题题 目：目： 4M 型往复式压缩机曲轴箱的修复 姓姓 名名： 单单 位位： 工工 种种： 评评 价价 成成 绩绩： 评评 价价 人人 姓姓 名名： 评价人技术资格评价人技术资格： 4M 型往复式压缩机曲轴箱的修复摘 要 本文介绍了 4M 型往复式压缩机组合式曲轴箱出现裂纹后的修复。详细描述了裂纹补焊、箱体组装和现场调整等几个工序的施工方案，重点对假轴在组装和调整曲轴箱过程中的作用进行了分析。关键词 4M 型往复式压缩机 组合式曲轴箱 修复1 概述我厂常减压装置 2007 年扩能改造后的不凝气压缩机选用了沈阳气体压缩机厂生产的 4M 型往复式压缩机，型号为 4M10-11/5-54-BX，四列三级对称平衡型。机组投用后运行一直比较平稳，但 2009 年出现了一级缸十字头销（连杆小头瓦）止退销松脱，十字头销从销孔中滑出，导致连杆小头在十字头内无法固定，并引起剧烈撞击，巨大的撞击力传递至十字头滑道和曲轴箱，导致滑道产生裂纹，裂纹延伸至曲轴箱体，整个曲轴箱体报废。曲轴箱报废后，经讨论决定更换新的曲轴箱，同时更换严重破坏的十字头、连杆和主轴瓦，其他零部件继续使用。对新曲轴箱的裂纹缺陷采取正确的补焊工艺进行修补，并利用假轴将两半曲轴箱进行组装校正，然后到现场通过手工修配轴瓦调整间隙和偏差，经过修复后的曲轴箱运行平稳，修复工作获得成功。2 曲轴箱结构曲轴箱由两个箱体组装而成，由 HT250 铸铁铸造而成，每个箱体布置两列气缸，箱体之间由八个螺栓连接，用定位销定位，结合面加工密封槽用 O 形圈密封防止漏油，每个箱体均有四个地脚螺栓固定，曲轴箱结构如图 1 所示。新曲轴箱到货状态为两个箱体单独包装，经检查发现驱动端主轴瓦座下部的箱体上有一段微小裂纹，考虑到此部位为重要部位，承受较大的冲击力，必须对此裂纹进行修补。箱体补焊后，会发生焊接变形，将对原来加工的主轴瓦同轴度、十字头滑道的水平度以及滑道和主轴线的垂直度等精度造成影响，需要在组装过程中消除误差。两个箱体必须先行组装定位，使以上精度误差尽量减小，最终依靠手工刮削调整主轴瓦和连杆瓦来达到精度要求。针对上述问题，为完成曲轴箱的修复工作，制定了严格的修复方案，先完成补焊工作，然后再组装箱体，用假轴对轴承孔座进行修刮保证同轴度，再将组合箱体吊装到现场就位，通过修刮主轴瓦和连杆瓦调整装配精度。图 1 4M 型组合式曲轴箱结构3 曲轴箱的修复31 箱体裂纹的修复箱体裂纹位置如图 2 所示，由于铸铁材料的焊接性能较差，容易在焊接过程中引起裂纹扩展，导致修复失败。为完成裂纹修补，按照以下程序进行。1）首先对裂纹进行着色探伤，确定裂纹位置，再在裂纹两端钻 6mm 的止裂孔，用砂轮机打磨裂纹，直至裂纹全部清除，再进行一次着色检查。2）沿裂纹打磨坡口，坡口角度为 60，由于箱体较厚，选用铸铁焊条，采用多层焊，直径选择 3.2mm 和 4.0mm 两种，用 3.2 焊条打底，后几层用 4.0 焊条焊接。焊接前焊条需要在 150烘烤 2 小时。焊接电流在保证焊接质量的前提图 2 曲轴箱裂纹位置下尽量采取较小电流，焊接电流采用直流反接，减少焊接热的产生。3）焊接前将箱体局部用焊炬预热到 200250，用以减少焊缝与工件的温差，防止焊缝及热影响区发生裂纹。尽量采用小电流，短焊弧，短段焊，断续焊，分散焊，调整热影响区，焊后用小锤敲击焊缝，松弛焊接应力。4）待焊接完成后，加热到 300350用石棉毯盖保温缓冷，完全冷却后再进行着色检查确认无缺陷。将止裂孔攻丝，用丝堵填满止裂孔，并铆死丝堵。至此裂纹修复工作完成。32 箱体的组装根据图纸要求，两个箱体组装后，要求各轴承孔之间的同轴度要求不大于0.05mm。为保证曲轴箱组装精度，按下列步骤进行组装。1）组装箱体在平台上进行，先将两个箱体底板支撑平面清洁干净，放置在一个大平台上，用水平仪监测，调整平台至水平。2）在两个箱体的地脚螺栓底板平面和另外一端中部垫一组调整垫铁，每组垫铁包括一块平铁和两块斜铁，组装过程中需要保证箱体横向和纵向两个方向的水平度，横向水平度以十字头滑道作为基准，纵向水平度以四个主轴瓦为基准，在每个箱体的滑道和主轴瓦座各放置一个水平仪，垫铁布置和水平仪布置如图 3 所示。通过调整垫铁使得两个箱体横向纵向两个方向都处于水平状态。图 3 垫铁组和水平仪布置图3）为保证各主轴瓦同轴度，需要加工一根假轴，轴颈与瓦座孔尺寸相等，便于调节误差。将假轴放置在四个主轴瓦孔座内进行研磨。在轴瓦孔座内涂上红丹粉，盘动假轴，观察接触情况，并在假轴上放置水平仪检测四个孔座的水平度，用刮刀和油石等工具对轴承孔座进行修刮，直到所有四个轴瓦孔座均有接触为止，然后用螺栓联结两个箱体，拧紧螺栓过程中，时刻观察水平仪读数的变化，根据读数变化确定拧紧螺栓顺序，直至所有螺栓全部拧紧，最后重新铰配定位销孔。定位销安装完成后，整个箱体组装完毕。33 箱体的现场调整由于箱体在运输过程中颠簸，到达安装现场时不能保证原有的组装精度，必须要到现场进行调整修配才能满足装配要求。现场按如下步骤调整。1）用箱体底板顶丝和垫铁组调整水平度，水平仪布置方式同前，重新将箱体在现场调整至水平，并最终拧紧地脚螺栓，固定箱体位置。2）安装主轴瓦下瓦，将假轴直径车削到曲轴轴颈加标准轴瓦间隙大小，假轴尺寸的确定非常重要，在进行同轴度调整时，假轴直径应加上轴承间隙，这样才能保证轴瓦研磨的接触痕迹是一个标准圆，如直接用真实曲轴研磨，因孔轴直径相差轴承间隙，实际接触只是一条线接触，接触痕迹越大，轴瓦孔椭圆度越大。放入假轴，盘动假轴检查主轴瓦接触情况，通过修刮四块主轴瓦使其接触均匀，并将水平仪放置在假轴上检查水平度，所有主轴瓦同时接触且假轴水平符合标准，主轴瓦的同轴度就得到了保证。3）主轴瓦同轴度调整完成后，放入曲轴，安装上瓦，检查每个主轴瓦的轴瓦间隙，通过刮削调整到标准间隙 0.110.21mm。4）在主轴瓦调整完成后，装好每列十字头和连杆，对每列十字头滑道与主轴线的垂直度进行校正，因焊接造成的箱体变形使得十字头滑道与主轴线的很难垂直，只有通过连杆大头瓦进行调整。盘动曲轴，如果滑道和主轴线不垂直，连杆瓦的接触痕迹将分布在瓦面的边缘， ，且上下瓦交叉分布，通过刮削连杆瓦逐渐使接触面变大，当接触面遍及整个瓦面时，垂直度就能满足要求。至此，通过裂纹修补、箱体组装和现场调整，带有缺陷的新曲轴箱完成了修复，满足了装配要求。在完成气缸、活塞杆、气阀和附属系统后，机组重新开车投运，运行半年多一直非常平稳。4 结论箱体裂纹的能否成功处理很大程度取决于焊接工艺，焊接前必须钻止裂孔，焊接完成后封堵止裂孔。4M 型往复式压缩机曲轴箱有着较高的制造要求，由于结构复杂，在铸造方面存在难度，将每两列作为一个单独箱体铸造，然后再组装成一体，在结构上对组装要求非常高，重点是保证各主轴瓦的同轴度和中心高一致，我们通过假轴就能很好地找出修配点，假轴的使用为完成这项工作提供了很大的方便。十字头滑道和主轴瓦座一体的曲轴箱，主要靠制造厂的加工保证滑道和主轴线垂直度，如果箱体需要补焊，焊接变形后，一旦发生偏差较大，现场很难调整，只能通过连杆瓦进行微调。另外一种改进后的曲轴箱体结构仅将主轴系统作为一体，而十字头滑道部分另外组装到主轴箱体上，有效避免了这种偏差的调整难度。