一種活塞桿的彈性連接結構及其連接方法
【專利摘要】一種活塞桿的彈性連接結構，包括十字頭和活塞桿，所述的活塞桿肩部設有連接為一體的彈性細桿，彈性細桿的外端螺紋連接調節(jié)螺母，調節(jié)螺母與活塞桿肩部之間設置連接法蘭，連接法蘭與調節(jié)螺母接觸端面設置調整墊，另一端面支承在活塞桿肩部；所述的調節(jié)螺母中包括隔環(huán)和頂絲，與連接法蘭接觸端面的環(huán)形槽內置隔環(huán)，隔環(huán)圓周上設置頂絲；調節(jié)螺母預緊后，連接法蘭由連接件緊固在十字頭上。本發(fā)明還包括活塞桿的彈性連接方式。本發(fā)明能克服交變應力對活塞桿螺紋連接部位的影響，具有結構簡單、拆裝方便的特點，實現活塞桿長周期運行。
【專利說明】一種活塞桿的彈性連接結構及其連接方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種往復式壓縮機活塞桿的連接結構與方法，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桿的彈性連接結構，及其與十字頭的彈性連接方式。
【背景技術】
[0002]往復式壓縮機活塞桿與十字頭是易損壞的部件，尤其是活塞桿，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?；钊麠U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(wěn)定、優(yōu)質運行的關鍵。
[0003]往復式壓縮機活塞桿斷裂問題，是困擾往復式壓縮機安穩(wěn)運行的最重要因素?；钊麠U斷裂輕則造成曲軸、連桿、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，還會造成氫氣外泄事故。易斷裂部位主要發(fā)生在活塞桿與十字頭連接螺紋處，此處是活塞桿的薄弱環(huán)節(jié)。如果由于設計上疏忽，制造及安裝上缺陷，斷裂極易發(fā)生。
[0004]一般活塞桿與十字頭采用螺母鎖緊連接方法，活塞桿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。一般活塞桿設計最大活塞力為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、活塞桿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桿的設計安全系數較小，極易造成活塞桿斷裂。
[0005]近年來較多文獻報道了化工企業(yè)中往復式壓縮機活塞桿斷裂事故，斷裂多發(fā)生在活塞桿螺紋部位，目前雖采取了先進的監(jiān)測手段及更精細的螺紋加工方法，仍不能有效消除活塞桿斷裂的風險。最合適的方法是對活塞桿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，改善活塞桿運行狀況。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明旨在提出一種活塞桿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桿連接螺紋部位的影響，減少往復式壓縮機活塞桿斷裂風險，消除壓縮機運行的安全隱患。
[0007]本發(fā)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桿連接處受力大于活塞桿最大活塞力，活塞桿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(tài)。
[0008]為實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
一種活塞桿的彈性連接結構，包括十字頭(14)和活塞桿(15)，其特征在于，所述的活塞桿(15)肩部設有連接為一體的彈性細桿(13)，彈性細桿(13)的外端螺紋連接調節(jié)螺母
(6)，調節(jié)螺母(6)與活塞桿(15)肩部之間設置連接法蘭(9)，連接法蘭(9)與調節(jié)螺母(6)接觸端面設置調整墊(7)，另一端面支承在活塞桿(15)肩部；所述的調節(jié)螺母(6)中包括隔環(huán)(1)和頂絲(5)，與連接法蘭(9)接觸端面的環(huán)形槽內置隔環(huán)(1)，隔環(huán)(1)圓周上設置頂絲(5);調節(jié)螺母(6)預緊后，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)采用哈夫型式的墊片，墊片厚度優(yōu)選3.3?3.6_。
[0011]所述的彈性細桿(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(huán)(1)內襯墊環(huán)(2)。
[0013]所述的頂絲(5)優(yōu)選為四個，沿隔環(huán)(1)圓周均勻分布。
[0014]本發(fā)明還涉及一種活塞桿的彈性連接方法，利用上述活塞桿的彈性連接結構，包括如下步驟:
第一步:活塞桿裝入十字頭(14)之前，將連接法蘭(9)先放置在活塞桿(15)上，活塞桿
[15]進入十字頭(14)內，擰入調節(jié)螺母(6)，然后將3_調整墊(7)放置于連接法蘭(9)與調節(jié)螺母(6)接觸端面，擰緊調節(jié)螺母(6)預壓緊；
第二步:將頂絲(5)均勻擰入，待3mm調整墊(7)松動脫落后，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)裝于十字頭(14)上，緊固；
第四步:用墊圈(8)調整活塞桿(15)前后止點間隙，調好后將制動墊(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桿與十字頭的連接。通過對活塞桿尾部結構進行設計改造，主要包括連接法蘭、調節(jié)螺母、彈性細桿和隔環(huán)與頂絲，以及活塞桿與調節(jié)螺母端面間的止點位置調整墊等，通過調整活塞桿調節(jié)螺母上頂絲與連接法蘭調節(jié)活塞桿中心位置?；钊麠U預緊力由活塞桿調節(jié)螺母上的頂絲與調整墊給定，將活塞桿彈性細桿部分拉伸，形成一定的預緊力，使之將活塞桿與十字頭緊固在一起。采用上述彈性連接結構和連接方式，活塞桿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、活塞桿斷裂的隱患。
[0016]采用上述的活塞桿彈性連接結構形式，對活塞桿彈性細桿重新進行設計核算，活塞桿材質采用42CrMoE，其許用應力值為5500 kg/ cm2左右。活塞桿活塞力以50T計算，活塞桿彈性細桿直徑為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]采用本發(fā)明的活塞桿彈性連接結構和連接方式，其有益效果是活塞桿能夠適應現場實際運行工況，實現長周期穩(wěn)定運行。減少往復式壓縮機的檢修頻率，降低檢修費用。同時消除活塞桿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(fā)明進行詳細描述。本發(fā)明的保護范圍并不以【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(fā)明的活塞桿彈性連接結構的主視圖。
[0020]圖2本發(fā)明的活塞桿彈性連接結構的側視圖。
[0021]圖3本發(fā)明的活塞桿彈性連接結構的俯視圖。
[0022]
【具體實施方式】[0023]活塞桿與十字頭連接部分采用彈性連接結構設計，通過活塞桿調節(jié)螺母與活塞桿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，活塞桿中心靠活塞桿連接部分連接法蘭精加工定位。
[0024]如圖1?圖3所示，為本發(fā)明的活塞桿與十字頭彈性連接結構與連接方式示意圖。
[0025]一種活塞桿的彈性連接結構，主要包括十字頭14、活塞桿15、連接法蘭9和調節(jié)螺母6，首先對活塞桿15尾部結構進行設計改造，在活塞桿15肩部設有連接為一體的彈性細桿13，彈性細桿13上設有兩個中間定位凸緣17和一個端部凸緣16。彈性細桿13的外端部凸緣16螺紋連接調節(jié)螺母6，調節(jié)螺母6與活塞桿15肩部之間設置連接法蘭9，連接法蘭9與調節(jié)螺母6接觸端面放置調整墊7，墊厚優(yōu)選3.3?3.6mm ;連接法蘭9的另一端面支承在活塞桿15肩部。所述的調節(jié)螺母6內集成了隔環(huán)1、墊環(huán)2、橡膠塞3、鋼塞4和頂絲5，調節(jié)螺母6與連接法蘭9接觸端面設有環(huán)形槽，環(huán)形槽內置隔環(huán)1和墊環(huán)2，環(huán)形槽的另一面設置4個頂絲5，沿環(huán)形槽的圓周均勻分布；頂絲5與墊環(huán)2之間填充橡膠塞3和鋼塞4。調節(jié)螺母6預緊后，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(fā)明的活塞桿的的彈性連接方法，采用上述活塞桿的彈性連接結構，主要裝配程序為:
第一步:活塞桿裝入十字頭14之前，將連接法蘭9先放置在活塞桿15上，活塞桿15進入十字頭14內，擰入調節(jié)螺母6，調節(jié)螺母6裝于活塞桿上，然后將調整墊7 (薄墊3mm)放置于連接法蘭9與調節(jié)螺母6接觸端面，擰緊調節(jié)螺母6預壓緊；
第二步:將四只頂絲5均勻擰入，此時調整墊7 (薄墊3mm)松動脫落，再調整頂絲5，直至能將調整墊7 (厚墊3.5mm)裝入，擰下四只頂絲5 ;注意頂絲不能擰入太深，以免造成活塞桿屈服。
[0027]第三步:將墊圈8、制動墊10、階端雙頭螺栓11、螺母12裝于十字頭14上，上緊。
[0028]第四步:用墊圈8調整活塞桿15前后止點間隙，調好后將制動墊10翻邊防松。
【權利要求】
1.一種活塞桿的彈性連接結構，包括十字頭(14)和活塞桿(15)，其特征在于:所述的活塞桿(15)肩部設有連接為一體的彈性細桿(13)，彈性細桿(13)的外端螺紋連接調節(jié)螺母(6)，調節(jié)螺母(6)與活塞桿(15)肩部之間設置連接法蘭(9)，連接法蘭(9)與調節(jié)螺母(6)接觸端面設置調整墊(7)，另一端面支承在活塞桿(15)肩部；所述的調節(jié)螺母(6)中包括隔環(huán)(1)和頂絲(5)，與連接法蘭(9)接觸端面的環(huán)形槽內置隔環(huán)(1)，隔環(huán)(1)圓周上設置頂絲(5);調節(jié)螺母(6)預緊后，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所述的活塞桿的彈性連接結構，其特征在于:所述的調整墊(7)采用哈夫型式的墊片，墊片厚度3.3?3.6mm。
3.根據權利要求1所述的活塞桿的彈性連接結構，其特征在于:所述的彈性細桿(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所述的活塞桿的彈性連接結構，其特征在于:所述的隔環(huán)(1)內襯墊環(huán)⑵。
5.根據權利要求1所述的活塞桿的彈性連接結構，其特征在于:所述的頂絲(5)為四個，沿隔環(huán)(1)圓周均勻分布。
6.一種活塞桿的的彈性連接方法，其特征在于，采用權利要求1所述的活塞桿的彈性連接結構，包括如下步驟:第一步:活塞桿裝入十字頭(14)之前，將連接法蘭(9)先放置在活塞桿(15)上，活塞桿(15)進入十字頭(14)內，擰入調節(jié)螺母(6)，然后將3_調整墊(7)放置于連接法蘭(9)與調節(jié)螺母(6)接觸端面，擰緊調節(jié)螺母(6)預壓緊；第二步:將頂絲(5)均勻擰入，待3mm調整墊(7)松動脫落后，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)裝于十字頭(14)上，緊固；第四步:用墊圈(8)調整活塞桿(15)前后止點間隙，調好后將制動墊(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(yōu)先權日:2012年9月12日
【發(fā)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