Приложение С (справочное). Шток поршня и износ

Приложение С
(справочное)

Шток поршня и износ

С.1 Общие положения

Неправильное выравнивание цилиндров и крейцкопфов и влияние теплового расширения, а также деформация самого штока могут привести к износу поршневого штока, который, в свою очередь, повлечет чрезмерный износ прижимного уплотнения и поршневого штока.

Вообще желательно выровнять машину так, чтобы износ штока поршня в уплотнении в рабочих условиях в течение срока службы машины был минимизирован.

В горизонтальных компрессорах износ штока в рабочих (горячих) условиях будет отличаться от износа в холодных условиях, так же как и износ некоторых деталей.

Производитель должен оценивать степень этого различия и изменения и вычислять износ штока в холодных условиях для достижения оптимального решения в рабочих (горячих) условиях, учитывая такие коэффициенты, как:

- термальное расширение цилиндров, опор и других статических компонентов;

- дифференциальное расширение поршня и цилиндра;

- дифференциальное расширение крейцкопфа и направляющей;

- изгиб поршневого штока;

- износ башмаков крейцкопфа и направляющих;

- износ направляющих лент поршня и гильз цилиндра;

- подъем крейцкопфа из-за излома соединяющего штока;

- влияние смазочной пленки.

С.2 Исследование причин износа штока поршня

Износ штока поршня может быть определен в результате измерения во время одного полного оборота коленчатого вала, при снятии показания с циферблатного индикатора или другого прибора, предназначенного для измерения положения прилегающей поверхности поршневого штока.

В горизонтальных компрессорах износ штока поршня измеряется и в вертикальном, и в горизонтальном направлении.

Горизонтальный износ обычно является результатом производственных погрешностей (например, совмещающиеся поверхности направляющих крейцкопфа, распорки или цилиндра не находятся точно под прямым углом к осевой линии). Однако, нужно отметить, внешние нагрузки на компрессор от термального расширения соединяющихся трубопроводов или сосудов могут вызвать деформацию компрессора, приводящую к горизонтальному износу. В особых случаях два цилиндра и более тесно подсоединены к единственному подавителю пульсации.

Причины вертикального износа различны, но по типу могут быть объединены в две группы:

Тип А: воздействие, которое приводит к линии движения двух концов штока, не находящихся на одной и той же прямой линии.

Тип В: воздействие, которое приводит к изгибу непосредственно штока.

Воздействие типа А может быть подразделено таким образом:

А1: воздействие из-за неточной механической обработки или неправильного монтажа, как описано для горизонтального износа.

А2: воздействие из-за поршня и крейцкопфа, работающих в экстремальных условиях относительно рабочего пространства.

A3: воздействие термального расширения, в частности, на поршень и цилиндр.

А4: изнашивание деталей во время срока службы компрессора, особенно направляющих лент поршня.

А5: подъем крейцкопфа к верхней точке его рабочего пространства на одной стороне компрессора из-за напора и изгиба шатуна.

Примечание - В большинстве случаев крейцкопф понизится на каждом конце хода.

Воздействие типа В можно подразделить на:

В1: провисание штока прута под своим собственным весом.

В2: изгиб штока, вызванный нарушением перпендикулярности резьбы и других совмещающихся поверхностей на соединении штока, крейцкопфа и поршня.

Воздействие типов А1, А2, В1 и В2 обычно будут одинаковым в "холодных" цеховых условиях производителя и в "горячем" эксплуатационном режиме на площадке. Цель состоит в том, чтобы достигнуть минимального рабочего износа в прижимном уплотнении в течение срока службы машины. При условии, что износ измерен как можно ближе к уплотнению, в определении степени, до которой холодный износ во время цехового испытания будет отличаться от горячего износа в эксплуатации, нужно учитывать только воздействие типов A3, А4 и А5.

Результатом воздействия типов A3 и А4 является правильная линия движения двух концов штока, параллельных, но не солинейных. Вертикальное смещение может быть связано с износом, измеренным простой геометрией (см. рисунок С.1).

Анализ воздействия типа А5 требует детального знания геометрии машины, масс различных компонентов и наложенных нагрузок. Это будет, очевидно, зависеть от фактических эксплуатационных режимов в какой-либо момент.

Допустимый износ от этого воздействия поэтому требует осторожного рассмотрения.

Вычисление эффекта провисания штока под его собственным весом (В1) является трудным, потому что конечные условия неопределенны и в любом случае будут независимы от фактических условий нагрузки.

В случае необходимости некоторая индикация относительно степени провисания штока может быть получена путем измерения износа в двух положениях: в одном - близко к прижимному уплотнению, в другом - близко к крейцкопфу. Пока эффект параллельного относительного смещения линии движения двух концов штока не будет одинаковым и в положениях измерения, воздействие провисания штока будет различным и, как правило, противоположного знака.

"Рисунок С.1 - Износ штока поршня. Воздействие типов A3 и А4"

,

где у - износ штока поршня;

е - вертикальное смещение между А-А и В-В;

s - шаг;

- расчетная длина поршневого штока.

С.3 Рабочая ведомость цехового испытания на износ

На рисунке С.2 показана стандартная рабочая ведомость, которую используют для того, чтобы в ней можно было вести запись результатов цеховых испытаний износа штоков.

"Рисунок С.2 - Рабочая ведомость типичного износа штока поршня"

Примечания

1 Зафиксированные значения отражают изменения в показаниях индикатора, когда поршень перемещается с головки кривошипа к головной части при вращении коленчатого вала в стандартном направлении.

2 Точное показание циферблатного индикатора указано в таблице С.1.

Таблица С.1 - Результаты цеховых испытаний износа штока

N цилиндра	Износ				Дата	Инспектор (поставщик)
	допустимый (расчетный)		фактически установленный
	вертикальный	горизонтальный	вертикальный	горизонтальный