气动系统常见故障与简易诊断方法

气动系统由如下四部分组成：

一、气源

包括空气压缩机、储气罐、空气净化设备和输出管道等。为气动设备提供洁净、干燥的具有稳定压力和足够流量的压缩空气，它是气动系统的能源装置。

二、气动执行元件

是把气体的压力能转变成机械能，实现气动系统对外做功的机械运动装置。

三、气动控制元件

包括有压力、流量、方向等动力控制元件和传感器、逻辑元件、伺服机构等信号转换、执行运算等一类的元件。

四、辅助元件

为压缩空气的净化、元件的润滑、元件之间的连接、消音等所需要的辅助装置。如油雾器、消音器、管接头、气管等。

气动系统故障常见类别

气动系统的常见故障，如果按照发生时间段来看，我们可以分为三类。

类：设备早期故障

主要是指设备调试阶段和运转初期（刚开始运转的几个月）发生的故障，引发故障可能的原因如下：

1、设计方面问题

❂设计时对元件的材料选用不当，加工工艺要求不合理等；

❂对元件的功能性能了解不够，元件选择不当；

❂空气处理系统不能满足要求，设计出现错误。

2、制造方面问题

❂元件内孔的研磨不合要求；

❂不清洁安装，零件装反装错；

❂零件材质不符合要求，外购零件（如电磁铁、密封圈等）质量差。

3、装配方面问题

❂装配时气动元件及管道内吹洗不干净，杂质混入造成气动系统故障；

❂装配气缸时存在偏心；

❂管道的固定和防振未采取有效措施。

4、维护保养方面问题

比如未及时排除冷凝水，没及时给油雾器补油等。

第二类：设备中期故障

主要是指系统在稳定运行期间突然发生的故障。

❂空气或管路中残留杂质混入导致相对运动件卡死；

❂电磁阀突然烧毁；软管突然破裂；

❂气动三联件中发生破损；

❂突然停电造成的回路错误动作等。

第三类：设备晚期故障

指个别或少数元件已经达到使用寿命后发生的故障，也称为老化故障（寿命故障）。

此类故障在参考各元件技术参数合预测发生期限的基础上，相对容易应对处理。

气动系统故障常用简易诊断方法

种：传统经验法

也叫“望闻问切”诊断法，主要依靠日常经验，并借助一些简单的仪表，诊断故障发生的部位，找出故障原因的方法。

望：执行元件的运动速度有无异常变化；各测压点压力表显示是否符合规定值，有无大的波动；润滑油的品质和滴油量是否符合要求；冷凝水是否正常排出；换向阀排气口排出的空气是否干净；电磁阀的指示灯显示是否正常；紧固螺钉及管接头有无松动；管道有无扭曲和压扁；有无明显振动存在；加工产品质量有无变化等。

闻：气缸及换向阀换向时有无异常声音；系统停止工作但尚未泄压时，各处有无漏气，漏气声音大小及其每天变化情况；电磁线圈和密封圈有无因过热而发出特殊气味等；

问：查阅气动系统的技术档案，询问了解系统的工作程序、运行要求及主要技术参数；查阅产品样本，了解每个元件的作用、结构、功能和性能；查询检查维护记录，了解日常维护保养工作情况；询问现场工作人员，了解设备运行情况，了解故障发生前的征兆及故障发生的状况；了解曾经出现过的故障及其排除的方法。

切：触摸相对运动件、电磁线圈等处，如触摸2S感到烫手，则应查明原因。气缸、管道处有无振动感，气缸有无爬行感，各接头处及元件处手感有无漏气等。

经验法操作简单易行，但由于每个人的感觉、实际经验和判断能力的差异，故障诊断效果会存在一定的局限性。

第二种：推理分析法

也就是利用逻辑推理、循序渐进，寻找故障的真实原因的方法。

1、推理步骤：

从故障的症状到找出故障发生的真实原因，可以按照以下三步进行：

步，从故障的症状，推理出故障的本质原因；

第二步，从故障的本质原因，推理出可能导致故障的常见原因；

第三步，从各种可能的常见原因中，推理出故障的真实原因。

2、推理方法：

由简到繁、由易到难、由表及里逐一进行分析，排除掉不可能的和非主要的故障原因，先查故障发生前曾调整或更换过的元件，优先考虑故障率高的常见原因。

方法一：仪表分析法

利用仪表，如压力表、压差计、电压表、温度计、电秒表及其他电子仪器等，检查系统或元件的技术参数是否符合要求。

方法二：部分停止法

暂时停止气动系统中部分工作元件，观察对故障现象的影响。

方法三：试探反证法

试探性改变气动系统中部分工作条件，观察对故障现象的影响。

方法四：比较法

用标准的或合格的元件代替系统中相同的元件，通过工作状况的对比，来判断被更换的元件是否失效。

1.合适的空压机选型

选型是空压机节能的一步，合适的选型，首先要考虑满足现有生产端的合理用气，其次要对未来企业发展的用气需求，有适当的预留空间，一般来讲，考虑压降损失，在现有用气端增加20%的产气是比较科学的。

2.选择新国标能效空压机

实施了严格及科学的能效等级规范，GB19153-2019新国标一级能效标准于2020年7月1日实施，当前空压机市场，经过检验，GB19153-2019认证的新国标一级能效空压机，各项能效指标严格于GB19153-2009，比功率更科学，体现新能效的发展方向。如您的空压机老化，或是采用陈旧的高能效空压机，建议您对当前空压机组进行检测，替换新能效空压机。

采用新节能的空压机，节省的电费能把之前老旧的空压机设备费用节省下来，这是简单有效的节能方法。

3.按实际用气标来配置后处理设备

不同的行业，不同的应用场景，对用气的质量标准也各有不同。用户对用气末端无需过度高标准，比如选择5°C露点就可以，无需选择-40°C。这样可以避免选购超过实际生产需求的机器和机型，以达到节约成本的目的，另外，过滤器过滤层级达到企业需求即可。

4.储气罐尺寸大小和布置

储气罐的大小会影响压缩机的加、卸载和工作周期，较大尺寸的储气罐对系统节能是有帮助的。储气罐是放置在冷干机前还是后都会影响系统的能耗，理想的选择是在干燥机前后都放置储气罐

5.压缩空气管路布置

管路是许多用户容易忽视的环节，主要表现在输气管道、阀门、弯道、气流改变方向和节流上的阻力损失，阻力损失转化成热量散发在大气中，造成压降。在空压机安压机组安装环节，科学合理的管路布置，选择适合的管道直径，是减少压降损失的关键。

6.智能集中控制器

智能控制器可以减少系统不必要的浪费。通过集中控制装置的压力传感信号的变化来响应系统空气压力的变化，按照用户选定的运行顺序，装置增加或者减少空气压缩机的运行台数。

集中控制装置能够控制多级空气压缩机加荷和卸荷，目的是为了保持空气压缩机的压力固定在用户设定值或者接近此值。这是一种基于微机，独立操作式装置，其安装和电源装置都与压缩机分开。

7.减少不必要的压缩空气使用

比如用压缩空气来吹扫办公设备或打扫车间，这完全可以用其他方式替代，比如用吸尘器。

8.热能回收

压缩机在使用中会产生大量的热量，吸收空压机废热来把冷水加热的，没有能源消耗。作为一种新型的余热利用设备，可用于工业暖气，餐厨、职工生活热水采暖、烘干等，从而节省大量的成本。例如：

一台250KW空压机的产水量为：

Q热量=250×0.7×24×1000×3600÷109=15.12（GJ）

Q产水量=15.12×109÷4200÷1000÷（60-10）=72（立方/天）

一台250KW空压机能产60℃热水72立方。

9.修复已存在的泄漏

在使用空压机的过程中，难免会出现压缩空气的泄漏，1mm孔径的泄漏的空气量相当于0.4kW的压缩机生产的压缩空气。及时修复漏点，减少了浪费，也维持了管网压力的稳定。

10.检查排水阀

排水阀排水时会泄漏一定量的压缩空气，当排水阀在开启排水的时候被卡住时，会造成巨大的浪费。空压机设备管理人应定期检查是否故障。

11.检查过滤器

过滤器在压缩空气系统中起到非常重要的作用，它过滤掉灰尘和杂质，保证了空气品质，保护了下游的安全。过脏的过滤器起不到净化空气的作用，还增加了阻力，从而造成额外的能源浪费。

12.计划性保养

定期的保养和对空压设备进行巡检。检查整个压缩机房，除设备外，还需要检查通风扇等其它设备。