空壓機地腳螺栓斷裂分析與改進(jìn)設計

　　技術(shù)改造空壓機(compressor)地腳螺栓(組成:頭部和螺桿組成)斷裂分析(Analyse)與改進(jìn)設計劉鵑ffP州壓縮(compression)機總廠(chǎng)，廣西柳州54500力（8）型空壓機二級缸中體地腳螺栓發(fā)生斷裂現象進(jìn)行分析，確定故障（fault）原因，改進(jìn)結構，解決問(wèn)題(Emerson)。昆山空壓機是一種用以壓縮氣體的設備?？諝鈮嚎s機與水泵構造類(lèi)似。大多數空氣壓縮機是往復活塞式，旋轉葉片或旋轉螺桿。離心式壓縮機是非常大的應用程序。
　　l弓丨言型空氣壓縮(compression)機(compressor)具有運轉平穩、可靠的特性，投放市場(chǎng)就深受用戶(hù)歡迎，曾獲廣西名牌產(chǎn)品稱(chēng)號，在工程(Engineering)上得到了廣泛(extensive)應用。昆山空壓機是回轉容積式壓縮機，在其中水或其它液體當作活塞來(lái)壓縮氣體，然后將氣體排出。不足之處，時(shí)而會(huì )出現二級缸中體地腳螺栓發(fā)生斷裂（fracture)現象，見(jiàn)。
　　2原因分析(Analyse)2.1結構型空壓機簡(jiǎn)圖，其進(jìn)、排氣(Exhaust)支座(pedestal)的支承均為剛性，即分別由4個(gè)M24的螺釘支撐于鋼件的基礎上，如所示。昆山空壓機保養主要噪聲源是進(jìn)、排氣口，應選用適宜的進(jìn)排氣消聲器?？諌簷C進(jìn)氣噪聲的頻譜呈低頻特性，進(jìn)氣消聲器應選用抗性結構或以個(gè)、抗性為主的阻抗復合式結構?？諌簷C的排氣氣壓大，氣流速度高，應在空壓機排氣口使用小孔消聲器
　　機器運行時(shí)，排氣(Exhaust)支座（二級）處于熱態(tài)中，即會(huì )出現熱膨脹，由于剛性支承，膨脹受約束，便產(chǎn)生熱應力。由此，給地腳螺栓(組成:頭部和螺桿組成)增加了附加載荷。
　　2.2受力分析與計算2.2.1受力分析壓縮機受力非常(very much)復雜，針對地腳螺栓(組成:頭部和螺桿組成)斷裂（fracture)問(wèn)題(Emerson)，宜化簡(jiǎn)分析。依據材料(Material)力學(xué)，可把壓縮機看作框架的剛性梁，機身和中體處的地腳螺栓簡(jiǎn)化成固定鉸支座(pedestal)，進(jìn)、排氣支座處簡(jiǎn)化成可動(dòng)鉸支座，力學(xué)模型見(jiàn)。
　　由于二級缸中體處的地腳螺栓(組成:頭部和螺桿組成)斷裂（fracture)，我們來(lái)分析(Analyse)此處的受力情況，把此處看成剛性梁的個(gè)危險截面。壓縮機運轉時(shí)，二級缸中體處的地腳螺栓受螺栓的預緊力，工作(gōng zuò)載荷以及由于熱膨脹產(chǎn)生的附加載荷。
　　2.2.2地腳螺栓受力計算（3）螺栓的預緊力壓縮(compression)機(compressor)運動(dòng)機構擾力如所示。
　　技術(shù)改造壓縮機地腳螺栓受力簡(jiǎn)化圖縮機組(unit)機身和中體處的地腳螺栓所受的轉矩，引起螺栓受剪切。為使被聯(lián)接件沒(méi)有相對滑動(dòng)，各螺栓的預緊力為f結合面摩擦系數，取0.12中體處的地腳螺栓的工作載荷為比較轉矩、傾翻力矩的作用，兩者中取大值，則中體處的地腳螺栓所需的螺栓的預緊力為排氣(Exhaust)支座(pedestal)剛性支承結構(如所示，附加載荷是由于壓縮機運行時(shí)，溫度升高，引起熱變形，排氣支座處的剛性支承無(wú)法補償熱變形而產(chǎn)生的熱應力，傳遞到地腳螺栓，中體處的地腳螺栓必然承受較多的附加載荷。
　　排氣支座材料為HT200，線(xiàn)膨脹系數a=8.7x106（1/），環(huán)境(environment)溫度25丈，排氣溫度為160U經(jīng)過(guò)計算，取計算溫度為70，則自由熱變形量排氣支座處調整(Adjustment)螺栓為4xM24，材料為45，剛性按熱變形完全受約束，則附加力按，傳遞（transmission)到壓縮機組(unit)中心軸線(xiàn)的力矩旋轉(Rotating)慣性力矩：似=11.9kNm，這就是壓縮機組機身和中體處的地腳螺栓所受的傾翻力矩。昆山空壓機保養在空壓機的進(jìn)、排氣口安裝消聲器或設置消聲坑道以后，氣流噪聲可以降到80db(a)以下，但空壓機的機械噪聲和電機噪聲仍然很高，因此還應在空壓機的機組上安裝隔聲罩。4、懸掛空間吸聲體：在佛山凌格風(fēng)空壓機站，高大空曠的廠(chǎng)房混響很重。昆山空壓機是一種用以壓縮氣體的設備?？諝鈮嚎s機與水泵構造類(lèi)似。大多數空氣壓縮機是往復活塞式，旋轉葉片或旋轉螺桿。離心式壓縮機是非常大的應用程序。為保證結合緊密貼合無(wú)縫隙，所需的螺栓的最小預緊力為此力矩傳遞到二級缸中體處，根據，該處地腳螺栓所受的附加載荷考慮到熱變形并不完全受約束，按60%受約技術(shù)(technology)改造性，工作(gōng zuò)時(shí)產(chǎn)生的熱膨脹無(wú)法得到補償而產(chǎn)生熱應力，若熱應力不能消除，達簡(jiǎn)單極限的抗拉應力就會(huì )把螺栓拉斷。
　　3改進(jìn)設計從以上分析(Analyse)可看出，二級缸工作(gōng zuò)時(shí)產(chǎn)生的熱應力危害(wēi hài)很大，從計算來(lái)看，螺栓被拉斷是必然的，但在現實(shí)中，因為種種原因，并不是所有的螺栓都被拉斷。但不管怎么樣，熱應力危害很大，不想辦法消除的話(huà)，后果非常嚴重。
　　為了補償熱變形，有必要改進(jìn)結構(，如所示，把剛性支承改為彈性支承，熱變形得到補償，大大減少熱應力，消除了附加載荷。
　　改進(jìn)后進(jìn)行強度（strength)校核，許用應力丁4結論經(jīng)過(guò)改進(jìn)設計(design)之后，熱變形得到補償，D- 100/7型空壓縮機(compressor)沒(méi)有再出現過(guò)此類(lèi)問(wèn)題，完全根除了地腳螺栓斷裂的現象。