《空压机故障分析及处理方法.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《空压机故障分析及处理方法.doc（14页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、大连海事大学 毕 业 论 文 二一一 年 八 月“新北二”轮空压机故障分析及处理方法专业班级：轮机工程 06级 班姓 名： 指导教师：轮机工程学院内容摘要摘 要：分析了“新北二”轮上空气压缩机的原理和结构特点。气阀是空压机中很重要同时容易损坏的一种部件，在平时维护中需要特别留意各压力表指示是否正常，确保润滑效果。然后介绍了船上空压机出现的排气量不足故障的现象，联系空压机运行原理和结构特点，对故障进行分析，尝试找到问题的根源所在，并对相关部件进行检查和测量，从理论上对故障起因做出正确判断。接着，结合往复活塞式空压机的故障特点和经验体会，按照对故障判断，测试和处理的一般方法，对实际问题进行分析，对
2、出现问题的部件设备等进行修理，换新等操作，最终排除故障，恢复空压机的正常运转。在此基础上，总结出关于故障分析和处理方面的一些经验，作为一种普遍性的分析程序，对船上发生的其他故障的分析研究具有一定的借鉴意义。最后进行总结，对维护修理船用空压机给出了一些建议。关键词：空压机；气阀； 故障； 判断； 处理 ABSTTRACT：Basic analyze on the principle and structure characteristic of the air compressor on XIN BEI 2 ship. The air compressor is a vertical, The
3、air valve is very important while easy to damage. In daily maintenance, we should pay special attention to the various pressure gauges to instruct whether they work normally or not, and should guarantee the lubrication effect. Still in this essay I introduced the air displacement insufficient breakd
4、own phenomenon. Relating to the air compressor movement principle and its unique feature, we carried on the analysis to the breakdown, tried to found the root of the breakdown, inspected and measured the related parts, and theoretically made the correct judgments to the breakdown cause. After that,
5、considering reciprocation plunger type air compressor breakdown characteristic and the experience realized, and according to the breakdown judgments, the tests and the processing general methods, we made the analysis to the actual problem, carried on exchanges and repairs to the related equipment wh
6、ich lead to the problem .Finally we fixed the breakdown and restored the air compressor to normal work.Keywords: air compressor；air valve ；breakdown ；diagnosis ；deal with目 录1 前言12 空压机原理和结构及排气量理论分析12.1 空压机原理和结构12.2 整体结构特点32.3 排气量影响因素63 空压机故障概述64 故障的分析与排除75 安装和使用维护85.1安装要求85.2运行前检查85.3运行情况检查85.4停机检查85
7、.5维护要求96总结96.1 隔断(接通) 法96.2试探法96.3比较法9“新北二”轮空压机故障分析及处理方法1 前言在拖船上压缩空气主要用于主柴油机的起动，换向和发电柴油机的起动；同时也为其它需要压缩空气的辅助机械设备（如压力水柜，汽笛，离心泵自吸装置等）和气动工具供气；或在检修工作中用来冲洗零部件，滤器等。用于产生压缩空气的空压机是重要的船舶辅机。在船舶技术日益发展的今天，压缩空气的作用十分重要，空压机工作的正常与否，将直接影响到整个船舶的运行。2 空压机原理和结构及排气量理论分析2.1 空压机原理和结构往复活塞式空压机是由电动机经皮带带动轴旋转，再经连杆带动活塞产生往复运动，使气阀、活
8、塞、汽缸所组成的活塞腔容积发生变化，达到压缩空气的目的。本船压缩机为双级、单动、活塞式。F代表风冷，S代表水冷。压缩机采用曲轴连杆机构。曲轴安装在曲轴箱两端的滚动轴承上，轴左端安装皮带盘。级气缸、级气缸以凸缘定位安装在曲轴箱上。连杆大头为哈夫式，采用连杆螺钉紧固。连杆通过活塞销与活塞连接。在各级活塞上装有一定数量的气环起密封作用，同时还装有油环和刮油环，起润滑和收集气缸壁上多余润滑油回曲轴箱的作用。各级气阀均为随压力变化能自动启闭的环状阀或舌簧阀或组合阀。安全阀、控制阀均为弹簧调节式。压缩机由电动或柴油机通过皮带盘带动曲轴旋转，曲轴曲柄销带动连杆大头回转，连杆小头通过活塞销带动活塞在气缸中作往
9、复运动。级压缩空气经级间冷却器冷却、再经级压缩至额定压力后进入气瓶。气瓶机组由移动式气瓶、压缩机、B型三角胶带和电动机或柴油机等组成。压缩空气经单向阀进入气瓶。气瓶内气体的压力又压力表显示。当压缩空气超过调定压力时，控制阀、安全阀或压力控制装置先后工作。具体过程以单级活塞式空压机为例，假定气缸没有余隙容积，吸排气过程没有压力损失和压力脉动，吸气过程气体与气缸壁无热交换，工作过程无气体泄露，压缩气体在压缩过程的状态方程指数不变。图1活塞式空压机理论工作循环如图1所示，为活塞式空压机理论工作循环。当活塞从上止点向下止点移动时，压缩机处于吸气过程，如f-1所示。此时气缸内压力始终与吸入管中的压力相等
10、。最大吸气容积就是气缸工作容积。当活塞从下止点回行时，吸气阀关闭，气缸在缸内被压缩，如1-2所示。当压力升高到排出压力时，排除阀开启，压缩过程结束，这时缸内气体体积被排出。排出阀开启后缸内压力即保持不变，直到活塞行至上止点，全部气体被排出，排出过程结束。在图1中，2-g为气体流出气缸到贮气器中；g-f为余隙容积内气体膨胀过程。至此，空压机完成一个工作循环。当压力比比较大时采用多级压缩，考虑到空压机的额定功率和体积等因素，一般地多选择二级压缩。图2活塞式空压机实际工作工程如图2，大气在低压缸中被压缩，然后经过级间冷却器，在等压下对冷却水放热，接着进入高压缸，气体被进一步压缩至需要的压力并储存在储
11、气罐中。采用二级压缩的空压机可以提高输气系数，减轻活塞上的作用力，同时在高压缸和低压缸中间设置级间冷却器，在低压缸被压缩后的气体经级间冷却器被冷却到常温，然后进入高压缸中压缩，压缩终点的温度与低压缸压缩终点温度相差不多，从而保证了气缸的良好润滑条件，节省压缩功，提高效率。使压缩终点的温度相对降低。2.2 整体结构特点图3 2ZF-0.34/3-B型空压机如图3所示为2ZF-0.34/3-B型空压机。曲轴箱位于空压机的底部，其两侧设有轴承座，用于安装轴承，支撑曲轴。曲轴箱内装有润滑油，用于对空压机进行润滑。下面对各部分依次进行介绍。机体：机体安装于曲轴箱上部，其内部铸有气缸，气缸外周铸有冷却水腔
12、。气缸：气缸为级差式气缸，上段为大直径段，下段为小直径段，大小直径段之间有锥面过度。曲轴：曲轴有两个曲柄。曲轴安装在曲轴箱内，由滚动轴承支撑，其输入端装有兼作飞轮的扰性联轴器。连杆：连杆大端设有对开式滑动轴承，安装在曲轴的曲柄销上，小端设有轴承套，通过活塞销与活塞连接。活塞组件：活塞组件由活塞和活塞环组成。活塞顶部中心设有螺纹孔，用于拧入吊环螺钉，以便吊装；与气缸相应地，活塞也分成直径上大、下小的两段，活塞大直径装有四道活塞环；小直径段装有三道活塞环、一道刮油环；活塞环用灰口铸铁。气缸盖：气缸盖位于空压机的顶部，其内部铸有冷却水腔，以冷却气缸盖；气缸盖内装有低压级吸、排气阀；气缸盖侧面装有兼做
13、消音器的空气滤清器和注油器。控制阀：如图4所示，当空压机配置气控装置时是由控制阀来自动控制额定压力的，即当气瓶压力达到额定压力时，控制阀自动打开，压缩机处于空载运转状态；当气瓶压力低于一定压力时，控制阀自行关闭，压缩机恢复正常工作。控制阀上的调整螺帽应处于松开状态，一旦拧紧意味着强制空载运转，气瓶内压力不能升高。图4控制阀系统图安全阀：为使压缩机能安全工作而配备了、级安全阀，级安全阀同时具有手动卸载作用。安全阀的开启压力转配时已调好，并加了铅封。安全阀开启压力：级为0.6-0.8MPa，级为3.1-3.3MPa。气阀：该级差式空压机共有六个气阀：低压级吸、排气组合阀、高压级吸、排气阀皆为环状阀
14、，由阀座、阀片、弹簧和阀盖组成，阀盖兼做弹簧座、导向器及升程限制器，用螺栓与阀座联接。图5低压级吸、排气组合阀 1.气阀弹簧 2排气阀阀片 3定位销4固定螺栓 5吸气阀阀片 6排气阀阀座 7吸气阀阀座 8密封圈 图6 高压级吸、排气阀1固定螺栓 2气阀弹簧 3定位销 4密封圈 5吸气阀阀座 6吸气阀阀片 7排气阀阀座 8排气阀阀片如图5所示为低压级吸、排气组合阀，它安装在气缸盖内。其吸气阀为双环环状阀，排气阀为单环环状阀。低压级吸气阀的上半部分为阀座，装有压阀套，其上方为低压级吸气腔，通过空气滤清器与大气相通；其下方为阀盖，与气缸上部相通。低压级排气阀的下半部分为阀座，装有压阀套，与气缸上部相
15、通；其上半部分为阀盖，阀盖上方为低压级排气腔。如图6所示为高压级吸、排气阀，它为单环环状阀，安装在气缸的两侧的阀箱内，两个阀箱的内侧与气缸大、小直径段的交界处相通。高压级吸气阀的阀座靠外侧，装有压阀套，由气阀顶杆顶住，其外侧是高压级的吸气腔，通过管子与低压级排气腔相通。其阀盖位于阀箱内侧，与气缸相通。高压级排气阀的阀座靠内侧，装有压阀套，由气阀顶杆顶住，与气缸相通，其阀盖位于阀箱外侧，与高压级的排气腔相通。2.3 排气量影响因素由于实际压缩机存在气体泄漏，所以排气量一定少于进气量,单级压缩机的排气量被定义为压缩机排出的气体容积流量换算成压缩机进气状态下的气体容积流量，以表示，定义泄漏系数： (
16、1)参照式(1)，排气量: (2)结合行程容积，则所以排气量计算式为， (3)式中，为曲轴转速，；为行程容积，；为容积系数；为温度系数；为泄露系数；为压力系数。由上式可看出，排气量与容积系数、温度系数、泄露系数和压力系数、每级的气缸行程容积及压缩机转速有关。3 空压机故障概述船上配备有两台空压机，一般情况下1#常用，2#备用。由于以前的轮机员对1#空压机维护不佳，在值班过程中，发现1#空压机排气量降低，压力表显示压力偏低，且压力上升速度缓慢。换用2#空压机时则排气量正常，压力表压力上升速度正常，于是排除系统泄漏的影响。机旁检查发现低压级气阀的阀盖温度很烫手，初步怀疑1#空压机的气阀存在漏泄情况
17、。暂时用2#空压机取代1#空压机为船舶提供压缩空气，对1#空压机进行拆卸，取出低压级气阀，检查其阀片密封情况及弹簧弹性，发现阀片磨损严重，弹簧的弹性不足，为求稳妥，换用另一组气阀；同时橡胶圈密封情况也已经很差，在此情况下更换橡胶圈，改善其密封情况。将处理过的气阀重新安装到空压机上，试运行，问题得到极大地改善。空气压缩机排气量降低这种现象比较隐蔽, 往往在出现问题的时候才能得到人们的注意, 但它易使问题积少成多、积小成大。所以必须在日常维护中细心检查，发现故障的征兆，及时查明原因, 及时处理, 杜绝设备带病运行。为了彻底解决问题，我们翻阅了空压机的说明书和相关的系统图纸。二管轮也带领机工和几个实
18、习生对空压机进行了更为深入的检查。4 故障的分析与排除任何异常都可能是故障的征兆。故障现象都具有一定的特点，比如说可见，可闻，可触摸等，概括起来不外乎以下几点： （1）动态反常：如压缩机不易起动、工作时转速不稳、振动严重及突然停机等。（2）声音反常：如发生各种不正常的敲击声、摩擦声、漏气声等。（3）温度反常：如油、水温度指示过高或过低, 零部件表面温度及压缩气体温度过高等。（4）外观反常：如压缩气体中混有较多的机油和水珠, 湿度过大, 露点过高，有漏油、漏水、漏气等现象。对于船上空压机所发生的故障，温度反常的现象非常严重，阀盖摸起来很烫手，初步怀疑低压级气阀存在泄露，根据，其泄露增加，泄露系数
19、会减小，进而导致空压机排气量的降低。于是我们对直接导致故障发生的气阀进行了拆卸和检修。拆下气阀，观察其密封情况，发现其阀片磨损情况较为严重，换新，同时更换了密封效果不太好的橡胶圈（船上称之为“O”型圈）以改善密封。测量了吸气阀与排气阀的升程，检查了弹簧的弹性，发现弹簧的弹性不足，为求稳妥换用了另一组气阀及弹簧。在装配时，更换了缸盖与机体间破损的垫圈。此后，重新启动空压机，试运行，其工况得到很大程度的改善，排气压力的上升明显加快。根据排气量的影响因素，综合船上空压机的原理和结构，我们可以针对排气量不足的现象进行更为系统地分析，一般来说空压机排气量降低的原因一般分为三个方面：（1）使理论排气量降低
20、的因素如空压机转速达不到额定转速，一般像这种情况是由于传动皮带打滑引起的。（2）由漏泄造成的排气量降低如：a.阀片变形，磨损不均，接触面有污物；b.阀座与阀孔结合面不严或忘记加垫圈；c.气缸、活塞环磨损过大，以及活塞环卡死，断裂等情况。在船上，这种情况是最易出现的，需要得到更多的重视。（3）使吸气阻力过大的原因如：空气滤器脏堵或气阀通道结碳过多。对此，二管轮带领机工和实习生还检查了传动皮带的张紧情况，检查了空气滤器的脏堵情况，两者都较为正常。虽然空压机排气量降低这一故障暂时不会对机器本身造成影响, 但久而久之，容易造成设备事故。因此，我们还必须加强对空压机的日常维护。5 安装和使用维护在日常对
21、机舱设备的安装和维护中，我们需要注意一些细节。5.1安装要求 （1）压缩机应尽可能安装在通风、干燥、灰尘少的场地。（2）压缩机在安装时四周应留有一定的空间，便于装拆和维修。（3）压缩机安装底座应坚固、可靠，以防震动过大而引起管道漏气或零部件松动。（4）初次安装的各管道应彻底吹洗干净，避免杂物掉进系统内。5.2运行前检查（1）检查皮带松紧是否适中。（2）检查压缩机油位应在量油尺杆的二刻度之间或油标线内。（3）用手盘动压缩机皮带盘应无异常现象。5.3运行情况检查（1）点动压缩机，检查皮带盘旋转方向是否正确。（2）打开级安全阀，使压缩机空载运转约半分钟后将该阀关闭，再逐渐升压。（3）运转期间注意检查
22、压缩机应无漏油、漏水、漏气现象。5.4停机检查（1）应尽可能使压缩机处于空载状态后停机。（2）切断电源。（3）每运转16小时后，应将气瓶下面水阀打开，将水放尽。5.5维护要求（1）定期清洗进气消声器内部及散热片表面的杂物、油污。（2）定期更换润滑油，清除曲轴箱内的油污。（3）定期检查各运动件的磨损情况。（4）定期检查安全阀等各个装置的性能。（5）气阀上如有积碳需要清除时，可用浓度约20%，温度为70-80的苛性苏打溶液中洗净，然后再经温水洗净。6总结在分析压缩机故障症结时，要讲究一定的方法：6.1 隔断(接通) 法其指的是持续或断续地停止(或接通) 压缩机最有可能产生故障的某一部分的工作, 观
23、察故障现象的变化, 以判定故障所在。6.2试探法对压缩机某些可能产生故障的部件, 采取试探性的拆卸、调整或改变工作条件等措施, 观察故障现象的变化, 以验证故障分析的结论是否符合实际。采用试探法时, 应尽量少拆机件, 并保证所拆机件能够恢复到正常状态, 不会造成不良后果。同时, 应避免多个部位或同一部位的多项拆卸和调整, 以防互相影响, 引起判断失误。6.3比较法经过分析判断, 认为某机件引发故障的概率很高时, 可将该机件用同类新品替换或与其它部位的相同件对换, 然后使其工作, 观察故障现象的变化, 并对前后现象进行比较, 判断该机件是否发生了故障, 或者判明故障发生的部位。作为实习生，经验是最缺乏的，需要在实践中不断摸索、总结和提高，还得灵活运用各种方法, 并采取多种手段缩小故障范围。【参考文献】1费千船舶辅机大连：大连海事大学出版社，1998年6月2王建斌 潘新祥. 轮机英语. 大连：大连海事大学出版社，2001年5月 4王银学活塞式空气压缩机使用与维修. 陕西: 科学技术出版社， 2001年5陈宏均.活塞式压缩机使用技术手册. 北京: 机械工业出版社，1992年
