往復(fù)壓縮機(jī)反向角的影響因素及措施分析

往復(fù)壓縮機(jī)曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，活塞桿受到周期性的拉力或壓力的作用?；钊麠U受到拉力作用時(shí)，十字頭銷壓在連桿小頭襯套的外側(cè)，潤(rùn)滑油則進(jìn)入內(nèi)側(cè)間隙以潤(rùn)滑、冷卻襯套并帶走熱量。而活塞桿受到壓力作用時(shí)，潤(rùn)滑油進(jìn)入外側(cè)間隙。所謂反向角，即是指壓縮機(jī)曲軸每一轉(zhuǎn)中活塞桿負(fù)荷持續(xù)時(shí)長(zhǎng)較小的受力方向所占的曲軸轉(zhuǎn)角值。如圖所示，若反向角過(guò)小，十字頭銷將基本只壓在小頭襯套的一側(cè)，此側(cè)襯套得不到充分潤(rùn)滑、冷卻，最終可導(dǎo)致小頭軸瓦超溫而燒研。因此，為保證潤(rùn)滑油充分地潤(rùn)滑、冷卻小頭軸瓦的兩側(cè)，需保證往復(fù)壓縮機(jī)具備較大的反向角。

一、反向角小于180°的原因因活塞桿的存在導(dǎo)致壓縮機(jī)氣缸軸側(cè)的工作面積小于蓋側(cè)，以及氣缸兩側(cè)的余隙容積各不相同，因此壓縮機(jī)的氣缸兩側(cè)并不是完全的“結(jié)構(gòu)對(duì)稱性”。另外，因?yàn)樯a(chǎn)制造精度的原因，氣缸兩側(cè)的吸、排氣壓力也無(wú)法完全相同，以及壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中有可能產(chǎn)生的氣閥漏氣、活塞環(huán)串氣等故障破壞氣缸兩側(cè)的“狀態(tài)對(duì)稱性”。由于活塞桿受力對(duì)稱平衡的破壞，導(dǎo)致反向角均小于180°；活塞桿受力的不對(duì)稱性越大，反向角越小。二、影響反向角的因素之一：設(shè)計(jì)因素（1）氣缸軸側(cè)與蓋側(cè)面積比氣缸軸側(cè)與蓋側(cè)面積越接近，氣缸兩側(cè)的“結(jié)構(gòu)對(duì)稱性”越好，則往復(fù)壓縮機(jī)反向角越大。因此，在設(shè)計(jì)選型階段，應(yīng)避免活塞桿直徑與氣缸直徑比過(guò)大的情況；即對(duì)于多級(jí)壓縮機(jī)，應(yīng)盡量避免選用末級(jí)多缸型式。另外，隨材料和加工水平的提升，可在滿足活塞桿強(qiáng)度的前提下，盡量減小活塞桿直徑。（2）往復(fù)件質(zhì)量往復(fù)件質(zhì)量越小，末級(jí)氣缸反向角越大，而前級(jí)氣缸反向角影響不大。綜上所述，由于壓縮機(jī)末級(jí)氣缸的“結(jié)構(gòu)對(duì)稱性”較低，隨著往復(fù)件質(zhì)量越大，“受力不對(duì)稱性”被“放大”，導(dǎo)致反向角進(jìn)一步降低。因此，在壓縮機(jī)設(shè)計(jì)階段，在滿足力、力矩平衡的前提下，應(yīng)盡量減輕往復(fù)件質(zhì)量，例如采用鋁制中空活塞。三、影響反向角的因素之二：工藝參數(shù)因素壓比越大，末級(jí)氣缸反向角越大，而前級(jí)氣缸反向角影響不大。因此在壓縮機(jī)運(yùn)行階段，若級(jí)間壓力發(fā)生變化，尤其是末級(jí)氣缸壓比降低的情況下，應(yīng)采取措施避免反向角過(guò)低。

四、影響反向角的因素之三：泄漏故障因素?zé)o論哪級(jí)氣缸，氣缸蓋側(cè)排氣閥泄漏將導(dǎo)致蓋側(cè)始終處于排氣壓力狀態(tài)，加劇了受力不對(duì)稱性，此種情況下反向角為零。另外，對(duì)于一二級(jí)氣缸，由于原本“結(jié)構(gòu)對(duì)稱性”較高，其余氣閥泄漏都將導(dǎo)致“受力對(duì)稱性”劣化，因而反向角降低。然而對(duì)于末級(jí)氣缸，原本“結(jié)構(gòu)對(duì)稱性”較差，而“蓋側(cè)吸氣閥泄漏”、“軸側(cè)排氣閥泄漏”正好彌補(bǔ)了軸側(cè)面積小的問(wèn)題，使得氣缸蓋側(cè)和軸側(cè)更加趨于“受力對(duì)稱”，反向角比正常狀態(tài)有較大提升。受此啟發(fā)，若必需選用某些特殊機(jī)型、但卻沒(méi)有理想的設(shè)備類型時(shí)，其末級(jí)氣缸可采用軸側(cè)單作用工作方式以實(shí)現(xiàn)合格的反向角。五、影響反向角的因素之四：流量調(diào)節(jié)因素采用卸荷器流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，嚴(yán)格按照廠家API數(shù)據(jù)表中的要求進(jìn)行操作，加載負(fù)荷時(shí)一般先加載軸側(cè)氣缸再加載蓋側(cè)氣缸。若采用無(wú)級(jí)流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行小流