Ремонт насосно-компрессорного оборудования

Ремонт поршневых компрессоров. Главные детали компрессора совершают вертикальное или относительное поступательное движение, поэтому подвержены интенсивному износу. Основные виды износа в деталях поршневого компрессора связаны с характером движения и действующими нагрузками и могут быть следующими:

коленчатый вал - изменение формы и размеров шатунных и коренных шеек вала, трещины в местах перехода шеек к щекам, прогиб;

коренные подшипники - износ баббитовой заливки, коробление вкладышей;

шатун - изгиб шатуна, износ вкладышей, вытягивание шатунных болтов;

крейцкопф - износ направляющих и пальца;

шток - износ штока в месте прохода через сальник, изгиб, срыв резьбы;

поршень - износ отверстий для установки поршневых колец, износ колец;

цилиндр - изменение формы цилиндра (овальность, конусность, бочкообразность);

клапаны - износ пружин и рабочих поверхностей седла и тарелки клапана.

Компрессор имеет ряд однотипных деталей: клапаны, вкладыши подшипников, крепежные изделия и т.д., которые или подгонялись при первоначальной сборке или прирабатывались в процессе работы с сопрягаемыми деталями; поэтому после ремонта их надо устанавливать на прежние места. При разборке следует проверять наличие маркировки у одинаковых деталей и при ее отсутствии наносить керном на нерабочие места соединяющихся деталей условные значки или выбивать одинаковые цифры.

При последующей разборке компрессора снимаются крышки цилиндров, нагнетательные клапаны с буферными пружинами, демонтируются клапанные диски, открываются боковые крышки картера и проворачивается коленчатый вал так, чтобы поршни оказались в верхнем положении, удобном для снятия всасывающих клапанов. После этого разбирается и извлекается шатунный подшипник и при помощи рем-болтов вынимается поршень с шатуном, а затем при помощи съемника снимается маховик, открывается крышка сальника. Далее разбирается сальник, всасывающие и нагнетательные вентили.

При разборке проводится дефектация деталей.

Ревизия цилиндра состоит в проверке состояния его поверхности. Поверхность должна быть зеркально гладкой, без рисок, задирав, выбоин и других дефектов. Наличие на поверхности таких повреждений свидетельствует об абразивном износе и требует ремонта.

Основной причиной преждевременного износа поршней компрессоров является перекос механизма движения. Поэтому для предупреждения аварийного износа поршня и цилиндра чрезвычайно важно контролировать зазоры, определяющие центровку поршня, и своевременно устранять даже небольшие перекосы механизма движения с целью предупреждения заедания и заклинивания поршня.

При увеличении зазоров между поршнем и цилиндром сверх допустимых значений поршень заменяется новым.

При дефектации к поршневым кольцам предъявляются следующие требования: поршневое кольцо должно входить в канавку свободно (заедание устраняют шабровкой), зазор между канавкой и кольцом должен быть в пределах 0,05-0,08 мм. Проверяется также зазор в замке колец. Этот зазор зависит от диаметра цилиндра, и величина его колеблется для цилиндра диаметром 150-300 мм от 0,8 до 1,5 мм, радиальный зазор должен быть в пределах 0,4-0,5 мм. Зазор измеряется щупом, который вводится между утопленным в канавку кольцом и металлической линейкой, положенной на поршень вдоль его образующей.

Одной из важнейших деталей компрессора является коленчатый вал, ремонт которого сложен, требует значительных затрат времени и высококвалифицированного труда. Дефектация коленчатого вала проводится особенно тщательно. Нарушение цилиндрической формы шеек коленчатого вала возникает в результате неравномерных усилий при возвратно-поступательном движении.

Проверка износа и степени искажения формы шейки вала осуществляется микрометрической скобой с индикатором, имеющим цену деления 0,01 мм. Измерения ведутся в трех сечениях, одно из которых находится посередине шейки, а два других - по ее краям на расстоянии 5-10 мм от галтелей. В каждом поясе диаметр шейки измеряется в двух плоскостях - вертикальной и горизонтальной.

Данные измерения заносятся в специальный формуляр.

Увеличение радиального зазора между шейкой вала и подшипником является следствием износа последнего. При значительном износе вкладышей возникает большая утечка масла из подшипника, приводящая к нарушению жидкостной смазки, в результате чего подшипник нагревается и в нем появляются стуки. При износе коренных подшипников уменьшается толщина баббитового слоя, вследствие чего вал опускается, нарушается его горизонтальность и соосности с подшипниками. Это приводит к интенсивному износу, как подшипников, так и вала.

Масляный зазор проверяется свинцовой проволокой, которую сдавливают в подшипнике, уложив ее на шейку вала и затянув крышку. Толщина проволоки, измеренная микрометром после ее сдавливания, должна соответствовать величине масляного зазора, указанной на чертеже.

Для дефектации и проверки подшипников качения применяется специальное приспособление.

Коленчатые валы и коренные подшипники. Ревизия коленчатого вала и коренных подшипников проводится не реже одного раза в год, при этом проверяются: состояние вала, его щек, шеек, галтелей с целью обнаружения задирав и забоин; биение шеек, овальность и конусность; наличие поверхностных и внутренних трещин вала; положение оси вала по расхождению щек.

Проверка состояния вала начинается с проверки зазоров в соединении вала с коренными подшипниками с помощью щупа, в соединении шатунных шеек с шатуном и проверки положения оси вала по расхождению щек. Эти виды контроля могут указывать на взаимный износ сопрягаемых поверхностей коленчатого вала, коренных подшипников, шатуна.

Если отклонение формы превышает допустимые пределы, шейки шлифуют. Допускаемое уменьшение диаметра составляет 3% от первоначального значения диаметра. При большом износе вал протачивается и привариваются рубашки, состоящие из двух половинок. Сварные швы соединяют половинки рубашки между собой и с шейкой вала. Крутящий момент на шейке вала невелик, и сварных швов достаточно для обеспечения прочности соединения.

Задиры и забоины, обнаруженные на шейках и галтелях коленчатого вала исправляются шлифовкой или проточкой с последующей шлифовкой. Проточке подвергаются коренные и кривошипные шейки, если овальность и конусность превышают максимальный допуск 0,15 мм. Отклонения диаметра отремонтированных шеек не должны превышать нормальных допусков на овальность и конусность: для коренных шеек - 0,03 мм, шатунных шеек - 0,1 мм; на биение - 0,05 мм. Расхождение щек должно быть не выше 0,14 мм или 0,00025×s (s - ход поршня). Восстановление номинального значения диаметра шеек возможно путем наплавки и последующей шлифовки. Трещины устраняются заваркой, а прогиб вала - правкой механическим, термическим и термомеханическим способами.

Основной вид износа подшипников скольжения - изменение размеров и формы антифрикционной заливки. При небольшом увеличении зазора между заливкой и валом возможно уменьшение этого зазора путем снятия прокладок между половинками вкладышей. Основным же методом ремонта подшипников является перезаливка антифрикционного сплава с последующей расточкой, шабрением и пригонкой по шейке вала.

Заливка проводится вручную или центробежным способом. Качество заливки должно быть такое, чтобы вкладыш при обстукивании молотком давал чистый звук. Дребезжание и глухие звуки указывают на то, что заливка местами не пристала к вкладышу.

Шатун. Стержень шатуна и шатунные болты проверяются на трещины с помощью керосина. При наличии трещин шатун подлежит замене.

Прогиб стержня шатуна устраняется правкой в холодном состоянии или с подогревом. Параллельность осей отверстий кривошипной и крейцкопфной головок шатуна проверяется после установки в отверстия оправок и выверки на специальном приспособлении параллельности оправок. Непараллельность свидетельствует о скрученности шатуна. Скрученные шатуны подлежат замене.

Вкладыши головок шатуна при значительной выработке заменяются. Кривошипная головка имеет разъем и незначительная выработка вкладышей может компенсироваться уменьшением толщины прокладок в разъеме. При значительной выработке вкладыши заменяются. При аналогичных условиях подлежит замене и втулка крейцкопфной головки шатуна. Приспособление для замены втулок показано на рис. 7.1. Шатунные болты при наличии трещин, сорванной резьбы, а также при вытяжке ремонту не подлежат и заменяются новыми.

Рис. 7.1. Приспособление для выпрессовки (а) и запрессовки (б) втулок крейцкопфной головки шатуна: 1 - втулка; 2 - диск; 3 - болт; 4 - гайка; 5 - оправка

При осмотре шатунных болтов проверяется целостность шплинтов, неизменность затяжки болтов, прилегание опорных поверхностей головок болта и гайки, остаточное удлинение болтов.

Крейцкопф. Крейцкопф состоит из стального корпуса, чугунных башмаков с баббитовой заливкой, пальца для крепления шатуна, гайки и муфты для крепления штока. При осмотре и ремонте этой сборочной единицы необходимо проверить все детали на усталостные трещины и прилегание опорных поверхностей бурта, крейцкопфа, муфты и гайки. Опасные сечения проверяются ультразвуком, цветной дефектоскопией или меловой пробой.

Корпус крейцкопфа подлежит ремонту: 1) если в отверстиях (проушинах) под палец и на опорных поверхностях, сопрягающихся с гайками крепления штока, образовался наклеп; 2) если более чем в 10% отверстий для болтов сорвана резьба; 3) если имеются трещины на корпусе.

Башмак перезаливается: 1) если после пригонки по направляющей крейцкопфа толщина слоя баббита менее 1,5 мм; 2) если баббит отслоился от тела башмака более чем на 10% поверхности заливки; 3) если свыше 15% поверхности заливки покрыто трещинами.

Палец крейцкопфа заменяется при наличии изломов и трещин. Ремонт пальца в зависимости от характера и величины износа проводится: 1) шлифованием рабочей поверхности; 2) хромированием с последующим шлифованием; 3) хромированием или наваркой сталью цапф с последующей механической обработкой и притиркой их с проушинами крейцкопфа. Овальность и конусность рабочей поверхности пальца не должна превышать 0,02 мм. Цапфы должны иметь конусность 1:20.

При сборке проверяется правильность прилегания друг к другу опорных поверхностей крейцкопфа, муфты и гайки. Зазор между направляющей и ползуном крейцкопфа должен составлять 0,2 - 0,3 мм.

Шток, имеющий конусность и эллипсность 0,8 мм, протачивается и шлифуется. Проточка штока допустима, если его диаметр уменьшится не более, чем на 1,0 мм от первоначального размера. Шток выбраковывается при наличии изломов, трещин и срывов резьбы, превышающих 10% длины резьбы.

Сальники заменяются при наличии пропуска газа или после года их непрерывной работы.

Поршни и поршневые кольца. При ревизии поршней проверяется состояние несущей поверхности, крепление поршня на штоке, величина выработки канавок, состояние и степень износа поршневых колец.

Поршень подлежит замене при наличии изломов, трещин, при износе, превышающем допустимые нормы, при разработке канавок для поршневых колец.

Поршень ремонтного размера, не имеющий изломов и трещин и находящийся в эксплуатации, может быть использован в цилиндре нормального диаметра после его обработки по наружному диаметру, а также обработки канавок для поршневых колец, подторцовки кольцевой поверхности под опорный фланец штока.

В поршневых кольцах проверяется рабочая поверхность, замеряются величины износа кольца и торцевые зазоры. Обнаруженные заусенцы на кромках колец и канавках поршня удаляются напильником или шабером. Торцевой зазор между стенкой канавки и поршневым кольцом должен быть равен 0,05 - 0,1 мм. Поршневое кольцо должно утопать в канавке поршня на 0,3 - 0,5 мм. Величина износа кольца не должна превышать 30% первоначальной толщины. Величина соприкосновения поверхности кольца с зеркалом цилиндра не должна быть менее 2/3 общей длины окружности кольца. На остальной 1/3 части допускается зазор на 0,05 мм.

Чугунные поршневые кольца имеют низкую работоспособность и требуют применения смазки. Поэтому на компрессорах ставятся поршневые кольца из неметаллических материалов (композиции фторопласт- кокс), наполненных графитом пластмасс, боросилицированного графита. Кроме того, используются поршневые кольца манжетного типа (рис. 7.2), которые обеспечивают высокую герметичность уплотнения независимо от степени их износа. Кольца из капрона получают методом литья под давлением в пресс-формах. Кольца из графитофторопластовых и коксофторопластовых композиций изготовляют путем механической обработки заготовок на токарном станке.

Рис. 7.2. Поршневое кольцо манжетного типа: 1 - кромки уплотнения цилиндра; 2 - кромки уплотнения канавки поршня; 3 - экспандер

Шток. При изгибе или дефектах резьбы шток подлежит замене. Изменение формы (овальность, конусность) поверхности штока в местах ее соприкосновения с набивкой сальника устраняется шлифовкой. При значительном износе возможно восстановление номинального диаметра штока хромированием и наплавкой с последующей проточкой и шлифовкой. При использовании для набивки сальника коксофторопластовых колец, а также колец, изготовленных из капрона, наполненного графитом, износ штока уменьшается.

Цилиндры. В процессе работы происходит увеличение диаметра цилиндра по сравнению с первоначальными искажение правильной геометрической формы. При ревизии проверяется наличие изъянов на зеркале цилиндра (рисок, задирав, трещин и т.п.). Замер износа цилиндра проводится в трех сечениях (в средней части и на расстоянии 30 - 50 мм от переднего и заднего краев рабочей поверхности) и двух взаимно перпендикулярных направлениях для каждого сечения. Цилиндр растачивается: 1) при наличии продольных рисок глубиной более 0,25 мм или грубых кольцевых задирав, превышающих 10% длины окружности; 2) при бочкообразности 1,25 - 1,5 мм; 3) при овальности 0,5 - 0,6 мм. При этом допускается увеличение диаметра цилиндра на 2% от проектного размера. Уменьшение толщины стенки после расточки не должно превышать 10% номинальной толщины. При большой степени износа или при повторном ремонте в цилиндр вставляется гильза. Расточенный или новый цилиндр подвергается гидравлическому испытанию согласно требованиям и правилам Госгортехнадзора.

Для расточки цилиндров крупных компрессоров используется переносное приспособление, которое крепится на цилиндре с помощью двух фланцев. Внутрь цилиндра вводится резцовая головка, приводимая во вращение электродвигателем через червячный редуктор. При монтаже приспособления штангу выверяют на соосности с цилиндром с помощью индикатора, после чего резец устанавливается на нужный диаметр расточки.

После расточки цилиндра поршень заменяется на другой с увеличенным диаметром. При наличии трещин на наружных стенках водяных и воздушных полостей цилиндра ремонт проводится постановкой ввертышей, стальных хомутов с резиновой прокладкой либо заваркой с последующим гидравлическим испытанием.

Цилиндры с трещинами на внутренней поверхности выбраковываются.

Клапаны. При работе тарельчатых клапанов (рис. 7.3) наблюдается образование отложений в отверстиях седла и тарелки, износ пластин, пружин и ограничителей подъема пластин. При ремонте клапан выпрессовывается из цилиндра.

Рис. 7.3. Клапан компрессора 1 - седло; 2 - пружина; 3 - тарелка; 4 - соединительный болт; 5 - ограничитель подъема пластины; 6 - пластина  

При эксплуатации пластины клапанов подвергаются короблению; кроме того, на них могут образовываться трещины. Разрушенные клапанные пластины заменяются новыми. При возможности ремонта пластины с обеих сторон пришлифовываются. Шлифовка проводится только концентрично. После ремонта или изготовления (вырезка, правка, предварительная шлифовка, термообработка, шлифовка) пластины проверяются на плоскостность с помощью щупа на контрольной плите.

Ограничитель подъема пластины, изготовленный из фторопласта, при ремонте также заменяется новым.

Клапаны выбраковываются в случае пропускания газа. Перед постановкой нового или отрегулированного клапана проверяется величина подъема его пластины, качество шплинтовки гайки и состояние уплотняющих поверхностей внутри полости цилиндра и на корпусе клапана. При необходимости проводится притирка поверхности цилиндра, на которую напрессовывается клапан. Для притирки используется приспособление, показанное на рис. 7.4.

При ревизии предохранительных клапанов проводится разборка, чистка и проверка состояния уплотнительных поверхностей клапана и его седла. Уплотнительные поверхности клапана седла, имеющие забоины, риски и дефекты коррозии, протачиваются и тщательно притираются. Клапан регулируется на давление, превышающее 15% от перепада давления между нагнетанием и всасыванием.

Прямоточные клапаны, устанавливаемые на воздушных и газовых компрессорах, при отсутствии видимых повреждений подвергаются испытанию на плотность (рис. 7.5).

	Рис. 7.4. Приспособление для притирки посадочной поверхности цилиндра под клапан: 1 - корпус компрессора; 2 - оправка; 3 - фланец; 4, 6 - направляющие втулки; 5 - пружина; 7,9 - шайбы; 8 - наждачная бумага		Рис. 7.5. Приспособление для проверки клапанов на плотность: 1 - прокладка; 2 - нажимной стакан; 3 - нажимной винт; 4 - откидная скоба; 5 - клапан; 6 - емкость; 7 - манометр

При недостаточной плотности клапан подлежит разборке для выявления причин потери плотности. Такими причинами могут быть поломка пластин с выкрашиванием отдельных участков, появление трещин в пластинах, отложение нагара на седлах клапана.

Поломка пластин обычно видна без разборки клапана. Трещины в пластине у места защемления обнаруживаются при отгибании пластины ножом до полного ее открытия. Дефектные пластины подлежат замене при разборке клапана. Очистка деталей клапана от нагара осуществляется инструментом без острых граней и кромок во избежание образования рисок на уплотняющих поверхностях.

Дата добавления: 2015-04-24