超級螺母技術在往復式壓縮機活塞體結構中的應用

摘要：文章介紹了往復式壓縮機活塞螺母常用結構的缺點，及采用超級螺母技術的原理、結構、優點及使用方法，超級螺母結構相對傳統結構具有預緊力準確、防松止退、操作方便，安全可靠的優勢，能夠更好的承受交變載荷。

關鍵詞：超級螺母；壓縮機；活塞螺母

在現代工業中，往復式壓縮機應用十分廣泛，涵蓋了石油煉制、氣體輸送等行業。

壓縮機活塞部件由于始終承受著交變載荷，且與壓縮介質相接觸，也是往復式壓縮機設計和制造中的重點部件，在活塞體與活塞之間起到連接固定作用的活塞螺母又是活塞部件中重要的一個零件，它的使用壽命直接影響壓縮機的檢維修周期，也影響著工廠生產的連續性。一旦活塞螺母和活塞桿連接處發生斷裂，甚至可能發生壓縮機主要承壓和運動零部件發生損壞的情況。

1活塞螺母通常結構及特點

往復式壓縮機活塞螺母通常采用大型扳手配合電加熱器進行安裝緊固（圖1）。

這種螺母的安裝方法如下：將螺母用扳手擰至前半活塞體、后半活塞體、活塞桿凸肩接觸，并無間隙后，將電加熱棒插入活塞桿端部的電加熱孔中，同時應在螺母上做標記，待活塞桿受熱后將螺母擰動62.9°相當于135圓上弦70.4mm（以上數據為某活塞安裝數據），在前半活塞體上做弦長標記，取出電加熱棒，冷卻后將螺母薄邊扣緊于活塞桿端面槽內，即緊固完畢。這種活塞的活塞桿中間需要鉆有細長孔，加工過程中細長孔極易偏移，造成活塞桿頭部壁厚不均勻，大大降低活塞桿強度，降低使用壽命。電加熱方式安裝費時費力，旋轉力矩極難掌握，當預緊力不足時，極易產生螺母松脫事故，當預緊力過量時，容易使材料塑性變形，降低使用壽命。

2超級螺母結構原理及優點2.1超級螺母結構原理

超級螺母結構的活塞部件中（圖2），活塞與活塞桿連接采用超級螺母結構，壓縮機活塞螺母由超級螺母、頂絲和墊組成（圖3），頂絲由螺母內側安裝進超級螺母中，超級螺母再旋轉安裝到活塞桿上（圖4）。超級螺母結構采用多頂推預緊技術，由帶有多個頂推螺栓的圓形螺母和超硬墊片組成，緊固時僅需一個扭矩扳手逐級緊固，普通扭矩扳手也可達到的緊固力，適用于承受交變載荷的活塞等連接螺母。

2.2超級螺母結構優點

（1）工具簡單，拆裝時間短，勞動成本低：只需普通扭矩扳手即可完成，不需要大錘敲擊等傳統的螺栓緊固方法。

（2）省時省力：安裝拆卸簡便，可多人同時操作，也可用氣動扳手緊固。（3）緊固牢靠：只要安裝正確，就可以抵抗交變載荷、振動等壓縮機工況，大大降低由于安裝問題導致的停機時間。

（4）預緊力精確：可實現精確緊固控制，使螺栓張力保持均勻一致。

（5）適合狹小空間：不需要很大空間就可以實現活塞桿的快速拆裝。

（6）柔性強：可以增加螺栓連接的彈性，這種連接可更加有效的承受高溫和沖擊。

（7）避免螺栓斷裂：安裝后，螺母本體產生微量變形，將集中在前幾道螺紋上的應力釋放。精確的負載控制及釋放應力的特性，避免了螺桿的斷裂。

（8）經濟實用：頂推螺栓只是簡單的機械部件，相對其他緊固方法要經濟的多，并可重復使用。

（9）超級螺母的螺釘采用內部安裝結構，即使某個螺釘發生斷裂，也不會掉入

到氣缸內，保證長期穩定運行。

（10）超級螺母結果由于不需要大型扳手，所以活塞表面設計成平面結構，使與

之配合的氣缸蓋的結構變得更簡單，減少了余隙容積，提高了容積效率，設計的更加緊湊，降低了成本。

3超級螺母的使用方法

由于超級螺母的結構特點可知，安裝及拆卸也必須嚴格按照技術要求執行，步驟如下：

3.1準備工作

（1）確認螺釘使用了二硫化鉬或其他潤滑脂；

（2）確認所有螺釘壓緊端均未突出超級螺母底部；

（3）潤滑主螺紋；

（4）將墊片安裝在活塞桿上；

（5）用潤滑脂潤滑墊片表面或螺釘壓緊端。3.2超級螺母的緊固

步：用手將超級螺母擰在活塞桿上直至底部接觸到墊片，然后反向旋轉45±15°。

保證主螺紋處于自由狀態；

第二步：按圖5所示位置，使用50%的額定扭矩分別對稱緊固位置1-1、位置2-2 的兩組螺釘；

第三步：按圖6所示位置，使用50%的額定扭矩按順序分別對稱緊固位置3-3、位置4-4、位置5-5、位置6-6的四組螺釘；

第四步：使用75%的額定扭矩重復第二步；

第五步：使用75%的額定扭矩重復第三步；

第六步：使用99%的額定扭矩重復第二步；

第七步：使用99%的額定扭矩，按順時針方向緊固其余螺釘；

第八步：全部螺釘緊固完成后，復查所有螺釘的緊固程度，最終緊固扭矩要求為額定扭矩的99%～105%。

3.3超級螺母的拆卸

在拆卸超級螺母時應注意逐步卸去每個螺釘上面的扣矩，絕不允許一次性卸掉某

一個螺釘的全部扭矩。拆卸時需要添加潤滑脂幫助拆卸。從1號螺釘開始，以圓周順序，將每個螺釘最多擰松1/4圈（圖7），請勿擰到松動的程度。至少分三次，解除螺釘的壓力。超級螺母螺釘全部松開后，可以用手取下超級螺母。安裝拆卸過程時，要注意防止劃傷活塞體及活塞桿螺紋，必要時候可以采用加熱的方式來促進拆卸速度。

3.4維護及其他注意事項

按照正確的方法擰緊，超級螺母即使在使用多年后，其預緊力也不會松開。但是，我們仍然建議每次檢維修時，檢查螺母的預緊力。使用一把調至允許擰緊扭矩99%的扭矩扳手。不允許一次性將超級螺母的單個螺釘緊固到額定扭矩。拆卸下超級螺母后，有時會發現硬質墊圈出現百分之兒毫米的凹痕，屬正?，F象，硬質墊圈仍然可以使用，翻轉即可。

4結語

超級螺母結構使用在往復式壓縮機活塞部件上優點明顯，近幾年已經有很多壓縮機應用這種結構，并在大型壓縮機組中出現了超級螺母結構替代原有結構的趨勢，超級螺母結構未來將成為一種往復式壓縮機活塞的標準設計結構，使用戶在使用往復式壓縮機時更安全、更安心。