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6M50氮氢气压缩机曲轴裂纹修复

6M50氮氢气压缩机曲轴裂纹修复 2011年12月09日 来源： 1 前言 6M50-340/320-BX型压缩机是沈阳气体压缩机厂引进德国BORSIG公司专有技术设计制造的，系六级压缩的对称平衡型往复活塞式氮氢气压缩机，是目前国产同类型氮氢气压缩机中生产能力最大的机组，可单机年产合成氨4万t，其主要技术参数见表1。该型号的首台机组于1998年1月7日在湖南金信化工有限责任公司正式投入生产，因其一 、二级连杆大头瓦烧损频繁，且多次发生曲轴裂纹事故，运行状况不甚理想。2 曲轴结构及裂纹情况 6M50压缩机采用六列M型对称平衡式结构，气缸布置实行一级一列一缸，相对两列对动气缸的曲柄错角为180°，3对对动列气缸的曲柄错角互为120°。曲轴材质为35CrMo，型号规格为Φ300×5295mm，净重5160kg，含6个曲拐为一体，属六拐整体锻造实心曲轴，且轴内无油孔。其结构如图1所示。（图略）3 修复方案 该机第四根曲轴发生裂纹后，考虑到重新制作曲轴的交货期至少需要10个月，生产任务逼迫不得不寻求可行的修复方法。笔者在中国期刊网上也没能检索到同类型曲轴修复的成功经验，但经过科技人员多次研究和论证，确认该型机曲轴在机座内装配后，靠近一、三级主轴颈之间的过渡轴段径向位置上有扩展空间，可在此将该曲轴进行改造性修复：(1) 改造性修复的整体设计可想象为将该曲轴在一、三级主轴颈之间的过渡轴段位置切断，然后在此增设一对联轴器，将被切断的两节曲轴段联接成一根完整的曲轴。(2) 设计改造性修复所需的两节曲轴段，并利用两根已发现裂纹报废但保存完好的曲轴车制。(3) 增设的联轴器选用凸式刚性联轴器，两半联轴器法兰与曲轴段之间采用热装过盈配合，通过14根M52×4的双头螺栓紧固联接，依靠两半联轴器凸缘接触面之间的摩擦传递转矩。考虑到所传递载荷较大，为保证联轴器的安全可靠性，联轴器法兰、联接螺栓、螺母均选用高强度的35CrMo材质。4 联轴器的计算（略）5 修复工序(1) 用两根保存完好的已报废曲轴按设计要求加工出两节曲轴段。(2) 将法兰锻造毛坯加工出两半联轴器法兰的端面、外圆以及与曲轴段相配合直径。(3) 将基本成型的两半联轴器法兰热装到两节曲轴段上。(4) 在加工曲轴的专用数控机床上找正、标记出两半联轴器法兰的联接螺栓孔，然后钻孔、扩孔并酌情铰孔。(5) 组装改造性修复的曲轴，并检验确认其各项指标均达到曲轴设计要求。6 结语(1) 改造性修复后的曲轴于2002年8月28日安装完工投入生产，至今运行状况良好，解决了多年来因裂纹而引起的曲轴报废问题，节约了备件采购费用80万元以上，并挽回了巨大的停机减产损失。(2) 改造性修复后的曲轴改变了其原有的轴系自振频率，优化了曲轴综合性能，从而有效抑制了四拐以上压缩机曲轴所特有的扭转振动，彻底杜绝了一、二级连杆大头瓦的快速失效现象，首次实现了该机组投产以来的长周期安全稳定良好运行。(3) 大型压缩机曲轴改造性修复的成功实践，为今后各类曲轴的修复提供了可借鉴的经验，同时也为有效利用已报废曲轴提供了修旧利废的重要途径。 参 考 文 献 1 郁永章主编．容积式压缩机技术手册．第1版．北京：机械工业出版社，20002 徐灏主编．机械设计手册第3卷．第1版．北京：机械工业出版社，19913 徐灏主编．机械设计手册第1卷．第1版．北京：机械工业出版社，1991

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