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。

空压机工作原理及结构

一、空压机工作原理：

当启动装置开启后， 电动机进入正常运转， 通过三角皮带轮带动压缩机曲轴，再通过连杆和十字头，使活塞在气缸内作往复直线运动。当活塞由外止点向内止点开始移动时， 气缸内侧活塞外侧处于低压状态，气体通过近期阀进入汽缸， 当活塞由内止点向外止点移动时， 进气阀关闭，气缸内的气体则被压缩而**压力。当压力超过排气阀外气体压力时，排气阀打开，开始排出压缩气体，当活塞到达外止点时排气完毕。气体经过一级气缸压缩再经中间冷却器冷却后，进入二级缸，同样被压缩后进入储气罐，以备使用。1、活塞式空压机的原理 －－驱动机启动后，经三角胶带，带动压缩机曲轴旋转，通过曲柄杆机构转化为活塞在气缸内作往复运动。当活塞由盖侧向轴运动时，气缸容积增大，缸内压力低于大气压力，外界空气经滤清器，吸气阀进入气缸；到达下止点后，活塞由轴侧向盖侧运动，吸气阀关闭，气缸容积逐渐变小，缸内空气被压缩，压力升高，当压力达到一定值时，排气阀被顶开， 压缩空气经管路进入储气罐内， 如此压缩机周而复始地工作，不断地向储气罐内输送压缩空气，使罐内压力逐渐增大，从而获得所需的压缩空气。

2、螺杆式单级压缩空压机工作原理 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时由压力开关控制而自动停机。

3、离心式压缩机的工作原理 是气体进入离心式压缩机的叶轮后，在叶轮叶片的作用下， 一边跟着叶轮作高速旋转， 一边在旋转离心力的作用下向叶轮出口流动， 并受到叶轮的扩压作用， 其压力能和动能均得到**，气体进入扩压器后，动能又进一步转化为压力能，气体再通过弯道、 回流器流入下一级叶轮进一步压缩， 从而使气体压力达到工艺所需的要求。

4、滑片式压缩机空压机原理

滑片式压缩机采用传统的技术， 以较低的速度直接进行驱动。转子是连续运行的部件 ,上面有若干个沿长度方向切割的槽，其中插有可在油膜上滑动的滑片。转子在气缸的定子中旋转 ,在旋转期间 ,离心力将滑片从槽中甩出，形成一个个单独的压缩室 ,旋转使压缩室的体积不断减小，空气压力不断增大 ,通过注入加压油来控制压缩产生的热量 , 进而就完成了对空气的压缩。因为所采用的方式比较落后， 所以气体中会含有大量的机油， 此时需要的就是油气分离器，将其过滤干净才能够投入到生产中使用，此种设备不适合于用气精度要求很高的行业 , 其次也存在噪音较大、主机维修成本过高的问题。

5、离心式压缩机工作原理

离心式压缩机工作原理是当空气进入到机器后， 其中的叶轮会快速的转动，气体会随之进入到扩压器，逐步的完成压缩。它的显著的优点就是节能、排气量大、故障率低、运行成本低、无油的压缩空气, 是用气量在 100 立方以上的用户产品。

空压机的主要结构介绍：

1、压缩机构部分：由气缸、活塞、进排气阀等部件组 成。气缸体、气缸盖上各有四个气阀孔，两进两派。

2、传动机构部分：由皮带轮、曲轴、连杆、十字头等 部分组成，通过传动机构将电动机传来的旋转运动变成往复直线运动。

3、密封部分：一、二级气缸密封各用一组填料组成， 借助拉伸弹簧的预紧力和气体压力将密封圈和活塞杆抱合密封。

4、润滑系统部分：传动机构润滑系统包括油泵、过滤器、滤油器、压力表组成。

5、冷却部分：由冷却水管、中间冷却器、后冷却器组 成。冷却水由进水总管进入中间冷却器冷却， 排出后冷却水分别进入一、 二级气缸水腔内。

6、减荷阀和压力控制系统：减荷阀和压力控制系统控制压缩机排气压力在预先规定的范围内运转。当储气罐中压力超过规定值时， 压缩机就停止进气，使压缩机进入无负荷运转，以减少功率的消耗。减荷阀为平衡式，借阀的启闭控制进气或停止进气，下部有一小活塞，小活塞腔与电磁阀、过虑减压阀连通，小活塞腔内为常压，当储气罐压力超过额定值时，压力控制系统动作 (电磁阀进气接通 )，气体进入小活塞腔，推动活塞上升压缩阀上之弹簧，将阀关闭，进气停止，当气压降低后压力控制系统动作 （电磁阀进气断开），减荷阀自动打开，压缩机进入正常运转。

7、安全保护部分：分别有安全阀和电器保护组成。安 全阀是当排气压力超过规定值时自动打开将气体排出。安全阀分一、二级安全阀，一级安全阀开启压力为 0.24~0.3Mpa。

空压机工作原理之常见问题 ：

（1）环境通风散热状况不良。空压机周围环境影响散热主要有三种情况：一是离墙类障碍物过近；二是空压机附近有其他热源，三是运行时前门及边门敞开，风扇无法形成强气流。

（2）散热器堵塞。当空压机周围环境灰尘较多时，长期运行就造成散热器外表黏附一层粉尘或油泥， 其内部铜管也容易因油垢积累而堵塞，从而影响散热效果。

（3）滤油器太脏。该机有 3 个并排的滤油器，当其太脏时因阻力油无法按正常**进入压缩机，压缩机会因冷却润油不足而迅速升温。当进出油压差超过 0.18MPa时就需更换滤芯。

（4）冷却油油面过低。当冷机检查时，油面低于检视管下端时应立即进行补充。

（5）油标号低或油质差。该机采用生产厂商的专用压缩机油，用其他低标号或劣质油时会回黏度及比热达不到标准造成温度过高。

（6）风扇胶带断裂或松弛。当胶带断裂时空压机运转 5min 左右就会因温度过高而自动停机，如胶带太松会打滑，使风扇转速降低，从而影响散热，此时，应更换或调整风扇胶带的松紧度。

（7）断油阀失灵。在滤油器与压缩机之间有一个断油阀，当断油阀无法开启时，因无油润滑及冷却，压缩机启动后温度迅速上升，大约1min 左右就会自动停机。拆下压缩机主机排气端的温度塞，会发现塞上干燥无油，亦会有青烟从孔中飘出。打开空压机底部检修孔，拆下断油阀，用手指轻轻拨动阀杆，看能否前后推动和能否轻松复位。如拨动或回位困难， 则需进一步将断油阀解体。如果阀杆或阀孔有油垢，则需用细砂纸打磨直至能轻松滑动；如果弹簧拆断或有异物卡信也会影响阀杆运动， 此时需更换弹簧或清洗弹簧及弹簧座。故障现象空压机无压力空气排出。

故障原因：

1、空压机松压阀卡滞。阀片变形或断裂

2、进、排气口积碳过多 故障的判断与排除方法：I、检查松压阀组件，清洗、更换失效件 2、拆检缸盖，检查阀片，更换变形、断裂的阀片

3、拆检缸盖，清理阀座板、阀片 空气压为不足故障现象：在发

动机运转， 空压机向储气罐充气的情况下， 气压表指示气压达不到起步压力值。

故障原因： 

l、气压表失灵

2、空压机与发动机之间的传动皮带过松打滑或空压机到储气罐之间的管路破裂或接头漏气

3、油水分离器、管路或空气滤清器沉积物过多而堵塞

4、空压机排气阀片密封不严，弹簧过软或折断，空压机缸盖螺栓松动、砂眼和气缸盖衬垫冲坏而漏气

5、空压机缸套与活塞及活塞环磨损过甚而漏气。