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往復式空壓機氣閥損壞及預防措施

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2016-07-11

  氣閥是空壓機的重要部件。空壓機正是靠氣閥的控制,吸氣、壓縮、排氣和膨脹過程才得以交替地連續進行。氣閥工作的好壞直接影響空壓機的排氣量、排氣溫度、功率消耗和運行的可靠性。氣閥是活塞式空壓機的主要易損件之一,本文擬對氣閥的損壞原因及預防措施作簡要分析。

  一、氣閥的構造

  往復式空壓機龙8国际PT一般均采用自動閥,其啟閉靠作用在氣閥上的壓差與彈簧彈力來實現。

龙8国际PT   (1) 閥座

  閥座用于支承閥片,上面開有由閥片控制開關的氣流通道。閥座要承受閥片的沖擊,故通常采用鋼、鑄鐵、合金鑄鐵、稀土球墨鑄鐵或青銅等耐沖擊的材料制造。

龙8国际PT   (2) 閥片

龙8国际PT   閥片是控制氣流通道啟閉的重要零件。工作中除了受氣流推力、彈簧力和慣性力的作用而周期地與閥座和升程限制器沖擊外,在閥關閉期間還承受壓向閥座的空氣壓力,因而易于磨損和變形。為了保證氣密性,要求其與閥座的配合面應光滑平整無傷痕。閥片一般采用強度高、韌性好、耐磨和耐腐蝕的合金鋼制造,加工中要經淬火和回火處理,其厚度一般為0.8mm~3mm。為了提高耐沖擊強度,閥片的兩面均經研磨。閥片也可用塑料和尼龍等非金屬材料制造。這種閥片密封性好,耐沖擊,使用壽命長,但強度較差,熱變形大。

  (3)彈簧

  彈簧的主要作用是使氣閥關閉及時,緩和閥片與升程限制器的沖擊。條片閥因閥片本身具有彈性,往往不另設彈簧。氣閥工作時,彈簧周期地被壓縮和伸長,故多用具有較高疲勞強度的高級彈簧鋼絲制造。彈簧能否起到應有的作用,關鍵在于其彈力的選擇是否恰當。氣閥彈簧太硬,閥開啟遲滯,阻力損失和閥片對閥座的沖擊均大;太軟,閥關閉不及時,空氣回流,排氣量降低。更為嚴重的是,由于閥片延遲落座,活塞已回程,此時氣流作用力變成與彈簧力的作用方向一致,促使閥片以更大加速度落座,從而引起更大的沖擊。應當指出,太軟的彈簧對排氣閥工作的影響尤甚。所以,一般排氣閥的彈簧比吸氣閥彈簧硬。

  (4)升程限制器

  升程限制器用以限制閥片的升程,并兼作閥片運動的導向裝置。閥片的升程對氣閥的工作影響很大。升程過大,閥關閉時的沖擊就大,且關閉延遲;升程過小,雖然閥片的沖擊力減小了,但由于閥的流通面積減小,氣流流經閥時的阻力損失將增大。

  二、氣閥工作中的受力分析

  氣閥損壞主要由氣閥零件的機械損壞、磨損以及腐蝕等引起。閥片和彈簧是最易損壞的零件。閥片在工作中承受的主要載荷有兩種:①閥片兩側的壓力差引起的均布載荷。由于氣缸內的壓力從吸入壓力到排出壓力產生周期性的變化,故屬于脈動循環的交變載荷。在這種載荷作用下,閥片將產生彎曲疲勞破壞,在其平均直徑附近產生環向裂紋;②與升程限制器、閥座撞擊時引起的沖擊載荷。其撞擊力的大小與閥片的質量和閥片的運動速度有關。

  三、氣閥故障的征兆

  (1)吸氣閥漏泄的征兆:

  ①該閥的溫度顯著升高,閥蓋發熱;②高壓級吸氣閥漏氣,則中間冷卻器中的氣壓升高;③該缸的吸排氣溫度升高;④空壓機流量降低。

  (2)排氣閥漏泄的征兆:

  ①該閥和閥蓋異常發熱;②該級排氣溫度升高;③中間冷卻器氣壓升高(后級排氣閥漏)或降低(前級排氣閥漏);④空壓機流量降低。

  四、氣閥損壞的原因

  在每個工作循環中,閥片與升程限制器、閥座各撞擊一次。實際使用表明,閥片的破壞形式:①由沖擊載荷引起的徑向斷裂,這種破壞屬于小能量多次撞擊引起的疲勞破壞;②閥片材料內部缺陷引起的應力集中,在循環載荷作用下將成為疲勞破壞的根源;③閥片在工作中與其它零件之間產生摩擦、磨損,引起閥片失效;④氣閥在工作時包圍在介質之中,受到介質的高速沖刷和腐蝕,閥片表面的保護膜被破壞,閥片局部出現腐蝕麻點或空洞。

  五、注意事項及預防措施

  減緩沖擊力是延長閥片壽命的重要措施。為提高氣閥的使用壽命,在設計、制造時,一方面采用質量小的材料做閥片;另一方面在結構上盡量減少升程高度,增大彈簧力。另外,氣閥使用時還需注意以下注意事項和預防措施:

  (1)必須按照標準購買所有零件,特別是閥片和彈簧。

龙8国际PT   (2)裝配氣閥時,按圖紙核對所有零件。特別地,升程墊圈直接影響閥片的升程高度,升程高度過大,閥片受到的沖擊動能大;升程高度過小,功率消耗增大。例如,活塞式空壓機轉速為1480r/min,相應的升程高度調整為1.5~1.0mm,用壓鉛法進行測量,保證氣閥在良好的狀況下工作。

  (3)保存準確的氣閥工作記錄,并根據氣閥特點,制定檢修周期,對氣閥進行定期更換。同時應經常檢查氣閥的運行狀態,一般通過觀察與分析各級壓力比及溫度的變化、手摸耳聽等簡易辦法,判斷氣閥是否運行正常。

  (4)嚴格按規定維保間隔期限對氣閥進行正確的保養,保養的內容主要是進行清洗檢查和做氣密性檢驗。清洗時,氣閥上的裂痕往往被油垢遮掩而不易看清,只有用清洗刷洗干凈后才能被清晰地顯示出來。而實際上往往由于檢查不細,使氣閥在已有裂痕、不平整等輕度缺陷的情況下繼續裝上運行,這樣就使氣閥故障逐漸擴大。另外,應及時修復閥座和升程限制器的損傷表面,及時更換閥片、彈簧等易損件。這里要注意的是:若有一個氣閥彈簧損傷,則需要將該閥所有其它彈簧一起更換,以保證有均勻的彈簧力作用在閥片上。氣閥檢修要做好記錄。考慮易損件的使用壽命,閥片和彈簧連續使用400小時必須全部予以更換,閥座的壽命值是8000小時,到時也應考慮更換。

龙8国际PT   (5)氣閥組件安裝應嚴格遵守裝配技術要求。安裝上機時要防止漏裝、錯裝。如在將氣閥裝上機身上時,中間頂緊螺絲忘記擰緊,使整個氣閥在機身上松動,運轉時發生敲擊而使氣閥損壞。在運用車削、磨削等方法對閥座、升程限制器進行修復時要注意遵守修理規范,不能降低閥體的強度。

  (6)通常氣閥的輕微異常會在其完全損壞前的較長一段時間里發生變化,操作人員可用看、聽、摸的辦法來確定是哪只氣閥出現了問題。但在許多情況下,見整機尚能運轉而不加以細查,讓空壓機帶病運行,使氣閥損壞程度加劇。因此,操作人員應經常對氣閥運行狀況進行檢查,即使是輕度故障現象也應予以重視并及時排除,不輕易放過。

龙8国际PT   (7)對冷卻水進行軟化處理,并注意對中間冷卻器、后冷卻器及氣液分離器等進行定期或連續排污,以減緩熱交換器結垢,保證其熱交換效果。

龙8国际PT   (8)定期檢查氣缸水套或缸平面等處的密封情況以及中間冷卻器的完好情況,發現問題及時處理,避免冷卻水進入氣缸發生強烈沖擊而損傷閥片。

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