气动基础培训

气动基础培训总装维修孙文国前言•气动传动是以压缩空气作为介质来传递力和控制信号的一门自动化技术。它是通过气缸和马达使工作部件获得所需要的直线往复运动和旋转运动。利用各种气动元件和装置组成所需要的控制回路，从而实现自动化。气动系统的组成•气源装置获得压缩空气的装置，如空气压缩机等。•气动执行元件将压力能转换成机械能的装置，如气缸、气马达。•气动控制元件控制气体的压力，流量及流动方向的元件，如各种压力阀、流量阀、方向阀等。•气动逻辑元件具有一定逻辑功能的气动元件，如与门、或门和和非门等元件。•气动辅助元件系统中除了上述四类元件外，其余的都属辅助元件。使压缩空气净化、润滑、消声以及用于元件间连接等元件，如过虑器、油雾器，消音器、管道、管接头等。基本系统的组成应用实例气动辅助元件•冷却器压缩气体时。由于气体体积减少，压力增高，温度也增高。对于一般空气压缩机来说，排气温度可达140～170°C，此时的压缩空气中含有的油、水均为气态，成为易燃易爆的气源，且它们的腐蚀作用很强，会损坏气动装置而影响系统的正常工作，因此必须在空压机排气口处安装冷却器。冷却到40~50°C•除油器除油器安装在冷却器后的管道上，它的作用是分离压缩空气中的油分、水分和灰尘等杂质，使压缩空气得到初步的净化。气动辅助元件•储气罐作用是用于消除气体压力波动，保证输出气流的稳定性；储存一定量的压缩空气，当空压机发生意外事故时，储存罐中的压缩空气可以作为应急使用。•空气干燥器作用是吸收和排除压缩空气中的水分，油分和杂质，使湿空气变成干空气的装置。从空压机输出的压缩空气经冷却器、除油器、储气罐的初步净化处理后已能满足一般气动系统的使用要求。但对于一些精密机械、仪表装置还不能满足要求，为了防止初步净化后的气体中所含的水分对精密机械、仪表产生锈蚀，需要进一步干燥和再精过滤。主要形式分两种：冷冻式干燥器；吸附式干燥器气动辅助元件•过滤器作用是滤除压缩空气中的空气杂质，达到系统所要求的净化程度。分为一次过滤器（简易空气过滤器）主要安装在空压机之前，以过滤空气中所含的一部分杂质。二次过滤器（空气过滤器）在空压机的输出端使用的为二次过滤器。主要跟油雾器、减压阀组合构成我们现场的三联件。气动辅助元件•油雾器气动传动中的各种阀和气缸一般都需要润滑，油雾器是一种特殊的注油装置，它以压缩空气为动力，将润滑油喷射成雾状并混合于压缩空气中，随着压缩空气的进入需要润滑的部位，达到润滑的目的。•消音器气动装置的噪音一般比较大，尤其当压缩气体直接从气缸或换向阀排向大气时，由于阀内的气路复杂且又狭窄，压缩气体以接近声速（340m/s)的流速从排气孔排向大气，较高的压差使气体体积急剧膨胀，产生涡流，引起气体的振动，发出强烈噪音，一般可达100~120dB，严重危害人的健康。气源、辅助原件和气源净化及调节元件图形符号气源、辅助原件和气源净化及调节元件图形符号气动控制元件•阀位的定义•工作口的定义•驱动方式的定义阀的定义阀的定义工作口定义驱动方式定义气弹簧驱动方式定义阀切换的实现－截止式截止式截止式闭闭截止式开开截止式闭闭截止式闭开截止式阀切换的实现－滑柱式滑柱式信号处理元件信号处理元件信号处理元件－工作原理（梭阀）信号处理元件－工作原理（双压阀）信号处理元件－工作原理（单向阀）信号处理元件－工作原理（快速排气阀）信号处理元件－工作原理（单向节流阀）单向节流阀的应用•单向节流阀的应用•爬行现象：以活塞杆伸出为例（见图），当B腔的排气流量大于A腔的进气流量时，一旦两腔的压力差大于活塞最大静摩擦力及负载，活塞就开始伸出运动。此时A腔容积变化增加较大，而供气流量不足，致使A腔压力又进一步下降。压力差小于阻力负载，使活塞停止前进。直到A腔继续进气，活塞重新开始向前运动。这种忽停忽动，忽快忽慢的现象叫做爬行。•采用排气节流阀可以解决气缸的“爬行”现象信号处理元件－工作原理（压力顺序阀）信号处理元件－工作原理（延时阀）执行元件执行元件执行元件气控回路实例（1）气控回路实例（2）电控制回路电控制回路－自保回路电控制回路－互锁回路同功能不同设计回路的比较之一同功能不同设计回路的比较之二逻辑图纸与气动图纸间的转换关系逻辑图纸与气动图纸间的转换关系逻辑图纸与气动图纸间的转换关系逻辑图纸与气动图纸间的转换关系气动系统的维护和故障处理•对于任何设备及单元。当出现故障时，我们必须要理智的观察设备周围及设备系统的组成。必须清楚故障可能出现点及单元，必须清楚故障点或单元的能源走向，作出是否需要能源锁定（锁定方式）及释放故障点及单元的残余能量，确保安全高效维修。•气动系统可能出现的危险因素：高压气流对人体的伤害；存在高压气流的爆裂管路对人体的伤害；气源中的润滑油对眼镜的伤害；气缸的弹力能对人体的伤害；气缸的势能对人体的伤害；带有高压气体拆卸，气动元件在高压气体的作用下对人体的伤害等等。做到尽可能的将危险因素全部辨识出来是维修人员的必要的技能！牢记：一切事故都可以避免的气动系统的维护和故障处理•维护工作：可以分为日常性的维护工作及定期的维护工作。•日常性的维护：每天必须进行的维护工作•定期的维护工作：每周、每月或每季度，每年进行的维护工作。•其目的是：•保证气动系统清洁干燥的压缩空气；•保证气动系统的气密性;•保证油雾润滑元件得到必要的润滑;•保证气动系统及元件得到规定的工作条件(如使用压力、电压等),•保证气动执行机构按预定的要求进行工作.气动系统的维护和故障处理日常维护工作的主要任务:•冷凝水排放•检查润滑油•空压机系统的管理。冷凝水排放涉及到整个气动系统,从空压机、后冷却器、气罐、管道系统及空气过滤器、干燥机和自动排水器等。在作业结束时,应将各处冷凝水排放掉,以防夜间温度低于零度,导致冷凝水结冰。由于夜间管道内温度下降,会进一步析出冷凝水,故气动装置在每天运转前,也应将冷凝水排出,注意查看自动排水器是否工作正常,水杯内不应存水过量..在气动装置运转时,应检查袖雾器的滴油量是否符合要求,油色是否正常,即袖中不应混入灰尘和水分等。空压机系统的日常管理工作是:是否向后冷却器供给了冷却水(指水冷式);空压机有否异常声音和异常发热,润滑油位是否正常..气动系统的维护和故障处理每周的维护工作•漏气检查•油雾器管理漏气检查一般在休息日或机器停产时进行，这时气动装置已停止工作.车间内噪声小,但管道内还有一定的空气压力,根据漏气的声音便可知何处存在泄漏。泄漏的原因有很多:严重泄漏处必须立即处理,如软管破裂，连接处严重松动等。其他泄漏应做好记录及时安排人员处理。(1)管子连接部位松动(2)软管破裂或被拉脱(3)空气过滤器的水杯龟裂密封不良,弹簧折断或损伤,灰尘嵌入.(4)气缸本体!密封圈磨损,螺钉松动.活塞杆损伤.气动系统的维护和故障处理确定漏气部位:各检查点涂肥皂液的办法检查漏气,因其显示漏气的效果比听声音更灵敏,发现问题应对症下药，及时处理以节约能源.油雾器最好选用一周补油一次的规格。补油时要注意油量减少情况。若能油量太少,应重新调整滴油量。调整后的油量仍少或不滴油,应检查油雾器进出口是否装反,管道是否堵塞,所选油雾嚣的规格是否合适.要了解所含润滑油量是否适度,其方法是将一张清洁的白纸放在换向阀的排气口附近,阀在工作三至四个循环后,若白纸上只有很轻的斑点,表明润滑良好.气动系统的维护和故障处理每月或每季度的维护工作的主要内容:仔细检查各处泄漏情况,紧固松动的螺钉和管接头,检查换向阀排出空气的质量,检查各调节部分的灵活性,检查各指示仪表的正确性,检查电磁换向阀切换动作的可靠性,检查气缸活塞杆的质量以及一切从外部能够检查的内容,看元件如自动排水阀能否自动排水,手动操作装置能否正常动作,查气缸运动是否平稳,速度及循环周期有否明显变化,气缸安装架有否松动和异常变形,活塞杆连接有无松动,活塞杆表面有无锈器蚀、划伤和偏磨的情况,压缩空气的处理质量,气缸是否存在横向负载等.气动系统的维护和故障处理通过拧减压阀的旋转手柄,检查压力可否调节。当系统压力为零时,观察压力表的指针能否回零.空压机入口过滤网眼有否堵塞.观察各处压力表指示值是否在规定范围内.电磁阀应查电磁线圈的温升,查阀的切换动作，让电磁换向阀反复切换,从切换声音可判断阀的工作是否正常.对交流电磁阀,如有蜂鸣声,应考虑动铁芯与静铁芯没离完全吸合,吸合面有灰尘,分磁环脱落或损坏等.各种行程开关，限位开关能否正常接通与断开.维护检修原则和项目在元件的维护维修中,必须事前搞清楚元件在停止、运转时的正常状态及不正常状态的现象。仅从数据资料及相关人员的说明等获得的知识远不够,除此之外,应在实际操作中获取经验,这是非常重要的.气动系统中各类元件的使用寿命差别较大,像换向阀、气缸等有相对滑动部件的元件,其使用寿命较短。而许多辅助元件,由于可动部件少,相对寿命就长些。各种过滤器的使用寿命,主要取决于滤芯寿命,这与气源处理后空气的质量关系很大.维护检修原则和项目•像急停开关这种不经常动作的间,要保证其动作可靠性,就必须定期进行维护。因此,气动系统的维护周期只能根据系统的使用频度、气动装置的重要性和日常维护、定期维护的状况来确定。一般是每年大修l次设备调试阶段的初期故障：•元件加工、装配不良。如元件内孔的研磨不符合要求,零件毛刺未清除干净,不清洁安装,零件装错、装反,装配时对中不良,紧固螺钉拧紧力短不恰当.零件材质不符合要求.外购零件(如密封圈、弹簧)质量差等.•设计错误，设计元件时对元件的材料选用不当加工工艺要求不合理等。对元件的特点、性能和功能了解不够,造成回路设计时元件选用不当。设计的空气处理系统不能满足气动元件和系统的要求,回路设计出现错误.•安装不符合要求。安装时,元件且管道内吹洗不干净,使灰尘、密封材料碎片等杂质混入,造成气动系统故障.安装气缸时存在偏载。管道的固定、防振动等没有采取有效措施•维护管理不善,如未及时排放冷凝水,未及时给油雾器补油等突发故障：系统在稳定运行期间突然发生的故障。•例如,油杯和水杯都是用聚碳酸脂材料制成的,如它们在有机溶剂的雾气中工作,就有可能突然破裂;空气或管路中,残留的杂质混入元件内部,突然使相对运动部件卡死:弹簧突然折断、软管突然破裂、电磁阀线圈突然烧毁;突然停电造成回路误动作等•有些突发故障是有先兆的。如排出的空气中出现杂质和水分表明过滤器已失效,应及时查明原因,予以排除,不要酿成突发故障。但有些突发故障是无法预测的,只有采取安全措施加以防范,或准备一些易损元件,以备及时更换失效元件•参照生产日期，使用日期及使用的频度以及已经出现的某些征兆,如反常声音、泄漏越来越大、气缸运行不平稳等,来大致预测老化故障的发生期限是可能的.维修方法经验法是判断故障的一种有效方法，可按中医诊断病人的四字望闻问切进行。(l)望:如看执行元件的运动速度有无异常变化;各测压点的压力表显示的压力是否符合要求,有无大的波动;润滑油的质量相滴油量是否符合要求:冷凝水能否正常排出:换向阀排气口排出空气是否干净;电磁阀的指示灯显示是否正常;紧固螺钉及管接头有无松动;管道有无扭曲和压扁;有无明显振动存在;加工质量有无变化等(2)闻:包括耳闻和鼻闻,如气缸A换向阀换向时有无异常声音;系统停止工作但尚未泄压时,各处有无漏气,漏气声音及其大小以及每天的变化状况;电磁线圈和密封固有元过热而发出特殊气味等.维修方法3）问:即查阀气动系统的技术档案,了解系统的工作程序、运行要求及主要技术参数;查阀产品样本,了解每个元件的作用、结构、功能和性能;查阀维护检查记录,了解日常维护保养工作情况:访问现场操作人员,了解设备运行情况,了解故障发生前的症兆及故障发生时的状况,了解曾经出现过的故障及其排除方法.4）切：如触摸相对运动件的外部温度，电磁线圈的温升等。感觉烫手应查明原因.气缸，管道有无振动感，气缸有无爬行,各接头元件连接处有无漏气.故障分析范例一个典型回路的故障分析:故障现象：气缸不动作分析方法：1.检查气源有无，压力是否正常2.听有无明显漏气有：分别检查各元件是否损坏无：检查管路有无压扁，供气通畅用手控检查换向阀是否正常空载