铝电解多功能机组空压机故障诊断与预防

摘要：空气压缩机作为一种用来提高气体压力和输送气体的机械设备，直接决定着生产机械的压缩空气供给。本文对滑片式空压机和螺杆式空压机主机的结构形式简单分析，阐述了生产实际中两种空压机常见故障的诊断处理及预防措施。

关键词：滑片式;螺杆式;空压机;故障;诊断

0  引言

空压机在现代生产中广泛应用于各个行业，并且逐步成为工业机械的重要组成部分。据不完全统计，我厂电解多功能机组的故障率中，空压机故障占到机械故障的20%以上。然而由于空压机故障引发的设备其他功能性故障占比达到50%以上，因此空压机故障的预防及处理是我们保证多功能机组正常工作的根本，也是降低设备故障率的重要手段。本文特对空压机故障的诊断及预防做一些探讨。

1  结构及工作原理

空压机分为速度式和容积式两大类，目前我厂使用的螺杆式空压机和滑片式均为容积式空压机。电解各分厂多功能机组使用的大多为美国寿力LS16-75型螺杆式空压机，我分厂四台ECL天车采用意大利玛泰AL55-H滑片式空压机。为正确诊断确认空压机故障发生的原因，首先要了解空压机结构形式及工作原理。

1.1 螺杆式空压机

螺杆式空压机主机主要由机体、螺旋形转子、轴承等部件构成。机体中，平行地配置着一对相互啮合的螺旋形转子。 通常把节圆外具有凸齿的转子，称为阳转子;把节圆内具有凹齿的转子，称为阴转子。与电动机连接的阳转子带动阴转子转动时，经进气口吸入空气，随转速提高，阴阳转子啮合面与排气口间的齿沟间隙渐渐减小，齿沟内的气体逐渐被压缩，压力提高，从而完成空气的压缩，转子转动至排气口时，（高压）压缩空气排出，在此同时吸气过程又在同时进行，转子每转一周分别进行吸气—压缩—排气过程。

1.2 滑片式空压机

滑片式空压机主机主要由定子、转子、端盖、滑片等部件构成。定、转子与端盖组成了一个密闭空间，转子以偏心方式放置于定子腔内，在电动机的驱动下旋转时，排列于转子外表面滑槽内的滑片受离心力作用被甩出，通过油膜与气缸内壁紧密接触，形成的一系列体积不同的压缩腔（每个滑片构成一个压缩腔）。由吸气调节器吸入的空气随着转子表面的滑片与定子腔之间容积的不断减少而被压缩，完成空气的压缩过程。

2  故障诊断

故障诊断是根据状态检测所得到的信息，结合设备的工作原理、结构特点、运行参数及其历史运行状况，对设备有可能发生或已经及正在发生的故障进行分析、判断，以确定故障的性质、类别、程度、部位及趋势。空压机的故障诊断应从故障类型，故障表现形式等方面进行分析、判断。

2.1 按故障类型诊断

空压机故障按其类型分主要可分为：电器元件故障、气路故障、油路故障、阀体组件故障几大类。

电器元件故障：主要包括電机与控制部分故障，电机烧损、电源缺相、电控部分断路、电控执行元件损坏等。此类故障发生后通常出现电机温度高、电机转动时噪声大、控制面板异常显示等现象，生产中出现此类故障应从以上几方面进行分析、判定。

气路故障：气管密封性不好、风冷却器堵塞泄露、空气过滤芯破损、储气罐排污口泄露等问题是引发空压机气路故障的主要因素。值得注意的时滑片式空压机无储气罐，供气管路的泄露将导致空压机输出压力快速降低，使电解作业母线提升作业存在安全隐患。因此，日常维护作业时对空压机各管路的检查应仔细、到位。

油路故障：油管密封性不好、油冷却器堵塞、油过滤芯堵塞、油分芯损坏、润滑油位过低、回油管堵塞等是空压机油路故障的几种主要形式。对空压机油路检查的同时应对更换润滑油、滤芯、油分芯等部件的更换做好记录，出现故障时可依据其使用周期来判定运行状况。

阀体组件故障：此类故障为空压机故障中较难诊断的故障，空压机附带功能性阀组较多，包括吸气阀（进气阀）、温控阀、（最小）压力阀、加载阀、卸载阀、排空（压力释放）阀等等，同时此类故障发生后其表现形式相对其他故障不够直观，因此针对此类故障判定首先应了解各类阀组的主要功能，同时根据故障的特点选取其中项进行检查排除。

2.2 按故障表现形式诊断

故障的表现形式是我们诊断和判定故障的重要依据之一，空压机故障的表现形式是多样的，主要包括：温度、噪声、振动、压力等，不同的表现形式预示或反应出对应的功能性部件即将或已经出现问题。

温度异常：空压机温度异常故障出现有油温过高、排气温度过高、电机温度高等几种情况。针对各类情况确定其故障类型综合分析就可以判定故障的原因，如油温过高，首先应确定润滑油更换周期检查油位及油质，其次检查油冷却器有无堵塞情况，最后检查温控阀功能是否正常，逐步判别后就能找出问题的症结。

噪声异常：空压机属于旋转机械，其运转过程中产生噪声是正常情况，但如果出现异常噪声将是故障已经或即将出现的征兆。对于螺杆式空压机主机出现噪声过大的情况可能是机体内部阴阳转子受损或轴承损坏，滑片式空压机主机出现噪声大说明机体内部滑片出现折断或磨损严重的情况。

振动异常：空压机出现振动过大的情况主要是电机轴与机体主轴不对中（联轴器弹性垫损坏）、机体内部轴承损坏、电机或机体底座地脚松动等情况。对于滑片式空压机如果机体内滑片损伤严重也会出现剧烈振动的情况。出现此类故障时首先应对外部地脚等检查确认，对机体轴承更换时要注意安装方式，防止不良装配引发的故障。

压力异常：压力是空压机正常工作与否的最直观的表现，压力出现异常表明空压机内一定存在受损部件，压力过低不能满足生产需要，压力过高损坏空压机自身的同时会引发其他气路阀组的故障。压力异常故障的诊断除了分析机体工作状况的同时要结合功能阀组（如最小压力阀）和检测元件（如压力传感器）等部件的运行情况来综合分析。

3  故障的处理与预防

3.1 故障的处理

在我们生产过程中空压机故障的出现往往伴随着多种表现形式，引起故障的原因也是多种因素并存，故障处理的前提是正确诊断和判定故障。要学会真伪故障的判别，避免主观臆断，仅限于一、两个因素就轻易判断空压机故障的原因，而应根据系统、仪表、运行、现场等多方面情况进行综合的判断。

应该建立在获取与故障有关信息的基础上，依据空压机的工作原理、机构、性能等，运用科学的分析方法，按照合理的步骤进行综合分析，找出故障的症结，然后对其进行消除。

3.2 故障的预防

空压机故障的预防主要在于日常维护保养，在日常维修过程中做好记录，对部分影响功能部件更换的记录，如润滑油、空气滤芯、油滤芯、油气分离滤芯等。仔细检查空压机各供油、回油管路的密封性，供气、排气管路的密封性;做好各连接部位螺栓的紧固;对出现温度异常、振动异常、噪声变大的情况及时进行分析解决，避免故障扩大化。对常发生或多次重复出现的故障部位或零件重点监测并做记录，必要时对其进行系统技术改造。

4  总结

设备故障的消除是我们每一个设备维护人员的职责。本文对两种空压机工作原理及构造简要介绍，分析了常见故障诊断的方法及预防措施，对降低电解多功能机组空压机系统故障率，减少设备运行过程中的维修成本，提高企业的生产效益具有积极的意义。

参考文献：

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[2]赵静一，曾辉，李侃.液压气动系统常见故障分析与处理[M].北京：化学工业出版社，2009.

[3]左建民.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，1998.

[4]相德宝.关于车用空气压缩机窜机油故障浅析[J].内燃机与配件，2019（07）：108-110.

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作者简介：张德青（1977-），男，青海民和人，本科，工程师，研究方向为压力加工工程。