試論活塞式壓縮機故障原因及預防措施

朱金華　曲澤　賈偉

摘? ?要：活塞式壓縮機是航空維修中不可缺少的地面保障設備，也是大家非常熟悉的一種為氣動工具等提供空氣動力的設備。通過多年對活塞式壓縮機的維護，從大量的實踐中進行歸納總結與調查，得出了活塞式壓縮機的常見故障、產生原因，并針對性地做好維修保養，提出相應的預防措施，為活塞式壓縮機的穩定運行奠定堅實基礎。

關鍵詞：活塞式壓縮機? 常見故障? 產生原因? 預防措施

中圖分類號：TH457? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）03（b）-0066-03

活塞式壓縮機由于其輸變壓力范圍廣、效率高、適應性強等特點，并具備結構簡單、使用成本低廉、操作維修方便等優點，在航空維修領域有著不可替代的作用。壓縮空氣作為動力用氣和工藝用氣，其供氣狀況的優劣關乎到下游產品的質量，由于壓縮機的故障多種多樣，造成的危害和后果也有輕有重，因此分析常見故障及產生原因，對于提高壓縮機運行的可靠性和經濟性有著非常重要的意義。

1? 壓縮機的組成結構

活塞式壓縮機由主機和附屬裝置組成。主機由機體、傳動機構、潤滑機構、冷卻系統、操作控制系統組成。主要零部件有機體、氣缸，活塞組件、曲軸、軸承、連桿、填料、氣閥等。

2? 壓縮機的工作原理及特點

活塞式壓縮機的工作原理是活塞在汽缸內做上、下 （左、右）往復運動，從而完成了壓縮、排氣、膨脹、吸氣等四個過程。

壓縮機在工作中氣缸先吸滿氣體，而活塞轉而向上 （左）運動，這時，吸、排氣門都關閉，氣缸容積縮小，氣體被壓縮，一直壓縮到排氣為止。當壓力達到一定值時（大于排氣管內壓力）時，排氣閥開啟，活塞繼續上（左）移，氣體排出，直到活塞上（左）移到最高位置時，排氣結束，如圖1所示。

3? 壓縮機常見故障及其原因和措施

3.1 排氣量不足

如果排氣量不足，會大大降低工作中的生產效率。其原因是：

（1）輸出管路太長、直徑太大。致使吸氣阻力增大，從而影響了排氣量。根據工作需要，盡量選用直徑小、長度比較合適的輸送氣管。

（2）進氣濾清器的故障。長久失修、積垢堵塞，使排氣量減少。按規定及時清洗濾清器等附件。

（3）壓縮機的轉速降低，致使排氣量隨著降低。壓縮機使用維護不當;三角皮帶太松。按要求正確使用壓縮機，調整三角皮帶的松緊度。

（4）填料函密封不嚴，造成漏氣從而使氣量降低。其原因：一是填料函本身制造時尺寸超差、配合精度沒達到要求，二是由于在安裝時，活塞桿與填料函中心不對中，產生磨損、拉傷等造成漏氣。

（5）氣缸、活塞環、活塞磨損嚴重，造成尺寸超差，致使配合間隙增大，從而使泄漏量增大，影響到排氣量。如正常磨損，需及時更換易損件。如安裝問題，應按圖樣及時調整間隙，符合配合標準。

（6）氣體力與氣閥彈簧片匹配不好。彈力太弱則閥片關閉不及時;彈力過強則使閥片開啟遲緩。按要求裝配標準的氣閥彈簧片。

（7）壓縮機的排氣閥、吸氣閥故障。閥片與閥座之間誤掉入金屬碎片、其他雜物，造成密封不嚴，形成漏氣。從而影響排氣量，而且還影響間級壓力和溫度的變化。

（8）氣閥安裝時，壓緊力不合適。壓緊力太小，密封不嚴則要漏氣;壓緊力太大，會使閥罩變形、損壞。工作過程中多積累經驗，壓緊力調整合理。

針對壓縮機排氣量不足的故障，在維修過程中只要做好逐項問題產生原因的分析、排查，準確掌握故障產生的根本原因，才能制定出相對系統的解決措施，有效解決故障問題的產生。

3.2 排氣溫度不正常

活塞式壓縮機的排氣溫度是在制造中就設計了標準值。實際工作中，影響到吸氣溫度高的因素有：氣閥漏氣，活塞環漏氣，不僅影響到排氣溫度升高，而且也會使級間壓力變化，只要壓力比高于正常值就會使排氣溫度升高。中間冷卻效率低，或者中冷器內水垢結得太多影響到換熱，則后面級的吸氣溫度必然要高，排氣溫度也會高。此外，水冷式機器，缺水或者水量不足均會使排氣溫度升高。

對壓縮機的排氣溫度要做好實時監控，一旦出現溫度不正常的現象需要第一時間進行檢修處理，減少由于排氣溫度所產生的故障。

3.3 潤滑系統故障

活塞式壓縮機的潤滑系統故障可分為氣缸潤滑結構故障和循環潤滑結構故障兩類。

3.3.1 氣缸潤滑結構故障

（1）氣缸內進油量過少。主要表現在油管發生堵塞、柱塞被磨損等原因引起的。

（2）排氣腔、氣缸壁及氣閥上產生焦渣、積炭。主要是溫度太高，過燒原因引起的。

（3）潤滑油消耗量過大。刮油環的效果不佳致使機身中的潤滑油沿著活塞桿進入接筒內部是造成滑油消耗量過大的主要原因。

3.3.2 循環潤滑結構故障

（1）油壓降低。主要是油壓表失靈、刮油環損壞：以及供油不良等很多因素引起的。

（2）油壓過高。使用的油脂黏度比較大、機器運行中的某段油管路發生堵塞是造成油壓過高的主要因素。

（3）齒輪油泵故障。主要是由于運行時間長，齒輪間磨損使得配合間隙過大等引起的。

（4）油溫過高。在壓縮機運轉使用中，如果潤滑油油質不合格，運動機構裝配間隙過小，潤滑油冷卻水系統不暢通或者供油量不足等都是引起油溫過高的主要因素。

針對以上分析潤滑系統的故障，盡量選用質量高的潤滑油，油品必須滿足在高溫下具有足夠的粘度，一定高的閃點;具備良好的化學性能、抗氧化性能;對運轉部件具備一定的密封能力。此外，還應該加大檢查力度，定期清洗油管、油池、過濾器等，確保油路暢通。

3.4 十字頭銷的故障

十字頭銷是壓縮機的主要構成部件，也是故障的多發零件。十字頭銷固定時，斷面的壓緊螺釘斷裂、十字頭銷的脫落現象，都易產生嚴重的事故。要確保十字頭銷錐面與十字頭體的配合精度，按要求配研接觸面積應在80%以上。因從理論上來看，接觸的方式便是線接觸，對傳遞力與機組的穩定性影響較大，所以說對于十字頭銷的處理要十分注意，尤其是尺寸精度與定位標準，儲存備用的標準錐銷，發生此類故障時，迅速地進行排除，保障設備良好運行。

3.5 活塞、活塞桿故障

活塞式壓縮機的活塞、活塞桿作為重要的部件，運行中較易出現相應的故障。在裝配過程中，需要按照配合精度安裝準確與牢固。如果出現問題，整個活塞式壓縮機的運行狀況將受到影響，活塞易出現磨損現象，活塞桿的跳動也會發生異常，各項配合精度超出限定值。

對于活塞、活塞桿要做好定期的檢查保養，一旦出現異常現象，則需要在活塞、活塞桿運動的全過程去分析跳動量，找出故障原因，做好及時的處理工作。

3.6 曲柄銷軸瓦偏磨

活塞式壓縮機通過連桿由曲軸的旋轉運動轉換成活塞的往復運動，由于作用力原理致使曲柄銷、軸瓦偏磨故障時常出現，針對此類故障要從3個方面來處理。

（1）認真檢查測量曲柄銷、軸承（軸瓦）的間隙，確保配合精度符合運行要求，只要按配合精度標準裝配，曲柄銷、軸承（軸瓦）的偏磨問題會得到根本上的緩解。

（2）連桿的兩端大小頭孔的平行度，裝配后要進行測量檢查，確保符合裝配精度、確保各項數據的標準值。平行度在0.02～0.03mm范圍之間進行控制。

（3）活塞桿的跳動，裝配后要進行測量檢查，確保在設計范圍0.07mm全行程內裝配后，才能運行。

3.7 撞缸故障

活塞式壓縮機在運行和啟動中，當活塞到達上、下（或內、外）止點時，活塞端面與氣缸端面直接或間接發生撞擊，稱為“撞缸”。撞缸故障有3種現象。

3.7.1 直接撞缸

壓縮機運行過程中，由于安裝標準不高、檢修質量把關不嚴等原因，致使活塞和氣缸的相對安裝位置發生一定量的變化，當這種變化量大于活塞和氣缸蓋之間預先所留的間隙時，缸蓋與活塞兩端面就會發生直接的撞擊。

在安裝、檢修時，要嚴格把關能夠影響到活塞位置發生變化的各種因素，防止因活塞位置的移動變化而引起撞缸。另外要在每次檢修后，對活塞和氣缸間的間隙不符合標準的，進行調整，在確保足夠余隙容積的前提下，盡量降低余隙容積，保證整個壓縮機的工作效率。

3.7.2 液壓撞缸

壓縮機運行過程中，潤滑油、冷卻水以及壓縮氣體所帶的液體大量進入氣缸，會造成活塞與氣缸蓋的間接撞擊，這種現象稱液壓撞缸，又稱液壓事故。

為了防止液壓撞缸故障，一是在壓縮機啟動前必須要手動進行盤車檢查，一般要運轉2～3圈，以保證所有氣缸轉動一個工作循環以上，確保氣缸內無積液后再正式開車。二是做好設備定期檢查維修，消除各種易造成液壓撞缸故障的不利因素。

3.7.3 異物撞缸

因進氣口前端過濾網破損、吹管不干凈;氣閥螺帽脫落、檢修過程中雜物落入等原因導致異物進入氣缸，造成活塞與缸蓋的間接撞擊。

為了防止異物撞缸故障，一是在檢修過程中對工具、量具加強清點，防止雜物進入氣缸內;二是檢修后，在啟動壓縮機前一定要手動進行盤車檢查，看有無雜物掉入;三是運行中要注意傾聽氣缸內有無異常響聲，防止異物撞缸事故。

4? 保證壓縮機完好運行的對策

4.1 建立基礎資料、檔案管理制度

壓縮機的基礎資料和檔案擔負著技術資料的收集、記錄、累計、整理、歸檔等重要任務。準確完整的壓縮機檔案，對實現良好運行、實時維修有其重要作用。通過對檔案資料的整理、匯總、分析、歸檔，能夠對故障隱患的排除、檢修方案的制定、技術改造和零配件采購等工作起到指導和推進作用。

4.2 嚴格規章制度、確保安全運行

嚴格落實壓縮機巡視檢查制度，嚴格按操作規程和維護保養制度對壓縮機進行操作和保養。為了使巡檢工作有依有據，編制巡檢部位進行標注，對照圖和標注進行巡檢，讓巡檢人員一目了然。特別是在巡檢過程中，對關鍵部位的螺母、螺栓、銷軸的力矩要加強檢查，必要時用力矩扳手，嚴格按規定力矩擰緊。根據壓縮機巡檢記錄和運行的實際狀況，確定壓縮機的保養級別以及小修、中修、大修的維修類別、時間及計劃，確保壓縮機安全運行。

4.3 加大技術培訓、確保持證上崗

活塞式壓縮機綜合了機械、電氣、液壓等多方面的知識。壓縮機能否正常使用，很大程度上取決于操作、維修人員的素質，要正確引導教育，樹立正確的安全觀，所以說要加強對操作、維修人員的技術培訓，提高其基本技能。

（1）請有關專家、技術人員進行理論與實際操作相結合的培訓。重點放在實時分析和解決問題的能力上，以便維修中有問題能及時做出正確的判斷和處置。培訓內容包括安全操作規程、設備管理基礎知識、設備點檢技術、零配件維修安裝技術、典型案例分析等方面的培訓。

（2）操作人員培訓重點放在設備日常保養、安全使用規程方面;維修人員培訓重點放在設備小修、中修、大修等方面。要積極配合專家技術人員進行壓縮機修理過程中的分解、組裝、開車檢查、維護與試運行，進行全方位、全過程的學習、實踐。

5? 結語

綜上所述，活塞式壓縮機部件較多，維修保養較為繁雜，產生故障的原因也錯綜復雜。只要我們不斷地研究、探索活塞式壓縮機常見故障及產生原因，并熟練掌握其內在因素，在使用過程中，嚴格遵守設備操作規程、檢修制度，加大對壓縮機維護保養的意識，建立比較完善可靠的檢修機制，才能確保壓縮機在正常狀態下運行，延長使用壽命，給安全、高效的航空維修工作提供有力技術保障。

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