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案例分析往復(fù)活塞桿空壓機(jī)的故障診斷

作者:     發(fā)布日期:2021-08-04

摘要:本文通過兩個實(shí)際案例的分析、解決,讓大家知道在小型直連往復(fù)活塞桿式空壓機(jī)出現(xiàn)故障時,怎么通過現(xiàn)象分析出來zhenzheng的原因,然后有地放矢的制定出解決方案,快速的解決當(dāng)前產(chǎn)品所存在質(zhì)量問題,使自己的產(chǎn)品質(zhì)量得到提升。

一、引言

首先,我們給大家介紹一下什么是空壓機(jī)??諌簷C(jī)是一種通用的工程機(jī)械,適用范圍大、用途廣。特別是小型直連往復(fù)活塞桿式空壓機(jī),是室內(nèi)室外裝飾裝修、噴漆、機(jī)械維修等工程必不可少的機(jī)械設(shè)備。

空壓機(jī)是氣源裝備中的主體,它是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能的能源轉(zhuǎn)換裝備,是壓縮空氣的氣壓產(chǎn)生裝備,具體的組成部分如下圖1所示。

主要包括:1.泵頭組件;是空壓機(jī)的核心部件,主要負(fù)責(zé)壓縮空氣,完成能量的轉(zhuǎn)換。再詳細(xì)一點(diǎn)的說,就是通過曲柄的圓周運(yùn)動來帶動連桿和活塞桿組件進(jìn)行直線運(yùn)動,完成氣體的壓縮,基本原理如圖2所示。2.氣罐組件:是空壓機(jī)的存儲部件,主要負(fù)責(zé)儲存壓縮后的氣體,完成能量的存續(xù)。3.管閥組件:是空壓機(jī)的輸控部件,主要負(fù)責(zé)連接泵頭和氣罐輸送氣體,并控制氣體流通。

這三者之中,zui易出現(xiàn)問題的是管閥組件,但是它出現(xiàn)的問題一般都比較容易修復(fù),且對機(jī)器的整體功能影響較小。其次是泵頭組件,這個組件出現(xiàn)的問題都會導(dǎo)致機(jī)器不能正常壓縮空氣,造成基本功能降低甚至喪失。zui后是氣罐組件,這個出現(xiàn)故障的幾率是zui低的,但是,一旦出現(xiàn)故障就可能導(dǎo)致anquan隱患,需要diyi時間處理。知道了各個組成部分的功能之后,我們在分析故障的時候就可以少走彎路了。

案例分析往復(fù)活塞桿空壓機(jī)的故障診斷

二、案例1

2009年3月某日,當(dāng)筆者將自己研發(fā)的新產(chǎn)品A,送到壽命實(shí)驗室兩周后的某天,接到實(shí)驗室電話,說實(shí)驗已經(jīng)結(jié)束,要求到現(xiàn)場一起進(jìn)行機(jī)器的拆機(jī)分析。具體的拆機(jī)現(xiàn)狀以及分析的原因和解決措施如表1所示。

上面所描述的案例1,是一個正常完成了壽命試驗的案例,試驗中間沒有任何異常。我們所做的,只是根據(jù)zui終的拆檢現(xiàn)狀,進(jìn)一步改良這臺樣機(jī),這種案例相對來說,分析和解決起來,相對比較簡單。

這個案例2的試驗條件是:使機(jī)器一直通電,設(shè)置充放氣時間比為1:1,讓機(jī)器實(shí)現(xiàn)自動在120~150PSI壓力范圍內(nèi)循環(huán)跑機(jī)200小時。試驗?zāi)康氖牵嚎己藱C(jī)器的電機(jī)、缸套、活塞桿墊、皮帶、出氣管等關(guān)鍵部件的壽命是否滿足200小時。

樣機(jī)裝配完成后,正式開始壽命試驗前,一般先進(jìn)行溫升試驗,避免機(jī)器因為過高發(fā)熱導(dǎo)致其他影響,同時也讓機(jī)器的各個部件之間有一個初步的磨合。

當(dāng)看到這密密麻麻的故障的時候,你肯定對這個產(chǎn)品失去了信心,筆者自己也充滿了絕望。但是,低落的情緒是不能幫忙解決問題的。所以,我們還得坐下來,冷靜的分析整個試驗過程。

此類案例的具體分析過程是這樣的:首先拿到zui終的試驗記錄時,要先回顧一下本次試驗的目的是什么,然后將和本次目的無關(guān)的結(jié)果先放到一邊。對于在目的范圍內(nèi)的問題,要先排除掉那些可以直接判斷出原因的問題。然后,再劃分出來同類別的問題,zui后剩下的疑難雜癥也就一兩個了,再細(xì)細(xì)推斷。

案例2的具體分析過程是這樣的:1.排除掉弧形開關(guān)的問題。因為更換了一個新的同廠家開關(guān)后,機(jī)器就一直沒再發(fā)生故障,所以這個問題歸結(jié)為裝配問題,且是在可控范圍內(nèi)的問題。2.出氣管斷裂的問題。這個問題屬于設(shè)計問題,可以借鑒之前的設(shè)計案例進(jìn)行改進(jìn),且改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)經(jīng)歷過驗證,屬于成熟結(jié)構(gòu)可以直接使用,再注意一下熱處理工藝就完全解決了。前兩個問題,就是屬于diyi步可以直接得出原因和結(jié)論的問題,也都為可控問題,風(fēng)險系數(shù)較小,可以快速解決。

3.皮帶損壞問題:本實(shí)驗共計使用了三個品牌的皮帶,通過現(xiàn)象來看,上海某品牌的皮帶屬于設(shè)計拉斷強(qiáng)度不夠,還沒等長時間使用短短幾小時就速死了;gates品牌的皮帶運(yùn)行了約100小時,出現(xiàn)zui終的焦炭狀掉齒現(xiàn)象。首先說明運(yùn)行初期這個皮帶的設(shè)計張力和抗拉斷強(qiáng)度都是滿足要求的,但是隨著時間的累計,皮帶齒被高溫碳化、剝落,所以gates皮帶的膠體耐溫性能偏差;zui后一個馬牌的皮帶總共運(yùn)行了約20小時,但是未發(fā)生斷裂,也說明這個品牌的設(shè)計張力和抗拉斷強(qiáng)度也都是滿足要求的,至于耐溫性能需要進(jìn)一步的驗證。

4.活塞桿環(huán)損壞的問題:運(yùn)行約10小時,W品牌活塞桿環(huán)就出現(xiàn)翻邊起皺的現(xiàn)象,說明這個活塞桿環(huán)的材質(zhì)配方偏軟,不能滿足高轉(zhuǎn)速、高壓力產(chǎn)品的使用;K品牌活塞桿環(huán)共計運(yùn)行約90小時,未出現(xiàn)翻邊起皺的現(xiàn)象,這說明它自身設(shè)計強(qiáng)度可以滿足高轉(zhuǎn)速、高壓力產(chǎn)品的使用。但是,經(jīng)過90小時就磨損到不能正常打氣,這說明材料的耐磨性能不好,需要進(jìn)一步提高。第三個和第四個問題就屬于兩個同類別的分析方式,可以通過相互的對比得出各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),針對性的進(jìn)行解決。

zui后剩下的三個問題就需要仔細(xì)的推敲了,首先我們可以根據(jù)現(xiàn)場的痕跡以及經(jīng)驗推斷,是偏心輪的軸承由于長時間高溫運(yùn)行,導(dǎo)致油脂流失、鋼珠飛出、內(nèi)外圈剝離,致使高速運(yùn)動的連桿受到突變的剪切力斷裂。這里涉及到了兩個方面:diyi軸承的耐溫參數(shù),dier連桿自身的強(qiáng)度剛性。解決措施在上表中有提到,就不再贅述了。zui困難的是,我們怎么判斷電機(jī)軸斷裂的順序。是在連桿組件斷裂之前還是之后?仔細(xì)查看試驗記錄,再結(jié)合本產(chǎn)品是皮帶傳動的機(jī)構(gòu),會發(fā)現(xiàn),電機(jī)軸的斷裂和連桿的斷裂沒有直接關(guān)系,但是有間接的關(guān)系。推斷為:機(jī)器的泵頭組件隨著長時間的運(yùn)行,溫度和振動在逐漸的變大,溫度升高導(dǎo)致軸承油脂流失,軸承油脂的流失,導(dǎo)致振動變得更大,高強(qiáng)度和高頻次的振動,導(dǎo)致電機(jī)軸薄弱的位置斷裂。

通過這一系列的分析,整個實(shí)驗的過程就清晰的展現(xiàn)在我們的面前了,同樣,明確的應(yīng)對方案也成竹在胸了。

四、結(jié)語

遇到問題諸多的試驗樣機(jī)并不可怕,我們要像醫(yī)生診斷疾病一樣,進(jìn)行“望、聞、問、切”,利用自己的行業(yè)經(jīng)驗、采用正確的方法、冷靜的思考分析,會得出想要的結(jié)論。