ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Применение модернизированных узлов и деталей из "Компрессорные установки в химической промышленности" Разрушение коренных валов газовых компрессоров 1Г-266/320 и 2ШЛК-1420 происходило вследствие появления трещин на консольной части вала в месте посадки кривошипа или из-за поломки пальца, откованного вместе со щекой кривошипа. Проводившийся регулярно дефектоскопический контроль опасного сечения цветным или ультразвуковым методом не выявлял усталостных трещин. [c.227] Причиной большого числа поломок является неудовлетворительное качество поковок, наличие скрытых дефектов — трещин, плен, неметаллических включений. Существенйую роль в появлении усталостных трещин на пальце кривошипа и на цапфе коренного вала сыграли остаточные напряжения, возникающие при неравномерном остывании кривошипа после его горячей посадки кроме того, прессовая насадка в условиях циклического напряжения существенно снижает усталостное сопротивление валов. [c.227] Некоторое увеличение напряжений в кривошипе и вале вызывается длительной работой компрессоров на частичных нагрузках и на холостом ходу. [c.227] Причинами аварий компрессорных машин часто являются разру шения штоков, которые работают в условиях симметричного цикла вызывающего в них переменные напряжения растяжения и сжатия. Обрывы происходят как по резьбе соединения штока с крейцкопфом, так и по его цилиндрической части. [c.228] Излом штоков поршневых компрессоров 1Г-266/320 и 2ШЛК-1420, как правило, носит усталостный характер и происходит в резьбовом соединении штока с промежуточным ползуном или с крейцкопфом. Наиболее часто выходят из строя штоки ступеней высокого давления (дифференциальные поршни) штоки I—HI ступеней сжатия ломаются редко. [c.228] Основной причиной преждевременного выхода штоков из строя является высокий уровень действующих циклических напряжений. Кроме того, вследствие износа подЯивки поршней и технологической несоосности деталей соединения штоков с крейцкопфом и ползуном возникают добавочные изгибающие нагрузки. Механические свойства материала штоков ухудшаются также вследствие загрязненности металла неметаллическими включениями. [c.228] Исследование материала разрушившихся и отбракованных из-за появления трещин штоков показало, что химический состав и механические свойства (в том числе усталостная прочность) сталей, из которых они изготовлены, соответствуют предъявляемым требованиям. Трещины же и изломы носят типично усталостный характер. Металлографический анализ не выявил крупных дефектов металлургического происхождения — следовательно, качество материала не являлось непосредственной причиной возникновения усталостной трещины. Тем не менее, улучшение структуры и повышенные требования к содержанию неметаллических включений являются дополнительным резервом повышения усталостной нрЪчности материала штоков. [c.228] Для повышения эксплуатационной долговечности штоков крупных поршневых компрессоров рекомендуется усовершенствование конструкции узла соединения штока с крейцкопфом, упрочнение резьбы штоков методами поверхностно-пластического деформирования и контроль за усилием предварительной затяжки соединения штока с крейцкопфом. [c.228] В ЛенНИИхиммаше разработан проект реконструкции соединений штоков крупных поршневых компрессоров с целью повышения их надежности [32]. Была поставлена следующая задача при минимальном изменении конфигурации деталей соединений получить более равномерное распределение нагрузки по виткам резьбы и тем самым повысить значения коэффициентов запасов усталостной прочности соединений. [c.228] Расчет соединения с крейцкопфом показал, что коэффициент запаса усталостной прочности штока в существующем резьбовом соединении ряда высокого давления составляет 1,3, что недостаточно. [c.228] Было доказано, что основной резерв повышения прочности штоков заключается в максимально возможном утонении гайки, приводящем к более равномерному распределению напряжений но виткам резьбы штока и снижению за счет этого максимальных напряжений. Размеры муфты соединения были также уменьшены. [c.229] Для уменьшения нагрузки на первый находящийся в зацеплении виток резьбы он спрятан в гайку (т. е. длина нарезной части штоков уменьшена на 5 мм), что обеспечивает сушественное увеличение запаса усталостной прочности. Для уменьшения влияния повышенных износов поршней на прочность штоков утонена переходная зона от сальниковой части штоков к резьбовой части. [c.229] Расчеты на прочность, сделанные в ЛенНИИхиммаше, показывают, что штоки с метрической резьбой несколько прочнее (примерно на 7—10%), чем штоки с резьбой, выполненной пО нормали НФ10-6. Это послужило основанием рекомендовать для штоков и гаек метрическую резьбу по ГОСТ 9150—59. [c.229] Основным способом повышения долговечности штоков является упрочнение рабочих поверхностей для увеличения их сопротивления износу. Оно проводится методом азотирования, углеродоазотирования и сульфоцинпрования. При достижении предельной выработки шток протачивается и подвергается термообработке. Однако Применение термообработки для крупных деталей в условиях эксплуатации весьма затруднительно. [c.229] В последнее время широкое применение в промышленности нашло упрочнение методом поверхностной пластической деформации. Имеется опыт [23] повышения сопротивления усталости коренных валов компрессоров 1Г-266/320 и 2ШЛК-1420 путем упрочнения указанным методом галтели перехода цапфы диаметром 460 мм в коренную шейку диаметром 550 мм (радиус галтели 20 мм) и цилиндрическую часть цапфы, а также галтели кольца кривошипа радиусом 20 мм. Поверхностная пластическая деформация цилиндрической цапфы и галтели осуществлена с помощью однороликового универсального приспособления ОПУ-400 конструкции ЦНИИТмаша. [c.229] Во ВНИИкомпрессормаше разработаны и внедрены способы упрочнения указанным методом резьбовых частей штоков поршневых компрессоров и отработана типовая технология. В зависимости от материала и диаметра резьбы штоки классифицированы на отдельные группы, для которых предложены конкретные режимы упрочнения. [c.229] Долгое время работа коренных подшипников крупных газовых компрессоров типа 1Г-266/320 и 2ШЛК-1420 считалась одним из узких мест, мешающих нормальной эксплуатации всего оборудования аммиачного производства. Большое число внеплановых остановок вызывалось разрушением баббитовой заливки вкладышей подшипников. Но даже когда пробег подшипника охватывал весь срок между двумя смежными плановыми ремонтами (средним или текущим), то и тогда трудозатраты па ремонты и их срок увеличивались, поскольку обязательной операцией каждого ремонта была полная или частичная перезаливка вкладышей. [c.230] С целью повышения надежности подшипников проводились работы по совершенствованию технологии заливки и монтажа вкладышей, созданию устройств для упрочнения поверхностного слоя баббита и разработке методов отбраковки вкладышей после заливки. Были достигнуты определенные успехи, срок службы вкладышей существенно возрос. [c.230] Многократные испытания газовых компрессоров и построение диаграмм усилий, действующих на коренные подшипники, показали, что пульсирующие и знакопеременные нагрузки на вкладыши достигают более 1МН, причем различные вкладыши одного подшипника оказывают нагруженными по-разному. Так, наиболее нагружены в подшипнике зоны расположения стыков между нижними и боковыми вкладышами. Это подтверждается и характером разрушения баббитовой заливки наиболее часто разрушение баббитового слоя происходит в местах вкладышей, близко расположенных к стыкам. Объясняется это, очевидно, тем, что пульсирующие нагрузки в сочетании с большим числом разъемов подшипника мешают формированию прочною масляного клина. Поэтому изменение конструкции подшипника с целью переноса разъемов в места действия минимальных нагрузок, а также обобщение опыта по применению новых марок баббитов является резервом увеличения долговечности коренных подшипников газовых компрессоров. [c.230] Вернуться к основной статье