标题：单级滑片压缩机
简介
FULLER单级回转滑片压缩机具有结构简单、排气平稳、经济高效等优点。因此,不少90年代前后投产的新型干法水泥生产线均选用该机作为生料和水泥输送的动力源。我厂经澳大利亚BHP公司配套引进了4台FULLER滑片压缩机,先后于1988年和1990年投产,其中2台C225型用于水泥输送,2台C200型用作生料输送。1991年又购买了南京压缩机厂按FULLER公司许可证制造的压缩机(C300型),作为生料输送的备用机。在十多年的运行过程中,曾出现过缸体及缸盖磨损开裂、滑片碎裂、轴承烧坏等故障,本文就这些常见故障产生的原因、预防与维修以及机器的装配方法和装配要求作一介绍,供同行们参考。
结构及工作原理
压缩机装配结构如图1所示。
  单级滑片压缩机结构图  1.压盖；2.螺母；3.垫圈；4.止动垫圈；5.轴承盖；6.固定端轴承；7.缸盖；8.缸盖垫圈；9.定位销；10.滑片；11.缸体；12.冷却水腔；13.轴承盖；14.膨胀端轴承；15.转子；16.调隙垫片；C1：转子固定端间隙；C2：转子膨胀端间隙。
常见故障与维修
缸体及缸盖产生裂纹的主要原因
滑片过度磨损后脱落。由于滑片紧贴缸壁在转子凹槽内往复滑动,即使压缩机正常运行,滑片也将产生磨损。磨损后其宽度变窄。当滑片宽度磨损至一极限值后,滑片便容易从转子槽中脱落,卡在缸体底部。尽管压缩机与电动机之间的联轴器用木销传递扭矩,木销能起一定的安全保护作用,但转子高速旋转产生的巨大惯性在剪断木销的同时仍可能将缸体或缸盖挤裂。缸体的裂纹通常出现在底部,而缸盖裂纹则出现在轴承腔台肩处。由于两者材质均为铸铁,若裂纹严重有明显的渗水现象就得报废；如果看上去裂纹不是太严重,且经过0.4MPa以上的水压试验(2h以上),裂纹处无渗漏,那么用油石将裂纹处毛刺磨光,这种轻度裂纹的缸体或缸盖仍可继续使用。  为避免这类事故的发生,每隔半年左右就要打开膨胀端缸盖,检测滑片的磨损情况。图2列出了压缩机滑片的允许磨损量,当滑片任何一头的磨损量大于图2中的数值时,便要更换滑片。  
滑片的磨损及磨损极限 
注油器断油或供油不足造成滑片碎裂。当注油器供油不足特别是出现断油时,就会导致压缩机润滑不良,使转子、滑片及轴承产生异常温升。如果这种缺油现象持续时间过长,原起保护作用的双金属温度计又损坏的话,缸体内部的温度很快就会超过163℃这一安全极限,滑片强度便会受到严重影响,导致滑片过度磨损和破裂,酿成缸体或缸盖开裂事故。FULLER压缩机的故障绝大多数都与注油器有关,因此,确保注油器正常工作尤为重要。 
缸体磨损产生波纹
如果压缩机的工作环境较差,空气中粉尘含量较高,过滤网未经常清理或更换,缸体内壁就会产生异常磨损,特别是缸底底腔中部因与进排气口相对,磨损最为严重。这种磨损并不均匀,用手触摸可以感觉到明显的波纹,严重时波纹深度可达0.5mm甚至1mm以上。波纹的出现反过来加剧了滑片的磨损,影响滑片的使用寿命。压缩机投运的头几年,滑片寿命可达两年左右,而一旦缸体内壁磨出明显的波纹,滑片寿命仅一年左右。因此,必须保证压缩机在凉爽、清洁的环境中工作,并经常清洗或更换空气过滤网。如果发现缸体磨损严重,波纹深度大于0.5mm,便要进行镗缸处理,以去除波纹,延长缸体及滑片的使用寿命。镗孔量最大可达到1.5mm,镗孔最好是由专业制造厂进行,以免破坏进、排气腔之间起密封作用的底部密封弧。若镗孔量超过0.75mm,则缸体上的定位销孔要重新加工以调整转子的底部间隙。 
缸盖磨损
缸盖磨损的主要原因是转子端部与缸盖间的间隙调整不正确,间隙太小,无法满足转子和滑片正常的热膨胀要求,一旦工作温度偏高,转子或滑片就与缸盖产生非正常接触,从而导致缸盖的异常磨损。缸盖磨损后,表面很粗糙,且伴有结瘤现象。对于粗糙面的处理,可上车床光刀或用角向砂轮机磨光。安装时用压铅丝法重新确定所要增加的缸盖垫圈厚度,以保证正常的膨胀空间。另外,注油器供油不足或滑片碎裂也会造成缸盖异常磨损,这些情况应尽量避免。 
注油器注油速度不正常
注油速度可以从注油器顶部的视油罩内观测,有关说明书提供的注油速度及注油量见表1。注油量的大小可由注油泵上的调节螺套来调节。从表1可以看出,容量稍大的机型推荐的注油量在7～11滴/min,在实际操作中很难把注油速度控制在该范围内,因为活塞行程小,注油泵很容易由于活塞泄漏和过滤网堵塞造成不注油现象。因此,宁可将注油量调得稍大一些,控制在12～15滴/min,以确保压缩机得到良好的润滑。但注油量也不宜过大,过大既浪费油又污染环境。
FULLER滑片压缩机注油器注油量 
型号转速/注油量总注油量/(L/d)(r/min)缸盖/(滴/min)缸壁注油点数缸壁/(滴/min)总滴数总注油点数C135，C1507407373551.7C175，C2005907373551.7C2255908384051.95C250，C3005907574972.4C3505009596373.1C508，C608500117119994.8常见故障及处理方法 
故障可能原因处理方法主机轴承高温1 相应的注油泵不注油1 修理或更换该组注油泵2 油管接头渗漏2 检查旋紧管接头排气温度过高1 进气温度过高1 进气过滤器应装在阴凉无阳光处2 水腔中水垢及沉淀物太厚2 清除沉淀物，有条件的净化冷却水3 冷却水不足或进水温度高3 增加进水量或降低冷却水温4 进气过滤网积灰太厚4 清洗或更换过滤网5 润滑不良5 检查注油器的工作情况6 滑片损坏6 更换滑片并重调膨胀端间隙排气压力不足1 出口法兰或管路严重泄漏1 检查并堵漏2 滑片损坏2 更换滑片3 安全阀开路3 修理或更换安全阀排气量不足1 出口法兰或管路严重泄漏1 检查并堵漏2 滑片磨损严重2 更换滑片振动大，声音不正常1 滑片过度磨损或损坏1 更换滑片2 缸体内壁波纹较大2 镗缸并重新安装定位销3 转子与缸体或缸盖接触3 重调转子各部间隙4 润滑不良4 检查注油器工作情况5 轴承损坏5 更换轴承6 地脚螺栓松动6 紧固地脚螺栓7 联轴节同心度误差大7 重调同心度注油器凸轮轴不转1 调紧或更换三角带2 旋紧螺钉3 更换飞轮4 更换齿轮或减速器5 更换平键不吸油1 吸油过滤网被脏物堵塞1 清洗过滤网2 吸油阀卡死2 清洗或更换吸油阀3 活塞行程太小3 调整调节螺套不注油1 注油阀不密封1 清洗修复注油阀2 柱塞磨损后间隙大2 更换柱塞或注油泵视油罩积油1 吸油阀积垢、不密封1 清洗或更换吸油阀2 注油泵泄漏2 更换注油泵装配
对压缩机作一般性的检查维护,包括更换滑片和膨胀端轴承等工作,还是较容易的。维修人员打开膨胀端缸盖后,若情况正常,只要留意原缸盖垫圈的数量和厚度,按原厚度装回即可,倘若出现滑片脱落或固定端轴承损坏,就要抽出转子,将转子全部解体。装配质量的好坏,各部间隙调整是否合理,直接影响压缩机的正常运行及使用寿命。有些制造厂家未在说明书中向用户提供压缩机各部间隙,使用户无法正确安装。现将多年来积累的装配经验提供给大家参考。
清洗、检查、准备
首先将缸体及转子槽中的油垢和积炭清理干净,清除缸体和缸盖冷却水道中的沉淀物,并将转子及缸盖端面的粗糙面和毛刺磨光。仔细检查轴承内圈和滚柱的完好状况以及轴承间隙的大小,以确定轴承是否需要更换。 
安装轴承内圈　　
如果滚道及滚柱上有麻点、裂纹等缺陷,或间隙太大,就需要更换轴承,用油浴的方式把新轴承内圈加热至100±10℃,安装在轴颈上。　　3调整转子固定端间隙 　　转子固定端装配间隙见表3。 　　将转子用枕木和楔形块垫稳,把固定端缸盖套在轴颈上,注意不要夹坏聚四氟乙烯密封环。在轴承腔内垫入若干个专用的调隙垫片,其厚度先参照拆卸时垫片厚度,再将轴承外圈装入轴承腔,套上轴承定位环,拧紧螺母,装上并锁紧轴承盖。　　用手将缸盖从转子端面向外搬开,在等分圆周的三个点上用塞尺测量端面间隙C1,适当调整缸盖的倾斜角度,尽量使三点间隙相等,这时三点间隙的平均值即为固定端最大间隙C1max；相反,将缸盖靠近转子,用同样的方法可测出端面最小间隙C1min。如果测得的最小间隙大于表3中的数值,就要在轴承腔内增加相应厚度的垫圈；反之,则要从轴承腔内拿掉相应厚度的垫圈,这一步骤可能要反复多次。  装配间隙最大间隙与最小间隙的差值即为固定端轴承的轴向游隙,该数值也应与表3相符。否则,要么是轴承安装不当,如螺母未拧紧或有脏物夹在内圈的锥形配合面上,要么是轴承外圈与膨胀端调错了；要么就是轴承质量有问题,定位环要上车床处理。 
安装固定端缸头垫圈、定位销及缸盖 　　当重新组装压缩机时,能知道固定端原缸头垫圈的厚度最好,如果不知道只要选两个厚度为0.4mm的石棉垫圈垫上就行了。不过垫圈的边缘不得伸入缸体内,其内孔也应比气缸腔稍大,多余的部分用快刀切掉,以免影响转子和滑片的运动。为便于转子和缸盖的安装,在缸体端面和石棉垫上涂上一层润滑脂,以便将石棉垫粘住。 　　检查定位销,如果原定位销有弯曲或变形,一定要更换。否则,影响转子底部间隙。定位销每端两个,180°对称布置。与普通定位销不同的是,该机的定位销是空心的,除了便于拆卸之外,还起一定的安全保护作用。当发生滑片脱落等事故时,易于剪切,保护缸体不被挤裂。因此,更换定位销时,一定要将销子加工成空心的。装好定位销后,将转子推入缸体,对好销孔和垫圈,均匀地锁紧所有的缸盖螺母。 　　5)膨胀端最小间隙C2min的确定 　　确定膨胀最小间隙C2min的方法有两种,一是从铭牌上查找或要求制造厂提供。表3列出了C200及C225型的间隙值,由机器铭牌提供。若该数据无从查找,也可自行计算,具体方法是根据线膨胀原理,取一定长度的旧滑片作为试样,利用烘干箱,测定其线膨胀系数,转子的材质为45钢,其膨胀系数是已知的,两者比较取大值,计算出临界温度(163℃)下转子或滑片的膨胀量。笔者经多年的实践推算,得出一经验公式,膨胀端的最小间隙等于上述膨胀量加上固定端最大间隙。而固定端最大间隙可从表3查找,这些数据由FULLER公司提供。 　　经有关资料介绍,滑片为一种石棉层压板经机械加工而成。笔者在1997年对进口滑片的膨胀系数进行过一次测定,取旧滑片制成两块试件,其中Ⅰ号试件的尺寸为399.94×93.5×8,Ⅱ号试件的尺寸为402.6×74.6×8,室温为26℃,测定结果见表图
进口滑片线膨胀系数测定结果图
试件长度/mm膨胀系数α/(×10－6/℃)26℃100℃163℃200℃100℃163℃200℃Ⅰ399.94400.23400.55400.749.811.1311.5Ⅱ402.6402.88403.22403.49.411.2411.4注：表中膨胀系数α的数值系根据公式（1）  公式1计算所得。 　　
从表图可以看出,在正常工作温度范围(121～163℃)内,滑片与转子的线膨胀系数几乎相同。因此,只要量出转子长度,算出转子在163℃时的线膨胀量,根据公式即可得出膨胀端的最小间隙C2min。如C300压缩机,转子长度l0=1301.5mm,假设室温t0=26℃,根据上述公式求其膨胀端最小间隙C2min。　　
C2min=l0×α×△t×C1max=1301.5×11.2×10－6×(163－26)+0.559=2.556mm　　
膨胀端垫圈厚度的确定 　　
取一根直径2mm以上的铅丝,利用转子槽悬挂缠绕在转子端面上,暂时不垫缸头垫圈,装上缸盖及轴承,间隔锁紧一半螺母。然后,打开缸盖,用千分尺测量铅丝在各个区域内的压痕厚度,取最小值与该端允许最小值C2min比较,其差值即为缸盖垫圈的最小厚度。值得注意的是,安装垫圈时,还要考虑垫圈的压缩量,通常石棉垫圈的压缩量为0.05mm,纸垫的压缩量为0.025mm。另外,为防止拆卸时破坏垫圈,延长使用寿命,应将石棉垫圈靠近缸体。 　　
滑片装配　　
由于结构设计上的需要,滑片的长度通常都比转子长1mm左右。但我们装配过程中经常发现,滑片长度不一定都很标准,即使同一盒也有长短不一现象,有的滑片甚至比转子长2～3mm,滑片太长将导致缸盖的异常磨损和自身的弯曲损坏。因此,在装配前,要对滑片进行逐片检测,对那些长度不符合要求的滑片要上铣床处理,使之与转子的长度差小于1.2m。在滑片装入前,应在其表面涂抹上一层本机所用的润滑油,使滑片在槽中运动自如。　　
安装膨胀端定位销及缸盖 　　
按前述方法装好缸头垫圈及定位销,装上缸盖,拧紧轴承定位螺母,再装好轴承盖,并将所有螺母均匀地紧固。　　
安装木销、调整同心度　
装好木销、调整同心度。联轴节间距为3～5mm,径向与端面跳动均应控制在0.15mm以内。 　　
安装注油器、检查润滑情况 　
装完注油器,将油箱加满油,再松开压缩机各进油口的单向阀管螺母,用手摇动注油器,直至每根铜管中的空气排净,单向阀终端出油,再拧紧螺母。同时,拧开轴承压盖上的螺塞,给两端轴承腔内加入适量(约0.3L)本机用油。　　
在正常排气温度范围内本机所用的润滑油性能必须达到下列标准,等级：SAE40；粘度：99℃时70～90SSU；闪点最低为232℃。FULLER公司推荐牌号为：Mobil oil－Delvac1140或1240；Shell oil－Ratella oil150或Carnea oil 150；Sunoil－Sunvis 790等。我厂过去曾用Carnea oil 150,后因购买不便和价格问题改用Delvac1240。　
只有当注油器能正常工作,所有润滑点均预先加油后,才可进行试机。
问题及措施
排气温控开关易损坏
在排气侧法兰上,安装了双金属温度计,其作用是测温、报警和联锁压缩机。由于温度计直接安装在机器法兰上,压缩机运行时振动较大,容易将表针、表盘振坏,使之无法起到有效的安全保护作用。我厂前几年出现的几次事故均因该温度计损坏,使最后一道保护失效。针对这种情况,我们已先后对该温控装置进行改型,选用表盘与探头分离,表盘与探头为软管联接的双金属温度计。这种温度计由于表盘装在墙壁上,仅探头装在机器上,有效地隔离了振源,因此,不容易损坏。
靶式流量计不可靠
FULLER压缩机采用安装在机器顶部冷却水出口处的靶式流量计来控制冷却水的最低流量,在使用中发现,流量计的调节范围太小,调节不灵敏,加上机器的振动,容易损坏,有时还会漏水,可靠性差。现我们在冷却水进口处安装一水压开关取代原靶式流量计来控制水流,可靠性较以往明显提高。 
注油器无报警装置 　　
有关说明书虽提到,与FULLER压缩机配套的注油器设计了报警装置,其中包括低油位开关和凸轮轴失速报警开关。但我厂的几台压缩机无论是进口的,还是国产的,都未配备这两种保护装置,直接影响到压缩机的安全运行。特别是当凸轮轴失速时,必然造成断油,烧坏机器。因此,在注油器凸轮轴的非驱动端加装一个测速开关,使之与主电机联锁,就可避免许多重大事故。至于油位开关,若因线路问题不便安装,则可通过加强巡检以及增加辅助油箱的办法加以解决。　　另外,随着压缩机使用年限的增加,缸体内壁出现波纹,滑片的寿命越来越短,消耗量增大,目前国内还没有生产滑片的厂家,而进口滑片价格很贵。因此,国内厂家在引进主机制造技术的同时,若能开发制造国产滑片,意义将非常重大。