【壓縮機網】一、引言

 

　　說到空壓機的數據，首先，跟大家一起來看一下，對于空壓機而言都有哪些數據？哪些數據是可以直接測試、讀出來？哪些數據又是不能直接測試、讀出來的？對于一般的直連往復活塞式空壓機而言，其工作的條件參數有：溫度、濕度、海拔、電壓、頻率等；其工作的性能參數有：電流、功率、排氣量、能耗、比功率等。

 

　　顧名思義，工作的條件參數就是要使空壓機正常工作的一些條件，主要是外部的一些。例如世界各地不同國家和地區電壓和頻率的差異，以及電壓和頻率允許的波動范圍，超出這個范圍空壓機將不能正常使用。工作的性能參數就是指空壓機在正常工作的狀態下，所會展現的一些和性能相關的數據。例如電流可以表達出空壓機的負載情況和實際運行的效率，排氣量可以表達出空壓機的壓縮空氣的能力，比功率可以表達出空壓機在做功和消耗方面一個平衡關系。

 

　　這些性能參數有的可以通過監測設備直接測試讀出數據，有的則還需要進一步的計算，有的甚至還要結合上條件參數的影響。下面我們會結合幾個比較實際的案例來跟大家一起學習一下，通過異常的參數數值來診斷空壓機的問題。

 

　　二、案例解析

 

　　1、案例一

 

　　案例一的具體現象描述如下：空壓機運行聲音不正常，呈現“上氣不接下氣”狀運行狀態，電流和功率持續增大，最終空壓機被憋死，停機。
 

 

　　對于這種現象，需要先查看一下空壓機的運行電壓值是否正常，因為不同國家和地區的電網電壓，有時候會出現不同的波動，導致空壓機處于一種低電壓或者叫做欠電壓的狀態下工作。在這種狀態下，空壓機運行之初為了保證運行所需的足夠動力，會在電壓不足的狀態通過拉升電流來補償（通過公式P=UI可得，功率一定時，電壓變小，自然要增大電流）。但是，當電流增加超過平衡點，還未能滿足需求的時候，就會直接將空壓機憋死。所以，在國際標準中對于空壓機啟動電壓的波動范圍有明確的標準要求，一般對于電壓大于等于220V的國家和地區，低電壓啟動標準為U±15%；對于電壓大于等于100V的國家和地區，低電壓啟動標準為U±10%。通過這個要求大家也可以看出另外一個問題，電壓的基準基數大的，可以浮動的范圍就大；基準基數小的，可以浮動的范圍就小，這個應該很好理解就不多做解釋了。這個問題的具體解決措施，就是按照空壓機的使用要求，匹配上正確的電壓。

 

　　如果查看空壓機運行的電壓是正常的，那么導致案例一這種參數現象的，就是空壓機電機的定、轉子在運行過程中干涉了，通常也叫做“電機擦芯”。這個問題主要是由于空壓機的裝配問題導致的，再進一步具體到哪個問題，就需要逐個排除了。例如：電機轉子的軸承不好，電機端蓋螺釘鎖固不牢，電機轉子外圓直徑過大，定子內圓直徑過小等等諸多。這個問題的具體解決措施就是更換電機組件。

 

　　2、案例二

 

　　案例二的具體現象描述如下：空壓機運行聲音良好，呈現“較為輕松”狀運行狀態，電流和功率穩定，但比正常運行時數值偏小，同時空壓機打氣時間偏長。

 

　　對于這種現象，需要先查看一下空壓機各處連接部位是否有漏氣的現象?？諌簷C運行過程中漏氣，就相當于實際做功減少了，但是實際消耗卻沒變，因為氣體是被壓縮之后又漏掉的。同時，在壓縮空氣的過程中，壓力越高沖擊出氣的氣體會越多，直到達到一個平衡點為止。如果這個平衡壓力點，在停機壓力之前，那么空壓機將出現一直不能自動停機的情況；如果這個平衡壓力點在停機壓力之后，那么空壓機只是打氣時間會比較長，但最終還是能停機。常見的漏氣位置和原因有：閥片被空氣中的雜質阻隔，不能正常開合密封；卸荷管路被雜質阻隔，不能正常開合密封；高壓管路運行一段時間之后出現松動漏氣；其他管路件密封連接處密封不良漏氣等。由于管路的密封不良導致的漏氣，就要通過肥皂泡沫水去刷洗各個連接部位去一一排查了。但如果都沒問題，那就有可能是泵頭內部的問題了，有可能是閥片被空氣中的雜質阻隔，也有可能是閥片斷裂，更甚者是連桿或者活塞環的問題等等。這樣，解決措施就只能是拆開泵頭內部再進一步詳細排查了。

 

　　上述案例一和案例二都屬于通過電壓、電流、功率等可以直接讀取的數據參數，來分析判斷空壓機問題的例子。下面再給大家介紹兩個需要通過結合各項參數進一步分析、計算的例子。

 

　　3、案例三

 

　　案例三的具體現象描述如下：根據空壓機的電機功率，排氣的壓力以及冷卻方式等，對應標準GB19153-2009，得出的能效指數比國家標準要求的偏低。

 

　　空壓機效率不達標的現象一般分兩種情況，第一種是設計初期在進行樣機測試的時候出現，第二種是空壓機使用了一段時間之后出現的。要解決效率不達標的問題，就要降低比功率的數值，根據比功率的計算公式（比功率=輸入功率P÷容積流量Q  單位：kW/(m3/min)）得出：要么保持輸入功率不變，提高容積流量；要么保持容積流量不變，降低功率消耗。但大多情況下，我們都是在保持輸入功率不變的前提下，想辦法提高容積流量，來降低比功率數值，提高能源的利用效率。下面我們就針對上述兩種效率不達標的情況，分別作出原因分析和整改措施的制定。

 

　　第一種情況：在設計初期進行樣機測試的時候出現比功率數值不達標。這種情況一般表現為設計的理論排氣量和樣機的實測（在7公斤時）排氣量之間有差異。一般是由于參與壓縮氣體的零件的加工誤差、設計累計公差、裝配精度等原因所導致的。所以在設計的時候一定要預留足夠的系數，來保證實測的樣機比功率數值達標。另外，這里需要給大家介紹一下，理論排氣量的簡易計算公式，因為下面我們所制定的提升排氣量的措施，大都是基于這個公式而推導出來的。
 

 

　　解決措施為：1）減小連桿頂面與閥板之間的余隙； 2）加大曲軸的的偏心距；3）改善電機特性，提高電機的轉速；4）保持曲軸的的偏心距不變，增大氣缸的直徑。以上幾種措施都可以有效的提高樣機的實測排氣量，其中第一種措施操作最為簡單方便。

 

　　第二種情況：在空壓機批量使用過程中，出現比功率數值不達標。這種情況的原因就比較多，比較復雜了，一般常見的原因和解決措施如下表1所示。
 

 

 

　　通過表1可以看出，“維護保養不及時”是空壓機出現比功率數值不達標的主要因素。常言道：“三分使用,七分保養”，可見后期的維護保養是非常重要的。至于其他的不良因素，只要購買的是正規廠家的空壓機，相對出現的幾率還是會低一些的。

 

　　4、案例四

 

　　案例四的具體現象描述如下：如表2所示的，是一臺串激往復活塞式無油機按照電阻法測試出來的溫升數據值，試驗結果是高電壓時定子線圈溫升超標，不合格。
 

 

　　對于這個現象，我們不能只看到實驗的結果，還要仔細分析各組數據之間的差異。從數據上來看，不光試驗是不合格的，而且高低電壓之間的溫升數值相差不大。

 

　　如果出現高電壓的溫升數值遠遠高于低電壓的溫升數值的現象，我們可以推斷出，這臺空壓機在高電壓工作時，運行產生的發熱量大于自身的散熱能力。再詳細的原因例如空壓機泵頭組件的出風口設計小了，不能將由于轉速升高而增加的風量順暢的排放出去。延伸一下，如果出現高電壓的溫升數值遠遠低于低電壓溫升數值的現象，我們可以推斷出，這臺空壓機的進風量少了。有可能是進風口尺寸小了，也有可能是風扇產生的風量小了，總之是吹到定轉子組件身上的冷卻風少了。再如出現高、低電壓的溫升數值基本相等，但是都超出標準限值要求的現象，我們可以推斷出，這臺串激電機的電磁方案設計有問題。雖然說，高、低電壓的溫升數值基本相等是一種較優的方案設計，但是，那是要在滿足限值前提下的。對于此類問題更詳細的解讀，請見《串激往復活塞式無油機溫升問題的分析解決》這篇論文。

 

　　三、結語：

 

　　通過以上幾個案例希望大家能夠學會，怎么通過直觀易得的條件參數和間接計算求得的性能參數，來分析判定出空壓機的大致問題方向。然而，通過以上的案例大家也不難看出，條件參數和性能參數是相互影響，相互變化的，有時也會同時出現。仔細、認真、謹慎的去分析所得到數據，一直是解決問題的正確方法。

 

　　參考文獻

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