有 15 度。簡(jiǎn)單的襯套設(shè)計(jì) (無槽) 可能要求最小 45 度的活塞桿反向和 20%的幅度。API618 除了規(guī)定反向角的大小，還規(guī)定了反向負(fù)荷的幅度，以防止“假反向"。通常為了提升了大型機(jī)組的安全性和可靠性，新機(jī)組設(shè)計(jì)時(shí)都確保十字頭銷載荷反作用持續(xù)時(shí)間應(yīng)不小于曲柄角 60～70°，而且其反向負(fù)荷的綜合峰值應(yīng)至少為相反方向?qū)嶋H負(fù)荷的 20% 以上。對(duì)于多工況或變工況的壓縮機(jī)，用戶一定要將工藝需要的參數(shù)提供給壓縮機(jī)廠復(fù)算每一種工況下反向角的大小。