【壓縮機(jī)網(wǎng)】一、引言

 

　　首先，我們給大家介紹一下什么是空壓機(jī)。空壓機(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(shuō)，就是通過(guò)曲柄的圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)連桿和活塞組件進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，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(chǔ)部件，主要負(fù)責(zé)儲(chǔ)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，最易出現(xiàn)問(wèn)題的是管閥組件，但是它出現(xiàn)的問(wèn)題一般都比較容易修復(fù)，且對(duì)機(jī)器的整體功能影響較小。其次是泵頭組件，這個(gè)組件出現(xiàn)的問(wèn)題都會(huì)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。最后是氣罐組件，這個(gè)出現(xiàn)故障的幾率是最低的，但是，一旦出現(xiàn)故障就可能導(dǎo)致安全隱患，需要第一時(shí)間處理。知道了各個(gè)組成部分的功能之后，我們?cè)诜治龉收系臅r(shí)候就可以少走彎路了。
 

　　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(yàn)室兩周后的某天，接到實(shí)驗(yàn)室電話，說(shuō)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)結(jié)束，要求到現(xiàn)場(chǎng)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(gè)正常完成了壽命試驗(yàn)的案例，試驗(yàn)中間沒(méi)有任何異常。我們所做的，只是根據(jù)最終的拆檢現(xiàn)狀，進(jìn)一步改良這臺(tái)樣機(jī)，這種案例相對(duì)來(lái)說(shuō)，分析和解決起來(lái)，相對(duì)比較簡(jiǎn)單。

 

　　三、案例2（表2）
 

 

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

 

　　樣機(jī)裝配完成后，正式開(kāi)始?jí)勖囼?yàn)前，一般先進(jìn)行溫升試驗(yàn)，避免機(jī)器因?yàn)檫^(guò)高發(fā)熱導(dǎo)致其他影響，同時(shí)也讓機(jī)器的各個(gè)部件之間有一個(gè)初步的磨合。

 

　　當(dāng)看到這密密麻麻的故障的時(shí)候，你肯定對(duì)這個(gè)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(wèn)題的。所以，我們還得坐下來(lái)，冷靜的分析整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程。

 

　　此類(lèi)案例的具體分析過(guò)程是這樣的：首先拿到最終的試驗(yàn)記錄時(shí)，要先回顧一下本次試驗(yàn)的目的是什么，然后將和本次目的無(wú)關(guān)的結(jié)果先放到一邊。對(duì)于在目的范圍內(nèi)的問(wèn)題，要先排除掉那些可以直接判斷出原因的問(wèn)題。然后，再劃分出來(lái)同類(lèi)別的問(wèn)題，最后剩下的疑難雜癥也就一兩個(gè)了，再細(xì)細(xì)推斷。

 

　　案例2的具體分析過(guò)程是這樣的：1.排除掉弧形開(kāi)關(guān)的問(wèn)題。因?yàn)楦鼡Q了一個(gè)新的同廠家開(kāi)關(guān)后，機(jī)器就一直沒(méi)再發(fā)生故障，所以這個(gè)問(wèn)題歸結(jié)為裝配問(wèn)題，且是在可控范圍內(nèi)的問(wèn)題。2.出氣管斷裂的問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題屬于設(shè)計(jì)問(wèn)題，可以借鑒之前的設(shè)計(jì)案例進(jìn)行改進(jìn)，且改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)經(jīng)歷過(guò)驗(yàn)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(gè)問(wèn)題，就是屬于第一步可以直接得出原因和結(jié)論的問(wèn)題，也都為可控問(wèn)題，風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)較小，可以快速解決。

 

　　3.皮帶損壞問(wèn)題：本實(shí)驗(yàn)共計(jì)使用了三個(gè)品牌的皮帶，通過(guò)現(xiàn)象來(lái)看，上海某品牌的皮帶屬于設(shè)計(jì)拉斷強(qiáng)度不夠，還沒(méi)等長(zhǎng)時(shí)間使用短短幾小時(shí)就速死了；gates品牌的皮帶運(yùn)行了約100小時(shí)，出現(xiàn)最終的焦炭狀掉齒現(xiàn)象。首先說(shuō)明運(yùn)行初期這個(gè)皮帶的設(shè)計(jì)張力和抗拉斷強(qiáng)度都是滿足要求的，但是隨著時(shí)間的累計(jì)，皮帶齒被高溫碳化、剝落，所以gates皮帶的膠體耐溫性能偏差；最后一個(gè)馬牌的皮帶總共運(yùn)行了約20小時(shí)，但是未發(fā)生斷裂，也說(shuō)明這個(gè)品牌的設(shè)計(jì)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(yàn)證。

 

　　4.活塞環(huán)損壞的問(wèn)題：運(yùn)行約10小時(shí)，W品牌活塞環(huán)就出現(xiàn)翻邊起皺的現(xiàn)象，說(shuō)明這個(gè)活塞環(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品牌活塞環(huán)共計(jì)運(yùn)行約90小時(shí)，未出現(xiàn)翻邊起皺的現(xiàn)象，這說(shuō)明它自身設(shè)計(jì)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(guò)90小時(shí)就磨損到不能正常打氣，這說(shuō)明材料的耐磨性能不好，需要進(jìn)一步提高。第三個(gè)和第四個(gè)問(wèn)題就屬于兩個(gè)同類(lèi)別的分析方式，可以通過(guò)相互的對(duì)比得出各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，針對(duì)性的進(jìn)行解決。

 

　　最后剩下的三個(gè)問(wèn)題就需要仔細(xì)的推敲了，首先我們可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的痕跡以及經(jīng)驗(yàn)推斷，是偏心輪的軸承由于長(zhǎng)時(shí)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(dòng)的連桿受到突變的剪切力斷裂。這里涉及到了兩個(gè)方面：第一軸承的耐溫參數(shù)，第二連桿自身的強(qiáng)度剛性。解決措施在上表中有提到，就不再贅述了。最困難的是，我們?cè)趺磁袛?a href="http://teamkylake.com" target="_blank" class="keylink">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(yàn)記錄，再結(jié)合本產(chǎn)品是皮帶傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)，會(huì)發(fā)現(xiàn)，電機(jī)軸的斷裂和連桿的斷裂沒(méi)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(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，溫度和振動(dòng)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(dòng)變得更大，高強(qiáng)度和高頻次的振動(dòng)，導(dǎo)致電機(jī)軸薄弱的位置斷裂。

 

　　通過(guò)這一系列的分析，整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程就清晰的展現(xiàn)在我們的面前了，同樣，明確的應(yīng)對(duì)方案也成竹在胸了。

 

　　四、結(jié)語(yǔ)

 

　　遇到問(wèn)題諸多的試驗(yàn)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(wèn)、切”，利用自己的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)、采用正確的方法、冷靜的思考分析，會(huì)得出想要的結(jié)論。

 

　　參考文獻(xiàn)

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　　[4]JB/T 8934-1999.直聯(lián)便攜式往復(fù)活塞空壓機(jī)[S].1999

 

　　作者簡(jiǎn)介

　　吳廣忠（1980.04--），男，漢族，山東省青島市人，大學(xué)本科（工學(xué)學(xué)士），畢業(yè)于青島科技大學(xué)，中級(jí)工程師，研究方向：空氣壓縮機(jī)。

 

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