鋁電解多功能機組空壓機故障診斷與預防

摘要：空氣壓縮機作為一種用來提高氣體壓力和輸送氣體的機械設備，直接決定著生產機械的壓縮空氣供給。本文對滑片式空壓機和螺桿式空壓機主機的結構形式簡單分析，闡述了生產實際中兩種空壓機常見故障的診斷處理及預防措施。

關鍵詞：滑片式;螺桿式;空壓機;故障;診斷

0? 引言

空壓機在現代生產中廣泛應用于各個行業，并且逐步成為工業機械的重要組成部分。據不完全統計，我廠電解多功能機組的故障率中，空壓機故障占到機械故障的20%以上。然而由于空壓機故障引發的設備其他功能性故障占比達到50%以上，因此空壓機故障的預防及處理是我們保證多功能機組正常工作的根本，也是降低設備故障率的重要手段。本文特對空壓機故障的診斷及預防做一些探討。

1? 結構及工作原理

空壓機分為速度式和容積式兩大類，目前我廠使用的螺桿式空壓機和滑片式均為容積式空壓機。電解各分廠多功能機組使用的大多為美國壽力LS16-75型螺桿式空壓機，我分廠四臺ECL天車采用意大利瑪泰AL55-H滑片式空壓機。為正確診斷確認空壓機故障發生的原因，首先要了解空壓機結構形式及工作原理。

1.1 螺桿式空壓機

螺桿式空壓機主機主要由機體、螺旋形轉子、軸承等部件構成。機體中，平行地配置著一對相互嚙合的螺旋形轉子。 通常把節圓外具有凸齒的轉子，稱為陽轉子;把節圓內具有凹齒的轉子，稱為陰轉子。與電動機連接的陽轉子帶動陰轉子轉動時，經進氣口吸入空氣，隨轉速提高，陰陽轉子嚙合面與排氣口間的齒溝間隙漸漸減小，齒溝內的氣體逐漸被壓縮，壓力提高，從而完成空氣的壓縮，轉子轉動至排氣口時，（高壓）壓縮空氣排出，在此同時吸氣過程又在同時進行，轉子每轉一周分別進行吸氣—壓縮—排氣過程。

1.2 滑片式空壓機

滑片式空壓機主機主要由定子、轉子、端蓋、滑片等部件構成。定、轉子與端蓋組成了一個密閉空間，轉子以偏心方式放置于定子腔內，在電動機的驅動下旋轉時，排列于轉子外表面滑槽內的滑片受離心力作用被甩出，通過油膜與氣缸內壁緊密接觸，形成的一系列體積不同的壓縮腔（每個滑片構成一個壓縮腔）。由吸氣調節器吸入的空氣隨著轉子表面的滑片與定子腔之間容積的不斷減少而被壓縮，完成空氣的壓縮過程。

2? 故障診斷

故障診斷是根據狀態檢測所得到的信息，結合設備的工作原理、結構特點、運行參數及其歷史運行狀況，對設備有可能發生或已經及正在發生的故障進行分析、判斷，以確定故障的性質、類別、程度、部位及趨勢。空壓機的故障診斷應從故障類型，故障表現形式等方面進行分析、判斷。

2.1 按故障類型診斷

空壓機故障按其類型分主要可分為：電器元件故障、氣路故障、油路故障、閥體組件故障幾大類。

電器元件故障：主要包括電機與控制部分故障，電機燒損、電源缺相、電控部分斷路、電控執行元件損壞等。此類故障發生后通常出現電機溫度高、電機轉動時噪聲大、控制面板異常顯示等現象，生產中出現此類故障應從以上幾方面進行分析、判定。

氣路故障：氣管密封性不好、風冷卻器堵塞泄露、空氣過濾芯破損、儲氣罐排污口泄露等問題是引發空壓機氣路故障的主要因素。值得注意的時滑片式空壓機無儲氣罐，供氣管路的泄露將導致空壓機輸出壓力快速降低，使電解作業母線提升作業存在安全隱患。因此，日常維護作業時對空壓機各管路的檢查應仔細、到位。

油路故障：油管密封性不好、油冷卻器堵塞、油過濾芯堵塞、油分芯損壞、潤滑油位過低、回油管堵塞等是空壓機油路故障的幾種主要形式。對空壓機油路檢查的同時應對更換潤滑油、濾芯、油分芯等部件的更換做好記錄，出現故障時可依據其使用周期來判定運行狀況。

閥體組件故障：此類故障為空壓機故障中較難診斷的故障，空壓機附帶功能性閥組較多，包括吸氣閥（進氣閥）、溫控閥、（最小）壓力閥、加載閥、卸載閥、排空（壓力釋放）閥等等，同時此類故障發生后其表現形式相對其他故障不夠直觀，因此針對此類故障判定首先應了解各類閥組的主要功能，同時根據故障的特點選取其中項進行檢查排除。

2.2 按故障表現形式診斷

故障的表現形式是我們診斷和判定故障的重要依據之一，空壓機故障的表現形式是多樣的，主要包括：溫度、噪聲、振動、壓力等，不同的表現形式預示或反應出對應的功能性部件即將或已經出現問題。

溫度異常：空壓機溫度異常故障出現有油溫過高、排氣溫度過高、電機溫度高等幾種情況。針對各類情況確定其故障類型綜合分析就可以判定故障的原因，如油溫過高，首先應確定潤滑油更換周期檢查油位及油質，其次檢查油冷卻器有無堵塞情況，最后檢查溫控閥功能是否正常，逐步判別后就能找出問題的癥結。

噪聲異常：空壓機屬于旋轉機械，其運轉過程中產生噪聲是正常情況，但如果出現異常噪聲將是故障已經或即將出現的征兆。對于螺桿式空壓機主機出現噪聲過大的情況可能是機體內部陰陽轉子受損或軸承損壞，滑片式空壓機主機出現噪聲大說明機體內部滑片出現折斷或磨損嚴重的情況。

振動異常：空壓機出現振動過大的情況主要是電機軸與機體主軸不對中（聯軸器彈性墊損壞）、機體內部軸承損壞、電機或機體底座地腳松動等情況。對于滑片式空壓機如果機體內滑片損傷嚴重也會出現劇烈振動的情況。出現此類故障時首先應對外部地腳等檢查確認，對機體軸承更換時要注意安裝方式，防止不良裝配引發的故障。

壓力異常：壓力是空壓機正常工作與否的最直觀的表現，壓力出現異常表明空壓機內一定存在受損部件，壓力過低不能滿足生產需要，壓力過高損壞空壓機自身的同時會引發其他氣路閥組的故障。壓力異常故障的診斷除了分析機體工作狀況的同時要結合功能閥組（如最小壓力閥）和檢測元件（如壓力傳感器）等部件的運行情況來綜合分析。

3? 故障的處理與預防

3.1 故障的處理

在我們生產過程中空壓機故障的出現往往伴隨著多種表現形式，引起故障的原因也是多種因素并存，故障處理的前提是正確診斷和判定故障。要學會真偽故障的判別，避免主觀臆斷，僅限于一、兩個因素就輕易判斷空壓機故障的原因，而應根據系統、儀表、運行、現場等多方面情況進行綜合的判斷。

應該建立在獲取與故障有關信息的基礎上，依據空壓機的工作原理、機構、性能等，運用科學的分析方法，按照合理的步驟進行綜合分析，找出故障的癥結，然后對其進行消除。

3.2 故障的預防

空壓機故障的預防主要在于日常維護保養，在日常維修過程中做好記錄，對部分影響功能部件更換的記錄，如潤滑油、空氣濾芯、油濾芯、油氣分離濾芯等。仔細檢查空壓機各供油、回油管路的密封性，供氣、排氣管路的密封性;做好各連接部位螺栓的緊固;對出現溫度異常、振動異常、噪聲變大的情況及時進行分析解決，避免故障擴大化。對常發生或多次重復出現的故障部位或零件重點監測并做記錄，必要時對其進行系統技術改造。

4? 總結

設備故障的消除是我們每一個設備維護人員的職責。本文對兩種空壓機工作原理及構造簡要介紹，分析了常見故障診斷的方法及預防措施，對降低電解多功能機組空壓機系統故障率，減少設備運行過程中的維修成本，提高企業的生產效益具有積極的意義。

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作者簡介：張德青（1977-），男，青海民和人，本科，工程師，研究方向為壓力加工工程。