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    氣源質(zhì)量是氣動執(zhí)行機構(gòu)無故障運行的保障

    2017-11-28 13:52:25  來源：“上海水興”ENG
    氣源質(zhì)量是氣動執(zhí)行機構(gòu)無故障運行的保障
    氣動薄膜調(diào)節(jié)閥

    空氣過濾器
    摘要：分析氣源質(zhì)量問題產(chǎn)生的根源及其引起的氣動執(zhí)行機構(gòu)故障。探討工業(yè)自動化氣動執(zhí)行機構(gòu)對氣源壓力和質(zhì)量的要求。
    關(guān)鍵詞：氣源質(zhì)量；氣動執(zhí)行機構(gòu)；過濾減壓閥；空壓機；

    氣動執(zhí)行機構(gòu)是以壓縮空氣作為動力源，驅(qū)動機構(gòu)作直行程或角行程運動。具有結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、速度快、行程長、過載安全、防爆等優(yōu)點。氣動執(zhí)行機構(gòu)出現(xiàn)故障百分之八十是由于氣源問題產(chǎn)生的�？諌簷C輸出的壓縮空氣中含有大量的水分、油和粉塵等污染物，傳輸管道中也含有粉塵、鐵銹等污染物。這些污染物對氣動執(zhí)行機構(gòu)的正常運行造成了巨大威脅。通常氣源生產(chǎn)系統(tǒng)都設有氣源處理設備，用氣設備終端處也設置過濾器、減壓閥等設備。氣源質(zhì)量的好壞很大程度上影響了氣動執(zhí)行機構(gòu)的故障率。
    氣動球閥
    一、氣源質(zhì)量問題所產(chǎn)生的影響

    氣動執(zhí)行機構(gòu)*常見的故障是加信號后不動作，沒有響應。然而引起這種現(xiàn)象的可能性很多，可能是因為無工作氣源或氣源壓力太低，可能是電氣轉(zhuǎn)換器（I/P）、電磁閥或定位器等換向定位原件故障、也可能是氣缸活塞內(nèi)漏等原因。維護人員需要根據(jù)控制回路的配置耐心排查，*終確定問題點。

    壓縮空氣推動活塞在缸筒內(nèi)移動，活塞和缸筒之間、活塞桿和前端蓋之間、缸筒和端蓋之間分別設有密封圈。氣源中含有過多的水分和油分，會洗掉氣缸內(nèi)壁及活塞上的潤滑脂，使氣缸動作不暢，加速密封圈的磨損和老化。如果氣源中含有大顆粒的粉塵，會劃傷氣缸內(nèi)壁或損傷密封圈，造成氣缸活塞漏氣，輸出推力變小。

    電氣轉(zhuǎn)換器（I/P）故障表現(xiàn)為輸入信號和氣源均正常，而輸出信號不準或不變化。電氣轉(zhuǎn)換器的原理如圖1所示，在電氣轉(zhuǎn)換器內(nèi)部有一個線圈（2），當電流信號送入線圈后，在內(nèi)部永磁鐵（4）的作用下，帶動擋板（5）接近（或遠離）噴嘴（6），引起噴嘴背壓增加（或減少），此背壓作用在膜片(m)上，與輸出壓力相平衡。從而實現(xiàn)輸入信號與輸出壓力成一一對應的比例關(guān)系。即輸入信號從4mA改變到20mA時，轉(zhuǎn)換器的輸出壓力從0.2～1bar變化。電氣轉(zhuǎn)換器故障，多數(shù)情況是因為氣源質(zhì)量問題，造成噴嘴堵塞。處理辦法是使用壓縮空氣吹掃并疏通噴嘴擋板。 

    氣動蝶閥
    電氣轉(zhuǎn)換器（I/P）原理圖

    定位器或電磁閥故障導致氣動執(zhí)行機構(gòu)不動作，是由于滑閥芯被卡住，不能移動引起的。為了金屬硬密封和降低靜態(tài)耗氣量，滑閥的設計和加工要求非常精確，滑閥芯和滑閥套之間的間隙通常只有0.01~0.02mm。如果氣源質(zhì)量不好或者設備安裝階段沒有充分吹掃管路，會引起滑閥芯被卡住，滑閥不能切換氣路，定位器或電磁閥就不能正常工作了。通常的處理辦法是，將滑閥芯取出，用布將滑閥芯搽拭干凈，使用壓縮空氣將滑閥套吹掃干凈，重新安裝即可。

    氣源質(zhì)量不好會使氣缸密封圈損傷或老化，潤滑脂失效，導致氣缸前后腔室串氣，氣缸端蓋和缸筒漏氣。表現(xiàn)為氣缸出力不足甚至不動作。處理辦法只能是更換密封圈和潤滑脂。
    氣動刀閘閥
    二、氣源質(zhì)量問題的根源

    從空壓機輸出的壓縮空氣中含有大量的水分、油和粉塵等污染物。

    壓縮空氣中的水分是濕空氣被壓縮后壓力露點上升，溫度下降后冷凝析出的。水分會造成氣源管道及氣動元器件腐蝕生銹；會使?jié)櫥蜐櫥冑|(zhì)或沖掉潤滑油潤滑脂；冬季水分會結(jié)冰，造成元器件動作不良。管道底部滯留水分會造成流量不足，壓力損失增大。水分的清除方法是在空壓機后安裝冷凝器和分離器或干燥器，水平管道安裝時設置一定的斜度，在低端安裝排水閥。

    壓縮空氣中的油分是空壓機工作過程中的潤滑油以油霧狀混入壓縮空氣中，隨壓縮空氣一起送出。油分會造成密封圈硬化，摩擦力變大，摩擦面磨損，空氣泄漏量增大；會使噴嘴擋板的節(jié)流孔堵塞。含油的壓縮空氣排到大氣中會造成環(huán)境污染。油分的清除方法是在空壓機出氣口安裝油霧分離器，在進入氣動裝置前再用油霧分離器進行過濾，定期更換過濾器濾芯。

    氣動球閥
    壓縮空氣中的粉塵固體顆粒來自空壓機吸入的有粉塵空氣和傳輸管道。粉塵流入氣動裝置，會造成氣動元件相對運動件磨損和卡死，滑閥動作失靈和不能換向；會加速密封件損傷，導致漏氣；會使噴嘴擋板的節(jié)流孔堵塞等。粉塵的排除方法是在壓縮機吸氣口安裝空氣過濾器，進入氣動裝置前再用空氣過濾器過濾，定期對過濾器進行清洗或更換。安裝接管前，需充分吹掃管道。

    氣動襯氟球閥
    三、工業(yè)自動化氣動執(zhí)行機構(gòu)對氣源的要求

    工業(yè)自動化氣動執(zhí)行機構(gòu)以活塞式氣缸為主，配以定位器、電磁閥等氣動控制元件。綜合考慮氣動元件、生產(chǎn)過程和產(chǎn)品、環(huán)境等因素對氣源的要求如下：

    3.1、壓力范圍：

    國家標準規(guī)定，儀表輸入端的氣源壓力公稱值為1.4、2.6、3.5、5.5、7 bar。通常氣缸的*高使用壓力為10 bar，多數(shù)氣動元件的*高使用壓力為7 bar。為了提高氣動執(zhí)行機構(gòu)的工作效率，工業(yè)自動化氣動執(zhí)行機構(gòu)輸入端氣源壓力為7 bar，允許波動范圍為其公稱值的±10%。氣動執(zhí)行機構(gòu)輸入端通常設置過濾減壓閥來進行減壓和穩(wěn)壓。

    3.2、氣源質(zhì)量：

    氣源中水蒸汽含量是以壓力露點來表示。在線壓力下的氣源露點應為環(huán)境溫度下限值至少低10℃。對于氣候非常寒冷的地區(qū)，可以設置加熱器來調(diào)節(jié)設備周圍溫度。氣源中含粉塵微粒直徑不應大于5 μm，*大濃度不大于5 mg／m3。氣源中油分含量不應大于1 mg／m3。

    氣源問題會使氣動執(zhí)行機構(gòu)的可靠性和使用壽命大大降低。國際標準組織（ISO）所屬壓縮機、氣動機械及工具委員會（TC118）在1986年提出了關(guān)于壓縮空氣質(zhì)量的國際標準ISO8573.1。我國等同采用了該標準，即國家標準GB/T13277－91《一般用壓縮空氣質(zhì)量等級》。只要氣源質(zhì)量符合標準，氣動執(zhí)行機構(gòu)的使用壽命可達十幾年，故障率非常低，甚至免維護。
    氣動襯氟蝶閥

    參考文獻：
    [1] SMC（中國）有限公司，現(xiàn)代實用氣動技術(shù) 第2版，北京：機械工業(yè)出版社，2003.10
    [2] 機械設計手冊編委會，《機械設計手冊 氣壓傳動與控制》，北京：機械工業(yè)出版社，2007.2
    [3] 中華人民共和國國家標準《GB/T 13277－91 一般用壓縮空氣質(zhì)量等級》
    [4] 中華人民共和國國家標準《GB/T 4830-1984 工業(yè)自動化儀表氣源壓力范圍和質(zhì)量》
    [5] 大連萬訊電力儀表有限公司，《STI氣動執(zhí)行機構(gòu)常見故障維修手冊》
     
    氣動偏心半球閥

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