NPT5型空壓機是鐵路運輸中心現有機車中使用最多的一種,本文針對該類型空壓機的工作原理、常見故障現象詳細分析了原因,介紹了如何檢修處理故障,以及如何進行日常維護保養。
一、NPT5型空壓機工作原理
NPT5型空壓機是三缸、立式、兩級壓縮活塞式,由直流電機直接驅動。電動機通過聯軸器將動力輸入,帶動空壓機曲軸按指定的方向旋轉。經過連桿的作用,使裝在連桿小端的活塞在氣缸內做往復運動。活塞的不停運動使活塞頂部與氣缸之間形成進氣-壓縮-排氣的空氣壓縮過程。一級壓縮過程:當一級活塞向下運動時,活塞頂部的容積逐漸擴大,形成負壓,空氣通過空氣過濾器進入氣缸蓋的進氣腔,當閥片承受的內外壓差超過氣閥彈簧的彈力時,空氣推開進氣閥的閥片進入氣缸,活塞運動到下止點時,進氣停止,排氣閥關閉,完成進氣過程;當一級活塞向上運動時,活塞頂部的容積逐漸減少,隨著容積的減少,進入氣缸的空氣被壓縮,壓力升高,溫度逐漸升高,當閥片承受的壓力超過排氣閥閥片背面壓力和彈簧彈力的合力時,空氣推開排氣閥的閥片進入氣缸蓋的排氣腔,一級壓縮完成。氣閥的工作原理如圖1所示。
二級壓縮過程與一級壓縮過程基本相同。不過它的進氣壓力是一級壓縮后的氣體壓力,所以二級排氣壓力更高,達到了本空壓機的額定排氣壓力。
圖1氣閥的工作原理
二、NPT5型空壓機常見故障現象及原因分析
日常工作中主要通過眼看、手摸、耳聽等方法來判斷空壓機是否有異常?諌簷C故障歸納起來有以下幾種。
空壓機工作風壓不正常
空壓機開始工作,但觀察總風缸壓力表(正常壓力范圍為750~900kPa)卻發現壓力始終達不到正常范圍,打風時間遠遠超過空壓機更大允許運行時間(5min),檢查空氣系統的管路和閥件沒有泄露現象。
原因主要有:
1)氣閥泄露或一級進氣閥失靈。當氣閥泄露時,氣缸蓋下部與氣缸之間有大量空氣流出,并伴有刺耳的響聲;當低壓缸的氣閥閥片和閥體在高溫高壓的環境下粘連在一起時,一級進氣閥失靈,空氣就難以進入空壓機。
2)活塞環開口過大或磨損。當活塞環開口過大或磨損時,活塞環起不到壓氣的作用,空氣經過活塞環進入到機體內,風壓就上不來。
3)空壓機轉速低。直接影響著打氣效率,正?諌簷C轉速為1000r/min,轉速低有可能是軸瓦抱死或者是兩端軸承有損壞,這時應立即停止空壓機運行。
排氣溫度過高
有時空壓機打出來的壓縮空氣溫度很高,可以通過觸摸空壓機的出氣管來判斷。原因主要有:
1)散熱器阻塞或過臟。空壓機是高速旋轉的機器,在高速高壓的狀態下,必須要有冷卻風扇對其進行冷卻,但是機車工作環境惡劣,油污和灰塵都會導致散熱器阻塞或過臟,當散熱器被阻塞后,散熱風扇就起不了散熱作用,打出來的壓縮空氣得不到冷卻,溫度就很高。
2)一級排氣閥卡死或損壞。當一級排氣閥卡死或損壞時,排氣受阻,空氣在氣缸內被高速壓縮,能量增加,溫度升高。
氣缸內有異音
空壓機運行時,靠近它仔細聽,有時會發現氣缸內有異音傳出,大多是金屬的敲擊聲。原因主要有:
1)氣缸余隙容積小,活塞沖擊閥底。當氣缸余隙容積小或者活塞頂部和氣閥底部接觸時,空壓機工作會有金屬敲擊聲,正常情況下都要求在活塞頂部和氣閥底部之間墊上銅墊,以調整其內部合適高度。
2)氣缸內有異物。氣缸內有異物主要是組裝時疏忽大意造成,異物遺留在氣缸內,工作時活塞壓迫異物和氣閥撞擊,產生聲響。
3)活塞銷與連桿小端銅套間隙過大。活塞銷和銅套間隙過大就會導致空壓機在工作時頻繁地擺動從而產生異音。
氣缸過熱
當觸摸氣缸很燙手時,表示氣缸工作異常。原因主要有:
1)氣缸鏡面拉傷。氣缸鏡面拉傷則摩擦系數增加,活塞和鏡面頻繁接觸,產生高溫。
2)潤滑不良。活塞上有氣環和油環,主要作用是壓氣和潤滑,當油脂不良或活塞環損壞時,會導致摩擦系數增加,溫度升高。
3)氣閥故障。氣閥發生故障就不能正常進排氣,這時活塞不停地工作,給內部氣體增加能量,就會導致氣缸過熱。
呼吸孔排氣多
主要是因為內部活塞環磨損失效,不起壓氣密封作用,氣體進入氣缸后,串入機體內,從呼吸口排出。
潤滑油溫度高
正常情況下潤滑油油溫不超過80℃,觸摸油面觀察口,當超過這個溫度時就要引起注意了。原因主要有:
1)連桿瓦燒損。當連桿瓦因裝配、油道堵塞或潤滑油原因導致連桿瓦“抱死”時,都會使連桿瓦燒損,溫度急劇上升,傳遞到油中,使其溫度升高。
2)氣缸鏡面拉傷,情況同3.4。
油壓表壓力低
空壓機啟動后,通過觀察油壓表來判斷空壓機工作是否正常,當壓力低于440kPa±10%時,表示空壓機工作不正常。原因主要有:
1)油泵旋轉方向不對。裝配時發生的故障,這時壓力表為零。
2)吸油管堵塞。當油管有異物堵塞時,會出現低壓現象。
3)壓力表損壞。此種情況較常見,只要更換新表即可。
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作者:德耐爾@德耐爾空壓機 空壓機修訂日期:2011-12-02
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