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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**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、**、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。

一、空压机的分类

空气压缩机（空压机）的种类很多。

1、按工作原理可分为三大类：容积型、动力型（速度型或透平型）、热力型压缩机。

2、按润滑方式可分为无油空压机和机油润滑空压机。

3、按性能可分为：低噪音、可变频、防爆等空压机。

4、按用途可分为：冰箱压缩机、空调压缩机、制冷压缩机、油田用压缩机、天然气加气站用、凿岩机用、风动工具、车辆制动用、门窗启闭用、纺织机械用、轮胎充气用、塑料机械用压缩机、矿用压缩机、船用压缩机、医用压缩机、喷砂喷漆用。

5、按型式可分为：固定式、移动式、封闭式。

二、空压机工作原理

1. 螺杆式空压机

双螺杆式单级压缩空压机是由一对相互平行齿合的阴阳转子（或称螺杆）在气缸内转动，使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化，空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧，实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程。空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端，阴转子的槽与阳转子的齿被主电机驱动而旋转。 由电动机直接驱动压缩机，使曲轴产生旋转运动，带动连杆使活塞产生往复运动，引起气缸容积变化。由於气缸内压力的变化，通过进气阀使空气经过空气滤清器（消声器）进入气缸，在压缩行程中，由於气缸容积的缩小，压缩空气经过排气阀的作用，经排气管，单向阀（止回阀）进入储气罐，当排气压力达到额定压力0.7MPa时由压力开关控制而自动停机。当储气罐压力降至0.5--0.6MPa时压力开关自动联接启动。

2. 旋叶式压缩机

主要部件有气缸、转子、叶片和前后端盖(或称前后轴承座)。从视图中看出，气缸内壁近似呈椭圆形，转子与气缸为同心配置(不是偏心转子)，转子上装有五片倾斜配置的铝制叶片，叶片在转子槽中可以做往复运动。转子与气缸内壁有两个接触点，将气缸容积划分为两个月牙形空间，每个月牙形空间都设有吸气孔口和排气阀，因此气缸是双作用形式。转子旋转后叶片在离心力作用下甩出，使其叶片上端部紧贴气缸内壁，使月牙形空间又被分隔成若干扇形空间，这就是旋叶式压缩机的基元容积。随着转子的旋转，每个基元容积完成吸气、压缩和排气过程，转子旋转一周，基元容积完成两次吸气、压缩和排气过程，图中转子旋转一周可以实现十次吸、排气及压缩过程

3. 往复式压缩机

往复式压缩机属于容积式压缩机,是使一定容积的气体顺序地吸入和排出封闭空间**静压力的压缩机。

往复式压缩机都有气缸、活塞和气阀。压缩气体的工作过程可分成膨胀、吸入、压缩和排气四个过程。

例：单吸式压缩机的气缸，这种压缩机只在气缸的一段有吸入气阀和排除气阀，活塞每往复一次只吸一次气和排一次气。

（1） 膨胀：当活塞向左边移动时，缸的容积增大，压力下降，原先残留在气缸中的余气不断膨胀。

（2） 吸入：当压力降到稍小于进气管中的气体压力时，进气管中的气体便推开吸入气阀进入气缸。随着活塞向左移动，气体继续进入缸内，直到活塞移至左边的末端（又称左死点）为止。

（3） 压缩：当活塞调转方向向右移动时，缸的容积逐渐缩小，这样便开始了压缩气体的过程。由于吸入气阀有止逆作用，故缸内气体不能倒回进口管中，而出口管中气体压力又高于气缸内部的气体压力，缸内的气体也无法从排气阀跑到缸外。出口管中的气体因排出气阀有止逆作用，也不能流入缸内。因此缸内的气体数量保持一定，只因活塞继续向右移动，缩小了缸内的容气空间（容积），使气体的压力不断升高。

（4） 排出：随着活塞右移，压缩气体的压力升高到稍大于出口管中的气体压力时，缸内气体便顶开排出气阀的弹簧进入出口管中，并不断排出，直到活塞移至右边的末端（又称右死点）为止。然后，活塞又开始向左移动，重复上述动作。活塞在缸内不断的往复运动，使气缸往复循环的吸入和排出气体。活塞的每一次往复成为一个工作循环，活塞每来或回一次所经过的距离叫做冲程。