Повышение надежности поршневых компрессоров.В. Т. Дмитриев(Уральский государственный горный университет).

Все отказы машин, учитывая их причины, можно разделить на три группы. Первая группа – конструкторские. Отказы вызваны ошибками или несовершенством конструкторских разработок. Основными причинами таких отказов являются разрушения элементов конструкции из-за воздействия на них циклических или знакопеременных нагрузок, образующих усталостные напряжения.

Надежность работы компрессорных установок является важнейшим эксплуатационным параметром, влияющим на все технико-экономические показатели работы машин.

Согласно [1], в среднем, по всем компрессорным станциям Газпрома отказы газомотокомпрессоров происходили по следующим причинам (в %):

поломки клапанов – 49,5;

неисправности свечей и магнето – 30;

поломки инжекторных клапанов – 8,6;

неисправности остальных деталей – 11,9;

В условиях "Севуралбокситруда" (шахта №14-14 бис) в 2001 г. отказы поршневых компрессоров по причине поломок клапанов ПИК составили более 50 %.

Из приведенных данных видно, что наиболее слабым звеном поршневой компрессорной установки являются их воздухораспределительные органы, работающие при высоких температурах, с большими статическими и динамическими нагрузками, следовательно, необходимо подробнее остановиться на надежности клапанов.

Все отказы машин, учитывая их причины, можно разделить на три группы.

Первая группа – конструкторские. Отказы вызваны ошибками или несовершенством конструкторских разработок. Основными причинами таких отказов являются разрушения элементов конструкции из-за воздействия на них циклических или знакопеременных нагрузок, образующих усталостные напряжения.

В клапанах ПИК замыкающий орган – пластина, защемленная одним концом, при закрытии и открытии клапана подвергается знакопеременным нагрузкам, приводящим к усталостным трещинам и поломкам.

В клапанах типа СГИД пластины в пазах располагаются свободно (плавающие), следовательно, они не испытывают указанных нагрузок, что повышает их наработку на отказ.

Вторая группа – технологические. Отказы клапанов сводятся в основном к отклонениям в технологии изготовления и применением некачественных материалов.

Третья группа – отказы, обусловленные старением. Возникают вследствие изнашивания пар трения и накопления в деталях усталостных явлений, наклепа и т.д.

Разрушение (изнашивание) уплотнительных кромок в седле клапана и у пластин, в основном, зависит от массы пластин и пружин, а так же от числа оборотов вала компрессора.

Анализ статистических данных по работе 6600 кольцевых и прямоточных клапанов типа ПИК, проведенный Н. Д. Калашниковым [2], показал, что их наработка на отказ составляет порядка 800-6000 часов и зависит от сжимаемой среды и угловой скорости вращения вала машины.

Согласно приведенным экспериментальным данным ,наработка на отказ клапанов СГИД, превышает наработку на отказ клапанов ПИК более чем в шесть раз, что объясняется конструктивными особенностями сравниваемых воздухораспределительных органов. Испытания проводились на газомотокомпрессорах типа 10 КГН 2/1,5-17,4; 10 ГКН 2/17-35 и 10 ГКН 1-25-55 производства Горьковского завода "Двигатель революции".

Одним из важнейших показателей надежности является ремонтопригодность, характеризующая машину (узел) к ее приспособлению к отысканию неисправностей и устранению их с минимальными экономическими и временными затратами.

Из всех известных типов клапанов клапаны СГИД имеют наилучшую ремонтопригодность, которая обосновывается следующим:

замыкающие органы-пластины выполняются из стальной пружинной ленты без ее дополнительной обработки (отрезается лента определенной длины, и снимаются заусенцы в местах отреза);

время разборки и сборки клапана не более 8-10 минут;

долговечность седла клапана составляет 25000-30000 ч.

Для клапанов ПИК пластины изготавливаются на специальных установках, т. к. имеют поперечные прорези. Замена пластин в клапанах ПИК затруднительна, т.к. они по толщине имеют разные действительные размеры, в связи, с чем нарушается размерная цепь при сборке седел клапана. Для сборки и разборки клапана ПИК необходимо более 45 минут рабочего времени (при применении специальных приспособлений).

Учитывая явные эксплуатационные преимущества клапанов конструкции СГИД, ООО "Уральский завод новых технологий" освоило их серийное производство.

Все новости  |  Подписка на новости  |  Добавить свою новость