一種活塞杆的彈性連接結構及其連接方法
2023-05-26 14:35:31 2
一種活塞杆的彈性連接結構及其連接方法
【專利摘要】一種活塞杆的彈性連接結構，包括十字頭和活塞杆，所述的活塞杆肩部設有連接為一體的彈性細杆，彈性細杆的外端螺紋連接調節螺母，調節螺母與活塞杆肩部之間設置連接法蘭，連接法蘭與調節螺母接觸端面設置調整墊，另一端面支承在活塞杆肩部；所述的調節螺母中包括隔環和頂絲，與連接法蘭接觸端面的環形槽內置隔環，隔環圓周上設置頂絲；調節螺母預緊後，連接法蘭由連接件緊固在十字頭上。本發明還包括活塞杆的彈性連接方式。本發明能克服交變應力對活塞杆螺紋連接部位的影響，具有結構簡單、拆裝方便的特點，實現活塞杆長周期運行。
【專利說明】一種活塞杆的彈性連接結構及其連接方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種往復式壓縮機活塞杆的連接結構與方法，具體涉及一種往復式壓縮機，特別是高壓往復式壓縮機活塞杆的彈性連接結構，及其與十字頭的彈性連接方式。
【背景技術】
[0002]往復式壓縮機活塞杆與十字頭是易損壞的部件，尤其是活塞杆，其與十字頭的連接部位最易斷裂而給生產、設備和安全造成破壞。活塞杆與十字頭之間的連接方式是否合理，是往復式壓縮機能否安全、穩定、優質運行的關鍵。
[0003]往復式壓縮機活塞杆斷裂問題，是困擾往復式壓縮機安穩運行的最重要因素。活塞杆斷裂輕則造成曲軸、連杆、滑道等損壞，重則造成氣缸蓋撞開，在氫壓機等高壓往復式壓縮機事故中，還會造成氫氣外洩事故。易斷裂部位主要發生在活塞杆與十字頭連接螺紋處，此處是活塞杆的薄弱環節。如果由於設計上疏忽，製造及安裝上缺陷，斷裂極易發生。
[0004]一般活塞杆與十字頭採用螺母鎖緊連接方法，活塞杆螺紋底部是應力集中點，長期承受交變載荷，是更危險的斷裂面。一般活塞杆設計最大活塞力為50T，但現場實際運行工況多變，如工藝介質帶液、進出口壓縮比波動大、活塞杆與十字頭滑道中心同心度偏差等，使得氣體力、摩擦力等變化，最終影響綜合活塞力的變化，而且往復式壓縮機活塞杆的設計安全係數較小，極易造成活塞杆斷裂。
[0005]近年來較多文獻報導了化工企業中往復式壓縮機活塞杆斷裂事故，斷裂多發生在活塞杆螺紋部位，目前雖採取了先進的監測手段及更精細的螺紋加工方法，仍不能有效消除活塞杆斷裂的風險。最合適的方法是對活塞杆的連接結構及其與十字頭的連接方式進行重新設計，讓連接緊固件克服活塞力的影響，改善活塞杆運行狀況。
【發明內容】
[0006]本發明旨在提出一種活塞杆的彈性連接結構及其與十字頭的彈性連接方法，適應往復式壓縮機現場實際運行工況，可消除綜合活塞力對活塞杆連接螺紋部位的影響，減少往復式壓縮機活塞杆斷裂風險，消除壓縮機運行的安全隱患。
[0007]本發明的彈性連接結構和連接方法的實質技術內容是，通過彈性連接使得活塞杆連接處受力大於活塞杆最大活塞力，活塞杆螺紋連接部位運行中克服交變應力的影響，實現理想的運行狀態。
[0008]為實現上述發明目的，本發明採用如下技術方案:
一種活塞杆的彈性連接結構，包括十字頭(14)和活塞杆(15)，其特徵在於，所述的活塞杆(15)肩部設有連接為一體的彈性細杆(13)，彈性細杆(13)的外端螺紋連接調節螺母
(6)，調節螺母(6)與活塞杆(15)肩部之間設置連接法蘭(9)，連接法蘭(9)與調節螺母(6)接觸端面設置調整墊(7)，另一端面支承在活塞杆(15)肩部；所述的調節螺母(6)中包括隔環(1)和頂絲(5)，與連接法蘭(9)接觸端面的環形槽內置隔環(1)，隔環(1)圓周上設置頂絲(5);調節螺母(6)預緊後，連接法蘭(9)由連接件緊固在十字頭(14)上。[0009]所述的連接件包括墊圈(8)、制動墊(10)、階端雙頭螺栓(11)和螺母(12)。
[0010]所述的調整墊(7)採用哈夫型式的墊片，墊片厚度優選3.3?3.6_。
[0011]所述的彈性細杆(13)上設有兩個中間定位凸緣和一個端部凸緣。
[0012]所述的隔環(1)內襯墊環(2)。
[0013]所述的頂絲(5)優選為四個，沿隔環(1)圓周均勻分布。
[0014]本發明還涉及一種活塞杆的彈性連接方法，利用上述活塞杆的彈性連接結構，包括如下步驟:
第一步:活塞杆裝入十字頭(14)之前，將連接法蘭(9)先放置在活塞杆(15)上，活塞杆
[15]進入十字頭(14)內，擰入調節螺母(6)，然後將3_調整墊(7)放置於連接法蘭(9)與調節螺母(6)接觸端面，擰緊調節螺母(6)預壓緊；
第二步:將頂絲(5)均勻擰入，待3mm調整墊(7)鬆動脫落後，再調整頂絲(5)，直至能將3.3?3.6_調整墊(7)裝入，擰下頂絲(5)；
第三步:將墊圈(8)、制動墊(10)、階端雙頭螺栓(11)、螺母(12)裝於十字頭(14)上，緊固；
第四步:用墊圈(8)調整活塞杆(15)前後止點間隙，調好後將制動墊(10)翻邊防松。
[0015]所述的彈性連接結構的設計及其連接方式改進了活塞杆與十字頭的連接。通過對活塞杆尾部結構進行設計改造，主要包括連接法蘭、調節螺母、彈性細杆和隔環與頂絲，以及活塞杆與調節螺母端面間的止點位置調整墊等，通過調整活塞杆調節螺母上頂絲與連接法蘭調節活塞杆中心位置。活塞杆預緊力由活塞杆調節螺母上的頂絲與調整墊給定，將活塞杆彈性細杆部分拉伸，形成一定的預緊力，使之將活塞杆與十字頭緊固在一起。採用上述彈性連接結構和連接方式，活塞杆與十字頭的連接極其方便，完全杜絕了傳統螺紋和其他型式連接結構存在的十字頭螺紋損壞、活塞杆斷裂的隱患。
[0016]採用上述的活塞杆彈性連接結構形式，對活塞杆彈性細杆重新進行設計核算，活塞杆材質採用42CrMoE，其許用應力值為5500 kg/ cm2左右。活塞杆活塞力以50T計算，活塞杆彈性細杆直徑為Φ60mm，此時的應力值計算得σ =2.5*ρ+Δρ=2.5*50000kg+50000kg/28.26cm2=4423kg/ cm2，完全符合許用應力值要求。
[0017]採用本發明的活塞杆彈性連接結構和連接方式，其有益效果是活塞杆能夠適應現場實際運行工況，實現長周期穩定運行。減少往復式壓縮機的檢修頻率，降低檢修費用。同時消除活塞杆斷裂而引起的安全風險，提高往復式壓縮機的運行可靠度。
[0018]下面結合具體實施例對本發明進行詳細描述。本發明的保護範圍並不以【具體實施方式】為限，而是由權利要求加以限定。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1本發明的活塞杆彈性連接結構的主視圖。
[0020]圖2本發明的活塞杆彈性連接結構的側視圖。
[0021]圖3本發明的活塞杆彈性連接結構的俯視圖。
[0022]
【具體實施方式】[0023]活塞杆與十字頭連接部分採用彈性連接結構設計，通過活塞杆調節螺母與活塞杆端部螺紋升長量達到需要的預緊力，克服綜合活塞力在此處的影響，活塞杆中心靠活塞杆連接部分連接法蘭精加工定位。
[0024]如圖1?圖3所示，為本發明的活塞杆與十字頭彈性連接結構與連接方式示意圖。
[0025]一種活塞杆的彈性連接結構，主要包括十字頭14、活塞杆15、連接法蘭9和調節螺母6，首先對活塞杆15尾部結構進行設計改造，在活塞杆15肩部設有連接為一體的彈性細杆13，彈性細杆13上設有兩個中間定位凸緣17和一個端部凸緣16。彈性細杆13的外端部凸緣16螺紋連接調節螺母6，調節螺母6與活塞杆15肩部之間設置連接法蘭9，連接法蘭9與調節螺母6接觸端面放置調整墊7，墊厚優選3.3?3.6mm ;連接法蘭9的另一端面支承在活塞杆15肩部。所述的調節螺母6內集成了隔環1、墊環2、橡膠塞3、鋼塞4和頂絲5，調節螺母6與連接法蘭9接觸端面設有環形槽，環形槽內置隔環1和墊環2，環形槽的另一面設置4個頂絲5，沿環形槽的圓周均勻分布；頂絲5與墊環2之間填充橡膠塞3和鋼塞4。調節螺母6預緊後，連接法蘭9由墊圈8、制動墊10、階端雙頭螺栓11、螺母12緊固在十字頭14上，制動墊10翻邊防松。
[0026]本發明的活塞杆的的彈性連接方法，採用上述活塞杆的彈性連接結構，主要裝配程序為:
第一步:活塞杆裝入十字頭14之前，將連接法蘭9先放置在活塞杆15上，活塞杆15進入十字頭14內，擰入調節螺母6，調節螺母6裝於活塞杆上，然後將調整墊7 (薄墊3mm)放置於連接法蘭9與調節螺母6接觸端面，擰緊調節螺母6預壓緊；
第二步:將四隻頂絲5均勻擰入，此時調整墊7 (薄墊3mm)鬆動脫落，再調整頂絲5，直至能將調整墊7 (厚墊3.5mm)裝入，擰下四隻頂絲5 ;注意頂絲不能擰入太深，以免造成活塞杆屈服。
[0027]第三步:將墊圈8、制動墊10、階端雙頭螺栓11、螺母12裝於十字頭14上，上緊。
[0028]第四步:用墊圈8調整活塞杆15前後止點間隙，調好後將制動墊10翻邊防松。
【權利要求】
1.一種活塞杆的彈性連接結構，包括十字頭(14)和活塞杆(15)，其特徵在於:所述的活塞杆(15)肩部設有連接為一體的彈性細杆(13)，彈性細杆(13)的外端螺紋連接調節螺母(6)，調節螺母(6)與活塞杆(15)肩部之間設置連接法蘭(9)，連接法蘭(9)與調節螺母(6)接觸端面設置調整墊(7)，另一端面支承在活塞杆(15)肩部；所述的調節螺母(6)中包括隔環(1)和頂絲(5)，與連接法蘭(9)接觸端面的環形槽內置隔環(1)，隔環(1)圓周上設置頂絲(5);調節螺母(6)預緊後，連接法蘭(9)由墊圈(8)、制動墊(10)、階端雙頭螺栓(11)和螺母(12)緊固在十字頭(14)上。
2.根據權利要求1所述的活塞杆的彈性連接結構，其特徵在於:所述的調整墊(7)採用哈夫型式的墊片，墊片厚度3.3?3.6mm。
3.根據權利要求1所述的活塞杆的彈性連接結構，其特徵在於:所述的彈性細杆(13)上設有兩個中間定位凸緣(17)和一個端部凸緣(16)。
4.根據權利要求1所述的活塞杆的彈性連接結構，其特徵在於:所述的隔環(1)內襯墊環⑵。
5.根據權利要求1所述的活塞杆的彈性連接結構，其特徵在於:所述的頂絲(5)為四個，沿隔環(1)圓周均勻分布。
6.一種活塞杆的的彈性連接方法，其特徵在於，採用權利要求1所述的活塞杆的彈性連接結構，包括如下步驟:第一步:活塞杆裝入十字頭(14)之前，將連接法蘭(9)先放置在活塞杆(15)上，活塞杆(15)進入十字頭(14)內，擰入調節螺母(6)，然後將3_調整墊(7)放置於連接法蘭(9)與調節螺母(6)接觸端面，擰緊調節螺母(6)預壓緊；第二步:將頂絲(5)均勻擰入，待3mm調整墊(7)鬆動脫落後，再調整頂絲(5)，直至能將3.3?3.6_調整墊(7)裝入，擰下頂絲(5)；第三步:將墊圈(8)、制動墊(10)、階端雙頭螺栓(11)、螺母(12)裝於十字頭(14)上，緊固；第四步:用墊圈(8)調整活塞杆(15)前後止點間隙，調好後將制動墊(10)翻邊防松。
【文檔編號】F04B39/00GK103671021SQ201210334073
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月12日 優先權日:2012年9月12日
【發明者】奚冬興, 王慶峰, 翟羽, 姜紅超 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化揚子石油化工有限公司