往復(fù)式壓縮機(jī)系統(tǒng)由機(jī)身、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、氣缸、附屬設(shè)備及潤(rùn)滑系統(tǒng)組成。而內(nèi)部結(jié)構(gòu)則由氣缸、活塞、氣閥、主軸、連桿十字頭及氣閥、活塞環(huán)等部件組成。
易損件——?dú)忾y
氣閥是空壓機(jī)的重要部件，壓縮機(jī)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(xù)進(jìn)行。氣閥工作的好壞直接影響壓縮機(jī)的排氣量、排氣溫度、功率消耗和運(yùn)行的可靠性。
氣閥是活塞式空壓機(jī)的主要易損件之一。
一、氣閥的構(gòu)造
往復(fù)式空壓機(jī)一般采用自動(dòng)閥，其啟閉靠作用在氣閥上的壓差與彈簧彈力來實(shí)現(xiàn)。
1. 閥座
閥座用于支承閥片，上面開有由閥片控制開關(guān)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。
2. 閥片
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(guān)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(yīng)光滑平整無(wú)傷痕。
閥片一般采用強(qiáng)度高、韌性好、耐磨和耐腐蝕的合金鋼制造，加工中要經(jīng)淬火和回火處理，其厚度一般為0.8mm～3mm。為了提高耐沖擊強(qiáng)度，閥片的兩面均經(jīng)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(zhǎng)，但強(qiáng)度較差，熱變形大。
3. 彈簧
彈簧的主要作用是使氣閥關(guān)閉及時(shí)，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(shè)彈簧。氣閥工作時(shí)，彈簧周期地被壓縮和伸長(zhǎng)，故多用具有較高疲勞強(qiáng)度的高級(jí)彈簧鋼絲制造。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(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向裝置。閥片的升程對(duì)氣閥的工作影響很大。升程過大，閥關(guān)閉時(shí)的沖擊就大，且關(guān)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(jīng)閥時(shí)的阻力損失將增大。
二、氣閥易損機(jī)理
圖-壓縮機(jī)氣閥斷裂
氣閥損壞主要由氣閥零件的機(jī)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(cè)的壓力差引起的均布載荷。由于氣缸內(nèi)的壓力從吸入壓力到排出壓力產(chǎn)生周期性的變化，故屬于脈動(dòng)循環(huán)的交變載荷。在這種載荷作用下，閥片將產(chǎn)生彎曲疲勞破壞，在其平均直徑附近產(chǎn)生環(huán)向裂紋。
②與升程限制器、閥座撞擊時(shí)引起的沖擊載荷。其撞擊力的大小與閥片的質(zhì)量和閥片的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。
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(fā)熱；
②高壓級(jí)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(jī)流量降低。
2. 排氣閥漏泄的征兆
①該閥和閥蓋異常發(fā)熱；
②該級(jí)排氣溫度升高；
③中間冷卻器氣壓升高（后級(jí)排氣閥漏）或降低（前級(jí)排氣閥漏）；
④空壓機(jī)流量降低。
四、氣閥損壞的原因
在每個(gè)工作循環(huán)中，閥片與升程限制器、閥座各撞擊一次。
實(shí)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(nèi)部缺陷引起的應(yīng)力集中，在循環(huán)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(chǎn)生摩擦、磨損，引起閥片失效；
4. 氣閥在工作時(shí)包圍在介質(zhì)之中，受到介質(zhì)的高速?zèng)_刷和腐蝕，閥片表面的保護(hù)膜被破壞，閥片局部出現(xiàn)腐蝕麻點(diǎn)或空洞。
此外，積炭也是氣閥損壞的一種形式。
積碳主要是汽缸長(zhǎng)期注油或者壓縮介質(zhì)雜質(zhì)造成，積碳危害很大，可加快活塞環(huán)、支撐環(huán)的磨損，縮短使用壽命。
五、注意事項(xiàng)及預(yù)防措施
減緩沖擊力是延長(zhǎng)閥片壽命的重要措施。為提高氣閥的使用壽命，在設(shè)計(jì)、制造時(shí)，一方面應(yīng)采用質(zhì)量小的材料做閥片；另一方面在結(jié)構(gòu)上盡量減少升程高度，增大彈簧力。
另外，氣閥使用時(shí)還需注意以下注意事項(xiàng)和預(yù)防措施：
1. 必須按照標(biāo)準(zhǔn)購(gòu)買所有零件，特別是閥片和彈簧。
2. 裝配氣閥時(shí)，按圖紙核對(duì)所有零件。特別是，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(dòng)能大；升程高度過小，功率消耗增大。
3. 保存準(zhǔn)確的氣閥工作記錄；并根據(jù)氣閥特點(diǎn)。制定檢修周期，對(duì)氣閥進(jìn)行定期更換。同時(shí)應(yīng)經(jīng)常檢查氣閥的運(yùn)行狀態(tài)，一般通過觀察與分析各級(jí)壓力比及溫度的變化、手摸耳聽等簡(jiǎn)易辦法，判斷氣閥是否運(yùn)行正常。
4. 嚴(yán)格按規(guī)定定保間隔期限對(duì)氣閥進(jìn)行正確的保養(yǎng)，保養(yǎng)的內(nèi)容主要是進(jìn)行清洗檢查和做氣密性檢驗(yàn)。清洗時(shí)，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(shí)際上往往由于檢查不細(xì)，使氣閥在已有裂痕、不平整等輕度缺陷的情況下繼續(xù)裝上運(yùn)行，這樣就使氣閥故障逐漸擴(kuò)大。
若有一個(gè)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?？紤]易損件的使用壽命，閥片和彈簧連續(xù)使用400小時(shí)必須全部予以更換，閥座的壽命值是8000小時(shí)，到時(shí)也應(yīng)考慮更換。
5. 氣閥組件安裝應(yīng)嚴(yán)格遵守裝配技術(shù)要求。安裝上機(jī)時(shí)要防止漏裝、錯(cuò)裝。如在將氣閥裝上機(jī)身上時(shí)，中間頂緊螺絲忘記擰緊，使整個(gè)氣閥在機(jī)身上松動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生敲擊而使氣閥損壞。在運(yùn)用車削、磨削等方法對(duì)閥座、升程限制器進(jìn)行修復(fù)時(shí)要注意遵守修理規(guī)范，不能降低閥體的強(qiáng)度。
6. 通常氣閥的輕微異常會(huì)在其完全損壞前的較長(zhǎng)一段時(shí)間里發(fā)生變化，操作人員可用看、聽、摸的辦法來確定是哪一只氣閥出現(xiàn)了問題。但在許多情況下，見整機(jī)尚能運(yùn)轉(zhuǎn)而不加以細(xì)查，讓空壓機(jī)帶病運(yùn)行，使氣閥損壞程度加劇。因此，操作人員應(yīng)經(jīng)常對(duì)氣閥運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查，即使是輕度故障現(xiàn)象也應(yīng)予以重視并及時(shí)排除，不輕易放過。
7. 對(duì)冷卻水進(jìn)行軟化處理，并注意對(duì)中間冷卻器、后冷卻器及氣液分離器等進(jìn)行定期或連續(xù)排污，以減緩熱交換器結(jié)垢，保證其熱交換效果。
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(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，避免冷卻水進(jìn)入氣缸發(fā)生強(qiáng)烈沖擊而損傷閥片。
易損件——活塞環(huán)
活塞環(huán)做反復(fù)工作實(shí)現(xiàn)氣體壓縮來保證機(jī)器的運(yùn)作。由于活塞在往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)行的過程中，一直都在做如此劇烈的運(yùn)動(dòng)，在與使用時(shí)間的增加、安裝過程中的失誤以及操作不當(dāng)?shù)葐栴}的共同作用下，往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞環(huán)很容易出現(xiàn)故障。
活塞環(huán)一般會(huì)出現(xiàn)三種故障。
一、卡死故障
在活塞環(huán)制作與設(shè)計(jì)的過程中，由于活塞環(huán)所處往復(fù)式壓縮機(jī)的位置和作用的客觀要求決定，活塞環(huán)的體積比較小，環(huán)槽間隙非常小，一般物質(zhì)受熱體積會(huì)膨脹遇冷也會(huì)縮小，因此在受熱的過程中活塞環(huán)很容易膨脹卡死。
二、磨損故障
如果往復(fù)式壓縮機(jī)活塞設(shè)計(jì)的比較大，活塞與氣缸之間的間隙就比較小，在往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)作的過程中，活塞會(huì)不斷的摩擦氣缸，內(nèi)部產(chǎn)生的氣體，也會(huì)加快活塞的壽命；
如果往復(fù)式壓縮機(jī)活塞設(shè)計(jì)的比較小，活塞與氣缸之間的間隙就比較大，雖然在往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)行的過程中，不會(huì)發(fā)生活塞與氣缸之間的摩擦，但是由于兩者之間的空隙過大就會(huì)使產(chǎn)生的氣體不斷的沖擊潤(rùn)滑膜久而久之，潤(rùn)滑膜就會(huì)出現(xiàn)損壞。
三、斷裂故障
活塞環(huán)的斷裂一般是由兩種情況造成的：
一是由于活塞環(huán)與缸套在設(shè)計(jì)的過程中出現(xiàn)差錯(cuò)，致使兩者之間不完全匹配，在往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)行的過程中由于兩者之間間隙比較小，加之產(chǎn)生氣體的雙重作用之下，造成活塞環(huán)的斷裂；
二是雖然活塞環(huán)與缸套是完全匹配的，但是隨著使用時(shí)間的加速，磨損情況越來越嚴(yán)重，最終會(huì)沖破材料彈性的臨界值導(dǎo)致活塞環(huán)斷裂。
往復(fù)式壓縮機(jī)適用壓力范圍廣，因依靠容積變化的原理工作，因而不論其流量大小，都能達(dá)到很高的工作壓力，因而在實(shí)際應(yīng)用范圍上很廣?；钊h(huán)作為一種消耗件，在使用一段時(shí)間后必須更換，所以各位7友在維護(hù)壓縮機(jī)過程中，發(fā)現(xiàn)氣缸溫度變化或者壓力下降，產(chǎn)生雜音，就要及時(shí)檢查，防止因?yàn)榛钊h(huán)損壞而出現(xiàn)大的故障。
文章來源：微信公眾號(hào)（設(shè)備管理研習(xí)社）
