沈莫华
湖州三井低温设备有限公司 浙江省湖州市 313000
摘要：往复式低温泵传动机构在运行上出现了一些问题，文章主要研究瑞士公司Cryomec生产的往复式低温泵在长时间运行过程中出现的活塞断裂、十字头磨损造成运行故障，文章针对故障进行了具体分析，通过明确该公司运行原理，在总结经验的基础上改造该低温泵，自主改造完成之后，往复式低温泵能够持续长时间运行，在改造进口设备的基础上，吸收外国设备技术，实现国内技术与国外技术的融合，有利于促进国产机械设备的生产。
关键词：往复式；低温泵；传动机构；技术；改造
1.活塞杆断裂
该液体泵旋转的活塞杆和十字头之间采用浮式连接，该活塞杆的尾部环状槽内涉及对开环，运用螺母将其和十字头相连接，连接位置存在故障，在对开环与环状槽之间存在着极其细微的间隙，因此也被称为浮式连接。浮式连接也被称为平面连接、球面连接。文章研究的是球面连接，球面连接既可以方便拆装，又具有良好的启动性。
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故障情况：因为活塞杆尾部环状槽直径范围为7.8MM，而且环状槽根部的倒圆半径很小，在循环运行的情况下，很容易发生循环交变荷载力，由此产生裂纹、断裂的现象。累积一年时间内，本次研究的两台设备就发生了三次活塞杆断裂事故，发生断裂之后严重影响生产。事故发生之后，断裂位置均在连接槽口附近。技术人员则根据实际情况进行检修，由此产生非常严重的生产威胁。
针对上述情况，为降低故障事故的发生，降低检修频次，改进制作了新的活塞杆，同时改变环状槽的部位尺寸，改善该设备的受力情况。在改造的过程中，环状槽的直径为7.8MM，将其扩张到8.0MM，之后将扩张环状槽根部，将其过渡圆角半径扩增到0.8MM。该设计方式可以减少运行过程中产生应力集中的现象，也可以增加设备的运行强度。
改进之后的活塞杆，由技术人员验证活塞杆的强度：
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- 活塞杆材料的许用应力 活塞杆上的作用力 抗拉极限 安全系数
在本次研究当中，活塞杆材质为0CR13，根据GB/T 1220-2007规格当中，得出抗拉极限为490MPA。根据上述内容，计算得到需用应力，[?]为350MPA。通过计算，得到活塞杆直径为8.0MM其间内可承受的力，与直径7.8MM的时候相比，直径8.0MM可以承受力高出900N。
评价：改进之后将活塞杆投入使用，连续运行一年多，并没有再次发生断裂事故。针对这种情况判断出改进效果良好，在运行过程中确保了生产稳定[1]。
2.针对十字头的磨损与改进
（1）十字头结构：十字头在设计滑道内沿着直线进行往复运动，在实际运行过程中有明显的导向作用。通过十字头，与连续摇摆运动的连杆、进行往复运动的活塞杆，将两者以铰链的形式连接，在彼此之间相互传递力。在这种情况下对十字头的性能提出了更多要求，因此要求十字头性能良好、工作表面确保具备足够的耐磨性，同时在运行过程中强调承载性能良好。
故障分析：根据产品说明书、维护方案，说明方案阐述液体泵运行时间超过8000H之后，即可检查十字头，如果的十字头存在磨损情况，检查十字头与滑道之间的间隙是否超过规定数值，设定数值为0.6MM。检查超过0.6MM之后则更换十字头。但是检查的时候该设备运行超过6000h，A泵在往复运行的过程中存在较为明显的敲击声，技术人员因此对A泵进行解体检查，经过拆卸检查发现十字头存在严重的磨损现象，检查发现十字头与滑道的磨损已经超过0.9MM，立即要求更A泵十字头。技术人员在检查的过程中明确A泵与B泵，的累积运行时间之后，也对B泵进行检查。检查B泵的时候发现该泵设备也严重超标，间隙巨大，而在这种情况下已经无备件可以使用，如果此时再次选择进口，时间周期最短为6个月，在这个期间内整套空分装置无法运行，对装置的稳定运行造成了巨大的阻碍。
（2）处理方式：①将损坏的十字头设备外表进行车削，在外表镶嵌铜套，之后打孔、起丝、拧紧螺丝钉，之后将两者固定在一起形成整体[2]。②再次打磨衬套的里面保证衬套的精度，针对表面的粗糙进行再次打磨，直到符合装配要求为止；③根据滑道内的尺寸，确定十字头的外部尺寸参数，因此对外圆再次进行加工，确保其与滑道之间相互配合，保证表面精度，其中选择H7/e8，精度Ra=0.8。④十字头表面加工四道环状储油槽口方便工序可以顺利进行，安装的时候在外表涂抹一层润滑油脂，同时将十字头与衬套之间原本的无油润滑模式改变，加入润滑油来减少两者之间存在的摩擦力。⑤在机体上加入螺孔，同时安装黄油嘴，在设备使用的时候定期检查十字头部分的油脂。⑥将修复之后的设备投入使用，同时要求技术人员在具体使用过程当中增加巡检次数，检查十字头运行前后的机壳温度、机壳振动频率、机壳运行的槽声等等，采取动态监督控制的方式，入宫发生异常则及时进行处理。
3.改进效益
在这种情况下利用往复式低温泵的检修，联连同设备内的十字头、活塞杆、十字头销、连杆轴承等进行修剪、检查、测绘，从而累积第一手资料，当设备在运行过程中出现备件准备不充分、进口部件无法及时到位的情况，可以自身加工生产零件，确保生产在最短时间内完成，既可以保证生产顺利进行，也可以保证维修质量，同时也减少了企业在这个过程中消耗的成本。
结束语：
在实际运行过程中该设备存在着本身特性，由于旋转惯性力、往复运行的惯性，泵的十字头、活塞等在运行过程中需要承受较大的荷载力、摩擦磨损力，因此常常发生故障，故障发生之后常多次机械能维修，从而对生产造成极为严重的影响。
参考文献：
[1]褚军, 朱俊, 梁建国,等. 一种新型组合式低温液体泵的传动箱结构:, 2020.05.22
[2]张连飞. 往复式真空泵运行优化及技改讨论[J]. 中国设备工程, 2018, 000(017):133-134.