液压气动设备故障排除与维护

经典word整理文档，仅参考，双击此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！主讲人黄志坚2004．31前言气动系统的组成气动系统的组成如图1所示。图l气压传动系统示意图1一电动机2一空气压缩机3一气罐4一压力控制阀5一逻辑控制元件6一方向控制阀7一流量控制阀8一行程阀9一气缸10一消声器11一油雾器12一分水滤气器气压发生装置即能源元件，它是获得压缩空气的装置，其主体部分是空气压缩机或真空泵，它将原动机供给的机械能转换成气体的压力能。空气压缩机有容积式和速度式两种：活塞式膜片式速度式压缩机离心式混流式真空泵有回转式和喷射式两种。2近年来也有小型低噪声压缩机或增压泵设置在控制、执行元件的近旁，实行单机单泵供给或局部加压。回转式真空泵一般安装在控制和执行元件近旁，而喷射式真空泵一般尽量安装在吸盘等真空执行元件附近，以减少真空容积，节省空气消耗量。控制元件是用来调节和控制压缩空气的压力、流量和流动方向，以便使执行机构按要求的程序和性能工作。控制元件分为压力控制阀，流量控制阀、方向控制阀和逻辑元件。1、压力控制阀包括调压阀、溢流阀、顺序阀等。2、流量控制阀简单分为节流阀和速度控制阀两种。3、方向控制阀可分为单向型和换向型两种。4辑功能。气动执行元件是以压缩空气为工作介质，将气体能量转换成机械能的能量转换装置。执行元件分为实现直线运动的气动缸和实现回转运动的气动马达两类。气动缸有单作用、双作用和实现各种特殊功能的特殊气缸等。气动马达有回转式和摆动式的，摆动式的也称为摆动缸。辅助元件是用于辅助保证气动系统正常工作，主要有净化压缩空气的净化器。过滤器、干燥器、分水滤清器等，有供给系统润滑的油雾器，有消除噪声的消音器，有提供系统冷却的冷却器，还有连接元件的管件和所必需的仪器，仪表等。第一章气动故障分析与排除概论1．1气动故障一般原因导致气动元件功能失灵的大致有以下几点原因：（）气源处理不符合要求大部分气动元件解体后，工作腔内往往会流出一滩锈水，这就说明气源干燥得不够，气源内的水分集积于元件工作腔内，导致元件工作表面锈蚀，从而使元件失灵。（）关键的工作表面加工精度不符合要求对气缸来讲，缸简的加工精度要求是较高的，表面粗糙度、圆柱度、尺寸公差都有相应的要求。而有些气缸，缸筒内壁粗糙度远远不能满足要求，从而使活塞上的孔用密封圈与缸简间的摩擦系数加大，导致气缸起动压力升高，出现爬行现象；活塞上的密封圈磨损加快，从而导致气缸内泄现象，不能满足工作要求。（）设计气动元件时未充分考虑到相应的使用条件如某热轧厂进口导板处，升降挡板气缸的使用条件极为苛刻。冷却钢板用的冷却水会直3接喷射到气缸缸体上，而且气缸周围的环境温度又高。这样的潮湿高温条件容易导致气缸的活塞杆生锈。活塞杆生锈，会使活塞杆与组合密封圈间的摩擦加剧，有时甚至会把组合密封圈从密封沟槽中拉出，使气缸无法正常动作，在这样的工况条件下，如果活塞杆选用不锈钢而不是普通的45#钢，情况就会有所改善。减压阀膜片破裂、弹簧断裂等。气动元件由于文中所列3个原因而失灵的，据不完全统计，约占60％以上。因此如果在设计、加工、使用中能较好地解决好上述问题，气动元件的使用寿命将会得到明显提高。1．2换向阀故障分析与排除气动换向阀是气压传动系统中的重要元件，其质量的好坏关系到整个系统能否正常工作。下面就气动换向阀失效的原因进行分析。（1）换向不灵活1)装配上有偏心因为气动换向阀结合面的平面度误差，造成装配人员在安装紧固螺钉时用力过大，使阀体变形，从而引起阀芯偏心；2)加工精度不够气动换向阀阀芯、阀孔的制造精度较高，一般阀芯、阀孔的圆柱度允差为03umRa02umRa04um者配合间隙为06~012um。若加工精度不够，造成摩擦力增大，使阀芯运动不灵活，甚至卡死阀芯；3)污染物楔入或粘合在阀芯和阀孔之间的间隙中污染物主要有固体颗粒、胶状油泥、锈迹等，这些污染物加剧了阀芯和阀孔间的磨损，同时也使阀芯运动的阻力增大，轻则使换向不灵活，重则使阀芯卡死。（2）泄漏1)内泄漏大因为气动换向阀换向频繁，阀芯和阀孔之间的磨损使两者的配合间隙增大，引起内泄漏加大，这样使系统的能量损耗增大。若密封圈受到“油泥”腐蚀而损坏，也会引起内泄漏加大；2)外泄漏严重主要是由组合密封圈老化或密封圈受力变形而引起的。（3）操纵力不足若换向阀两端的控制小孔堵塞，一方面使得控制气压不足，造成换向乏力，甚至不能换向；另一方面复位弹簧在长期频繁使用下，会出现疲劳变形，引起阀芯复位滞后，甚至不能复位；对于行程阀来说，要防止因挡铁和行程阀芯接触不良而引起的行程阀不能换向；对于先导式电磁换向阀来说，要防止因隔磁管与静铁芯焊口断裂而引起的先导阀阀芯拒动。（4）电磁线圈烧坏这种现象的出现是因为线圈的励磁电流过大引起温度增高所致。电磁线圈受潮、阀芯运动阻力过大，有灰尘等污染物进入线圈中，都能引起电磁线圈烧坏。尤其是先导阀线圈烧坏的可能性更大。总之，应提高换向阀的制造和装配精度，通过合理选用元件，加强气源的净化和换向阀的润滑来延长换向阀的使用寿命，进而保证系统正常工作。41．3气缸故障分析与排除气缸是气压传动系统的主要元件，它把压缩空气的压力能转化为机械能。气缸工作的平稳性直接影响到驱动机构能否正常工作。气缸的爬行现象对驱动机构工作的平稳性影响较大，下面对气缸产生爬行的原因作一分析。（）气源处理不符合要求由于气源干燥得不够或气缸在高温潮湿的条件下工作，气源内的水分集积于气缸工作腔内，导致活塞或活塞杆工作表面锈蚀，加大了缸筒和活塞密封圈、活塞杆和组合密封困之间的摩擦力。由这种原因引起的爬行现象，在维修中会发现工作腔内有锈水。另外气源中的杂质也会引起气缸出现爬行现象。防范的办法是加强气源的过滤和干燥，定期排放分水滤气器和油水分离器的污水。定期检查分水滤气器是否正常工作。（）装配不符合要求气缸的装配若不符合要求，也会引起气缸出现爬行现象。主要原因有：一是气缸端盖密封圈压得太死或活塞密封圈的预紧力过大；二是活塞或活塞杆在装配中出现偏心。防范的办法是适当地减小密封圈的预紧力或重新安装活塞和活塞杆，使活塞或活塞杆不受偏心载荷。（）关键的工作表面加工精度不符合要求对气缸来说，缸筒内径的加工精度要求是比较高的，表面粗糙度根据活塞所使用的密封圈的形式而异。用0形橡胶密封圈时为3级精度，粗糙度及a为0．4；用Y形橡胶密封圈时为4—5级精度，粗糙度及a为0．4。圆柱度、圆度误差不能超过尺寸公差的一半，端面与内径的垂直度误差不大于尺寸公差的2／3。有些气缸，缸筒内壁的粗糙度远远不能满足要求，从而活塞上的密封圈损加剧，从而导致气缸内泄现象，不能满足工作要求。防范的办法是提高缸筒和活塞杆工作表面的加工精度。（）润滑不良和设计时未充分考虑相应的使用条件气缸的相对滑动面润滑的好坏，直接影响气缸的正常工作。在装配时，所有气动元件的相对运动工作表面都应涂以润滑脂。在气动系统运行过程中，油雾器应保持正常工作状态。若油雾器出现故障，会使相对运动工作表面之间的摩擦加剧，引起气缸的输出力不足，动作不平稳并出现爬行现象。同时在设计时也应充分考虑气缸的工作环境，防止冷却水喷射到气缸上引起锈蚀。1.4气动系统故障诊断方法1.4.1故障发生的时期和发生原因气动元件及系统的故障按照发生的时期,可分为初期故障、偶发故障和寿命故障。由于故障发生时期不同,故障的状况和原因也不同。3种故障分布见图。5图1-1故障率分布曲线1.4.1.1初期故障这类故障是从运行开始2～3个月内发生的故障,产生这种故障的原因有:配管时疏忽由于配管没清理干净,造成配管内的灰尘、密封材料等混入气动元件内。元件安装不良如配管松动,元件的安装位置、安装方向不符合设计要求,紧固螺钉松动等。设计不良诸如对元件规格、性能、特点了解不够,选用不当,装置与回路设计错误。管理不好如未能及时排放冷凝水,未能按时给油雾器补充油液,忘记松开锁紧按钮。1.4.1.2偶发故障系统过了初期阶段而进入了稳定运行阶段时发生的故障称为偶发故障,预测偶然发生的故障是比较困难的。例如,油杯及贮水杯均为塑料制品,当它们接触有机溶剂后强度会降低,使用时可能突然破裂。又如管道内的杂质进入元件内部使之卡死。偶发故障是突发的,通常无法预测,只能采取安全保护装置,或准备必要的备件,及时进行更换。1.4.1.3寿命故障这类故障是元件或系统达到使用期限后发生的故障。根据制造日期、运行开始日期和使用的频繁程度进行大致的寿命故障预测是可以做到的。由于这种故障一般事先都会有某种征兆,如声音反常、不是平滑移动等,这种故障处理比较容易。1.4.2气动故障的避免1.4.2.1防止产生油泥压缩机油变成微滴混入压缩空气中,再被送入管路里,这时的油滴几乎都成0.01～0.8μm大小的微滴。此外,由于压缩机油排出阀腔后一般有120℃～220℃的高温,因此,送到气动管路中的油滴呈氧化状态混在压缩空气中。我们把这种氧化后的压缩机油叫做油泥,由于在氧化过程中变色,其黏性增加,从液态逐渐固态化了。根据其外观特征可以对油泥进行分类：1水溶性油泥,可以溶解于水中;2焦炭状油泥,这是很硬的油泥,产生于高温部位,因此又称之为高温油泥;3粉状油泥,这是坚硬的粉末状油泥,基本上呈石墨状;4胶状油泥,这是一种液状的高黏度油泥,由于成因不同而有不同的种类。在油泥中,胶状油泥最成问题。在高温时,胶状油泥黏度降低,它呈微滴状混入压缩空气中,其中几微米以下的会通过普通的过滤器(5～40μm)而附着在阀、气缸和管接头上。油泥对气动元件的影响主要表现在:61在冷却器上积炭,不易清除;2使诸如O形圈等密封件膨胀和收缩;3引起锈蚀,因为油泥的水溶液(冷凝水)是酸性的,酸性的溶液容易腐蚀元件;4引起电磁阀的误动作,金属密封时出现黏合现象,软密封时,油泥使橡胶老化而产生误动作;5堵住小孔空气通路。为了让气动元件正常动作,消除油泥的不良影响,可以采取如下措施:1将压缩机油换成专用油,以防止油泥产生。压缩机专用油必须是不易氧化的润滑油,即使是在严酷的条件下(诸如暴露在高温高压下)也不易氧化;2借助油雾分离器,将所产生的油泥在侵入气动元件之前分离出来。由于油泥呈非常小的微粒到处飞溅,用通常气源净化装置中所使用的过滤器是不可能滤掉的。所以要采用能滤除这种混于气体中的油泥的专用过滤器来防止油泥侵入回路。如图2所示,在气源净化装置的过滤器与调压阀之间设置一个油雾分离器,这种回路可以有效地防止油泥侵入气动元件。图1-2设置油雾分离器采用以上综合措施可以有效地去除压缩空气中的油泥。除此之外,定期对管路内部和电磁阀的阀芯、阀套进行清洗,可以减小残留的油泥的影响,使气动系统正常工作。1．．2.2注意润滑问题气动元件大都有相对滑动面。对于这些相对滑动面润滑的好坏,直接关系到换向阀、执行器是否正常动作、是否漏气等。润滑的目的是在相对滑动表面形成油膜,防止表面之间直接接触,减小滑动阻力,减少磨损,提高效率,般采用油雾器使润滑油呈油雾状混入压缩气体中,到达各个元件使之润滑。由于是用油雾器使油呈雾状进行润滑的,因此所使用的油的黏度要合适,否则形成不了油雾。从黏度和性能稳定性来看,采用透平油ISOVG32是最合适的。虽然使用黏度相同的液压油也可以,但有些液压油(如磷酸酯系、氯化、碳化、氢系)会出现侵蚀O形圈的情况,因此不能使用。采用油雾器将油雾送到各气动元件,有可能出现油雾达不到执行器的情况。这时应考虑适当缩短中间配管的长度。1.4.2.3防止冻结由于压缩空气中不可避免地含有水蒸汽成份,因此在绝热膨胀或周围温度变化时都会产生水分凝结于各个元件中的现象。借助后冷却器可以在一定程度上除去压缩空气中的水蒸汽。在环境温度低于5℃和瞬间耗气量过多的场合,压缩空气中的微量水蒸汽会产生冻结现象,损坏元件。这时必须采取相应的防冻办法。常用的防冻办法有:(1)设置空气干燥器以除掉压缩空气中的水分;(2)供给乙二醇作为润滑油;7(3)提高周围温度,例如对元件供热或整个工作车间装暖气。除掉压缩空气中的水分,还必须设置过滤器、后冷却器,通过日常检查维修对冷凝水进行及时处理,作业结束之后应将气动系统中的残余空气排放干净等。1.4.3气动故障及其对策几乎所有的故障现象都是以执行器动作不良的形式表现出来的。尽早发现故障的先兆,迅速而准确地采取相应的措施是维护管理的基本出发点,以下列出若干故障现象及其对策。1.4.3.1从压缩空气中排出许多冷凝水(1)忘记排放储气罐、过滤器等的冷凝水。对策:打开冷凝水开关排水。(2)后冷却器能力不足。对策:加大冷却水量或提高后冷却器的能力。(3)采气口设置不当,流入雨水。(4)压缩机油不合适。对策:如果使用低黏度的油,冷凝水量将增多。(5)梅雨期间引起潮湿。对策:季节不同冷凝水量也不一样,进入梅雨期要特别注意排放冷凝水。1.4.3.2防止压缩空气混入灰尘对于由周围环境造成的尘埃,可以在阀的进气口装过滤器,给其他元件装上防尘保护罩。配管时应注意其内部不要混入铁屑或灰尘,还要注意防止连接处的密封材料混入,配管完毕,应使用压缩空气充分吹洗元件与管道的内部。气路管道尽可能选用不生锈、耐腐蚀的材料。1.4.3.3油泥压缩油的氧化物的分析如果压缩机油劣化,会给回路造成影响,要选择不易劣化的性能稳定的润滑油。润滑油的供油量要控制在最低需要量的水平上。太多易积炭于阀上,太少则会加快磨损甚至烧伤气,,应及时更换,否则压缩空气的温度将上升,容易使机油氧化产生油泥。1.4.3.4压缩空气的压力问题的分析与处理可以通过声音来发现漏气,如果是少量漏气,可用涂肥皂水的办法发现然后修理。如果是压缩机故障,要更换其零件诸如活塞环等。1.4.3.5气缸不动作的诊断有时气缸安装不同轴或加了横向负载,都会发现气缸不动作。另外没有气压或气压不足、阀不起作用、润滑不足、负载过大等,气缸也会不动作。一般气缸活塞杆采用导轨比较理想。如果橡皮管、钢管、铜管等被扭曲、压扁,则气压会降低甚至切断。1.4.3.6气缸活塞不能平滑运动的诊断与处理30mm/s时,气缸往往出现爬行现象,这时应在气缸上使用气液变换器。当速度控制阀装在入口节流回路上时,也会发生此故障,应将速度控制阀改装为出口节流回路。在气缸的速度控制方面,应使空气自由进入,而对排出空气进行控制,这是气缸控制的一个要点。1.4.3.7电磁阀振动的诊断与处理81.4.4.1经验法这是利用简单的仪表和实际经验对故障进行分析,诊断出产生故障的部位和真实原因的方法。比如用肉眼看执行器的运动速度是否异常,各测压点的压力是否正常等;用耳听噪声是否过大,换向时气缸及换向阀的声音有无异常等;用手摸零部件温升是否过高,气缸和管道有无振动等;用鼻闻线圈及密封圈有无过热产生的特殊气味等。经验法简便易行,但因人的感觉、经验和判断能力有较大差异,诊断故障的结果会有一定的误差。1.4.4.2故障树分析法故障树分析法是一种将系统故障形成的原因,由总体至局部按树枝状进行逐级细化的分析方法。它通常是以故障或故障的本质原因作为树根,以按结构原理推断出的分支原因作为树干,将故障的常见原因作为树枝,构成一棵向下倒长的树状因果关系图。故障树分析法的主要用途是对系统和设备的故障进行预测和诊断,找出系统中的薄弱环节,以便在设计中采取相应的改进措施,实现系统设计最优化;在系统发生故障后,用以分析故障的原因。这种分析方法的特点是除了能分析组成系统各个单元故障对系统可靠性的影响外,还可以考虑维修、环境和人为因素的影响,不仅可以分析由1个部件故障所诱发的系统故障,而且还可以分析2个以上部件同时失效所导致的系统故障。例如,一电磁阀控制气缸的气动系统,当电磁阀输入电信号后,气缸不动作。这种故障的本质原因是气缸推力不足或没有推力,不能推动负载。其分支原因有:1电磁换向阀的故障,输入电信号以后没有动作;2气缸的故障,如由于零件的损伤,配合间隙的变化,导致摩擦力增大或者锈死;3管路的故障,如漏气严重,使空气压力下降;4电气控制线路的故障,如继电器故障,电压过低等。分支原因本身发生又有不同的原因,换向阀的故障常见原因有:电磁铁故障或阀芯故障。气缸故障的常见原因有除了活塞与缸壁、活塞杆与导向套的磨损或卡死以外,还有由于气缸装配不良而引起的“蹩劲”;甚至气缸结构设计的原因,如活塞端面与缸体端面紧贴在一起,造成气缸起动时工作面积太小。其故障树如图1-3所示。图1-3阀控缸系统故障树91.5气动故障诊断种的推理与搜索方法1.5.1故障真实原因的推理故障真实原因的推理,通常按最佳搜索的3个原则进行：1由简到繁,由易到难,由表及里地逐一进行全面彻底地检查分析;2故障发生前曾经动过哪些元件,就先查找那些元件;3优先查找出现概率最高的原因。1.5.2搜索方法经常采用的搜索方法有：1比较法即用标准的或合格的元件代替系统中相同的元件,通过元件工作状况的对比来判断被更换元件是否正常。若故障的因果关系是确定的,则用标准元件替换功能失效的元件以后,故障征象必然消失。2.部分停止法即暂时停止某部分工作来观察故障征象的变化,例如停止某气缸的工作以后,系统故障的现象消失,可以判定产生故障的真实原因就是这个气缸。如果去掉这个气缸的负载,气缸动作后故障现象消失,则气缸本身是正常的,故障的真实原因可能是负载过大。3试探反证法即试探性地改变系统中部分工作条件,例如改变运动零件的摩擦状况、改变进气压力的高低等,逐一观察故障现象的变化,以此证明所怀疑的原因是否是系统故障的真实原因。4.仪器分析法利用监测仪器来检查系统或部件技术状态。监测系统运行状态的仪器有压力计、流量计、温度计、速度仪、加速度仪、噪声仪和振动仪等。5综合分析法全面系统地考虑各种因素作出综合性的结论。在此据一系统分析气动故障的实例。设备局部气动原理如图1-4所示。气源提供的压力在换向阀a位时，气源经P、A口进入气缸左腔，推动活塞向右运动。B位时，气源经P、B口进入气缸右腔，推动活塞向右运动。故障表现为工作时排气口、漏气不止。系统建立不起压力。此故障现象虽通过换向阀显示出来，但并不是换向阀故障。通过观察发现，、S漏气是交替发生的。经分析认为故障可能发生在汽缸两腔之间的密封上。BBAbaSR图1-4某设备气动系统图10故障排除。本故障虽小，但不经认真观察分析整个回路（特别是换向阀与汽缸安装距离较远时），只是在换向阀上做文章，就要做许多无用的工作，且难以排除故障。如果被监测的各种数据,全部由计算机采集、分析、处理,则不仅可准确地判断、预测系统的技术状态,还可以对可能出现的异常状态或故障进行自动报警、停机等应急处理。第二章气动元件与设备故障诊断与排除案例2.1接料小车气动系统故障分析与改进图2-1是某公司大型关键设备35ＭＮ挤压机的接料小车(后简称为“小车”)气动系统图。小车的动作程序见表2-1。1ＤＴ得电小车进至接料位置后,1ＤＴ失电小车停下等待接挤出的物料,物料到定尺后,小车上的液压剪刀开始剪料,此时设计者的原意是让3ＤＴ、4ＤＴ得电,使阀3换向后处于自由进排气状态,这样,可使小车在剪切物料的同时,挤压物料的程序不中停对提高该挤压工序产品成品率以及最终成品率均有积极的作用,这是该挤压机接料小车气动系统设计的一大特点——“随动”剪切。但在调试中发现,小车在“随动”剪切过程中未按预计的程序运行。故障现象为:(1)阀2在随动剪切时得电后不换向。(2)阀3在随动剪切时得电虽换向,但动作不可靠。图2-1接料小车气动系统图表2-1小车动作程序表电磁铁1ＤＴ2ＤＴ3ＤＴ4ＤＴ11动作小车进接料随动剪切小车退卸料+---+---+--+图2-2改进后的接料小车气动系统原理图1由于该系统看起来很简单,所以在一开始的调试中并未重视,只是按常规去处理,认为是新系统,元件不洁所致。虽拆下多次检查清理,但故障仍未解决。后来我们对阀2、阀3进行了简单的试验,结果阀23本身无问题,重新安装后故障依旧,问题到底出在哪里?我们针对小车动作程序各过程以及阀23的工作原理进行了深入的分析,认为这是一个由设计选型不合理引起的故障。1.1阀、阀3的工作原理分析该系统所用的阀2、阀3为80200系列二位三通电磁换向(德国海隆公司基型),它是一个两级阀,即一个微型二位三通直动电磁阀和气控式的主阀,该阀对工作压力的要求为0.2～1.0,其中该阀的最低工作压力为0.2ＭＰａ,低于该值,其主阀芯就无法保证可靠的换向及复位。1.2小车气缸两腔中的压力分析阀1的1ＤＴ得电,小车气缸有杆腔进气,无杆腔排气,小车进到接料位置后,2ＤＴ失电,阀1复位。这时,有杆腔中因阀1复位前处于进气状态,所以有一定的余压(压力大小不定),无杆腔中因阀1复位前处于排气状态,所以几乎没有余压。12通过上述对阀23工作原理及小车气缸腔中压力的分析可知,在随动剪切时,阀2虽得电却因所在的无杆腔中无足以使阀2换向的余压而无法实现其主阀芯换向,阀3因有杆腔中有一定的余压而可能实现换向,但由于其压力值不定,所以阀3虽得电可能换向,但却不可靠。2从以上分析来看,在该小车气动系统中选用这种主阀为气控的两级式的元件是不合适的。解决方法有两种:2.1换用直动式的元件把原来阀2、阀3改换为23ＺＶＤ-Ｌ15(常闭型)即可。但因原阀2、阀3的工作电压为直流ＤＣ24Ｖ,该阀的工作电压为交流220Ｖ,所以需增加中间继电器来解决。2.2改进小车气动系统选用一只Ｋ35Ｋ2-15的气控滑阀代替原阀2、阀3,利用阀2、阀3中的一只作为其先导控制阀(需把原来的常闭型改装成常通型),具体工作原理见图(2),虽然此法管路更改稍繁锁,但从“随动剪切”的效果及可靠性方面来分析优于方法(1),另增加两只单向节流阀来调整小车速度。3目前,国内外气动元件生产商提供的电磁换向阀多数为先导级加主级两级式的元件,为保证其正常工作,一般都有一个最低、最高的工作压力范围,设计选用或现场处理问题时,应结合生产工艺特点,结合元件性能进行综合分析。2.2汽车气动装置故障分析随着汽车技术的发展,目前气动技术在汽车(尤其是进口汽车与国产新型汽车)中的应用越来越广泛。但是当气压系统出现工作故障时,修理技术人员和操作人员都觉得寻找原因时比机械装置要困难得多,甚至有时一时还不知如何下手。在这里,我们分析了汽车用气门挺杆的失效原因及汽车气压制动系统的常见故障,希望对有关人员有所帮助。2.2.2.1气压制动无力故障现象是汽车在行驶中,将制动踏板踩到底也不能使汽车立即停车,且制动距离超过规定标准。这种现象多为:1)制动踏板自由行程过大;2)贮气筒内气压偏低;3)控制阀的排气阀关闭不严;4)制动器间隙调整过大;5)气管接头有松动漏气现象;6)制动蹄上有油污或铆钉外露等。2.2.2.2气压制动跑偏故障现象一般有3种情况:131)有规律地向某方向定向跑偏;2)无规律地忽左忽右跑偏;3)突然跑偏。原因多为:1)润滑脂加注方法不当;2)制动鼓与蹄片之间的间隙自动变化,多为调整臂的蜗杆定位不可靠所致;3)左右车轮摩擦片不是一个牌号,从而引起2车轮制动力矩不均;4)左右制动鼓直径相差太大;5)轮胎磨损不均,引起直径差过大,从而使各车轮制动力矩失调;6)前钢板弹簧左右弹力不均,这样必会引起载荷偏移;7)后钢板弹簧紧固件松动,它可使后桥产生位移,引起制动突然跑偏;8)左右气室的皮碗不是同一种质量的产品,它可以引起气室推力不等,从而导致制动跑偏。2.2.2.3气压制动拖滞故障现象是放松制动后制动阀不排气或排气很慢,使制动不能立即解除。原因多为:1)制动踏板自由行程过小;2)制动凸轮轴转动不灵活;3)控制阀的排气阀卡死;4)制动蹄摩擦片与制动鼓间隙过小;5)制动鼓不圆度过大(通常不应大于0ｍｍ);6)制动蹄支承销或凸轮轴卡死,导致制动后蹄片无法回位;7)摩擦片磨损过度或碎裂;8)制动蹄片回位弹簧过软或折断,引起制动后蹄片不能离开制动鼓。2.3气动调节阀故障分析调节阀是自控系统的手足。它的动作灵敏与否,直接关系着调节系统的质量。据现场实际工作经验,调节系统有70%,保证调节阀的准确运行,一直是一个很重要的问题。调节阀经常出现的问题是阀卡,主要是阀芯卡住了阀座或填料装填过实,至使磨擦力增大,造成信号小时动作不了,信号大时一旦动作又过头的现象。当然,阀门定位器或其他部分也可能有问题。解决这一问题的办法一般是用管钳或克丝钳夹紧阀杆,在外加信号压力情况下,正反用力旋动阀杆,让阀芯或阀杆闪过卡处,,则把输入信号增大到0.1MPa或0.14MPa,利用膜片上大的压力信号来克服阀杆或阀座的卡滞部分,推动阀芯或阀杆的移动。一般这样上下来回移动几次,就能解决问题。应注意的是这个外加压力信号不宜太大,如大于气源压力0.14MPa,当膜片的压力信号一旦克服了卡滞力或静磨擦力,那么这个大的力量会把阀杆压弯成U,可用外力轻轻敲击阀体或阀座,一般能解决问题。有时调节阀被异物卡住使被测介质流通不畅,这时可迅速开关副线或调节阀,14让脏物从副线或调节阀处被介质冲跑,1形式安装的调节阀组系统,开关副线更易把杂物冲走,而按图2形式安装的调节阀组系统就不易把脏物冲走。这是因为一般杂物(如铁屑)较重,往往都沉落到下方。当用闸阀时更易把脏物冲走。调节阀在使用中经常发生噪声,这是由振动引起的,但也有人认为这是由于阀的质量不好引起的,如调节阀的弹簧刚度不足,易引起调节阀振动,空化也会引起阀芯的振动,致使机械损坏严重。引起阀振动的原因还有调节器输出信号不稳定而急剧地变动。管道或基座剧烈振动,使装于它们上面的调节阀随之振动。阀门定位器灵敏度过高,调节器输出信号微小的变化或漂移被放大后输给调节阀,这就和调节器输出信号不稳定一样。流通能力C值选得过大,造成调节阀在小开度下工作。这样,节流间隙小、流速大、阀前后压力变化大。当越过阀的刚度时(如弹簧弹力小),阀稳定性差,就会产生严重振荡。调节阀的预紧量不够,也会引起这种现象。图1可采用的安装方式图2不可采用的安装方式此外,振动还与频率有关,即外力的频率和系统的固有频率相等或接近时,调节阀就会产生振荡。调节阀在这种振荡下工作,会使系统管道跳动,以至附件或元件振松,如紧固阀杆的螺母松脱,阀杆也由于振动和流体的流动而产生旋转,有时使阀杆脱落。严重时还会把阀杆振断,有时在一天之内竟然振断几次。当紧固阀杆的螺母松脱后,阀杆为何会产生旋转呢笔者认为这同样是由于不平衡力作用的结果,即流体在阀芯两侧推动,阀芯在不平衡力的作用下产生旋转,以至带动阀杆旋转在这种情况下,往往伴随着压能的存在而产生噪声。调节阀常期不停地工作,膜片一直处于伸缩状态,易产生老化变质,使其弹力减弱,工作不稳定,至使被控制的参数波动。有的调节阀在外加信号0.1MPa时不能全开或全关,且在外面泄气孔也有气漏出,证明膜片破了。在安装中,调节阀、管线要选择适当,如阀的口径和管线选得太小,会引起供料不足等现象。假如出现被控制的对象(如液位)波动,可选择非线性调节阀,以阀的非线性来克服对象的非线性,从而使整个广义对象接近线性,这样会使收效更显著。调节阀一般均有内漏15量,对要求较严格的场合,应研磨阀芯和阀座。在校验调节阀时,定位器和调节阀不必分开校验,因为它们是一个整体。2.4气动式离合器故障分析某全回转式拖船,该船气动式离合器型号为EatonAirflexCH1050加拿大制造。通过控制离合器的离合来达到控制舵桨,达到操船的目的。显而易见,离合器在全回转船上是一个关键的部件。由于离合器摩擦片齿弯曲、传动连接器抖动、传动环间隔处有金属碎片掉出等一系列故障,该船会失去操纵性。所以,对离合器进行故障分析和维护保养是十分重要的。1该离合器由3个主要部件组成离合器轮毂/(见图1。图1离合器结构简图离合器安装在主动轴上,通过装在传动环上的传动连接器与从动轴连接起来,主动轴内的通道可以提供压缩空气,当驾驶台上的电开关控制的电磁空气阀打开时,压缩空气加到气缸上,迫使活塞向端板方向轴向运动,使摩擦片组件被压缩,摩擦片组件包括与传动环连在一起的外摩擦片和与轮毂通过齿槽啮合在一起的内分离片,当这些片受挤压时,扭矩就从主动轴上的轮毂通过连接片组件,传到从动轴上的传动环连接器上。当压缩空气泄掉后,释放弹簧迫使活塞远离端板,摩擦片组件不再受压,分离弹簧便使摩擦片组件彻底分离。该船离合器装有左、右两台,正确的将各部件安装起来是非常重要的,来自主机的动力由传动轴传递到万向节的传动套筒上,离合器的传动连接器安装在传动套筒的输入轴上,通过传动连接器将传动环连接到离合器输入轴上,传动环应可活动的位于离合器摩擦片组件上。162离合器在工作过程中,发生故障的表面现象如下。(1)传动连接器与万向节连接处有抖动。其原因为离合器输出轴跳动量较大和轴承安装不妥或损坏。(2)传动环与气缸间隔处有金属碎片掉出。其原因为传动环与气缸之间的间隙较小或产生位移而使两者咬合,产生金属碎片。另外,万向节处的抖动现象也可使二者产生咬合,引发金属碎片掉出。(3)从观察孔看到靠近端板的最后一道摩擦片滑出齿槽,致使摩擦片外齿弯曲。其原因为传动环与摩擦片装配不良以及传动环在运转中向后产生位移,也可造成上述现象。3(1)端板上的内六角螺钉与传动连接器表面发生了摩擦,使螺帽被磨去了许多,说明是传动环连接器与摩擦片组件产生了相对运动。(2)传动环与气缸间隔处的两表面粗糙不平。据分析,是因离合器合时,两表面发生接触,使大量金属碎片被咬下来造成的。(3)靠近端板的最后一道摩擦片外齿弯曲、卡死。据分析,是由于离合器离合时,传动连接器与摩擦片产生相对运动,而使它滑出齿槽,进而在离合器合时被撞击所致,使其弯曲。(4)离合器输入轴跳动量为0.06ｍｍ,应属正常。(5)传动连接器的一对推力滚珠轴承(ＳＫＦ7212),其中左离合器轴承游隙超标,应予以换新。右离合器轴承游隙未超标,但也偏大。值得注意的是,该对推力滚珠轴承外圈之间有一安装垫片,其用途为当正确安装挡环时,就会给轴承产生一预加负荷推力,并且轴承与轴不是紧配合,而是靠充分锁紧螺母顶住轴承内圈来防止其转动。这样的安装方法,如果轴承安装不对,系统就会缺乏稳定性,现在轴承游隙偏大、超标,必然引起系统不稳定而产生窜动和抖动现象。4综合分析从理论和实际分析,排除了所有次要矛盾,主要矛盾都集中在传动环及传动连接器和摩擦片组件产生了位移,位移造成该对推力滚珠轴承的游隙偏大,而引发了一系列故障第一,是引起传动环与万向节处的抖动现象;第二,引起传动环连接器与摩擦片组件在离合器离合时发生相对运动,造成端板上的螺帽与传动连接器内表面的磨损;第三,引起传动环与气缸间隙变小,再加上输入轴的抖动,使得传动环与气缸之间发生咬合而有铁屑出现;第四,由于产生的相对运动,而使端板的最后一道摩擦片滑出齿槽卡死,再加上撞击使外齿弯曲。由于找到了主要原因所在,其它问题就都迎刃而解了。5(1)轴承安装时,其内圈小端面对面安装,不要装错。(2)轴承装配时,两个轴承间的钢质垫片(厚度为0.07～0.08ｍｍ)一定要垫在轴承的外圈上,不要垫在内圈上,这样才能保证轴承装配后有一预加负荷推力。(3)装配轴承外面的挡环时,应注意其一侧为锥面,锥面要对应到槽中的锥面,尽量快17地使挡环落座,以使挡环产生一弹力顶住轴承外圈,同时使预加负荷得以保证。(4)当轴承游隙偏大时,为了使轴承的预加负荷得以保证,可以考虑在两个轴承的外圈之间安装两个钢质垫片,使系统能够稳定地工作。(5)轴承与轴不是紧配合,一定要充分拧紧锁紧螺母,顶住轴承内圈,防止其转动。2.5船舶气动控制系统的故障分析与维护1气动自动控制在船上应用十分普遍，如主机燃油粘度、冷却水温度、辅锅炉水位自控系统等。然而，因为维护保养不善，操作管理不当，控制系统损坏严重，导致动力设备运行工况参数长期偏离额定值，甚至酿成大的机损事故。为此，笔者根据在船工作实践及同行们的甚至酿成大的机损事故。22.1调节器有输入压力，输出压力不增加1.调节器气源压力不正常:调整滤器减压阀，使气源压力正常。2.放大器内节流小孔堵塞:按小孔清洁按钮清洁，必要时拆洗。3.4.5.调节器连接杆件卡阻:小心修复。测量波纹管（波登管）:更换。气动调节阀膜片裂损裂损：换膜片。6.调节器内部气管漏泄或破裂：堵漏或换管子。7.输出气管漏泄：堵漏或换管子。2.2节器有输入压力，输出压力不减小1.喷嘴挡板堵塞:用直径小于0.5mm的细钢丝清洁，必要时拆洗。2.放大器的恒节流组件松动:小心拧紧。3.调节器连接杆件卡住:小心修复。4.放大器节流小孔导阀脏堵:拆下清洁。5.调节器测量波纹管（波登管）裂损（反作用调节器）:更换。2.3调节器给定值调整旋钮不起作用1.对NS调节器来说，给定值位置销钉卡阻：小心修复。2.对USG调节器来说，外活动板件卡阻：修复。3.对于四针阀调节来说，给定值弹簧损坏：换弹簧。4.放大器小孔导阀卡阻：拆修装复。5.放大器排气孔堵塞：清洁。6.内部管子漏泄：换管子。7.旋钮丝脱扣：换新。2.4调节阀不动作1.阀的导向机构或阀杆卡阻:拆修装复2.阀门定位器导阀卡阻:拆修装复183.阀薄膜裂损:换薄膜2.5调节阀的开度（位移量）下调节器输出值不匹配1.阀薄漠片老化:更换。2.阀头脏腐：清洁阀头。3.阀密封填料过紧：拆修装复。2．6传感器无信号损坏或老化：换新。第三章气动系统与元件的维护保养3.1气动元件的维护检查维护检查的方主要任务是防患于未然，及时发现气动元件及系统的故障先兆并进行处理。保证气动元件及系统正常工作，延长其使用寿命。3．1．1维护检查的中心内容维护工作的中心内容是：3．1．1．1保证供给洁净的压缩空气压缩空气中通常含有水份、油份、粉尘等杂质。水份会使管道、阀、气缸腐蚀。油份会使橡胶、塑料、密封材料变质。进入阀体的粉尘是阀动作灵的主要原因。设计气动系统时选用合适的过滤器，可以清除压缩空气中的杂质。使用过滤器时应及时排除积存的液体，否则，当积存液体接近挡水板时，气流仍可将积存物卷起。3．1．1．2保证空气中含有适量的润滑油大多数气动执行元件和控制元件都要求适度的润滑。如果润滑不良将会造成以下事故：由于磨擦阻力增大而造成气缸推力不足，阀芯动作失灵；由于密封材料的磨损而造成缸推力不足，阀芯动作失灵；由于密封材料的磨损而造成空气泄漏；由于生锈会造成元件的损伤及动作失灵。润滑的方法一般均采用油雾器进行喷雾润滑。油雾器一般安装在过滤器，减压阀之后。应尽量靠近换向阀，与换向阀的距离通常按下述原则决定：油雾器与换向阀之间的管道容积应为气缸容积分80%以上。当管道中装有节流阀时，上述容积比例应当减半。油雾器的供油量一般不宜过多，通常每项10m3的自由空气供给1ml