尺寸链在大型离心式压缩机组检修中的应用

[摘要]：转子的正确安装到位及压缩机各部间隙调整到位，是大型离心式压缩机

检修中的2个关键节点，本文简要介绍了如何在新疆独山子石化公司乙烯厂某装置大型离心式压缩机组检修中引入尺寸链概念，并通过尺寸链技术对该大型离心式压缩机组检修中的重点关键步骤起指导作用，从而保证机组检修质量的安全受控。最后将尺寸链技术推广应用到其它类似的大型离心式压缩机组的检修中，实现机组的长周期安全平稳运行。

[关键词]：尺寸链；离心式压缩机；检修；应用

中图分类号：TH455 文献标志码：B

文章编号：1006-2971（2018）02-0032-04

1 引言

新疆独山子石化公司乙烯厂某装置主要向该公司大项目炼油和化工新区提供氧气、仪表吹扫风、密封气、氮气等，对整个工艺系统的平衡起着至关重要的作用。装置主要由离心式空气压缩机、离心式氮气压缩机及立式氧气压缩机3大机组组成。而2台离心式压缩机在日常的运行过程中检修次数较多，通过引入尺寸链技术切实对机组检修的重点关键步骤进行把控，实现了整个检修过程的安全受控。

2 机组简介

该装置空气压缩机、氮气压缩机均是美国In-gersoll Rand公司生产的一种速度型的离心式压缩机，通过电机驱动大齿轮带动3根小斜齿轮轴，每根小斜齿轮轴上分别带一个叶轮进行工作，叶轮为半开式后弯型结构，压缩机各级结构见图1。

该压缩机轴承组件主要由可倾瓦轴承和径向推力止推轴承两大类组成，可倾瓦轴承安装在压缩机转子靠近叶轮侧，而径向推力止推轴承则安装在非叶轮侧。轴承组件见图2所示。压缩机运转参数见表1。

3 尺寸链

3.1 尺寸链概念

尺寸链，在零件加工或机器装配过程中，由互相联系的尺寸按一定顺序首尾相接排列而成的，封闭尺寸组如图3所示。组成尺寸链的各个尺寸称为尺寸链的环。其中，在装配或加工过程最终被间接保证精度的尺寸称为封闭环，其余尺寸称为组成环。组成环可根据其对封闭环的影响性质分为增环和减环。若其他尺寸不变，那些本身增大而封闭环也增大的尺寸称为增环，那些本身增大而封闭环减小的尺寸则称为减环。

3.2 尺寸链特点

尺寸链的主要特征有2点：其一为封闭性，由有关尺寸首尾相接而形成；其二为关联性，有一个间接保证精度的尺寸，受其他直接保证精度尺寸的支配，彼此间有确定的函数关系。尺寸链按其构成空间位置可分为线性尺寸链、平面尺寸链、空间尺寸链，按其组合形式可分为串联尺寸链、并联尺寸链、混联尺寸链，按其用途可分为零件尺寸链、工艺尺寸链（又叫工序尺寸链）、装配尺寸链，按其几何特征可分为长度尺寸链和角度尺寸链等。利用尺寸链，可以分析确定机器零件的尺寸精度，保证加工精度和装配精度。

机械装配或零件加工过程中由互相连接的尺寸形成的封闭尺寸组。尺寸链中，在装配过程或加工过程最后形成的尺寸称为封闭环；对封闭环有直接影响的尺寸称为组成环。通常用零件尺寸链、装配尺寸链来分析计算零件或机器内部各尺寸及其公差之间的关系，用工艺尺寸链来分析工艺过程各工序尺寸及其公差之间的关系。

4 尺寸链在离心压缩机检修中的应用

不管是压缩机的例行检修还是故障检修，均需解体压缩机转子组件，对压缩机2个轴承进行检查或者更换、对转子组件重新进行组装。

4.1 尺寸链在压缩机齿轮轴与叶轮装配中的应用

该压缩机转子组件由一根带斜齿轮的齿轮轴与叶轮组成，而叶轮与齿轮轴的连接形式为带圆弧面的三棱锥连接如图4所示。每次检修过程中都是先将齿轮轴安装到位，然后再将叶轮安装到齿轮轴上，如何确保叶轮准确安装到位也成为机组检修的一个关键节点，为此我们引入尺寸链概念。在安装之前先测量出齿轮轴与叶轮相配的内孔深度B，再测量出叶轮各配合尺寸A及A1。由这几个基本尺寸组成的尺寸链来最终确定叶轮与齿轮轴安装准确到位，即叶轮安装到位后的尺寸为A-A1+B。叶轮安装完成后可采用深度卡尺测量叶轮端部到齿轮轴内孔螺纹底孔的距离，如此距离与上述通过尺寸链计算出的尺寸吻合（允许1~2 mm的误差） 则说明叶轮已经安装到位。

4.2 尺寸链在压缩机窜量调整中的应用

查阅机组资料得知，回装压缩机各级时均需要保证压缩机各级叶轮与扩压器之间有一定的间隙（即转子后窜量，压缩机检修最关键的技术要点之一），也保证压缩机运转过程中叶轮不会与扩压器剐蹭。压缩机各级窜量及主副瓦间隙见表2。而压缩机转子后窜量一旦调整完毕，想要再次复测后窜量是否调整到位都无法直接读出。因此我们引入了尺寸链概念，即将压缩机转子后窜量作为封闭环，转子其余窜量作为组成环。通过直接测量出组成环的值间接保证了封闭环的尺寸到标准范围。

压缩机转子后窜量调整方法如图5所示：将压缩机转子整体安装到位后，上紧径向推力止推轴承轴承座连接螺栓，并在推力盘轴向端面打表，来回推拉转子（一定要保证扩压器安装到位），此时测得的数值即为转子总窜量。然后再连接专用压板（压板一端压住推力盘使叶轮紧贴扩压器，另外一端连接到轴承座上螺栓孔并在齿轮箱部位安装压板顶丝） 并在推力盘轴向端面打表，通过均匀顶轴承座上的3个顶丝使转子整体移动，直至表针开始移动时再依次顶3个顶丝，保证每顶一个顶丝时表针移动0.02~0.03 mm，直至表针移动至标准后窜量。

后窜量调整完成后，可通过由总窜量、前窜量、后窜量组成的尺寸链来复测调整的后窜量是否调整到位如图6所示。

比如在对压缩机一级转子进行后窜量调整过程中，调整前测得的总窜量假如为5.65 mm，按机组要求需保证后窜量为1.65 mm，那么调整完后窜量后我们只需来回推拉转子测量此时的前窜量。

如果前窜量为4 mm （5.65-1.65=4） 则说明后窜量已经调整到位。

同样的方法应用到压缩机副推力瓦间隙调整过程中：架设百分表，表头打在顶丝杆端面，松动顶丝杆锁紧螺母。上紧顶丝杆使端盖上的副推力瓦与推力盘贴死，再将百分表调零；然后松动顶丝杆，向后退0.25~0.3 mm，再背紧顶丝杆锁紧螺母即可。

压缩机转子后窜量、主副瓦间隙按照要求调整到位后，再通过尺寸链来反复确认调整到位是保证检修质量的重要砝码。同时通过尺寸链技术的应用，也使得离心式压缩机转子后窜量、主副瓦间隙的调整更直观了。

5 结论

分清把握住大型离心式压缩机检修的关键节点，并通过对关键节点采取合理可行的控制措施，进行步步确认确保关键节点落实到位。在大型离心压缩机组检修中引入尺寸链概念，对机组检修的关键步骤进行把控、确认，保证了机组检修的质量，同时将尺寸链技术推广应用到同类型压缩机组检修中，效果良好。

参考文献：

[1] 胡定安，刘汉文，等.离心式压缩机检修规程[M].北京：中国石化出版社.

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