氣動基礎培訓 總裝維修孫文國 前言 氣動傳動是以壓縮空氣作為介質來傳遞力和控制信號的一門自動化技術 它是通過氣缸和馬達使工作部件獲得所需要的直線往復運動和旋轉運動 利用各種氣動元件和裝置組成所需要的控制回路 從而實現自動化 氣動系統的組成 氣源裝置獲得壓縮空氣的裝置 如空氣壓縮機等 氣動執行元件將壓力能轉換成機械能的裝置 如氣缸 氣馬達 氣動控制元件控制氣體的壓力 流量及流動方向的元件 如各種壓力閥 流量閥 方向閥等 氣動邏輯元件具有一定邏輯功能的氣動元件 如與門 或門和和非門等元件 氣動輔助元件系統中除了上述四類元件外 其余的都屬輔助元件 使壓縮空氣凈化 潤滑 消聲以及用于元件間連接等元件 如過慮器 油霧器 消音器 管道 管接頭等 基本系統的組成 應用實例 氣動輔助元件 冷卻器壓縮氣體時 由于氣體體積減少 壓力增高 溫度也增高 對于一般空氣壓縮機來說 排氣溫度可達140 170 C 此時的壓縮空氣中含有的油 水均為氣態 成為易燃易爆的氣源 且它們的腐蝕作用很強 會損壞氣動裝置而影響系統的正常工作 因此必須在空壓機排氣口處安裝冷卻器 冷卻到40 50 C除油器除油器安裝在冷卻器后的管道上 它的作用是分離壓縮空氣中的油分 水分和灰塵等雜質 使壓縮空氣得到初步的凈化 氣動輔助元件 儲氣罐作用是用于消除氣體壓力波動 保證輸出氣流的穩定性 儲存一定量的壓縮空氣 當空壓機發生意外事故時 儲存罐中的壓縮空氣可以作為應急使用 空氣干燥器作用是吸收和排除壓縮空氣中的水分 油分和雜質 使濕空氣變成干空氣的裝置 從空壓機輸出的壓縮空氣經冷卻器 除油器 儲氣罐的初步凈化處理后已能滿足一般氣動系統的使用要求 但對于一些精密機械 儀表裝置還不能滿足要求 為了防止初步凈化后的氣體中所含的水分對精密機械 儀表產生銹蝕 需要進一步干燥和再精過濾 主要形式分兩種 冷凍式干燥器 吸附式干燥器 氣動輔助元件 過濾器作用是濾除壓縮空氣中的空氣雜質 達到系統所要求的凈化程度 分為一次過濾器 簡易空氣過濾器 主要安裝在空壓機之前 以過濾空氣中所含的一部分雜質 二次過濾器 空氣過濾器 在空壓機的輸出端使用的為二次過濾器 主要跟油霧器 減壓閥組合構成我們現場的三聯件 氣動輔助元件 油霧器氣動傳動中的各種閥和氣缸一般都需要潤滑 油霧器是一種特殊的注油裝置 它以壓縮空氣為動力 將潤滑油噴射成霧狀并混合于壓縮空氣中 隨著壓縮空氣的進入需要潤滑的部位 達到潤滑的目的 消音器氣動裝置的噪音一般比較大 尤其當壓縮氣體直接從氣缸或換向閥排向大氣時 由于閥內的氣路復雜且又狹窄 壓縮氣體以接近聲速 340m s 的流速從排氣孔排向大氣 較高的壓差使氣體體積急劇膨脹 產生渦流 引起氣體的振動 發出強烈噪音 一般可達100 120dB 嚴重危害人的健康 氣源 輔助原件和氣源凈化及調節元件圖形符號 氣源 輔助原件和氣源凈化及調節元件圖形符號 氣動控制元件 閥位的定義工作口的定義驅動方式的定義 閥的定義 閥的定義 工作口定義 驅動方式定義 氣彈簧 驅動方式定義 閥切換的實現 截止式 截止式 截止式 截止式 截止式 截止式 截止式 閥切換的實現 滑柱式 滑柱式 信號處理元件 信號處理元件 信號處理元件 工作原理 梭閥 信號處理元件 工作原理 雙壓閥 信號處理元件 工作原理 單向閥 信號處理元件 工作原理 快速排氣閥 信號處理元件 工作原理 單向節流閥 單向節流閥的應用 單向節流閥的應用爬行現象 以活塞桿伸出為例 見圖 當B腔的排氣流量大于A腔的進氣流量時 一旦兩腔的壓力差大于活塞最大靜摩擦力及負載 活塞就開始伸出運動 此時A腔容積變化增加較大 而供氣流量不足 致使A腔壓力又進一步下降 壓力差小于阻力負載 使活塞停止前進 直到A腔繼續進氣 活塞重新開始向前運動 這種忽停忽動 忽快忽慢的現象叫做爬行 采用排氣節流閥可以解決氣缸的 爬行 現象 信號處理元件 工作原理 壓力順序閥 信號處理元件 工作原理 延時閥 執行元件 執行元件 執行元件 氣控回路實例 1 氣控回路實例 2 電控制回路 電控制回路 自保回路 電控制回路 互鎖回路 同功能不同設計回路的比較之一 同功能不同設計回路的比較之二 邏輯圖紙與氣動圖紙間的轉換關系 邏輯圖紙與氣動圖紙間的轉換關系 邏輯圖紙與氣動圖紙間的轉換關系 邏輯圖紙與氣動圖紙間的轉換關系 氣動系統的維護和故障處理 對于任何設備及單元 當出現故障時 我們必須要理智的觀察設備周圍及設備系統的組成 必須清楚故障可能出現點及單元 必須清楚故障點或單元的能源走向 作出是否需要能源鎖定 鎖定方式 及釋放故障點及單元的殘余能量 確保安全高效維修 氣動系統可能出現的危險因素 高壓氣流對人體的傷害 存在高壓氣流的爆裂管路對人體的傷害 氣源中的潤滑油對眼鏡的傷害 氣缸的彈力能對人體的傷害 氣缸的勢能對人體的傷害 帶有高壓氣體拆卸 氣動元件在高壓氣體的作用下對人體的傷害等等 做到盡可能的將危險因素全部辨識出來是維修人員的必要的技能 牢記 一切事故都可以避免的 氣動系統的維護和故障處理 維護工作 可以分為日常性的維護工作及定期的維護工作 日常性的維護 每天必須進行的維護工作定期的維護工作 每周 每月或每季度 每年進行的維護工作 其目的是 保證氣動系統清潔干燥的壓縮空氣 保證氣動系統的氣密性 保證油霧潤滑元件得到必要的潤滑 保證氣動系統及元件得到規定的工作條件 如使用壓力 電壓等 保證氣動執行機構按預定的要求進行工作 氣動系統的維護和故障處理 日常維護工作的主要任務 冷凝水排放檢查潤滑油空壓機系統的管理 冷凝水排放涉及到整個氣動系統 從空壓機 后冷卻器 氣罐 管道系統及空氣過濾器 干燥機和自動排水器等 在作業結束時 應將各處冷凝水排放掉 以防夜間溫度低于零度 導致冷凝水結冰 由于夜間管道內溫度下降 會進一步析出冷凝水 故氣動裝置在每天運轉前 也應將冷凝水排出 注意查看自動排水器是否工作正常 水杯內不應存水過量 在氣動裝置運轉時 應檢查袖霧器的滴油量是否符合要求 油色是否正常 即袖中不應混入灰塵和水分等 空壓機系統的日常管理工作是 是否向后冷卻器供給了冷卻水 指水冷式 空壓機有否異常聲音和異常發熱 潤滑油位是否正常 氣動系統的維護和故障處理 每周的維護工作漏氣檢查油霧器管理漏氣檢查一般在休息日或機器停產時進行 這時氣動裝置已停止工作 車間內噪聲小 但管道內還有一定的空氣壓力 根據漏氣的聲音便可知何處存在泄漏 泄漏的原因有很多 嚴重泄漏處必須立即處理 如軟管破裂 連接處嚴重松動等 其他泄漏應做好記錄及時安排人員處理 1 管子連接部位松動 2 軟管破裂或被拉脫 3 空氣過濾器的水杯龜裂密封不良 彈簧折斷或損傷 灰塵嵌入 4 氣缸本體 密封圈磨損 螺釘松動 活塞桿損傷 氣動系統的維護和故障處理 確定漏氣部位 各檢查點涂肥皂液的辦法檢查漏氣 因其顯示漏氣的效果比聽聲音更靈敏 發現問題應對癥下藥 及時處理以節約能源 油霧器最好選用一周補油一次的規格 補油時要注意油量減少情況 若能油量太少 應重新調整滴油量 調整后的油量仍少或不滴油 應檢查油霧器進出口是否裝反 管道是否堵塞 所選油霧囂的規格是否合適 要了解所含潤滑油量是否適度 其方法是將一張清潔的白紙放在換向閥的排氣口附近 閥在工作三至四個循環后 若白紙上只有很輕的斑點 表明潤滑良好 氣動系統的維護和故障處理 每月或每季度的維護工作的主要內容 仔細檢查各處泄漏情況 緊固松動的螺釘和管接頭 檢查換向閥排出空氣的質量 檢查各調節部分的靈活性 檢查各指示儀表的正確性 檢查電磁換向閥切換動作的可靠性 檢查氣缸活塞桿的質量以及一切從外部能夠檢查的內容 看元件如自動排水閥能否自動排水 手動操作裝置能否正常動作 查氣缸運動是否平穩 速度及循環周期有否明顯變化 氣缸安裝架有否松動和異常變形 活塞桿連接有無松動 活塞桿表面有無銹器蝕 劃傷和偏磨的情況 壓縮空氣的處理質量 氣缸是否存在橫向負載等 氣動系統的維護和故障處理 通過擰減壓閥的旋轉手柄 檢查壓力可否調節 當系統壓力為零時 觀察壓力表的指針能否回零 空壓機入口過濾網眼有否堵塞 觀察各處壓力表指示值是否在規定范圍內 電磁閥應查電磁線圈的溫升 查閥的切換動作 讓電磁換向閥反復切換 從切換聲音可判斷閥的工作是否正常 對交流電磁閥 如有蜂鳴聲 應考慮動鐵芯與靜鐵芯沒離完全吸合 吸合面有灰塵 分磁環脫落或損壞等 各種行程開關 限位開關能否正常接通與斷開 維護檢修原則和項目 在元件的維護維修中 必須事前搞清楚元件在停止 運轉時的正常狀態及不正常狀態的現象 僅從數據資料及相關人員的說明等獲得的知識遠不夠 除此之外 應在實際操作中獲取經驗 這是非常重要的 氣動系統中各類元件的使用壽命差別較大 像換向閥 氣缸等有相對滑動部件的元件 其使用壽命較短 而許多輔助元件 由于可動部件少 相對壽命就長些 各種過濾器的使用壽命 主要取決于濾芯壽命 這與氣源處理后空氣的質量關系很大 維護檢修原則和項目 像急停開關這種不經常動作的間 要保證其動作可靠性 就必須定期進行維護 因此 氣動系統的維護周期只能根據系統的使用頻度 氣動裝置的重要性和日常維護 定期維護的狀況來確定 一般是每年大修l次 設備調試階段的初期故障 元件加工 裝配不良 如元件內孔的研磨不符合要求 零件毛刺未清除干凈 不清潔安裝 零件裝錯 裝反 裝配時對中不良 緊固螺釘擰緊力短不恰當 零件材質不符合要求 外購零件 如密封圈 彈簧 質量差等 設計錯誤 設計元件時對元件的材料選用不當加工工藝要求不合理等 對元件的特點 性能和功能了解不夠 造成回路設計時元件選用不當 設計的空氣處理系統不能滿足氣動元件和系統的要求 回路設計出現錯誤 安裝不符合要求 安裝時 元件且管道內吹洗不干凈 使灰塵 密封材料碎片等雜質混入 造成氣動系統故障 安裝氣缸時存在偏載 管道的固定 防振動等沒有采取有效措施維護管理不善 如未及時排放冷凝水 未及時給油霧器補油等 突發故障 系統在穩定運行期間突然發生的故障 例如 油杯和水杯都是用聚碳酸脂材料制成的 如它們在有機溶劑的霧氣中工作 就有可能突然破裂 空氣或管路中 殘留的雜質混入元件內部 突然使相對運動部件卡死 彈簧突然折斷 軟管突然破裂 電磁閥線圈突然燒毀 突然停電造成回路誤動作等有些突發故障是有先兆的 如排出的空氣中出現雜質和水分表明過濾器已失效 應及時查明原因 予以排除 不要釀成突發故障 但有些突發故障是無法預測的 只有采取安全措施加以防范 或準備一些易損元件 以備及時更換失效元件參照生產日期 使用日期及使用的頻度以及已經出現的某些征兆 如反常聲音 泄漏越來越大 氣缸運行不平穩等 來大致預測老化故障的發生期限是可能的 維修方法 經驗法是判斷故障的一種有效方法 可按中醫診斷病人的四字 望聞問切 進行 l 望 如看執行元件的運動速度有無異常變化 各測壓點的壓力表顯示的壓力是否符合要求 有無大的波動 潤滑油的質量相滴油量是否符合要求 冷凝水能否正常排出 換向閥排氣口排出空氣是否干凈 電磁閥的指示燈顯示是否正常 緊固螺釘及管接頭有無松動 管道有無扭曲和壓扁 有無明顯振動存在 加工質量有無變化等 2 聞 包括耳聞和鼻聞 如氣缸A換向閥換向時有無異常聲音 系統停止工作但尚未泄壓時 各處有無漏氣 漏氣聲音及其大小以及每天的變化狀況 電磁線圈和密封固有元過熱而發出特殊氣味等 維修方法 3 問 即查閥氣動系統的技術檔案 了解系統的工作程序 運行要求及主要技術參數 查閥產品樣本 了解每個元件的作用 結構 功能和性能 查閥維護檢查