往复式空压机气阀损坏及预防措施

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气阀是空压机的重要部件。空压机正是靠气阀的控制，吸气、压缩、排气和膨胀过程才得以交替地连续进行。气阀工作的好坏直接影响空压机的排气量、排气温度、功率消耗和运行的可靠性。气阀是活塞式空压机的主要易损件之一，本文拟对气阀的损坏原因及预防措施作简要分析。

3 e; u* K& U( Y. c一、气阀的构造
( T+ L7 s; k: @/ s" Z往复式空压机一般均采用自动阀，其启闭靠作用在气阀上的压差与弹簧弹力来实现。
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6 ~7 K$ X- }( L+ I* z3 R! ]& [(1) 阀座
8 k9 p, |8 ^* O! {& v阀座用于支承阀片，上面开有由阀片控制开关的气流通道。阀座要承受阀片的冲击，故通常采用钢、铸铁、合金铸铁、稀土球墨铸铁或青铜等耐冲击的材料制造。
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8 n, E# G. ^% ]0 u0 J（2) 阀片
阀片是控制气流通道启闭的重要零件。工作中除了受气流推力、弹簧力和惯性力的作用而周期地与阀座和升程限制器冲击外，在阀关闭期间还承受压向阀座的空气压力，因而易于磨损和变形。为了保证气密性，要求其与阀座的配合面应光滑平整无伤痕。阀片一般采用强度高、韧性好、耐磨和耐腐蚀的合金钢制造，加工中要经淬火和回火处理，其厚度一般为0.8mm～3mm。为了提高耐冲击强度，阀片的两面均经研磨。阀片也可用塑料和尼龙等非金属材料制造。这种阀片密封性好，耐冲击，使用寿命长，但强度较差，热变形大。

4 y( v/ n9 y2 o/ n7 }（3）弹簧
弹簧的主要作用是使气阀关闭及时，缓和阀片与升程限制器的冲击。条片阀因阀片本身具有弹性，往往不另设弹簧。气阀工作时，弹簧周期地被压缩和伸长，故多用具有较高疲劳强度的高级弹簧钢丝制造。弹簧能否起到应有的作用，关键在于其弹力的选择是否恰当。气阀弹簧太硬，阀开启迟滞，阻力损失和阀片对阀座的冲击均大；太软，阀关闭不及时，空气回流，排气量降低。更为严重的是，由于阀片延迟落座，活塞已回程，此时气流作用力变成与弹簧力的作用方向一致，促使阀片以更大加速度落座，从而引起更大的冲击。应当指出，太软的弹簧对排气阀工作的影响尤甚。所以，一般排气阀的弹簧比吸气阀弹簧硬。
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' M: P1 ?0 F7 E: M" Z（4）升程限制器
; ?( c: S4 P6 g" a8 d升程限制器用以限制阀片的升程，并兼作阀片运动的导向装置。阀片的升程对气阀的工作影响很大。升程过大，阀关闭时的冲击就大，且关闭延迟；升程过小，虽然阀片的冲击力减小了，但由于阀的流通面积减小，气流流经阀时的阻力损失将增大。

二、气阀工作中的受力分析
" M* D- D- }0 v3 Y6 a; Q. ~气阀损坏主要由气阀零件的机械损坏、磨损以及腐蚀等引起。阀片和弹簧是最易损坏的零件。阀片在工作中承受的主要载荷有两种：①阀片两侧的压力差引起的均布载荷。由于气缸内的压力从吸入压力到排出压力产生周期性的变化，故属于脉动循环的交变载荷。在这种载荷作用下，阀片将产生弯曲疲劳破坏，在其平均直径附近产生环向裂纹；②与升程限制器、阀座撞击时引起的冲击载荷。其撞击力的大小与阀片的质量和阀片的运动速度有关。

$ f9 A1 ^# {; E8 g1 f三、气阀故障的征兆
- s2 t( p) _1 f% w5 {7 F% [（1）吸气阀漏泄的征兆
  N$ [# j3 k9 D5 x; O①该阀的温度显著升高，阀盖发热；②高压级吸气阀漏气，则中间冷却器中的气压升高；③该缸的吸排气温度升高；④空压机流量降低。

（2）排气阀漏泄的征兆
. x: t) p  n! \. P①该阀和阀盖异常发热；②该级排气温度升高；③中间冷却器气压升高（后级排气阀漏）或降低（前级排气阀漏）；④空压机流量降低。

四、气阀损坏的原因
) f2 t( i# E5 \, L- y3 W6 X在每个工作循环中，阀片与升程限制器、阀座各撞击一次。实际使用表明，阀片的破坏形式：

①由冲击载荷引起的径向断裂，这种破坏属于小能量多次撞击引起的疲劳破坏；
4 D6 e" e4 w- y+ \1 C* S
# n0 m# q/ {  W, E* Z: |3 c②阀片材料内部缺陷引起的应力集中，在循环载荷作用下将成为疲劳破坏的根源；
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/ l# C9 c* \* H8 L③阀片在工作中与其它零件之间产生摩擦、磨损，引起阀片失效；

④气阀在工作时包围在介质之中，受到介质的高速冲刷和腐蚀，阀片表面的保护膜被破坏，阀片局部出现腐蚀麻点或空洞。
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五、注意事项及预防措施
1 i$ @8 D9 m& m6 ?减缓冲击力是延长阀片寿命的重要措施。为提高气阀的使用寿命，在设计、制造时，一方面采用质量小的材料做阀片；另一方面在结构上尽量减少升程高度，增大弹簧力。另外，气阀使用时还需注意以下注意事项和预防措施：　
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; r+ e! B% y- H' w) d2 _% p3 u（1）必须按照标准购买所有零件，特别是阀片和弹簧。　
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2 Q0 K# @- O$ o7 `9 O5 a（2）装配气阀时，按图纸核对所有零件。特别地，升程垫圈直接影响阀片的升程高度，升程高度过大，阀片受到的冲击动能大；升程高度过小，功率消耗增大。例如，活塞式空压机转速为1480r/min，相应的升程高度调整为1.5～1.0ｍｍ，用压铅法进行测量，保证气阀在良好的状况下工作。　
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（3）保存准确的气阀工作记录，并根据气阀特点，制定检修周期，对气阀进行定期更换。同时应经常检查气阀的运行状态，一般通过观察与分析各级压力比及温度的变化、手摸耳听等简易办法，判断气阀是否运行正常。　
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（4）严格按规定维保间隔期限对气阀进行正确的保养，保养的内容主要是进行清洗检查和做气密性检验。清洗时，气阀上的裂痕往往被油垢遮掩而不易看清，只有用清洗刷洗干净后才能被清晰地显示出来。而实际上往往由于检查不细，使气阀在已有裂痕、不平整等轻度缺陷的情况下继续装上运行，这样就使气阀故障逐渐扩大。另外，应及时修复阀座和升程限制器的损伤表面，及时更换阀片、弹簧等易损件。这里要注意的是：若有一个气阀弹簧损伤，则需要将该阀所有其它弹簧一起更换，以保证有均匀的弹簧力作用在阀片上。气阀检修要做好记录。考虑易损件的使用寿命，阀片和弹簧连续使用400小时必须全部予以更换，阀座的寿命值是8000小时，到时也应考虑更换。
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（5）气阀组件安装应严格遵守装配技术要求。安装上机时要防止漏装、错装。如在将气阀装上机身上时，中间顶紧螺丝忘记拧紧，使整个气阀在机身上松动，运转时发生敲击而使气阀损坏。在运用车削、磨削等方法对阀座、升程限制器进行修复时要注意遵守修理规范，不能降低阀体的强度。　

（6）通常气阀的轻微异常会在其完全损坏前的较长一段时间里发生变化，操作人员可用看、听、摸的办法来确定是哪只气阀出现了问题。但在许多情况下，见整机尚能运转而不加以细查，让空压机带病运行，使气阀损坏程度加剧。因此，操作人员应经常对气阀运行状况进行检查，即使是轻度故障现象也应予以重视并及时排除，不轻易放过。

（7）对冷却水进行软化处理，并注意对中间冷却器、后冷却器及气液分离器等进行定期或连续排污，以减缓热交换器结垢，保证其热交换效果。　
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) Z1 ?1 h" s+ v/ K（8）定期检查气缸水套或缸平面等处的密封情况以及中间冷却器的完好情况，发现问题及时处理，避免冷却水进入气缸发生强烈冲击而损伤阀片。
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LUOXINMIN911

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Joker

LUOXINMIN911 发表于 2016-8-11 21:56
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