空壓機的故障診斷與維修

李衛國，張 輝，王學勇，任有文，劉 建，李 虎

（山東非金屬材料研究所，山東濟南 250033）

0 引言

壓縮空氣是工業生產的重要動力源之一，在機床加工、自動化生產、產品裝配等領域大量使用?？諌簷C是壓縮空氣的制備設備，主要由主機、油氣分離器、冷卻器、閥門等組成，其工作原理如圖1所示：空氣通過過濾器、氣閥等進入主機，與冷卻潤滑油混合后被壓縮，排入油氣分離筒進行油氣分離，達到壓力值時排出，經過冷卻后再送入壓縮空氣系統。

圖1 空壓機工作原理

在使用過程中空壓機經常出現超溫、超壓、過載、異響、油水異常等故障，導致空壓機停機或降低壓縮空氣質量，影響企業正常生產，如何快速對空壓機故障診斷、維修對于保障企業正常運行十分重要。

1 現狀調查

山東非金屬材料研究所現有螺桿式空壓機10余臺，用于加工中心、產品裝配等工序提供壓縮空氣為動力源，由于較為分散、獨立運行、生產環境不一等原因，在使用過程中常出現超溫、超壓、過載、異響、油水異常等故障，停機時間較長，影響到正常生產。2020年1月—2021年1月空壓機使用中故障發生情況如表1所示。

從表1可以看出，超溫、超壓等故障發生較多，異響、油水異常等故障發生較少，但異響、油水異常等故障導致停機時間較長，平均停機10～15 h，其中包括產檢各部件、購買備件以及更換備件的時間。因此，導致故障的原因、如何減少停機時間等，需進一步分析研究。

表1 空壓機故障統計

2 故障診斷與維修

查閱2020年1月—2021年1月期間空壓機故障維修檔案，結合空壓機的運行現狀，對超溫、超壓、過載、異響、油水異常等主要故障診斷與維修過程開展分析（表2）。

表2 空壓機主要故障診斷與維修策略

從表2可以看出：空壓機現場環境較差，造成灰塵較多，降低了散熱效果，溫度傳感器劣化較快，造成溫度采集誤差等是超溫的主要原因；氣閥動作異常，壓力傳感器采集誤差或損壞等是超壓的主要原因；小馬拉大車，旋轉或傳動部件缺少潤滑等是過載的主要原因；主機松動、旋轉或傳動部件進入異物等是異響的主要原因；油路系統故障或泄漏，分離筒故障，潤滑油乳化等是油水異常的主要原因。

這些原因有的是因為設備使用環境差或元件劣化造成的，有的是定期檢查、維護不到位造成的。從故障的發生情況來看，主要是維護不及時造成的，因此做好定期檢查、維護十分必要。結合本企業生產和空壓機使用情況，編制空壓機定期檢查維護表（表3）。

表3 空壓機定期檢查維護表

3 在線監測系統

為較好地確保生產壓縮空氣供給，將空壓機集中實時監測并設置預警值，當有預警時及時開展維護，做到“預防為先，防修結合”。

利用HMI（Human Machine Interface，人機界面）、PLC、傳感器等硬件自主設計安裝了空壓機在線監測系統，PLC通過傳感器實現對空壓機的溫度、壓力、濕度、電流等參數采集，并發送到HMI上集中實時顯示（圖2）。

圖2 在線監測系統原理

空壓機在線監測系統可實現所有空壓機溫度、壓力、濕度、電力等集中監測，結合空壓機故障情況，對比運行情況設置各參數預警值。例如：溫度設置在85℃左右，電流在額定電流95%左右、壓力超差5%左右等。當系統給出預警時，及時開展預防性維修、專項保養等（圖3）。另外，還要做好提前采購、儲備備件等工作，以縮短故障停機時間。

圖3 在線監測系統界面

該系統投入運行以來（2021年2月—2021年7月），空壓機故障情況見表4。

表4 空壓機故障統計

對比空壓機在線加內存系統運行前后可以看出，預防性維修更有針對性，空壓機故障次數和停機時間明顯減少。

4 結束語

隨著工業自動化、智能化的進程越來越快，對壓縮空氣的品質和空壓機的保障提出更高要求，利用在線監測系統，全過程監測空壓機運行情況，全面分析，科學改進，及時開展預防性維修，儲備配件，可以有效減少空壓機故障和停機時間，有力地保障企業生產任務。