活塞式壓縮機的易(yi)損件及保養方法
活(huo)塞(sai)(sai)式壓縮機系統由機身、內部結(jie)構、氣(qi)缸(gang)、附屬(shu)設備及潤滑系統組(zu)成。而(er)內部結(jie)構則由氣(qi)缸(gang)、活(huo)塞(sai)(sai)、氣(qi)閥、主(zhu)軸、連桿十字頭及氣(qi)閥、活(huo)塞(sai)(sai)環等部件組(zu)成。
易損件——氣閥(fa)
氣閥(fa)是空壓機的(de)重要部件，壓縮(suo)機正是靠(kao)氣閥(fa)的(de)控(kong)制，吸氣、壓縮(suo)、排(pai)(pai)氣和膨脹(zhang)過程(cheng)才得(de)以交替地(di)連續進行(xing)。氣閥(fa)工(gong)作的(de)好壞(huai)直接(jie)影響(xiang)壓縮(suo)機的(de)排(pai)(pai)氣量、排(pai)(pai)氣溫度、功率消耗和運行(xing)的(de)可靠(kao)性(xing)。
氣閥是活塞式空(kong)壓機的(de)主要(yao)易(yi)損(sun)件(jian)之一。
一、氣(qi)閥(fa)的構(gou)造
活塞式(shi)空壓(ya)機(ji)一般采用(yong)自動閥，其啟閉靠作用(yong)在氣(qi)閥上的壓(ya)差與彈簧彈力來實現。
1. 閥座
閥(fa)座用于(yu)支(zhi)承閥(fa)片(pian)，上面開(kai)(kai)有由閥(fa)片(pian)控(kong)制開(kai)(kai)關的(de)氣流通道。閥(fa)座要承受閥(fa)片(pian)的(de)沖擊(ji)，故通常采用鋼、鑄鐵、合(he)金(jin)鑄鐵、稀土球墨鑄鐵或青銅等耐沖擊(ji)的(de)材(cai)料制造。
2. 閥片
閥(fa)(fa)片(pian)是控制氣(qi)(qi)(qi)流通道(dao)啟(qi)閉的(de)重要(yao)零件(jian)。工作(zuo)中除了(le)受氣(qi)(qi)(qi)流推力(li)、彈簧力(li)和慣性力(li)的(de)作(zuo)用而(er)周期地與閥(fa)(fa)座(zuo)和升(sheng)程限制器沖(chong)擊(ji)外，在閥(fa)(fa)關閉期間還承(cheng)受壓向閥(fa)(fa)座(zuo)的(de)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)壓力(li)，因而(er)易于磨損和變形。為了(le)保證氣(qi)(qi)(qi)密性，要(yao)求(qiu)其與閥(fa)(fa)座(zuo)的(de)配(pei)合面應光滑平整無傷痕。
閥片(pian)一(yi)般采(cai)用強度(du)(du)高、韌性(xing)好、耐磨(mo)和(he)耐腐蝕的合金鋼制造(zao)，加(jia)工中要經淬火(huo)(huo)和(he)回火(huo)(huo)處理，其(qi)厚度(du)(du)一(yi)般為0.8mm～3mm。為了提(ti)高耐沖(chong)擊強度(du)(du)，閥片(pian)的兩(liang)面均經研磨(mo)。閥片(pian)也可(ke)用塑料和(he)尼龍等(deng)非金屬材料制造(zao)。這(zhe)種閥片(pian)密封性(xing)好，耐沖(chong)擊，使用壽命長，但強度(du)(du)較差(cha)，熱變形大(da)。
3. 彈簧
彈(dan)(dan)簧(huang)的(de)(de)主要作(zuo)用是使氣(qi)閥(fa)(fa)(fa)關閉及時(shi)，緩和閥(fa)(fa)(fa)片與升程限(xian)制(zhi)器的(de)(de)沖擊。條片閥(fa)(fa)(fa)因閥(fa)(fa)(fa)片本身(shen)具(ju)有(you)(you)彈(dan)(dan)性，往(wang)往(wang)不另設彈(dan)(dan)簧(huang)。氣(qi)閥(fa)(fa)(fa)工(gong)作(zuo)時(shi)，彈(dan)(dan)簧(huang)周(zhou)期地被壓縮和伸(shen)長，故多用具(ju)有(you)(you)較高疲勞強度的(de)(de)高級彈(dan)(dan)簧(huang)鋼絲制(zhi)造。一般排氣(qi)閥(fa)(fa)(fa)的(de)(de)彈(dan)(dan)簧(huang)比(bi)吸氣(qi)閥(fa)(fa)(fa)彈(dan)(dan)簧(huang)硬。
4. 升程(cheng)限制器
升(sheng)(sheng)程(cheng)(cheng)限制器用以限制閥(fa)片(pian)的(de)(de)(de)升(sheng)(sheng)程(cheng)(cheng)，并兼作閥(fa)片(pian)運動的(de)(de)(de)導向裝置。閥(fa)片(pian)的(de)(de)(de)升(sheng)(sheng)程(cheng)(cheng)對氣閥(fa)的(de)(de)(de)工作影響很(hen)大(da)(da)。升(sheng)(sheng)程(cheng)(cheng)過大(da)(da)，閥(fa)關閉時(shi)的(de)(de)(de)沖擊就大(da)(da)，且關閉延遲(chi)；升(sheng)(sheng)程(cheng)(cheng)過小，雖然閥(fa)片(pian)的(de)(de)(de)沖擊力(li)減小了，但由于閥(fa)的(de)(de)(de)流通面積減小，氣流流經閥(fa)時(shi)的(de)(de)(de)阻力(li)損失將增大(da)(da)。
二(er)、氣閥易損機理
圖-壓縮機(ji)氣閥斷(duan)裂(lie)
氣閥損壞(huai)主要由氣閥零件的機械損壞(huai)、磨損以及腐蝕等引起。閥片和彈簧是(shi)最易損壞(huai)的零件。
閥片在工作中承受(shou)的主要載(zai)荷有兩種(zhong)：
①閥片兩側的(de)壓(ya)力(li)差引起的(de)均(jun)布(bu)載荷。由(you)于氣(qi)缸內的(de)壓(ya)力(li)從吸入壓(ya)力(li)到(dao)排出壓(ya)力(li)產生(sheng)(sheng)周期(qi)性(xing)的(de)變化，故(gu)屬于脈(mo)動循環(huan)的(de)交變載荷。在(zai)這(zhe)種載荷作用下(xia)，閥片將(jiang)產生(sheng)(sheng)彎曲疲(pi)勞破(po)壞，在(zai)其平均(jun)直徑附近產生(sheng)(sheng)環(huan)向裂(lie)紋。
②與(yu)升程限制器、閥(fa)座撞(zhuang)擊時引起(qi)的沖擊載荷。其撞(zhuang)擊力(li)的大(da)小與(yu)閥(fa)片的質量(liang)和閥(fa)片的運(yun)動速度有關。
三、氣閥故(gu)障的(de)征兆
1. 吸氣(qi)閥漏泄的征兆(zhao)
①該閥的溫度(du)顯著升高，閥蓋發熱；
②高壓(ya)級吸氣(qi)閥漏氣(qi)，則中(zhong)間冷卻器中(zhong)的氣(qi)壓(ya)升高；
③該缸的吸(xi)排氣溫度(du)升高；
④空(kong)壓機流量降(jiang)低。
2. 排氣閥(fa)漏(lou)泄的(de)征兆
①該閥和閥蓋異常發熱；
②該級排氣溫度(du)升高；
③中間(jian)冷卻器氣(qi)(qi)壓升(sheng)高（后級(ji)排氣(qi)(qi)閥漏）或降低(di)（前(qian)級(ji)排氣(qi)(qi)閥漏）；
④空壓機流量(liang)降低。
四、氣閥損壞的(de)原(yuan)因
在每個工作(zuo)循環中，閥片與升(sheng)程限制器、閥座各撞(zhuang)擊(ji)一次。
實(shi)際(ji)使用表(biao)明，閥片的破壞形式：
1. 由沖擊(ji)載荷引起(qi)的徑向斷裂(lie)，這種(zhong)破(po)壞屬于(yu)小能量多次撞(zhuang)擊(ji)引起(qi)的疲勞破(po)壞；
2. 閥片材料(liao)內部缺陷引起的應力集中，在循環載荷作(zuo)用下將(jiang)成為(wei)疲勞破(po)壞的根源；
3. 閥(fa)片在(zai)工(gong)作中與其它零件之間產生摩(mo)擦、磨損，引起閥(fa)片失效；
4. 氣閥在工(gong)作(zuo)時(shi)包圍在介質(zhi)(zhi)之中，受到介質(zhi)(zhi)的(de)高速沖刷(shua)和腐(fu)蝕，閥片表面的(de)保護膜被(bei)破(po)壞，閥片局部出(chu)現腐(fu)蝕麻(ma)點或空洞。
此外，積炭也是氣閥損壞的一種形式。
積碳主要(yao)是(shi)汽缸長期注(zhu)油或者(zhe)壓(ya)縮(suo)(suo)介質雜質造成，積碳危害很大，可加快活塞(sai)環、支撐環的(de)磨損，縮(suo)(suo)短使用(yong)壽命。
五、注意(yi)事(shi)項及預防措施
減緩沖擊力(li)是延長閥(fa)片(pian)(pian)壽命的重要措施。為(wei)提高(gao)氣閥(fa)的使用(yong)壽命，在設計、制造時，一方面應采用(yong)質量(liang)小的材料做閥(fa)片(pian)(pian)；另一方面在結(jie)構上盡量(liang)減少(shao)升程(cheng)高(gao)度，增大彈簧力(li)。
另外，氣閥(fa)使用時還需(xu)注(zhu)意(yi)以下(xia)注(zhu)意(yi)事項和預防措施(shi)：
1. 必(bi)須按照標準購買所有零(ling)件，特別是(shi)閥片和彈簧。
2. 裝(zhuang)配氣(qi)閥時(shi)，按圖紙(zhi)核(he)對所有零(ling)件(jian)。特別是(shi)，升(sheng)程(cheng)墊圈直(zhi)接影響閥片的升(sheng)程(cheng)高(gao)(gao)度，升(sheng)程(cheng)高(gao)(gao)度過大(da)(da)，閥片受到的沖擊動能(neng)大(da)(da)；升(sheng)程(cheng)高(gao)(gao)度過小，功率消耗增大(da)(da)。
3. 保存準確的(de)氣(qi)閥(fa)(fa)工作記錄；并(bing)根據氣(qi)閥(fa)(fa)特(te)點。制定檢修周期(qi)，對氣(qi)閥(fa)(fa)進行定期(qi)更換。同(tong)時應經常檢查氣(qi)閥(fa)(fa)的(de)運行狀態(tai)，一般(ban)通過觀察(cha)與分析各級壓力比及溫度的(de)變化、手(shou)摸耳聽等簡易辦法，判斷氣(qi)閥(fa)(fa)是否運行正常。
4. 嚴格按(an)規定(ding)定(ding)保間隔期(qi)限對(dui)氣(qi)閥(fa)進(jin)行正確的(de)(de)保養，保養的(de)(de)內容主要(yao)是進(jin)行清(qing)洗(xi)檢查(cha)和做氣(qi)密性檢驗。清(qing)洗(xi)時(shi)，氣(qi)閥(fa)上(shang)的(de)(de)裂痕往往被油垢(gou)遮掩(yan)而不易看清(qing)，只有用(yong)清(qing)洗(xi)刷洗(xi)干凈(jing)后才能(neng)被清(qing)晰(xi)地顯(xian)示出來。而實(shi)際(ji)上(shang)往往由于檢查(cha)不細，使氣(qi)閥(fa)在已有裂痕、不平整等輕(qing)度缺陷的(de)(de)情況下繼續裝上(shang)運(yun)行，這樣就使氣(qi)閥(fa)故(gu)障逐漸擴大(da)。
若有(you)一個氣(qi)閥(fa)彈簧(huang)損傷，則(ze)需要將該閥(fa)所有(you)其它彈簧(huang)一起更換，以保證有(you)均勻的彈簧(huang)力(li)作用在閥(fa)片(pian)上。氣(qi)閥(fa)檢(jian)修(xiu)要做好記錄。考慮易損件的使用壽命(ming)，閥(fa)片(pian)和彈簧(huang)連續使用400小時(shi)必須全部予以更換，閥(fa)座的壽命(ming)值是8000小時(shi)，到時(shi)也應考慮更換。
5. 氣閥組件(jian)安裝(zhuang)(zhuang)應嚴格遵(zun)(zun)守裝(zhuang)(zhuang)配(pei)技術要求。安裝(zhuang)(zhuang)上(shang)(shang)機時(shi)要防(fang)止漏裝(zhuang)(zhuang)、錯裝(zhuang)(zhuang)。如在將氣閥裝(zhuang)(zhuang)上(shang)(shang)機身(shen)上(shang)(shang)時(shi)，中間(jian)頂緊螺(luo)絲忘記擰緊，使整個氣閥在機身(shen)上(shang)(shang)松動，運轉時(shi)發生敲擊而(er)使氣閥損壞。在運用(yong)車削、磨(mo)削等(deng)方(fang)法(fa)對閥座(zuo)、升(sheng)程限制器(qi)進行(xing)修(xiu)復時(shi)要注(zhu)意遵(zun)(zun)守修(xiu)理規(gui)范，不(bu)能降低閥體的(de)強度。
6. 通常氣閥(fa)(fa)的(de)(de)(de)輕(qing)微異(yi)常會在其(qi)完(wan)全損壞前的(de)(de)(de)較長一(yi)段時間里發生變化，操作人(ren)(ren)員(yuan)可(ke)用看(kan)、聽、摸的(de)(de)(de)辦法(fa)來確定是哪一(yi)只氣閥(fa)(fa)出現了問題(ti)。但(dan)在許多情況(kuang)下，見整機尚能(neng)運(yun)轉而不加以細查，讓(rang)空壓機帶(dai)病(bing)運(yun)行，使(shi)(shi)氣閥(fa)(fa)損壞程度加劇(ju)。因此，操作人(ren)(ren)員(yuan)應經(jing)常對氣閥(fa)(fa)運(yun)行狀況(kuang)進行檢(jian)查，即使(shi)(shi)是輕(qing)度故障現象也應予(yu)以重視并及(ji)時排(pai)除，不輕(qing)易(yi)放(fang)過。
7. 對冷(leng)卻(que)(que)水進行(xing)軟(ruan)化處(chu)理(li)，并注意(yi)對中間(jian)冷(leng)卻(que)(que)器、后(hou)冷(leng)卻(que)(que)器及氣液分離器等進行(xing)定期或連續排污，以(yi)減(jian)緩(huan)熱(re)交換器結垢，保證(zheng)其(qi)熱(re)交換效果。
8. 定期檢查氣缸水套或缸平面等處(chu)的(de)密封(feng)情(qing)況以及中間冷(leng)卻(que)器的(de)完(wan)好情(qing)況，發現(xian)問題及時(shi)處(chu)理，避免冷(leng)卻(que)水進入氣缸發生(sheng)強烈沖(chong)擊(ji)而損(sun)傷閥(fa)片。
易損件——活塞環(huan)
活(huo)(huo)塞(sai)(sai)環(huan)做反復工作實現氣體壓(ya)縮來(lai)保證機器的運(yun)作。由于活(huo)(huo)塞(sai)(sai)在(zai)(zai)活(huo)(huo)塞(sai)(sai)式(shi)壓(ya)縮機運(yun)行的過(guo)程中，一直都在(zai)(zai)做如此劇(ju)烈的運(yun)動，在(zai)(zai)與使用時間的增加、安(an)裝過(guo)程中的失誤以(yi)及操作不(bu)當(dang)等(deng)問題的共同(tong)作用下，活(huo)(huo)塞(sai)(sai)式(shi)壓(ya)縮機的活(huo)(huo)塞(sai)(sai)環(huan)很(hen)容(rong)易出(chu)現故障。
活塞(sai)環一般會出現三種故障。
一、卡死故(gu)障
在活(huo)(huo)塞(sai)(sai)環制作(zuo)與設計的(de)過(guo)程中(zhong)，由于活(huo)(huo)塞(sai)(sai)環所(suo)處活(huo)(huo)塞(sai)(sai)式壓縮機的(de)位置和(he)作(zuo)用的(de)客觀要(yao)求決定，活(huo)(huo)塞(sai)(sai)環的(de)體積比較小(xiao)，環槽間(jian)隙非(fei)常小(xiao)，一般物(wu)質受(shou)熱體積會(hui)膨脹(zhang)遇冷也會(hui)縮小(xiao)，因此在受(shou)熱的(de)過(guo)程中(zhong)活(huo)(huo)塞(sai)(sai)環很容易膨脹(zhang)卡死。
二、磨損故障
如果活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)式壓(ya)縮(suo)機(ji)活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)設計的(de)比(bi)較大，活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)與氣(qi)缸(gang)之(zhi)間(jian)的(de)間(jian)隙就比(bi)較小，在活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)式壓(ya)縮(suo)機(ji)運作的(de)過程中，活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)會(hui)不斷的(de)摩(mo)擦氣(qi)缸(gang)，內部產生(sheng)的(de)氣(qi)體，也會(hui)加快(kuai)活(huo)(huo)塞(sai)(sai)(sai)(sai)的(de)壽命；
如果活(huo)塞(sai)式壓(ya)縮機(ji)活(huo)塞(sai)設(she)計(ji)的(de)(de)比較(jiao)小，活(huo)塞(sai)與氣缸之(zhi)間的(de)(de)間隙就(jiu)比較(jiao)大，雖然(ran)在活(huo)塞(sai)式壓(ya)縮機(ji)運行的(de)(de)過程中，不會(hui)發生(sheng)活(huo)塞(sai)與氣缸之(zhi)間的(de)(de)摩擦，但(dan)是由(you)于兩者之(zhi)間的(de)(de)空隙過大就(jiu)會(hui)使(shi)產(chan)生(sheng)的(de)(de)氣體(ti)不斷的(de)(de)沖擊潤滑膜久而(er)久之(zhi)，潤滑膜就(jiu)會(hui)出現(xian)損壞(huai)。
三(san)、斷裂故障
活塞環的斷裂一般是由兩種情況造(zao)成(cheng)的：
一是由(you)于活塞環與缸套在(zai)設(she)計的過(guo)(guo)程中(zhong)出現(xian)差(cha)錯(cuo)，致使兩者之(zhi)間(jian)不完全匹配(pei)，在(zai)活塞式壓縮機運行的過(guo)(guo)程中(zhong)由(you)于兩者之(zhi)間(jian)間(jian)隙比(bi)較小，加之(zhi)產生(sheng)氣體的雙重作用之(zhi)下(xia)，造(zao)成(cheng)活塞環的斷裂；
二(er)是(shi)雖然活(huo)塞環與(yu)缸(gang)套是(shi)完(wan)全(quan)匹配的，但是(shi)隨著使用時間的加速，磨損情況越來越嚴重，最終(zhong)會沖破材料彈性的臨界值導(dao)致(zhi)活(huo)塞環斷(duan)裂。
活塞(sai)式壓(ya)(ya)(ya)縮機適(shi)用壓(ya)(ya)(ya)力范(fan)(fan)圍廣，因(yin)依靠容積變化的原理(li)工(gong)作，因(yin)而不論其流量大(da)小，都能達到(dao)很高的工(gong)作壓(ya)(ya)(ya)力，因(yin)而在(zai)實際應用范(fan)(fan)圍上很廣。活塞(sai)環作為一(yi)(yi)種消(xiao)耗件，在(zai)使用一(yi)(yi)段(duan)時間后(hou)必須更換，所以各(ge)位7友(you)在(zai)維護壓(ya)(ya)(ya)縮機過程中，發(fa)現氣缸溫度變化或者壓(ya)(ya)(ya)力下降，產生雜音，就(jiu)要及(ji)時檢查，防(fang)止因(yin)為活塞(sai)環損壞而出現大(da)的故障。
