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活塞式壓縮機(jī)故障分析
活塞式壓縮機(jī)故障【1】
【摘 要】活塞式壓縮機(jī)由于自身所具有的各個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)，使該設(shè)備被廣泛的應(yīng)用在了各個(gè)生產(chǎn)行業(yè)中，活塞式壓縮機(jī)的存在為經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)發(fā)展提供了較大的推動(dòng)作用。
本篇文章主要針對(duì)活塞式壓縮機(jī)故障進(jìn)行了全面詳細(xì)的分析，并且依據(jù)科學(xué)合理的分析來(lái)對(duì)相關(guān)故障提出相應(yīng)的解決措施，以期為相關(guān)維修活塞式壓縮機(jī)的過(guò)程中提供參考。
【關(guān)鍵詞】活塞式壓縮機(jī);設(shè)計(jì);氣閥故障;防范措施
壓縮機(jī)是當(dāng)前各種設(shè)備、機(jī)械廣泛應(yīng)用的一種高壓氣體壓縮設(shè)備，該設(shè)備目前已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到了社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)不同行業(yè)和領(lǐng)域之中，其壓縮機(jī)的發(fā)展對(duì)于各種設(shè)備、機(jī)械的進(jìn)步有著直接的聯(lián)系，進(jìn)而影響到了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
而活塞式壓縮機(jī)中所出現(xiàn)的故障通常都是活塞壓縮機(jī)自身氣閥出現(xiàn)故障，當(dāng)氣閥出現(xiàn)故障之后，其壓縮機(jī)整體也就無(wú)法正常的運(yùn)行。
下文主要針對(duì)活塞式壓縮機(jī)故障以及分析進(jìn)行了全面詳細(xì)的闡述。
1.壓縮機(jī)的概述及工作原理
壓縮機(jī)自身所具有的主要功能便是對(duì)空氣自身進(jìn)行壓縮，從而使得氣體自身壓力不斷提高，直到達(dá)到相應(yīng)的要求之后，便能夠推動(dòng)機(jī)械設(shè)備的相關(guān)部分運(yùn)行。
根據(jù)壓縮機(jī)所采取壓縮壓力原理不同，可以直接把其分為速度式壓縮機(jī)以及容積式壓縮機(jī)這兩個(gè)大類別。
而目使用最為廣泛的壓縮機(jī)便是容積式壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)自身所實(shí)具有主要功能實(shí)就是直接將氣體壓縮，該設(shè)備通常是由氣體壓縮活塞、氣缸等兩個(gè)部分組成。
而根據(jù)活塞的不同也可以劃分為回轉(zhuǎn)活塞以及往復(fù)式活塞這兩種類型。
活塞式壓縮機(jī)在壓縮機(jī)的圓筒形的汽缸中具有一個(gè)可以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，在氣缸上裝有控制進(jìn)氣和排氣的閥門。
在活塞進(jìn)行往復(fù)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)的溶劑就會(huì)呈現(xiàn)周期式的變化，正是通過(guò)這種變化來(lái)實(shí)現(xiàn)氣體的壓縮、進(jìn)氣以及排氣。
相比起其他形式的壓縮機(jī)，活塞式的壓縮機(jī)不管其流量的大小，都可以達(dá)到所要求的壓力，并且熱效率較高，氣體量在進(jìn)行調(diào)節(jié)的時(shí)候不會(huì)導(dǎo)致排氣壓力的大幅度改變。
但是，這種活塞式的壓縮機(jī)其體積比較大而且質(zhì)量較重，單機(jī)的排量通常要小于500m3/min，而且其結(jié)構(gòu)也較為的復(fù)雜，存在很多易損壞部件，一旦維修工作量也是相當(dāng)可觀的。
2.氣閥的分類以及使用要求
氣閥是活塞式壓縮機(jī)中所存在的一個(gè)極其重要的組成部分，該部分在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中所體現(xiàn)出來(lái)的性能優(yōu)良與否，直接影響到了壓縮機(jī)自身在運(yùn)行過(guò)程中所具有的經(jīng)濟(jì)性。
絕大多數(shù)情況下，其氣閥在使用的過(guò)程中有著以下幾個(gè)方面的要求：首先其氣閥實(shí)自身必須要具有良好的使用壽命，其氣閥在實(shí)際使用期間不能夠由于其自身的閥片損壞或者說(shuō)其中的彈簧被破壞就直接停止工作。
氣體在通過(guò)氣閥的過(guò)程中，其中所涉及到的壓力能量損失越小越好，只有這樣這樣才能夠最大限度的減少動(dòng)力所出現(xiàn)的耗損，這對(duì)于壓縮機(jī)較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行來(lái)說(shuō)有著極大的影響，其產(chǎn)生的效果也更為明顯;氣閥自身在運(yùn)行的過(guò)程中，必須要保持極高的密封性，利用這樣的方式能夠最大限度的避免壓縮缸中所存在的氣體泄露現(xiàn)象
氣閥在運(yùn)作的過(guò)程中，其運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的余隙容量應(yīng)當(dāng)保持在一個(gè)科學(xué)合理的范圍之內(nèi)，利用這一方式能夠使得氣缸的容積率得到提高;氣閥在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，其自身運(yùn)動(dòng)速度必須要達(dá)到一定的范圍，自身的運(yùn)作狀態(tài)也要達(dá)到完全開(kāi)啟的狀態(tài)，這能夠極大的提升設(shè)備的使用率，同時(shí)利用該方式還能夠?qū)勖难娱L(zhǎng)起到一定的作用。
氣閥通常是由閥座、彈簧、啟閉原件、升程限制器等四個(gè)部分組成的。
一般來(lái)講，氣閥分為兩類：一種是強(qiáng)制閥，一種是自動(dòng)閥。
所謂強(qiáng)制閥，其開(kāi)啟和閉合是由專有的機(jī)構(gòu)部件控制的，與氣缸內(nèi)的壓力的變化沒(méi)有關(guān)系。
自動(dòng)閥，其開(kāi)啟和閉合則是由氣缸和閥腔內(nèi)的氣體的壓力差來(lái)控制的。
強(qiáng)制閥其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，開(kāi)啟閉合的時(shí)間是固定的，所以使用較少，使用較多的便是自動(dòng)閥。
氣閥在工作時(shí)，為了能是壓縮機(jī)在壓縮氣體的時(shí)候不會(huì)減少排氣量并且不會(huì)消耗更高的功率，所以閥門應(yīng)該是在關(guān)閉的狀態(tài)下而不會(huì)發(fā)現(xiàn)漏氣行為的。
同時(shí)，閥門要能夠靈活的啟閉，這重要是因?yàn)殚y門多數(shù)是由閥門兩邊的壓力差工作的，所以閥門開(kāi)啟和關(guān)閉越靈活其壓縮機(jī)的能耗就會(huì)越小。
3.活塞式壓縮機(jī)氣閥的故障分析及對(duì)策
3.1故障分析
3.1.1承受載荷大致使閥片損壞
活塞式壓縮機(jī)在實(shí)際運(yùn)作的過(guò)程中，其自身的閥片不僅承受著來(lái)自一個(gè)因素的力量，同樣還承受著兩種不同的荷載：一是其中氣體壓縮之后所產(chǎn)生的靜載荷，當(dāng)閥片在運(yùn)作的過(guò)程中遭受到靜載荷的影響之后，其閥片在這一過(guò)程中就可以發(fā)生較為嚴(yán)重的彎曲現(xiàn)象。
而氣缸內(nèi)部所產(chǎn)生的巨大壓力又是利用閥片來(lái)吸收的低壓力氣體進(jìn)行壓縮，那么其氣缸內(nèi)部就對(duì)于閥片產(chǎn)生了較大的作用力，而其中的脈動(dòng)也在不斷的變化，這促使閥片自身在運(yùn)作的過(guò)程承受著來(lái)自靜載荷的脈動(dòng)影響，在脈動(dòng)的影響之下，閥片不斷承受著力量不同的影響，最終導(dǎo)致閥片變形或者裂縫的現(xiàn)象。
而閥片自身所承受的第二種載荷就被稱之為撞擊性載荷，這種載荷存在的主要原因就是由于壓縮機(jī)在實(shí)際運(yùn)作的過(guò)程中，其其閥片由于沒(méi)有極大的穩(wěn)定性，所以會(huì)直接在升程限制器以及閥座這兩個(gè)不同位置之間不斷的跳動(dòng)，最終持續(xù)的撞擊必然會(huì)使得閥片受損。
而閥片自身在出現(xiàn)撞擊現(xiàn)象之后，其閥座和閥片就會(huì)觸碰在一起，而沒(méi)有觸碰到的地方就出現(xiàn)了一定程度的彎曲、變形，在這樣的情況下，閥片自身的壽命就會(huì)受到極大的影響，進(jìn)而導(dǎo)致壓縮機(jī)出現(xiàn)故障。
3.1.2氣閥的彈簧發(fā)生損壞
當(dāng)閥片與升程限制器發(fā)生撞擊時(shí)，也會(huì)與氣閥的彈簧產(chǎn)生撞擊。
壓縮機(jī)其曲軸每旋轉(zhuǎn)一圈，其彈簧所承受的載荷便會(huì)由其氣閥完全閉合時(shí)的預(yù)壓縮力轉(zhuǎn)變?yōu)闅忾y全部開(kāi)啟時(shí)候的最大壓縮力，這種脈動(dòng)的載荷沖擊，會(huì)導(dǎo)致彈簧成為了氣閥所有組件中一個(gè)比較容易損壞的部件。
同時(shí)，氣閥的彈簧在使用中也會(huì)出現(xiàn)過(guò)送或者是過(guò)緊配合，過(guò)送配合會(huì)導(dǎo)致彈簧的徑向跳動(dòng)和軸向跳動(dòng)，而過(guò)緊配合會(huì)導(dǎo)致彈簧被卡死或者是折斷。
彈簧是導(dǎo)致氣閥閥片損壞的主要原因。
3.2對(duì)策研究
3.2.1采用聚四氟乙烯類制品填充物。
對(duì)于沒(méi)有潤(rùn)滑油的壓縮機(jī)的氣閥，如果是傳統(tǒng)的環(huán)狀閥，其損壞就會(huì)比較嚴(yán)重，所以可以采用沒(méi)有摩擦結(jié)垢的網(wǎng)狀閥，亦或是將換向閥的升程限制器的導(dǎo)向金屬改為填充的聚四氟乙烯類制品，氣閥地步的密封臺(tái)也用聚四氟乙烯制造的密封圈。
與此同時(shí)，氣閥的彈簧可以采用不銹鋼的彈簧鋼絲來(lái)制造，這些鋼絲在出廠之前都會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的處理來(lái)避免鋼絲中那些微笑缺陷的發(fā)生，從而保證了使用性能的穩(wěn)定，也增強(qiáng)了他們承受脈動(dòng)載荷的能力。
3.2.2做好定期的檢查和維護(hù)。
要定期的對(duì)氣閥進(jìn)行全面的檢查和清晰工作，要(下轉(zhuǎn)第61頁(yè))(上接第59頁(yè))在不對(duì)其強(qiáng)度減小的情況下對(duì)氣閥的底座以及升程限制器所損傷的外表面進(jìn)行修復(fù)，并且要及時(shí)的更換易損件。
如果發(fā)現(xiàn)氣閥的彈簧發(fā)生損壞，就需要對(duì)氣閥其他的彈簧也進(jìn)行全部的更換，這樣就會(huì)使得彈簧受力能夠均勻的分散的閥片上。
3.2.3要定期的檢查壓縮機(jī)氣缸的水套以及缸平面等位置的密封狀況，并且要檢查中間冷卻器的工作狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題做到及時(shí)的處理問(wèn)題，從而盡可能的避免因?yàn)槔鋮s水進(jìn)入氣缸而導(dǎo)致劇烈的沖擊是閥片損壞。
4.結(jié)語(yǔ)
綜上所述，壓縮機(jī)在使用過(guò)程中所出現(xiàn)的故障是多種多樣的，只有采取了科學(xué)合理的措施才能夠避免故障的出現(xiàn)，并且針對(duì)各個(gè)部位所可能出現(xiàn)的故障加以預(yù)防，采取良好的預(yù)防手段，來(lái)使得壓縮機(jī)的運(yùn)作能夠得到相應(yīng)的保障。
【參考文獻(xiàn)】
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活塞式壓縮機(jī)常見(jiàn)故障分析及檢修【2】
摘 要針對(duì)活塞式壓縮機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中易出現(xiàn)的各種故障進(jìn)行分析診斷，并給出了切實(shí)可行的解決辦法和合理化建議。
關(guān)鍵詞壓縮機(jī);故障分析
活塞式壓縮機(jī)因具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用成本低廉、操作維修方便等優(yōu)點(diǎn)，目前仍被采礦、紡織、冶金、機(jī)械制造、制藥、交通、制冷與氣體分離工程等行業(yè)廣為使用。
壓縮空氣作為動(dòng)力用氣或工藝用氣，其供氣狀況的優(yōu)劣不僅關(guān)系到下游產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，而且還會(huì)影響到企業(yè)的正常生產(chǎn)，因此做好壓縮機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行、降低故障發(fā)生對(duì)使用單位的節(jié)能降耗起著舉足輕重的作用。
由于壓縮機(jī)的故障多種多樣，造成的危害和后果也有輕有重，因此分析常見(jiàn)故障及產(chǎn)生原因，對(duì)于提高壓縮機(jī)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性有著非常重要的意義。
1壓縮機(jī)常見(jiàn)故障分析
1.1排氣量不足
產(chǎn)生原因 排除方法
進(jìn)氣濾清器阻塞 更換或定期清洗過(guò)濾網(wǎng)
氣閥工作不正常 拆下氣閥用火油滲漏。
對(duì)于進(jìn)氣閥檢查，可在開(kāi)機(jī)狀態(tài)手摸進(jìn)氣閥蓋，若閥蓋溫度異常，說(shuō)明該氣閥密封性不良
活塞環(huán)磨損漏氣 檢查活塞環(huán)的磨損和安裝情況。
活塞桿填料函漏氣 檢查密合圈質(zhì)量
排氣管路或安全閥有漏氣 檢查供氣管路及安全閥的密封性
壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速降低 檢查三角皮帶的松緊度，對(duì)不合適的要調(diào)整，防止轉(zhuǎn)速降低
1.2排氣壓力不正常
產(chǎn)生原因 排除方法
吸排氣閥有漏氣 檢查氣閥氣密性，更換不良零件
中冷器氣道有阻塞、不暢 檢查氣流通道、排除污垢
某個(gè)活塞有漏氣 檢查或更換活塞環(huán)
1.3排氣溫度過(guò)高
產(chǎn)生原因 排除方法
冷卻水不足，或冷卻水中斷 適當(dāng)加大冷卻水的流量，調(diào)節(jié)冷卻水的進(jìn)水溫度不要太高，檢查供水管道，堵塞時(shí)要進(jìn)行清洗
氣缸水腔積垢嚴(yán)重，傳熱太差 用苛性蘇打水(比重1.16，波美度20)清洗冷卻水道中的積垢
中冷器內(nèi)存在串氣，冷卻效果下降 檢查中冷器內(nèi)密封墊片有無(wú)失效
氣閥漏氣 檢查氣閥氣密性，更換不良零件。
活塞、活塞環(huán)發(fā)生故障或氣缸中缺油引起干磨擦 檢查活塞、活塞環(huán)和注油器給氣缸注油情況
1.4填料函漏氣
產(chǎn)生原因 排除方法
密封圈、擋油圈磨損 檢查或更換
活塞桿拉毛 修復(fù)活塞桿或更換新活塞桿
密封圈、擋油圈上的拉簧失效 檢查彈簧是否有折斷，對(duì)彈力小的彈簧要更換新的
填料函內(nèi)的零件安裝不正確 按圖樣要求正確裝配
1.5氣缸內(nèi)有水
產(chǎn)生原因 排除方法
氣缸墊損壞或未壓緊 更換修復(fù)
中冷器中芯子部件漏水 檢查并修復(fù)或更換中冷器芯子
中冷器下部的氣水分離器內(nèi)積液過(guò)多 及時(shí)排放冷凝水，特別是空氣濕度大的天氣
1.6冷卻水中有氣泡
產(chǎn)生原因 排除方法
中冷器中墊片漏氣 換墊片
中冷器中芯子部件漏氣 檢查并修復(fù)或更換中冷器芯子
氣缸墊破裂漏氣 換氣缸墊
1.7壓縮空氣中含油水過(guò)多
產(chǎn)生原因 排除方法
注入氣缸的潤(rùn)滑油量過(guò)多 按使用說(shuō)明書要求調(diào)整注油量
填料函中擋油圈失效，機(jī)油上竄過(guò)多 檢查并更換擋油圈
環(huán)境空氣濕度過(guò)大 設(shè)法改善進(jìn)氣條件
中冷器下部的氣水分離器內(nèi)積液過(guò)多 及時(shí)排放存液(2~4次/每班)
2保障壓縮機(jī)組完好運(yùn)行的幾點(diǎn)建議
1)嚴(yán)格按壓縮機(jī)的操作規(guī)程和維護(hù)保養(yǎng)制度對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行操作和保養(yǎng)。
設(shè)備故障報(bào)警停機(jī)，一定要查明原因，消除故障后才能啟機(jī)，切不可強(qiáng)行啟機(jī)，否則會(huì)造成壓縮機(jī)的嚴(yán)重?fù)p壞。
特別是新機(jī)組投產(chǎn)的最初200 h～500 h、1 000 h以緊固各部位螺栓為主的保養(yǎng)非常重要;另外，對(duì)關(guān)鍵部位的螺栓、螺母的扭矩要定期檢查，嚴(yán)格按規(guī)定扭矩?cái)Q緊，關(guān)鍵部位的螺栓大修時(shí)要進(jìn)行磁粉探傷，必要時(shí)定期更換。
2)堅(jiān)持開(kāi)展壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)工作。
目前大型壓縮機(jī)的自控系統(tǒng)具有對(duì)排氣壓力、溫度、油壓等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和報(bào)警停機(jī)保護(hù)功能，但是不能完全反映壓縮機(jī)工作時(shí)的技術(shù)狀態(tài)，比如排氣溫度高產(chǎn)生的原因有多種，要真正鑒別還需要借助一些專用的儀器，簡(jiǎn)單的可采用
紅外線測(cè)溫儀對(duì)氣閥和某些重要部位的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，有條件的可以采用往復(fù)式設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀定期對(duì)壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)部位進(jìn)行分析，它可以通過(guò)紅外線、超聲、壓力傳感器、振動(dòng)傳感器相結(jié)合，測(cè)試壓縮機(jī)的示功圖，通過(guò)壓縮機(jī)的示功圖和在每個(gè)工作循環(huán)中的事件分析出壓縮機(jī)氣閥、十字頭、連桿瓦、活塞環(huán)的技術(shù)狀態(tài)。
3)要重視壓縮機(jī)的潤(rùn)滑工作。
�、僖磸S家說(shuō)明書的要求選用合適的潤(rùn)滑油;②機(jī)器運(yùn)行中一定要保證潤(rùn)滑油壓力、溫度和液位在規(guī)定范圍內(nèi)，油壓低和油溫高都會(huì)造成壓縮機(jī)的嚴(yán)重?fù)p壞。
曲軸箱油位過(guò)低，就會(huì)報(bào)警停機(jī);油位過(guò)高導(dǎo)致曲軸箱內(nèi)散熱不好，引起潤(rùn)滑油溫度升高，而且曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)攪動(dòng)潤(rùn)滑油容易使?jié)櫥妥冑|(zhì);③要定期換油，新機(jī)器投入運(yùn)行后，一般累計(jì)工作2 000 h左右應(yīng)更換一次潤(rùn)滑油，以后一般累計(jì)工作4 000 h左右更換一次;④不能潤(rùn)滑不足和過(guò)度潤(rùn)滑，即氣缸注油量不能過(guò)少和過(guò)多。
注油量過(guò)多容易引起壓縮機(jī)氣道和氣閥積炭，損壞氣閥，甚至引起管路爆炸，潤(rùn)滑不足就會(huì)加速氣缸部件的磨損甚至咬缸。
4)加強(qiáng)維修人員和操作人員的技術(shù)培訓(xùn)。
大型往復(fù)活塞式壓縮機(jī)能否正常使用，很大程度上取決于操作、維修人員的素質(zhì)，因此對(duì)操作、維修人員的技術(shù)培訓(xùn)是非常重要的。
①請(qǐng)生產(chǎn)廠家技術(shù)人員進(jìn)行理論與實(shí)際操作的培訓(xùn);②操作維修人員要積極配合廠家技術(shù)人員進(jìn)行開(kāi)車檢查、維護(hù)與試運(yùn)行，這是學(xué)習(xí)的最好機(jī)會(huì);③在維修、操作過(guò)程中要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)提高操作維修水平，高素質(zhì)的操作人員和維修人員才能提早發(fā)現(xiàn)、排除設(shè)備隱患，保證壓縮機(jī)的正常運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
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