活塞式空气压缩机故障与排除

活塞式空气压缩机故障与排除
空气压缩机简称压缩机或空压机, 是用来提高气体压力和输送气体的机械设备。

从能量的观点来看, 压缩机属于将原动机的动力能转变为气体压力能的机器。

随着科学技术的发展, 压力能的应用日益广泛, 使得压缩机在国民经济建设的许多部门中成为必不可少的关键设备之一。

压缩机在运转过程中, 难免会出现一些故障, 甚至事故。

故障是指压缩机在运行中出现的影响排气的不正常情况, 一经排除, 压缩机就能恢复正常工作; 而事故则是指出现了破坏性情况, 如果不进行修复, 压缩机就不能正常工作。

两者是关联的, 如果发现故障不及时排除, 有可能会造成重大事故。

本文主要分析了活塞式空压机常见故障、事故及其原因, 提出了可行的排除方法及预防措施, 对空压机安全运行、提高平均无故障运行时间有指导意义, 对提高其生产效率有重大意义。

第一章润滑系统故障
一、油压突然降低
1、油池油量不足——加油
2、油压表失灵——更换
3、管路堵塞——清洗
4、油泵机械故障——检修
二、油压逐渐降低
1、压油管漏油——检修
2、过滤器堵塞——清洗
3、连杆、油泵等机械磨损——检修,更换
4、油液性能不符——更换
三、润滑油温度过高
1、润滑油供应不足——添加润滑油,检查油路
2、润滑油性能差——清洗油箱,更换润滑油
3、运动机构磨损或配合过紧——检修
4、冷却系统故障——检修
四、润滑油消耗量过大
1、润滑部位漏油——更换密封圈,紧固连接件
2、注油器供油过多——调节
3、刮油效果差——检修或更换刮油环
4、活塞环磨损——更换新品
5、活塞磨损——更换新品
6、气缸磨损——更换新品
五、空压机漏油
故障现象:空压机外表有润滑油溢出。

故障原因:
1、油封脱落或油封缺陷漏油。

2、主轴松旷导致油封漏油。

3、结合面渗漏,进、回油管接头松动。

4、皮带安装过紧导致主轴瓦磨损。

5、铸造或加工缺陷。

故障的判断与排除方法:
1、油封部位,检查油封是否有龟裂、内唇口有无开裂或翻边。

有上述情况之一的应更换;检查油封与主轴结合面有否划伤与缺陷,存在划伤与缺陷的应予更换。

检查回油是否畅通,回油不畅使曲轴箱压力过高导致油封漏油或脱落,必须保证回油管最小管径,并且不扭曲、不折弯,回油顺畅。

检查油封、箱体配合尺寸,不符合标准的予以更换。

2、用力搬动主轴检查颈向间隙是否过大,间隙过大应同时更换轴瓦及油封。

3、检查各结合部密封垫密封情况,修复或更换密封垫;检查进、回油接头螺栓及箱体螺纹并拧紧。

4、检查并重新调整皮带松紧程度,拇指按下10毫米为宜。

5、检查箱体铸造或加工存在的缺陷(如箱体安装处回油孔是否畅通) , 修复或更换缺陷件。

六、空压机窜油
故障现象:
1、在空气滤清器及排气口有机油溢出。

2、储气罐(湿) 放水时有过量的机油溢出。

故障原因:
1、吸气受阻或进气过滤不好。

2、回油受阻。

3、空压机缸套与活塞及活塞环磨损过甚或油环装反、卡滞而润滑油上窜。

4、空压机冷却不完全。

5、脏物没有经常从储气罐内排出。

6、空压机运行时间过长。

7、发动机曲柄箱的压力过高。

8、发动机油压过高。

9、润滑油变质。

10、空压机有缺陷。

故障的判断与排除方法:
1、检查空压机滤清器,如果有损坏、缺陷或不干净的空气滤芯,及时更换损坏部件; 检查空压机进气管是否有扭结或变形, 保证进气管道具有最低要求的内圈直径(建议15.9毫米以上) 。

2、检查回油管是否有过多的弯曲、扭结及障碍。

建议最小回油管内径为(12毫米) 。

回油管道必须一直从空压机下降到发动机曲轴箱内。

3、检查并测量空压机缸套、活塞环磨损及损坏情况及装配情况,磨损严重的应予更换。

4、针对空压机的空气冷却部分,要:清除在散热片上累积的油污、烟灰或不干净物。

发现损坏的零件要更换;检查损坏的散热片,发现损坏的零件要更换。

针对空压机的水冷却部分,要:检查适当的冷却管道尺寸(建议管道的最小直径为9.5毫米) ,检查空压机的冷却剂流通情况,在发动机调节速度时候,最低允许的流量
是每分钟5升。

如果冷却剂流量缓慢,检查冷却管道和配件积累的锈、扭结和限制因素。

5、检查水温不能超过93℃。

检查储气筒上的气阀,保证它们运行正常。

建议车辆装备自动排气阀。

并在储气筒前适当地配备使空气干燥的空气干燥装置。

6、车辆在刹车没有使用的情况下,泄露每分钟不能超过6.9千帕压力下降,在使用刹车情况下每分钟20.7千帕。

如果泄露过多,检查系统漏气并修理。

检查卸荷系统是否工作并修复。

7、测试发动机曲轴箱压力是否过高,更换或修理曲柄轴箱的通风设备。

油尺的松动或部分抬起表明曲轴箱的压力有问题。

8、检查发动机润滑压力(空压机进油口处) ,并与额定压力相比较。

9、更换合格润滑油。

10、只有在确认了上述诸原因都不存在的情况下,才能更换或修理空压机。

第二章冷却系统故障
一、冷却水温正常,排气温度过高
1、供水不足、漏水——调整供水,检修管路
2、管路积垢——清洗水路
3、冷却器效率低——检修冷却器
二、出水温度高,冷却效果差
1、供水不足、漏水——调整供水,检修管路
2、进水温度高——控制进水温度
三、气缸内有水
1、缸密封垫片破裂——检修
2、中间(后)冷却器密封不严或管子破裂——检修
第三章压力异常
一、排气压力过高
1、负荷调节器失灵或调整不当——吹洗、检修和调整
2、减荷阀失灵——吹洗、检修和调整
二、排气压力过低
1、安全阀故障——检修
2、气阀座泄漏或活塞环磨损——检修
3、空气过滤器严重堵塞——检修
4、吸气阀片或者排气阀片损坏、漏气——应更换
5、气阀垫或缸盖垫漏气——应重新紧固好,如有损坏应换新垫
6、排泄旋塞未关闭——应停机关闭
7、吸排气阀口附近有脏物,影响阀片正常工作——应清除赃物
8、压力表失灵——换新品
9、排气管路漏气——修理清除
10、进气管阻塞——应清洗或更换
11、活塞环、导向环或气缸磨损严重,漏气——应更换
三、进、排气阀漏气
1、阀片断裂——更换检修
(1)弹簧折断,阀片受力不均
(2)弹簧不垂直或同一阀片上各弹簧的弹力相差过大,使阀片受力不均
(3)弹簧弹力过小,使阀片受到较大冲击
(4)阀片材料不良或制造质量不良
(5)润滑油过多,影响阀片正常启闭,同时容易积碳垢,使阀片脏污2、阀片与阀座密封不严
(1)阀片与阀座密封结合面不平——研磨结合面
(2)进气不清洁,积尘结垢——清洗并研磨
(3)阀片支撑面密封垫损坏——更换
四、压力分配失调
1、一级吸气阀或排气阀漏气——检修
2、二级吸、排气阀漏气——检修
五、空压机不打气
故障现象:空压机无压力空气排出。

故障原因:1、空压机松压阀卡滞。

阀片变形或断裂。

2、进、排气口积碳过多。

故障的判断与排除方法:
1、检查松压阀组件,清洗、更换失效件。

2、拆检缸盖,检查阀片,更换变形、断裂的阀片。

3、拆检缸盖,清理阀座板、阀片。

第四章异常声响
一、运动部件异常声响
1、活塞或汽缸磨损——修配
2、活塞或活塞杆的禁固螺母松动——紧固
3、活塞杆与十字头的紧固螺母松动——紧固
4、连接销与销孔配合不当——调整间隙
5、曲轴连杆或活塞组件机械损伤——修配,更换
6、带轮、飞轮不平衡——调整
7、气缸内有异物——判断位置停车检修
8、气缸进水——判断位置停车检修
9、气缸内有响声
(1) 气缸内掉入异物或破碎阀片,清除异物或破碎阀片;
(2) 活塞环过分磨损,工作时在环槽内发生冲击,更换活塞环;
(3) 连杆大头瓦、小头衬套及活塞横孔磨损过度,应更换之;
(4) 活塞顶部与气缸盖发生顶碰,应调整间隙;
10、阀内有响声
(1) 进、排气阀组未压紧,应拧紧阀室方盖紧固螺母:;
(2) 气阀结合螺栓、螺母松动,拧紧螺母;
(3) 阀片弹簧损坏,及时更换;
(4) 阀片与阀盖之间间隙过大,调整间隙,必要时更换阀片
11、曲轴箱内有响声
(1) 飞轮未装紧或键配合过松,应装紧;
(2) 连杆螺栓未拧紧,紧固之;
(3) 连杆瓦磨损过度,换新瓦;
(4) 主轴承损坏,更换轴承;
(5) 曲轴上之挡油圈松脱,换新挡油圈。

12、气缸发出撞击声
(1) 活塞或活塞环磨损严重——解体检查,更换活塞环
(2) 活塞和气缸间隙过小——更换缸套或活塞
(3) 气缸余隙过小——适当加大余隙
(4) 曲轴连杆机构与气缸中心不一致——解体检查,找好同心度
(5) 活塞杆弯曲或连接螺栓松动——调直或更换活塞杆并拧紧连接螺栓
(6) 吸排气阀断裂或阀盖松动=顶丝松动——更换阀片,拧紧盖顶丝13、吸排气阀产生撞击声
(1)阀片断裂——更换阀片
(2)弹簧松软或折断——更换弹簧
(3)阀座伸入气缸,与活塞相撞
(4)吸排气阀顶丝松动——检查拧紧顶死
(5)吸排气阀紧固螺丝松动——检查拧紧紧固件螺栓
(6)吸排气阀阀片起落高度太大——更换高度调节片,降低高度
14、传动机构撞击
(1)连杆大头瓦松动——解体检查,调整间隙,拧紧螺栓
(2)十字头瓦间隙过小——解体检查,调整间隙或更换轴瓦及削轴
二、空压机异响
故障现象:
1、金属撞击声:
2、均匀的敲击声;
3、摩擦啸叫声。

故障原因:
1、连杆瓦磨损严重,连杆螺栓松动,连杆衬套磨损严重,主轴磨损严重或损坏产生撞击声;
2、皮带过松,主、被动皮带槽型不符造成打滑产生啸叫;
3、空压机运行后没有立即供油,金属干摩擦产生啸叫;
4、固定螺栓松动;
5、紧固齿轮螺母松动,造成齿隙过大产生敲击声;
6、活塞顶有异物。

故障的判断与排除方法:
1、检查连杆瓦、连杆衬套、主轴瓦是否磨损、拉伤或烧损,连杆螺栓是否松动, 检查空压机主油道是否畅通;建议更换磨损严重或拉伤的轴瓦、衬套、主轴瓦, 拧紧连杆螺栓(扭力标准35-40N.m) ,用压缩空油孔对准空压机进油孔;气疏通主油道。

重新装配时,应注意主轴轴承。

2、检查主、被动皮带轮槽型是否一致,不一致请更换,并调整皮带松紧度(用拇指压下皮带,压下皮带距离以10毫米为宜) 。

3、检查润滑油进油压力、机油管路是否破损、堵塞,压力不足应立即调整、清理、更换失效管路;检查润滑油的油质及杂质含量,与使用标准比较,超标时应立即更换;检查空压机是否供油,若无供油应立即进行全面检查。

4、检查空压机固定螺栓是否松功并给予以紧固。

5、齿轮传动的空压机还应检查齿轮有否松动或齿轮安装配合情况,螺母松动的拧紧螺母,配合有问题的应予更换。

6、清除异物。

三、机器有不正常的响声
1、安装不适当,机器要平稳,四轮要着地;
2、活塞与气阀接触,应更换气缸垫,调整活塞上止点间隙;
3、轴承损坏,更换新轴承;
4、气缸内掉入异物,清除异物;
5、电机机异常或损坏,修理或换新的。

第五章过热
一、工作摩擦面过热
1、供油不足、润滑油太脏、油质不好、油中含水过多油膜破坏等——根据检查结果采取相应的措施消除
2、摩擦面被拉毛——用油石磨光
3、连杆大头轴瓦抱的太紧——用垫片调整达到规定间隙
二、空压机过热
故障现象:
1、空压机排气温度过高。

2、运转部位发烫。

故障原因:
1、松压阀或卸荷阀不工作导致空压机无休息。

2、气制动系统泄露严重导致空压机无休息。

3、运转部位供油不足及拉缸。

故障的判断与排除方法:
1、进气卸荷时检查松压阀组件,有卡滞的清洗排除或更换失效件。

排气卸荷时检查卸荷阀有堵塞或卡滞的要清洗修复或更换失效件。

2、检查制动系统件和管路。

更换故障件。

3、活塞与缸套之间润滑不良、间隙过小或拉缸均可导致过热, 遇该情况应检查、修复或更换失效件
4、冷却不良,气阀故障或缸内积碳严重——改善冷却条件、检修
5、运动部件之间间隙太小,造成摩擦阻力大——调整间隙
6、润滑油不合规定或供油不足——换油,调整供油
7、润滑油被吸入气缸而燃烧——检修密封,调整供油
三、电机过热
1、使用压力超过规定最高压力, 致使电机负载过高——降低使用压力
2、活塞烧毁——更换新品
3、轴承合金烧毁——更换新品
4、电压降低——装稳压器
四、轴承温度高
(1)轴瓦与轴颈之间的间隙过小或贴合不均匀——解体检查,调整间隙或刮削
轴瓦
(2)轴承偏斜或曲轴弯曲——解体检查,调整间隙或矫正曲轴
(3)润滑油供给不足或油质污染——清理滤网,补加新油或更换新油
五、气缸温度高
(1)冷却水不足——开大冷却水截门
(2)气缸润滑油不足供油中断——调节给油量
(3)气缸与十字头不同心——解体检查,调整同心度
(4)活塞环窜气——解体检查,更换活塞环
(5)气缸镜面拉毛——解体检修,镗缸或更换气缸
第六章排气故障
一、排气压力表跳动
1、进、排气阀片或弹簧滞住,检修;
2、压力表损坏,更换之;
3、仪表管路有异物。

清理吹除。

4、压力开关或调节阀失灵,重新调整或更换新的
二、空压机排气量低于正常要求
1、空气滤清器堵塞——吹除杂质或更换新件
2、油气分离器堵塞——更换新件
3、电磁阀漏气——清洗或更换新件
4、气管路元件泄漏——检查修复
5、皮带打滑、过松——更换新件、张紧皮带
6、进气阀不能完全打开——清洗、更换受损件
三、排气温度或冷却水排水温度过高(指水冷式)
1、气缸内表面被异物拉伤或导向环与气缸壁间隙过小,产生过热,应更换有关部件或
2、调整导向环与气缸壁间的间隙;
3、排气阀片断裂,压缩空气倒流,应更换排气阀片
4、气缸拉毛使气缸过热,修理气缸,活塞;
5、冷却水路堵塞,气缸、气缸盖,冷却器内积垢过厚或堵塞,清除水垢或堵塞物;
6、冷却水量不足,加大冷却水流量;
7、排气阀漏气或阀弹簧,阀片损坏、更换损坏零件;
8、进、排气阀结炭,使气体通道不畅,清理结炭
四、排出气体含油量大
1、油气分离器破损——更换新件
2、单向回油阀堵塞——清洗单向阀
3、润滑油过量——放出部分冷却油
五、排气温度低于正常要求
1.温控阀失灵——检修清洗或更换阀芯
2.空载过久——加大用气量或停机
3.排气温度传感器失灵——检查、更换
4. 进气阀失灵,吸气口未全打开——清洗、更换
六、气压不能升高或升高到某种程度即不能再升高
1. 阀片动作不良——修磨或更换阀片
2. 阀片阀座不平漏气——修磨或更换
3. 阀片附有灰尘或积炭——拆开阀体清理扫之
4. 安全阀漏气——拆扫或更换安全阀
5. 由螺丝孔漏气——锁紧螺丝
6. 活塞环漏气——更换活塞环
7. 石棉垫不良(过厚或破损) ——更换石棉板
8. 排气排水阀门开关漏气——更换排气排水开关
9. 压缩空气用量过大——降低压缩空气用量
七、输出风量减少
1、管路系统堵塞——清除管路
2、空气滤清器脏——更换滤网
3、气阀松动——锁紧气阀
4、阀片破——更换阀组或阀片
5、空压机转速过低于额定转速——检查皮带松紧,检查线路电压、频率检修或更换电机;
6、活塞环、刮油环、气缸磨损过度——更换磨损件
7、压力表指示不准,压力表损坏——更换新品
8、活塞上止点间隙过大——减少气缸垫、降低余隙容积
第七章主要零、部件损坏
一、活塞环磨损过快
(1)材质松软,硬度不够,金相组织不合要求——更换活塞环
(2)润滑油质量低劣——换油
(3)供油量不足或过多,形成积碳垢——清洗积碳、调整供油量
(4)吸入空气不干净,灰尘进入气缸——清洗空气过滤器
(5)活塞环或气缸壁表面粗糙度变坏,加剧磨损——检修
二、连杆与连杆螺栓损坏、断裂
(1) 拧得过紧而承受过大的预紧力——调整
(2) 松动而导致大、小头瓦的严重松动、损坏——调整更换
(3) 精度差或装配不当而承受不均匀载荷——检修调整
(4) 大头瓦温度过高、引起螺栓膨胀伸长——检修调整
(5) 活塞在缸内“卡死”或超负荷运转、使螺栓承受过大应力——检修
(6) 经长时间运转后疲劳强度下降——更换
(7) 轴瓦间隙过大、磨损过大或损坏——调整、更换
三、活塞咬死和损坏
(1)气缸内断油或油质太差,吸入空气含有杂质,积碳太多——换油,防尘
(2)因冷却水不足、气缸过热、润滑油氧化分解——改善冷却
(3)过热气缸采用强行制冷使气缸急剧收缩,但活塞尚未冷却收缩,致使活塞突然咬死——修配
(4)安装时运动机构未校正使活塞卡死——检修
(5)气缸与活塞的间隙过小——修配
(6)活塞环磨损过大或断裂——更换
(7)缸内有异物——检修
(8)活塞和气缸材料不符合线性膨胀要求及硬度要求——更换
三、空压机烧瓦
故障现象:
1、皮带传动的空压机主轴抱死。

2、齿轮传动的空压机轴瓦或连杆瓦异常松旷。

故障原因:
1、润滑油变质或杂质过多。

2、供油不足或无供油。

3、轴瓦移位使空压机内部油路阻断。

4、轴瓦与连杆瓦拉伤或配合间隙过小。

故障的判断及排除方法:
1、检查润滑油的油质及杂质含量,与使用标准比较,超标时应立即更换。

2、检查空压机润滑油进油压力、机油管路是否破损、堵塞,压力不足应立即调整、清理或更换失效管路。

3、检查轴瓦安装位置,轴瓦油孔与箱体油孔必须对齐。

4、检查轴瓦或连杆瓦是否烧损或拉伤,清理更换瓦片时检查曲轴径是否损伤或
磨损,超标时应更换。

5、检查并调整轴瓦间隙。

五、保险丝易断
1、保险丝过细——更换较大保险丝
2、接线错误——更换配线
3、电机超载——减轻负载
4、排气阀漏气致使电机负载过重——拆修排气阀
5、空气压缩机之曲轴过紧——拆开检修
第八章活塞压缩机的事故
一、断裂事故
1、曲轴断裂:其断裂大多在轴颈与曲臂的圆角过渡处, 其原因大致有如下几种:过渡圆角太小, r 为曲轴颈) ;热处理时,圆角处未处理到,使交界处产生应力集中;圆角加工不规则,有局部断面突变;长期超负荷运转,以及有的用户为了提高产量,随便增加转速,使受力状况恶化;材质本身有缺陷,如铸件有砂眼、缩松等。

此外在曲轴上的油孔处起裂而造成折断也是可以看到的。

2、连杆的断裂:有如下几种情况:连杆螺钉断裂,其原因有:连杆螺钉长期使用产生塑性变形; 螺钉头或螺母与大头端面接触不良产生偏心负荷, 此负荷可大到是螺栓受单纯轴向拉力的七倍之多,因此, 不允许有任何微小的歪斜, 接触应均匀分布,接触点断开的距离最大不得超过圆周的1/8即450 ;螺栓材质加工质量有问题。

3、活塞杆断裂:主要断裂的部位是与十字头连接的螺纹处以及紧固活塞的螺纹处,此两处是活塞杆的薄弱环节, 如果由于设计上的疏忽, 制造上的马虎以及运转上的原因,断裂较常发生。

若在保证设计、加工、材质上都没有问题,则在安装时其预紧力不得过大, 否则使最大作用力达到屈服极限时活塞杆会断裂。

在长期运转后,由于气缸过渡磨损, 对于卧式列中的活塞会下沉, 从而使连接螺纹处产生附加载荷, 再运
转下去, 有可能使活塞杆断裂, 这一点在检修时应特别注意。

此外,由于其它部位的损坏, 使活塞杆受到了强烈的冲击时, 都有可能使活塞杆断裂。

4、气缸、缸盖破裂:主要原因:对于水冷式机器,在冬天运转停车后,若忘掉将气缸、缸盖内的冷却水放尽, 冷却水会结冰而撑破气缸以及缸盖, 特别是在我国的北方地区,停车后必须放掉冷却水; 由于在运转中断水而未及时发现, 使气缸温度升高,而又突然放入冷却水,使缸被炸裂;由于死点间隙太小,活塞螺帽松动, 以及掉入缸内金属
物和活塞上的丝堵脱出等原因都会使活塞撞击缸盖, 使其破裂。

二、燃烧和爆炸事故
1、积碳引起的爆炸与燃烧事故——空压机的润滑油,在空气的作用下氧化而形成碳化物,这种碳化物逐渐增多就成为积碳, 它是由固态氧、碳氢化合物及杂质(属粉末、碳渣灰尘) 组成, 具有易燃性。

积碳分布在活塞环槽、排气管、阀门、风包及分离器等中,大量积碳可使活塞环卡死在槽内,气阀不能正常启闭, 气流通道面积
减少,阻力增加,这又使温度进一步上升,当与机械冲击、硬颗粒在运动时发生的冲击以及静电放电等产生的火花, 或者排气温度过高时, 就会着火燃烧, 使积碳中的油
迅速汽化, 产生可燃性气体碳化氢为主体的气体在空气中达到爆炸的浓度时,就使燃烧转为爆炸。

2、维护和操作不当引起的机械事故——维护和操作不当引起的机械故障,平时运转中断水为及时发现,使气缸温度升高,而又突然放入冷却水,使缸炸裂。

在冬天,运转停车后,若忘掉将气缸、缸盖内的冷却水放尽,冷却水会结冰撑破气缸以及缸盖。

机械事故包括连杆大头瓦松脱、活塞杆螺帽松脱、活塞丝堵脱落、气阀螺栓掉入气缸等,
从而造成撞缸事故, 使机组的其他零部件产生连锁性破坏(十字头及活塞杆断裂活塞环断裂、气缸开裂、气缸和气缸盖破裂、曲轴断裂、连杆断裂和变形、连杆螺栓断裂、活塞卡住与开裂机身断裂和烧瓦、阀片碎裂等) 。

机械故障还回引起爆炸,造成重大人员伤亡和严重经济损失。

3、压力过高超过强度极限引起的风包爆
炸事故风包内气体标定压力是由压力调节器和安全阀来确定的, 一旦二者出现故障, 如压力调节器操作失误或其中的卸荷阀管道等零部件出现故障、安全阀失灵, 风包内气体压力急剧上升, 超过风包的强度极限时就会发生爆炸。

结束语
除以上总结外, 为使压缩机正常运行,延长其使用寿命,应定期维护严格按随机说明书制定检修制度, 压缩机的维修应该是按计划,有步骤进行,并加以不断的总结。

掌握空气压缩机常见故障和事故产生的原因, 并在实际生产中严格按照设备的操作规程进行操作, 按照设备的维护规程进行维护, 就可以减少压缩机的故障现象, 大大提高设备运转率, 为提高生产率和生产效益提供可靠的保障。