【壓縮機網(wǎng)】一、引言

 

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

 

　　空壓機是氣源裝備中的主體，它是將機械能轉(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；是空壓機的核心部件，主要負責(zé)壓縮空氣，完成能量的轉(zhuǎn)換。再詳細一點的說，就是通過曲柄的圓周運動來帶動連桿和活塞組件進行直線運動，完成氣體的壓縮，基本原理如圖2所示。2.氣罐組件：是空壓機的存儲部件，主要負責(zé)儲存壓縮后的氣體，完成能量的存續(xù)。3.管閥組件：是空壓機的輸控部件，主要負責(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。
 

　　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，送到壽命實驗室兩周后的某天，接到實驗室電話，說實驗已經(jīng)結(jié)束，要求到現(xiàn)場一起進行機器的拆機分析。具體的拆機現(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)最終的拆檢現(xiàn)狀，進一步改良這臺樣機，這種案例相對來說，分析和解決起來，相對比較簡單。

 

　　三、案例2（表2）
 

 

　　這個案例2的試驗條件是：使機器一直通電，設(shè)置充放氣時間比為1：1，讓機器實現(xiàn)自動在120～150PSI壓力范圍內(nèi)循環(huán)跑機200小時。試驗?zāi)康氖牵嚎己藱C器的電機、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。

 

　　樣機裝配完成后，正式開始壽命試驗前，一般先進行溫升試驗，避免機器因為過高發(fā)熱導(dǎo)致其他影響，同時也讓機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：首先拿到最終的試驗記錄時，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，最后剩下的疑難雜癥也就一兩個了，再細細推斷。

 

　　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)計案例進行改進，且改進后的結(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，就是屬于第一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品牌的皮帶運行了約100小時，出現(xiàn)最終的焦炭狀掉齒現(xiàn)象。首先說明運行初期這個皮帶的設(shè)計張力和抗拉斷強度都是滿足要求的，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；最后一個馬牌的皮帶總共運行了約20小時，但是未發(fā)生斷裂，也說明這個品牌的設(shè)計張力和抗拉斷強度也都是滿足要求的，至于耐溫性能需要進一步的驗證。

 

　　4.活塞環(huán)損壞的問題：運行約10小時，W品牌活塞環(huán)就出現(xiàn)翻邊起皺的現(xiàn)象，說明這個活塞環(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)共計運行約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)點和缺點，針對性的進行解決。

 

　　最后剩下的三個問題就需要仔細的推敲了，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行，導(dǎo)致油脂流失、鋼珠飛出、內(nèi)外圈剝離，致使高速運動的連桿受到突變的剪切力斷裂。這里涉及到了兩個方面：第一軸承的耐溫參數(shù)，第二連桿自身的強度剛性。解決措施在上表中有提到，就不再贅述了。最困難的是，我們怎么判斷電機軸斷裂的順序。是在連桿組件斷裂之前還是之后？仔細查看試驗記錄，再結(jié)合本產(chǎn)品是皮帶傳動的機構(gòu)，會發(fā)現(xiàn)，電機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：機器的泵頭組件隨著長時間的運行，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，高強度和高頻次的振動，導(dǎo)致電機軸薄弱的位置斷裂。

 

　　通過這一系列的分析，整個實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并不可怕，我們要像醫(yī)生診斷疾病一樣，進行“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。

 

　　參考文獻

　　[1]成大先.機械設(shè)計手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社.2007

　　[2]于惠力.機械零部件設(shè)計禁忌[M].機械工業(yè)出版社.2006

　　[3]陸寧.機械原理[M].機械工業(yè)出版社.1997

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

 

　　作者簡介

　　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)，中級工程師，研究方向：空氣壓縮機。