空壓機(jī)地腳螺栓斷裂分析與改進(jìn)設(shè)計(jì)

　　技術(shù)改造空壓機(jī)(compressor)地腳螺栓(組成:頭部和螺桿組成)斷裂分析(Analyse)與改進(jìn)設(shè)計(jì)劉鵑ffP州壓縮(compression)機(jī)總廠，廣西柳州54500力（8）型空壓機(jī)二級缸中體地腳螺栓發(fā)生斷裂現(xiàn)象進(jìn)行分析，確定故障（fault）原因，改進(jìn)結(jié)構(gòu)，解決問題(Emerson)。昆山空壓機(jī)是一種用以壓縮氣體的設(shè)備?？諝鈮嚎s機(jī)與水泵構(gòu)造類似。大多數(shù)空氣壓縮機(jī)是往復(fù)活塞式，旋轉(zhuǎn)葉片或旋轉(zhuǎn)螺桿。離心式壓縮機(jī)是非常大的應(yīng)用程序。
　　l弓丨言型空氣壓縮(compression)機(jī)(compressor)具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、可靠的特性，投放市場就深受用戶歡迎，曾獲廣西名牌產(chǎn)品稱號，在工程(Engineering)上得到了廣泛(extensive)應(yīng)用。昆山空壓機(jī)是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)，在其中水或其它液體當(dāng)作活塞來壓縮氣體，然后將氣體排出。不足之處，時(shí)而會出現(xiàn)二級缸中體地腳螺栓發(fā)生斷裂（fracture)現(xiàn)象，見。
　　2原因分析(Analyse)2.1結(jié)構(gòu)型空壓機(jī)簡圖，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(chǔ)上，如所示。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)主要噪聲源是進(jìn)、排氣口，應(yīng)選用適宜的進(jìn)排氣消聲器?？諌簷C(jī)進(jìn)氣噪聲的頻譜呈低頻特性，進(jìn)氣消聲器應(yīng)選用抗性結(jié)構(gòu)或以個(gè)、抗性為主的阻抗復(fù)合式結(jié)構(gòu)?？諌簷C(jī)的排氣氣壓大，氣流速度高，應(yīng)在空壓機(jī)排氣口使用小孔消聲器
　　機(jī)器運(yùn)行時(shí)，排氣(Exhaust)支座（二級）處于熱態(tài)中，即會出現(xiàn)熱膨脹，由于剛性支承，膨脹受約束，便產(chǎn)生熱應(yīng)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(jì)算2.2.1受力分析壓縮機(jī)受力非常(very much)復(fù)雜，針對地腳螺栓(組成:頭部和螺桿組成)斷裂（fracture)問題(Emerson)，宜化簡分析。依據(jù)材料(Material)力學(xué)，可把壓縮機(jī)看作框架的剛性梁，機(jī)身和中體處的地腳螺栓簡化成固定鉸支座(pedestal)，進(jìn)、排氣支座處簡化成可動(dòng)鉸支座，力學(xué)模型見。
　　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)，我們來分析(Analyse)此處的受力情況，把此處看成剛性梁的個(gè)危險(xiǎn)截面。壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，二級缸中體處的地腳螺栓受螺栓的預(yù)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(jì)算（3）螺栓的預(yù)緊力壓縮(compression)機(jī)(compressor)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)擾力如所示。
　　技術(shù)改造壓縮機(jī)地腳螺栓受力簡化圖縮機(jī)組(unit)機(jī)身和中體處的地腳螺栓所受的轉(zhuǎn)矩，引起螺栓受剪切。為使被聯(lián)接件沒有相對滑動(dòng)，各螺栓的預(yù)緊力為f結(jié)合面摩擦系數(shù)，取0.12中體處的地腳螺栓的工作載荷為比較轉(zhuǎn)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(yù)緊力為排氣(Exhaust)支座(pedestal)剛性支承結(jié)構(gòu)(如所示，附加載荷是由于壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，溫度升高，引起熱變形，排氣支座處的剛性支承無法補(bǔ)償熱變形而產(chǎn)生的熱應(yīng)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，線膨脹系數(shù)a=8.7x106（1/），環(huán)境(environment)溫度25丈，排氣溫度為160U經(jīng)過計(jì)算，取計(jì)算溫度為70，則自由熱變形量排氣支座處調(diào)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(jī)組(unit)中心軸線的力矩旋轉(zhuǎn)(Rotating)慣性力矩：似=11.9kNm，這就是壓縮機(jī)組機(jī)身和中體處的地腳螺栓所受的傾翻力矩。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)在空壓機(jī)的進(jìn)、排氣口安裝消聲器或設(shè)置消聲坑道以后，氣流噪聲可以降到80db(a)以下，但空壓機(jī)的機(jī)械噪聲和電機(jī)噪聲仍然很高，因此還應(yīng)在空壓機(jī)的機(jī)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(jī)站，高大空曠的廠房混響很重。昆山空壓機(jī)是一種用以壓縮氣體的設(shè)備?？諝鈮嚎s機(jī)與水泵構(gòu)造類似。大多數(shù)空氣壓縮機(jī)是往復(fù)活塞式，旋轉(zhuǎn)葉片或旋轉(zhuǎn)螺桿。離心式壓縮機(jī)是非常大的應(yīng)用程序。為保證結(jié)合緊密貼合無縫隙，所需的螺栓的最小預(yù)緊力為此力矩傳遞到二級缸中體處，根據(jù)，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)生的熱膨脹無法得到補(bǔ)償而產(chǎn)生熱應(yīng)力，若熱應(yīng)力不能消除，達(dá)簡單極限的抗拉應(yīng)力就會把螺栓拉斷。
　　3改進(jìn)設(shè)計(jì)從以上分析(Analyse)可看出，二級缸工作(gōng zuò)時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力危害(wēi hài)很大，從計(jì)算來看，螺栓被拉斷是必然的，但在現(xiàn)實(shí)中，因?yàn)榉N種原因，并不是所有的螺栓都被拉斷。但不管怎么樣，熱應(yīng)力危害很大，不想辦法消除的話，后果非常嚴(yán)重。
　　為了補(bǔ)償熱變形，有必要改進(jìn)結(jié)構(gòu)(，如所示，把剛性支承改為彈性支承，熱變形得到補(bǔ)償，大大減少熱應(yīng)力，消除了附加載荷。
　　改進(jìn)后進(jìn)行強(qiáng)度（strength)校核，許用應(yīng)力丁4結(jié)論經(jīng)過改進(jìn)設(shè)計(jì)(design)之后，熱變形得到補(bǔ)償，D- 100/7型空壓縮機(jī)(compressor)沒有再出現(xiàn)過此類問題，完全根除了地腳螺栓斷裂的現(xiàn)象。