今日份干货，分享一个活塞式压缩机连杆断裂的故障诊断案例

连杆及螺钉断裂，其原因如下。

1）连杆螺钉长期使用产生塑性变形

①螺钉头或螺母与大头端面接触不良产生偏心负荷，此负荷可大到是螺栓受单纯轴向拉力的七倍之多，因此，不允许有任何微小的歪斜，接触应均匀分布，接触点断开的距离最大不得超过圆周的1/8即45°。
②薄壁瓦余面过高或厚壁瓦两边垫片不均匀。
③螺钉材质或加工有问题。
④安装或检修在拧紧螺栓时，应松紧适当，最好用扭矩扳手，必须穿上新开口销，以免松动。
⑤质量不好或不符合图纸技术要求的连杆螺栓不能使用。

2）连杆断裂

连杆断裂往往发生在小头或杆身的连接处，此外是大头与杆身相接的直角处；因为这两处均为危险断面，如果材质不良或有加工缺陷会造成断裂。在安装或检修时，一定要按技术规定拧紧连杆螺母，认真检查连杆螺栓，并锁好开口销，防止撞缸；检查连杆材质和制造质量。

1 案例简介

1月2日12时5分，某工厂压缩机操作人员突然听到2#甲烷压缩机发出异响，还未来得及停车，机组就联锁跳车。机组停下后，经检查发现，一级东侧缸连杆断裂，曲轴箱北侧有直径85mm的穿孔，并有两条裂纹向上左右延伸至箱体肋筋上，曲轴箱盖被掀起105mmx125mm的1口子并伴有裂纹，活塞杆弯曲，十字头变形，拆开气缸检查，东面一级活塞端头粉碎性损坏，缸头及连接螺栓经检查没有发现变形及裂纹，查操作记录，事故前各工艺指数均在指标范围内。

2 原因分析

经分析认为主要是该压缩机的活塞采用空心铸铝，由于活塞在设计制造时，活塞端面排砂工艺孔采用锥形螺纹丝堵进行密封，活塞与丝堵两种材料均为ZGA1，丝堵拧紧后再上车床光平，没有采取必要的锁紧措施。当活塞在往复运行中，活塞空腔内存在一定的交变压力作用，在交变压力作用下，丝堵预紧力逐渐下降，丝堵就慢慢退出，当退至一定位置，预紧力小于气压差力时，丝堵就突然脱落于气缸中，造成活塞与缸体前端密封面机械撞击，致使活塞端面损坏，活塞碎片落入缸头活塞背帽孔中，活塞杆运动力直接作用于缸头上，活塞杆、连杆受拉、压折力的作用下，而使连杆最薄弱处断裂。断裂的连杆随曲轴做圆周运动，甩动连杆使曲轴箱、曲轴箱盖、箱内油管损坏，最终因油压降低而联锁自动停车。

3 解决办法

①停车将活塞取出，退出丝堵，在活塞各丝堵沿螺纹圆周镗60°、深20mm的坡口，然后在其中一个丝堵上钻直径为8mm的通孔，作加热和焊接时的排气孔。

②将活塞吊至焊接平台，用电阻加热器缠绕活塞的侧面，用2~2.5h将活塞加热至250℃，用直径4mm铝焊丝，采用手工氩弧焊焊接。首先将损坏部位焊好，再焊各丝堵，然后在不拆保温层的条件下使活塞整体慢慢冷却至常温，再用铝棒将丝堵上所钻的孔堵死，用手工氩弧焊焊死铝棒。焊好的活塞上车床车光平端面并检查圆柱度。

③曲轴箱损坏部位的处理：首先用磨光机打磨损伤部位，找出各裂纹及裂纹终点，在各裂纹终点打直径6mm的通孔防止裂纹进一步延伸，然后对曲轴箱侧面裂纹用磨光机打磨60°、深15mm的坡口，用气焊将裂纹四周做预热处理，再用Z208焊条对裂纹进行手工电弧焊接，在焊接过程中采用间断焊接且边焊边敲打，焊后用气焊对焊缝周围加热使其慢慢冷却，以便消除焊接产生的应力。在通孔部位周围打直径10mm的通孔（应避开肋筋）8个，然后用厚度为8mm的盖板加密封垫，通过螺栓连接封死通孔，防止漏油，曲轴箱盖穿孔也是用盖板的方法做同样处理。

4 吸取的教训

①对于铝材活塞，在设计制造时，清砂工艺孔采用焊接方法处理是最理想的，或将活塞从中部分作两段浇铸，再靠机加工保证尺寸及密封位置精度，然后由活塞杆及活塞背帽来连接紧固。

②无论用什么材料制成的活塞，在加工处理时，工艺孔丝堵不宜采用锥形螺纹，最好是丝孔内有密封端面，加热密封拧紧丝堵，防止压缩机在运行中活塞体内腔有压力变化，另外，工艺孔用丝堵处理时，丝堵一定要做防松处理，以防丝堵脱落。