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我国压缩机标准化、系列化、通用化之践行<上>

高其烈   点击:
   前言
 
  本文所指“压缩机”系狭义的压缩机,即:容积式压缩机,涵盖往复活塞式、隔膜式以及螺杆式等回转压缩机。
 
  压缩机的标准化、系列化、通用化,被统称为“三化”。显然,三化的核心是标准化。
 
  我国压缩机标准化工作,始于解放初期上世纪五十年代的国营沈阳空气压缩机厂(后来的沈阳气体压缩机厂,现在的沈阳鼓风机集团往复机事业部)。其文件化、图样化的厂标准,将螺栓、螺母、垫片等紧固件,以及参照美国压缩机名企标准制定的储气罐标准,尽收之。需知,那时我国机械工业连紧固件行业标准还没有呢!江西老表易忠履工程师、上海籍的郑雷先生等,皆为此付出艰辛努力。
 
  原在北京的第一机械工业部通用机械研究所(现国家机械装备集团合肥通用机械研究院),于1958年起草了一般用固定活塞式空气压缩机基本参数、技术条件(参考原苏联国家标准ГОСТ对应标准制订)和试验方法(参照美国机械工程师协会标准ASME PTC—9制订),并于1959年获得批准,遂成为当时的第一机械工业部化工与通用机械专业标准TH16—59、TH17—59、TH18—59。这是上升到国家专业层面的首批压缩机标准,并旋即指引了压缩机的系列化、通用化之实践。
 
  自1959年开始,4L—20/8、3L—10/8、5L—40/8、6L—60/8、7L—100/8等型号空气压缩机的联合设计、试制验证与推广,皆稳步前行。一般用固定活塞式空气压缩机系列化、通用化亦渐成气候。
 
  1962年,在原南京通用机械厂(现南京压缩机股份有限公司)长江路址,1V—3/8、2V—6/8型风冷活塞式空压机也完成了联合设计。
 
  截止到文革前夕,容积流量3~100m³/min、排气压力0.8MPa的一般用固定活塞式空压机各品种,都已完成了试制验证,且多数品种实现了工业化量产。前述之联合设计,皆由原第一机械工业部确定的压缩机专业技术归口所、标准化归口所——原一机部通用机械研究所负责和组织实施。
 
  文革前夕,容积流量3~9m³/min、排气压力0.7MPa的动力用移动式空压机,也已开发了多个品种,但未形成三化。至于回转式空压机、工艺气压缩机,则是品种少之又少。而工艺用往复活塞式压缩机,虽然其品种不能说太少,活塞力吨位档次也已高达320kN级,但更未能形成三化。
 
  一、压缩机三化风暴
 
  在全国性的“科研设计革命化”浪潮推动下,压缩机三化※工作,由二十三个有关压缩机制造厂、研究所于一九六六年开始进行。一九六八年四月压缩机“三化”上海审查会(由原一机部一、三局主持)后修订的二十项标准(《往复活塞式压缩机主要参数及轴径尺寸》等),遂由有关单位试用。
 
  ※包括活塞力吨位在压缩机“三化”标准范围内的制冷机及制氧机两专业用的活塞式制冷压缩机和活塞式氧、氮、空气压缩机。
 
  “三化”工作,采取工人、干部、技术人员三结合的方式进行。“三化”工作组,曾到全国许多制造及使用单位进行调查研究,广泛征求意见,反复修改标准草案,使标准能结合我国实际情况,既有先进性,又兼有一定程度的继承性。
 
  贯彻“三化”标准,即能够以较少种类的零部件,构成较多的压缩机品种,获得较先进的技术经济指标。因为零部件的统一,特别是气阀、填料、活塞环、轴瓦等易损零部件的统一,可以大大简化压缩机制造厂的工艺装备,提高劳动生产率,缩短新品种试制周期,便于制造厂之间的协助及使用厂对压缩机的维修。
 
  这一时期的压缩机“三化”标准,对于指导新品种的发展和老产品的更新,已经起到了积极的作用。
 
  (一)微型空气压缩机
 
  习惯上,一般称容积流量在3m³/min以下、排气压力在1.0MPa以下的空压机为微型空压机。
 
  文革前,国内生产的这类产品,绝大多数是仿制国外二十世纪30~40年代的,机器笨重,外形尺寸很大,产品杂乱,远不成系列,往往出现结构型式和零件都不同的几个品种,其容积流量、排气压力均相同或接近的不合理状况。这样,不仅零部件间没有通用性,易损零部件无法互换;而且其中绝大多数品种的电耗多,排气温度过高,气阀处积碳现象较严重,不利于安全运转,润滑油消耗量也偏高。
 
  自一九六六年八月开始,有关压缩机制造厂、研究所进行了微型空压机产品革命会战。首先通过调查研究,制订了系列参数(如表1),并在上海进行了首批五个典型品种的设计。首批样机在天津集中进行了五百小时满负荷连续试车,一九六七年十月进行了鉴定。在验证了系列参数及零件设计先进而又可行的基础上,又于六八年春在上海进行系列中其余品种的设计。第二批样机于六九年秋在长春集中试车、鉴定。
 
我国压缩机标准化、系列化、通用化之践行<上>
 
  参加第一、第二次联合设计并承担试制任务的单位(皆用原厂名)有:上海第二压缩机厂、天津市空气压缩机厂、天津市红旗空气压缩机厂、长春市空气压缩机厂、鞍山市轻工机械厂、开封通用机械厂、武汉空气压缩机厂等七个制造厂。更多的厂成批生产上述系列中的产品,不少县、社机械厂也已开始生产。然而,也有的厂还在生产应予以淘汰的三十年代产品。
 
  系列中,单级压缩的,共十种容积流量规格,十二个品种;两级压缩的,共六种容积流量规格,八个品种。全系列有三种行程、五种缸径,转速都是四极异步电动机转速。
 
  系列对缸径的选取及零部件(如阀片、活塞环等)的设计,均符合压缩机“三化”有关标准。
 
  系列产品的曲轴,均为单拐,且系曲柄轴,制造方便;连杆有三种,活塞有五种,气缸有九种。系列中行程和结构型式均相同的品种,其曲轴箱通用。
 
  系列产品变型很方便,利于一厂多品种生产。如3W—1.6/10型,将其二级缸换成一级缸,就变成3W—2/5型;若将其一级缸都换成二级缸,并单级压缩,就变成3W—1.2/7型。
 
  系列产品零件少,省工时。如老产品T102型的零件有141种、共439件,制造工时141小时;而取代它的新产品Z—0.15/7型有179种零件、共283件,比前者减少了156件,工时节省一半以上。
 
  系列产品的活塞及气缸盖为铸铝件,连杆为大头不可分的锻铝(合金)件,气缸盖及缸体均铸出有适当高度和密度的散热片,散热效果较好,吸排气阀是配波纹状弹簧片的同心组合阀,飞轮均兼作风扇用。
 
  此系列产品,皆为空压机、原动机与储气罐组成的机组,无需水源,使用方便。在配有压力继电器时,当储气罐中气压上升到规定值时,电动机自动停转;而储气罐中气压降低一定程度时,电动机自动恢复工作,基本上可以做到无人看管。
 
  实践证明,此系列产品较圆满地解决了老产品存在的问题,与国外同类型产品相比,也是较先进的(参看表2)。特别是此系列产品之主机比重量值(这类产品中最重要的指标)仅为老产品的1/3。
 
我国压缩机标准化、系列化、通用化之践行<上>
 
  (二)动力用移动式空压机
 
  文革前夕时,这类空压机多为仿制国外陈旧产品,仅个别是自行设计的。产品不成系列,零部件互换性很差,特别是产品笨重,如仿美9m³/min,移动式空压机(立式、四缸),未加柴油、润滑油和循环冷却水时,已重达5.15吨(其中空压机减去中间冷却器已重1.5吨),在坡度大、汽车不能牵引处,竟需百人推拉,使用极为不便。
 
  从一九六六年八月起,有关压缩机制造厂、研究所开始进行动力用移动式空压机产品革命会战。会战组在深入使用现场(如大西南新建铁路工地)调查研究的基础上,制订了系列参数(参看表3),一九六七年在原蚌埠空气压缩机厂完成了全部系列产品的设计。与此同时,会战组的气阀攻关小组还在蚌空厂进行了一些实验研究。
 
我国压缩机标准化、系列化、通用化之践行<上>
 
  系列有两种行程、两种缸径、一种转速,共组成四个品种(相应有四种容积流量规格),为两级压缩。
 
  系列对缸径的选取及气阀、活塞环等零部件的设计,均符合压缩机“三化”有关标准。
 
  系列产品的曲轴(稀土镁球墨铸铁),分单曲拐及双曲拐两类共四种,连杆(稀土镁球墨铸铁)只有一种,活塞(一级为铝活塞)及气缸均只有两种,曲轴箱有两种。系列产品的通用化程度,主机部分达80%,车架达60%。
 
  在行程为90mm的系列产品的曲轴箱与气缸体之间,若增设厚度为11mm的垫环,同时更换曲轴,则可变为行程是112mm的产品(如由2VY—4.5/7型变为2VY—6/7)。此外,若调整垫环的厚度,即可改变气缸的余隙容积值,借以更动一、二、级压力比分配,使产品适用于海拔高度不同的高原地区。
 
  系列产品的主机——空压机,都可由电动机驱动,作固定式用,但以2V—4.5/7及2V—6/7型为合理。当降速使用2V—4.5/7型时,即为3m³/min型空压机。
 
  系列产品中的2VY—6/7型,其活塞平均速度较高,故具有代表性。原许昌通用机械厂进行了2VY—6/7型的主机——2V—6/7型空压机样机试制,七〇年进行了小批投产,到七二年已生产三百余台(固定式),另外还装成百余台2VY—6/7型(移动式)。该厂对样机进行了长达九千多小时的全负荷试车,并进行反复修改,变动平衡铁,以消除振动;增强气缸和曲轴箱的刚性,以消除因刚性欠足而产生的窜油现象;提高气阀通道铸造的光滑度,以降低噪声。
 
  2VY—6/7型与仿美6m³/min(W型,6缸)产品相比,具有结构简单、零件数少、外形缩小、重量显著减轻、加工工时大大节省、材料消耗大幅度下降、生产成本明显降低等一系列优点。如空压机主机部分净重,前者370kg,后者为600kg,减轻38.4%。又如加工工时和生产成本,前者均仅为后者的56%。根据许昌通用机械厂的实践经验,现将二者的技术经济指标比较列于表4。
 
我国压缩机标准化、系列化、通用化之践行<上>
 
  一九七二年时,原天津市红旗空气压缩机厂、原无锡市第二压缩机厂等单位已生产了2VY—6/7型空压机,原济南风泵厂正在试制中。
 
  <未完待续,更多精彩见下期——>
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10
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