立式无油真空泵小头瓦拆装专用工具设计制作和实施

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1、立式无油真空泵小头瓦拆装专用工具设计制作和实施　　摘要：中原大化变压吸附装置有十四台立式无油真空泵，该设备组在2013年投入运行以来，在生产实践中发现设备运行时有不规则杂音、缸体温度高于设计值、油箱漏油进入隔腔等一系列问题，通过调研和一线检修工人的努力，经过技术改造，共同解决了很多设备检修上面临的问题。其中一项，就是通过设?制作和实施立式无油真空泵小头瓦拆装专用工具来节约时间、降低劳动强度、提高作业安全性。　　关键词：真空泵；小头瓦；专用工具　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.012　　1前言　　在校企合作过程中，我校机

2、械维修专业和中原大化公司有很多技术上的培训和接触，该公司变压吸附装置采用的是WLW-2400B型往复立式真空泵，是用于变压吸附工艺气体产生真空度的主要设备。它由机身、曲柄连杆机构、活塞组件、隔腔、气缸、气缸盖、填料函组、气阀、以及辅油系统、辅助氮气密封系统组成。工作原理是在电机的驱动下，曲轴的旋转运动通过曲柄连杆机构转换为活塞的往复运动，通过单向的进排气阀的反复吸气和排气，抽取系统内工艺气体以达到工艺要求的真空度。立式往复式压缩机因其机械结构本身就决定了其在运行的过程中必然承受着交变应力，另一方面变压吸附的工艺特点决定了设备须承受额外的载荷。变压吸附工艺是使工艺气

3、体由0MPa-3.2MPa之间变压，通过加压由吸附剂吸附、减压脱附，从而分离杂质。真空泵的曲轴轴瓦、十字头滑道副、填料函密封都在运行的过程中承受着来自系统和设备本身的交变应力冲击，因此设备运行时时常伴有不规则杂音、填料密封失效、缸体温度偏高等一系列问题。系统压力变换、设备总体结构是我们无法改变的，但通过检查修理损坏零部件，使之达到设计的尺寸和装配精度还是可以有效的降低振动、延缓密封失效以及降低缸体温度的。对于缸体温度偏高的现象，我们发现大多数是源自气阀失效，维修气阀后基本可以解决这类问题。而油漏入隔腔的原因是填料函本身损坏或装配未到位，检修后能大幅降低漏油。设备运

4、行时有不规则杂音，这来自于两个方面，一是来自系统的升压降压，二是来自于设备的机械结构及装配尺寸。在排除了设备碰撞以后，对于装配尺寸的复查就是必要的了，具体来说就是复查活塞的余隙、活塞与缸体的间隙、十字头与滑道间隙、曲轴轴瓦间隙，这里择重讲述真空泵小头瓦的磨损检查和间隙测量。　　2小头瓦拆装专用工具的设计　　由于真空泵内含有高浓度的一氧化碳，在系统运行的状态下常常无法将一氧化碳浓度置换到安全水平以下，以前想要检查小头瓦间隙和磨损程度，根据设备供货方的建议是：设备内气体置换合格、拆除气缸盖、活塞后，脱开十字头与连杆，从而检查小头瓦磨损情况和配合间隙。但是这样一来，就需

5、要置换设备内有毒气体，并在真空泵进出口加装盲板，拆除缸盖和活塞，从而大大增加工作量并延长工期。鉴于此，如果设计制作一个专用拆卸工具，不需要拆卸气缸部分就能检修测量小头瓦，显然能够省去拆卸安装盲板、拆卸回装汽缸、活塞的工作时间和工程量。　　根据工作需要，由我带头的项目组设计了小头瓦拆装工具，它一方面能提高工作效率，降低劳动强度。另一方面，由于不用拆汽缸，大大降低了人员和系统内有毒一氧化碳气体接触的机会，职工能够较为安全地作业。　　如图1所示，连杆小头瓦的位置处于设备内中间位置，连杆小头瓦连接十字头空心轴，而十字头空心轴同时连接汽缸活塞，脱开连杆小头瓦和活塞的关键是顶

6、出空心轴。由于活塞组件在上下方向仅受连杆的支撑，当脱开空心轴时，活塞组件必然下落。这样一来，既不便于测量间隙、检查磨损情况，又不便于回装（因为是在设备内作业，没有足够的人员操作位置）。因此，考虑一种检修方案和设计一种专用工具来达到不用完全脱开连杆和活塞的连接就能检查磨损情况以及配合间隙的方法是必要的。在设计制作专用拉拔工具之前我们用敲击法做过尝试，用十六磅的大锤敲击仍不能卸下空心轴，由于用力较大，反而将空心轴上敲出了“毛边”。因此，设计一种对设备及零部件都破坏轻微的专用工具才是我们需要的。考虑到在设备壳体内作业，人员会受到位置的限制，因此，我们设计了加长的拆装专用

7、工具（如图2所示）。　　检查小头瓦的检修方案则是：用制作的专用工具拉拔空心轴至轴瓦三分之一处，肉眼检查磨损情况、同时用塞尺测量小头瓦与空心轴　　（下转第37页）　　（上接第12页）　　间隙。如果连杆大头瓦或者小头瓦出现较大磨损，需要取下连杆更换或维修轴瓦，利用该专用工具也能够较容易地拆卸回装小头瓦。拆小头瓦专用拆装工具是如何工作的呢？如图二所示，专用工具由拉杆、外筒、顶板组成。原理是通过拉杆拉空心轴，而外筒结合顶板顶在十字头上，同时拉杆螺丝穿过外筒开孔并由拉杆螺母锁紧，打紧螺母，通过螺母的锁紧力拉动空心轴外移，从而达到拉拔空心轴的目的。该专用工具掉个头使用则可以作

8、为回装空心