【壓縮機網(wǎng)】一、引言
空壓機是氣源裝備中的主體，它是將機械能轉換成氣體壓力能的能源轉換裝備，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，主要負責壓縮空氣，完成能量的轉換。再詳細一點(diǎn)的說(shuō)，就是通過(guò)曲柄的圓周運動(dòng)來(lái)帶動(dòng)連桿和活塞組件進(jìn)行直線(xiàn)運動(dòng)，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，主要負責儲存壓縮后的氣體，完成能量的存續。3.管閥組件：是空壓機的輸控部件，主要負責連接泵頭和氣罐輸送氣體，并控制氣體流通。
這三者之中，最易出現問(wèn)題的是管閥組件，但是它出現的問(wèn)題一般都比較容易修復，且對機器的整體功能影響較小。其次是泵頭組件，這個(gè)組件出現的問(wèn)題都會(huì )導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(gè)出現故障的幾率是最低的，但是，一旦出現故障就可能導致安全隱患，需要第一時(shí)間處理。知道了各個(gè)組成部分的功能之后，我們在分析故障的時(shí)候就可以少走彎路了。
二、案例1
2009年3月某日，當筆者將自己研發(fā)的新產(chǎn)品A，送到壽命實(shí)驗室兩周后的某天，接到實(shí)驗室電話(huà)，說(shuō)實(shí)驗已經(jīng)結束，要求到現場(chǎng)一起進(jìn)行機器的拆機分析。具體的拆機現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(gè)正常完成了壽命試驗的案例，試驗中間沒(méi)有任何異常。我們所做的，只是根據最終的拆檢現狀，進(jìn)一步改良這臺樣機，這種案例相對來(lái)說(shuō)，分析和解決起來(lái)，相對比較簡(jiǎn)單。
三、案例2（表2）
這個(gè)案例2的試驗條件是：使機器一直通電，設置充放氣時(shí)間比為1：1，讓機器實(shí)現自動(dòng)在120～150PSI壓力范圍內循環(huán)跑機200小時(shí)。試驗目的是：考核機器的電機、缸套、活塞墊、皮帶、出氣管等關(guān)鍵部件的壽命是否滿(mǎn)足200小時(shí)。
樣機裝配完成后，正式開(kāi)始壽命試驗前，一般先進(jìn)行溫升試驗，避免機器因為過(guò)高發(fā)熱導致其他影響，同時(shí)也讓機器的各個(gè)部件之間有一個(gè)初步的磨合。
當看到這密密麻麻的故障的時(shí)候，你肯定對這個(gè)產(chǎn)品失去了信心，筆者自己也充滿(mǎn)了絕望。但是，低落的情緒是不能幫忙解決問(wèn)題的。所以，我們還得坐下來(lái)，冷靜的分析整個(gè)試驗過(guò)程。
此類(lèi)案例的具體分析過(guò)程是這樣的：首先拿到最終的試驗記錄時(shí)，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(wú)關(guān)的結果先放到一邊。對于在目的范圍內的問(wèn)題，要先排除掉那些可以直接判斷出原因的問(wèn)題。然后，再劃分出來(lái)同類(lèi)別的問(wèn)題，最后剩下的疑難雜癥也就一兩個(gè)了，再細細推斷。
案例2的具體分析過(guò)程是這樣的：1.排除掉弧形開(kāi)關(guān)的問(wèn)題。因為更換了一個(gè)新的同廠(chǎng)家開(kāi)關(guān)后，機器就一直沒(méi)再發(fā)生故障，所以這個(gè)問(wèn)題歸結為裝配問(wèn)題，且是在可控范圍內的問(wèn)題。2.出氣管斷裂的問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題屬于設計問(wèn)題，可以借鑒之前的設計案例進(jìn)行改進(jìn)，且改進(jìn)后的結構經(jīng)歷過(guò)驗證，屬于成熟結構可以直接使用，再注意一下熱處理工藝就完全解決了。前兩個(gè)問(wèn)題，就是屬于第一步可以直接得出原因和結論的問(wèn)題，也都為可控問(wèn)題，風(fēng)險系數較小，可以快速解決。
3.皮帶損壞問(wèn)題：本實(shí)驗共計使用了三個(gè)品牌的皮帶，通過(guò)現象來(lái)看，上海某品牌的皮帶屬于設計拉斷強度不夠，還沒(méi)等長(cháng)時(shí)間使用短短幾小時(shí)就速死了；gates品牌的皮帶運行了約100小時(shí)，出現最終的焦炭狀掉齒現象。首先說(shuō)明運行初期這個(gè)皮帶的設計張力和抗拉斷強度都是滿(mǎn)足要求的，但是隨著(zhù)時(shí)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(gè)馬牌的皮帶總共運行了約20小時(shí)，但是未發(fā)生斷裂，也說(shuō)明這個(gè)品牌的設計張力和抗拉斷強度也都是滿(mǎn)足要求的，至于耐溫性能需要進(jìn)一步的驗證。
4.活塞環(huán)損壞的問(wèn)題：運行約10小時(shí)，W品牌活塞環(huán)就出現翻邊起皺的現象，說(shuō)明這個(gè)活塞環(huán)的材質(zhì)配方偏軟，不能滿(mǎn)足高轉速、高壓力產(chǎn)品的使用；K品牌活塞環(huán)共計運行約90小時(shí)，未出現翻邊起皺的現象，這說(shuō)明它自身設計強度可以滿(mǎn)足高轉速、高壓力產(chǎn)品的使用。但是，經(jīng)過(guò)90小時(shí)就磨損到不能正常打氣，這說(shuō)明材料的耐磨性能不好，需要進(jìn)一步提高。第三個(gè)和第四個(gè)問(wèn)題就屬于兩個(gè)同類(lèi)別的分析方式，可以通過(guò)相互的對比得出各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，針對性的進(jìn)行解決。
最后剩下的三個(gè)問(wèn)題就需要仔細的推敲了，首先我們可以根據現場(chǎng)的痕跡以及經(jīng)驗推斷，是偏心輪的軸承由于長(cháng)時(shí)間高溫運行，導致油脂流失、鋼珠飛出、內外圈剝離，致使高速運動(dòng)的連桿受到突變的剪切力斷裂。這里涉及到了兩個(gè)方面：第一軸承的耐溫參數，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，再結合本產(chǎn)品是皮帶傳動(dòng)的機構，會(huì )發(fā)現，電機軸的斷裂和連桿的斷裂沒(méi)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(zhù)長(cháng)時(shí)間的運行，溫度和振動(dòng)在逐漸的變大，溫度升高導致軸承油脂流失，軸承油脂的流失，導致振動(dòng)變得更大，高強度和高頻次的振動(dòng)，導致電機軸薄弱的位置斷裂。
通過(guò)這一系列的分析，整個(gè)實(shí)驗的過(guò)程就清晰的展現在我們的面前了，同樣，明確的應對方案也成竹在胸了。
四、結語(yǔ)
遇到問(wèn)題諸多的試驗樣機并不可怕，我們要像醫生診斷疾病一樣，進(jìn)行“望、聞、問(wèn)、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(huì )得出想要的結論。
參考文獻
[1]成大先.機械設計手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社.2007
[2]于惠力.機械零部件設計禁忌[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)便攜式往復活塞空壓機[S].1999
作者簡(jiǎn)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。
來(lái)源：本站原創(chuàng )
空壓機是氣源裝備中的主體，它是將機械能轉換成氣體壓力能的能源轉換裝備，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，主要負責壓縮空氣，完成能量的轉換。再詳細一點(diǎn)的說(shuō)，就是通過(guò)曲柄的圓周運動(dòng)來(lái)帶動(dòng)連桿和活塞組件進(jìn)行直線(xiàn)運動(dòng)，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，主要負責儲存壓縮后的氣體，完成能量的存續。3.管閥組件：是空壓機的輸控部件，主要負責連接泵頭和氣罐輸送氣體，并控制氣體流通。
這三者之中，最易出現問(wèn)題的是管閥組件，但是它出現的問(wèn)題一般都比較容易修復，且對機器的整體功能影響較小。其次是泵頭組件，這個(gè)組件出現的問(wèn)題都會(huì )導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(gè)出現故障的幾率是最低的，但是，一旦出現故障就可能導致安全隱患，需要第一時(shí)間處理。知道了各個(gè)組成部分的功能之后，我們在分析故障的時(shí)候就可以少走彎路了。
二、案例1
2009年3月某日，當筆者將自己研發(fā)的新產(chǎn)品A，送到壽命實(shí)驗室兩周后的某天，接到實(shí)驗室電話(huà)，說(shuō)實(shí)驗已經(jīng)結束，要求到現場(chǎng)一起進(jìn)行機器的拆機分析。具體的拆機現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(gè)正常完成了壽命試驗的案例，試驗中間沒(méi)有任何異常。我們所做的，只是根據最終的拆檢現狀，進(jìn)一步改良這臺樣機，這種案例相對來(lái)說(shuō)，分析和解決起來(lái)，相對比較簡(jiǎn)單。
三、案例2（表2）
這個(gè)案例2的試驗條件是：使機器一直通電，設置充放氣時(shí)間比為1：1，讓機器實(shí)現自動(dòng)在120～150PSI壓力范圍內循環(huán)跑機200小時(shí)。試驗目的是：考核機器的電機、缸套、活塞墊、皮帶、出氣管等關(guān)鍵部件的壽命是否滿(mǎn)足200小時(shí)。
樣機裝配完成后，正式開(kāi)始壽命試驗前，一般先進(jìn)行溫升試驗，避免機器因為過(guò)高發(fā)熱導致其他影響，同時(shí)也讓機器的各個(gè)部件之間有一個(gè)初步的磨合。
當看到這密密麻麻的故障的時(shí)候，你肯定對這個(gè)產(chǎn)品失去了信心，筆者自己也充滿(mǎn)了絕望。但是，低落的情緒是不能幫忙解決問(wèn)題的。所以，我們還得坐下來(lái)，冷靜的分析整個(gè)試驗過(guò)程。
此類(lèi)案例的具體分析過(guò)程是這樣的：首先拿到最終的試驗記錄時(shí)，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(wú)關(guān)的結果先放到一邊。對于在目的范圍內的問(wèn)題，要先排除掉那些可以直接判斷出原因的問(wèn)題。然后，再劃分出來(lái)同類(lèi)別的問(wèn)題，最后剩下的疑難雜癥也就一兩個(gè)了，再細細推斷。
案例2的具體分析過(guò)程是這樣的：1.排除掉弧形開(kāi)關(guān)的問(wèn)題。因為更換了一個(gè)新的同廠(chǎng)家開(kāi)關(guān)后，機器就一直沒(méi)再發(fā)生故障，所以這個(gè)問(wèn)題歸結為裝配問(wèn)題，且是在可控范圍內的問(wèn)題。2.出氣管斷裂的問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題屬于設計問(wèn)題，可以借鑒之前的設計案例進(jìn)行改進(jìn)，且改進(jìn)后的結構經(jīng)歷過(guò)驗證，屬于成熟結構可以直接使用，再注意一下熱處理工藝就完全解決了。前兩個(gè)問(wèn)題，就是屬于第一步可以直接得出原因和結論的問(wèn)題，也都為可控問(wèn)題，風(fēng)險系數較小，可以快速解決。
3.皮帶損壞問(wèn)題：本實(shí)驗共計使用了三個(gè)品牌的皮帶，通過(guò)現象來(lái)看，上海某品牌的皮帶屬于設計拉斷強度不夠，還沒(méi)等長(cháng)時(shí)間使用短短幾小時(shí)就速死了；gates品牌的皮帶運行了約100小時(shí)，出現最終的焦炭狀掉齒現象。首先說(shuō)明運行初期這個(gè)皮帶的設計張力和抗拉斷強度都是滿(mǎn)足要求的，但是隨著(zhù)時(shí)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(gè)馬牌的皮帶總共運行了約20小時(shí)，但是未發(fā)生斷裂，也說(shuō)明這個(gè)品牌的設計張力和抗拉斷強度也都是滿(mǎn)足要求的，至于耐溫性能需要進(jìn)一步的驗證。
4.活塞環(huán)損壞的問(wèn)題：運行約10小時(shí)，W品牌活塞環(huán)就出現翻邊起皺的現象，說(shuō)明這個(gè)活塞環(huán)的材質(zhì)配方偏軟，不能滿(mǎn)足高轉速、高壓力產(chǎn)品的使用；K品牌活塞環(huán)共計運行約90小時(shí)，未出現翻邊起皺的現象，這說(shuō)明它自身設計強度可以滿(mǎn)足高轉速、高壓力產(chǎn)品的使用。但是，經(jīng)過(guò)90小時(shí)就磨損到不能正常打氣，這說(shuō)明材料的耐磨性能不好，需要進(jìn)一步提高。第三個(gè)和第四個(gè)問(wèn)題就屬于兩個(gè)同類(lèi)別的分析方式，可以通過(guò)相互的對比得出各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，針對性的進(jìn)行解決。
最后剩下的三個(gè)問(wèn)題就需要仔細的推敲了，首先我們可以根據現場(chǎng)的痕跡以及經(jīng)驗推斷，是偏心輪的軸承由于長(cháng)時(shí)間高溫運行，導致油脂流失、鋼珠飛出、內外圈剝離，致使高速運動(dòng)的連桿受到突變的剪切力斷裂。這里涉及到了兩個(gè)方面：第一軸承的耐溫參數，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，再結合本產(chǎn)品是皮帶傳動(dòng)的機構，會(huì )發(fā)現，電機軸的斷裂和連桿的斷裂沒(méi)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(zhù)長(cháng)時(shí)間的運行，溫度和振動(dòng)在逐漸的變大，溫度升高導致軸承油脂流失，軸承油脂的流失，導致振動(dòng)變得更大，高強度和高頻次的振動(dòng)，導致電機軸薄弱的位置斷裂。
通過(guò)這一系列的分析，整個(gè)實(shí)驗的過(guò)程就清晰的展現在我們的面前了，同樣，明確的應對方案也成竹在胸了。
四、結語(yǔ)
遇到問(wèn)題諸多的試驗樣機并不可怕，我們要像醫生診斷疾病一樣，進(jìn)行“望、聞、問(wèn)、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(huì )得出想要的結論。
參考文獻
[1]成大先.機械設計手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社.2007
[2]于惠力.機械零部件設計禁忌[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)便攜式往復活塞空壓機[S].1999
作者簡(jiǎn)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。
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