GD5-1000/17-230型隔膜压缩机缸体缸盖连接定位螺栓断裂

2024年3月18日某项目在用GD5-1000/17-230型氢气隔膜压缩机发生缸体缸盖连接定位螺栓断裂。 此机型每套缸体，缸盖、螺栓等加在一起重量约2吨。

隔膜压缩机缸体、缸盖由一圈贯穿的螺栓连接在一起（中间夹紧膜片），现设计是每个缸头3根定位螺栓，比普通螺栓外径略粗，和缸体缸盖孔为过渡配合（缸体缸盖定位螺栓孔为精铰制孔），设计目的是用3根定位螺栓将缸体缸盖两个零件定位，膜片、O型圈不发生错位，并且在更换膜片时起到承托缸盖重量。其余29根为直径略小的普通螺栓，普通螺栓和缸体缸盖螺栓孔为间隙配合（缸体缸盖普通螺栓孔为钻孔、间隙2mm）。普通螺栓和定位螺栓除粗细不同外，结构形式也不同。

sarsh5n1 发表于 2025-3-22 10:47

缸体、缸盖重量将近2吨，缸体缸盖厚度合在一起420mm，定位段长度400mm，定位段过长，导致定位螺栓断裂是因为缸盖重量对螺栓产生了剪切力，同时缸体和缸盖孔存在一定程度的不同轴，引起螺栓变形，在交变载荷作用下，定位螺栓不断拉直、弯曲，从而引起螺栓在最大变形位置或者有缺陷的位置逐渐失效最终开裂。
针对缸头中体螺栓断裂问题，因为缸头很厚，重量非常大，易产生此问题，可以按以下操作方法：将目前的定位螺栓作为工艺定位螺栓，先安装此三根定位螺栓，将缸体和缸盖位置确定，配合好后，再将其余普通螺栓安装施加200NM的力矩，将定位工艺螺栓拆除，更换位普通螺栓，施加200NM的力矩。这样操作后，缸体缸盖既定位准确了，定位螺栓处也不再有定位螺栓的弯曲变形，所有螺栓的受力状态正常，安全可靠。后续大机型隔膜压缩机，缸体缸盖装配的方式，都采用使用专用工具螺栓的方法，先定位装配，再依次安装普通螺栓，避免缸盖太重导致的剪切螺栓的后果。