[发明专利]一种活塞杆的弹性连接结构及其连接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种往复式压缩机活塞杆的连接结构与方法，具体涉及一种往复式压缩机，特别是高压往复式压缩机活塞杆的弹性连接结构，及其与十字头的弹性连接方式。

背景技术

往复式压缩机活塞杆与十字头是易损坏的部件，尤其是活塞杆，其与十字头的连接部位最易断裂而给生产、设备和安全造成破坏。活塞杆与十字头之间的连接方式是否合理，是往复式压缩机能否安全、稳定、优质运行的关键。

往复式压缩机活塞杆断裂问题，是困扰往复式压缩机安稳运行的最重要因素。活塞杆断裂轻则造成曲轴、连杆、滑道等损坏，重则造成气缸盖撞开，在氢压机等高压往复式压缩机事故中，还会造成氢气外泄事故。易断裂部位主要发生在活塞杆与十字头连接螺纹处，此处是活塞杆的薄弱环节。如果由于设计上疏忽，制造及安装上缺陷，断裂极易发生。

一般活塞杆与十字头采用螺母锁紧连接方法，活塞杆螺纹底部是应力集中点，长期承受交变载荷，是更危险的断裂面。一般活塞杆设计最大活塞力为50T，但现场实际运行工况多变，如工艺介质带液、进出口压缩比波动大、活塞杆与十字头滑道中心同心度偏差等，使得气体力、摩擦力等变化，最终影响综合活塞力的变化，而且往复式压缩机活塞杆的设计安全系数较小，极易造成活塞杆断裂。

近年来较多文献报道了化工企业中往复式压缩机活塞杆断裂事故，断裂多发生在活塞杆螺纹部位，目前虽采取了先进的监测手段及更精细的螺纹加工方法，仍不能有效消除活塞杆断裂的风险。最合适的方法是对活塞杆的连接结构及其与十字头的连接方式进行重新设计，让连接紧固件克服活塞力的影响，改善活塞杆运行状况。

发明内容

本发明旨在提出一种活塞杆的弹性连接结构及其与十字头的弹性连接方法，适应往复式压缩机现场实际运行工况，可消除综合活塞力对活塞杆连接螺纹部位的影响，减少往复式压缩机活塞杆断裂风险，消除压缩机运行的安全隐患。

本发明的弹性连接结构和连接方法的实质技术内容是，通过弹性连接使得活塞杆连接处受力大于活塞杆最大活塞力，活塞杆螺纹连接部位运行中克服交变应力的影响，实现理想的运行状态。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种活塞杆的弹性连接结构，包括十字头（14）和活塞杆（15），其特征在于，所述的活塞杆（15）肩部设有连接为一体的弹性细杆（13），弹性细杆（13）的外端螺纹连接调节螺母（6），调节螺母（6）与活塞杆（15）肩部之间设置连接法兰（9），连接法兰（9）与调节螺母（6）接触端面设置调整垫（7），另一端面支承在活塞杆（15）肩部；所述的调节螺母（6）中包括隔环（1）和顶丝（5），与连接法兰（9）接触端面的环形槽内置隔环（1），隔环（1）圆周上设置顶丝（5）；调节螺母（6）预紧后，连接法兰（9）由连接件紧固在十字头（14）上。

所述的连接件包括垫圈（8）、制动垫（10）、阶端双头螺栓（11）和螺母（12）。

所述的调整垫（7）采用哈夫型式的垫片，垫片厚度优选3.3～3.6mm。

所述的弹性细杆（13）上设有两个中间定位凸缘和一个端部凸缘。

所述的隔环（1）内衬垫环（2）。

所述的顶丝（5）优选为四个，沿隔环（1）圆周均匀分布。

本发明还涉及一种活塞杆的弹性连接方法，利用上述活塞杆的弹性连接结构，包括如下步骤：

第一步：活塞杆装入十字头（14）之前，将连接法兰（9）先放置在活塞杆（15）上，活塞杆（15）进入十字头（14）内，拧入调节螺母（6），然后将3mm调整垫（7）放置于连接法兰（9）与调节螺母（6）接触端面，拧紧调节螺母（6）预压紧；

第二步：将顶丝（5）均匀拧入，待3mm调整垫（7）松动脱落后，再调整顶丝（5），直至能将3.3～3.6mm调整垫（7）装入，拧下顶丝（5）；

第三步：将垫圈（8）、制动垫（10）、阶端双头螺栓（11）、螺母（12）装于十字头（14）上，紧固；

第四步：用垫圈（8）调整活塞杆（15）前后止点间隙，调好后将制动垫（10）翻边防松。