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    3LH 空壓機事故分析
    時間:2014-06-19 關鍵詞:

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    某針織廠工藝用3LH-10/8型無油潤滑空壓機在自行調試12天后,運行中突然發生了嚴重事故,主要零件除了一、二級氣缸外均受到不同程度上的損壞,直接經濟損失在5萬元以上。分析這次事故的原因及演變過程,對同類型空壓機的安裝調試和制造質量具有一定的借鑒作用。

    事故現場情況

    主機兩塊平衡鐵從機身后端飛出,其中右端一塊平衡鐵尚帶一支螺釘,左端一塊尚帶二支螺釘,四只螺釘除一只在曲軸箱內脫落時擊碎油過濾并自身彎曲外,其余三只均無明顯變形和失效現象。進一步對主機解體時發現,一級十字頭上端與一級活塞桿連接處已拉斷,拉斷部分已擊碎落在曲軸箱中,一級活塞桿螺紋端部與一級連桿小頭端有嚴重的撞擊痕跡。在拆卸一級氣缸下部左側吸氣閥時,氣缸中流出大量積水,同時發現該氣閥已嚴重破碎,其中有一塊60×30×14(單位:mm)的閥蓋碎片已進入氣缸下止點。氣閥的限制器端部出現了一個直徑約10mm的半球形深坑,外閥蓋壓閥螺釘端頭也呈現半球狀。

    事故分析

    綜合事故現場觀察,其事故發生的原因和演變過程大致可分為以下幾個階段:

    1、在新機調試前,根據隨機使用說明書要求,對一、二級氣閥作去油封清洗處理,由于操作者缺乏經驗,在安裝一級氣缸左側吸氣閥時,外閥蓋壓閥螺釘未完全頂緊,使之氣閥在運行時產生顫動,繼而造成鋁墊破損、斷裂,被氣體沖出,使吸氣閥組與壓閥螺釘之間形成明顯的間隙,在氣缸內氣體力的沖擊下,間隙不斷擴大,造成閥蓋在長期振動下,疲勞破裂,繼而被突然吸入氣缸下止點。

    2、吸入的氣缸碎片在活塞下竄時,引起猛烈的頂撞,使相對強度較小的十字頭體上端與十字頭斷開。此時,帶著十字頭體上端部的一級活塞桿已在圓周方向失去控制,使再次與十字頭撞擊時,斷口錯位,而將一級氣缸蓋頂松、頂裂(解體后發現)。同時逐步使帶在活塞桿上的十字頭上端部脫落,而形成一級活塞桿螺紋端部與連桿小頭的直接撞擊。

    3、由于一級氣缸被頂松,冷卻水從排氣側大量漏入,首先引起了一級氣缸的液擊(雖然此時一級活塞不能到達上止點位置,但其液擊仍然存在)?梢耘袛,此時總排氣量減少,一級排氣壓力和一級排氣溫度下降,一級氣缸已作單作用 運行,一級冷卻器油水分離效果降低,大量濕氣體被吸入二級氣缸,繼而引起二級水擊。當分離罐被水儲滿時,二級的液擊更為加劇。在此情況下,機組一、二級平衡力嚴重失調,壓縮比失調,主機振動增大,曲軸受力情況十分復雜,特別是一、二級氣缸的液擊和連桿大小頭對活塞桿的沖擊,使曲軸在一、二級氣缸的液擊和連桿大小頭對活塞桿的沖擊下,使曲軸在一個循環中受到的沖擊達四次之多,從而嚴重影響了平衡鐵與曲軸連接螺釘的原始預緊力。

    4、至此,影響螺釘原始預緊力的三個要素已基本具備:①、振動; ②、交變載荷;③、沖擊。從事故發展到液擊到平衡鐵螺釘初始預緊力消除的時間估計在5分鐘左右推斷,則有5×480=2400轉(曲軸轉速為480轉/分),而每轉有交變力和沖擊力的間斷過程,其緊固失效的危險性已顯而易見。螺釘初始預緊力的組成由:①、三角螺紋副的摩擦力;②、螺桿平面的摩擦力;③、螺桿的拉應力;④、螺桿的扭應力。通過對螺釘的檢查,其牙形無損。但螺桿平面接觸只有20%左右,曲軸孔檢查結果也無損。大家知道,螺桿的扭應力是伴隨著初始預緊力消失而逐漸釋放的。由此可以說明,螺釘平面接觸不良是在上述狀況下引起的失效的主要原因。

    綜合以上分析,造成這次事故的直接原因是用戶在調試時未按照產品技術要求操作,還有,空壓機制造單位在平衡鐵等零件的加工質量上也存在較大的問題,這是引發這次事故的間接原因,這一問題值得引起每個空壓機制造廠的重視。
     

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