简状活塞式范文

简状活塞式范文（精选6篇）

简状活塞式 第1篇

关键词：活塞式,液压缸,故障,预防

0 引言

液压缸是液压系统的执行元件, 它将液压能转换成机械能, 通常实现往复直线运动, 输出推力和速度。按照结构形式不同, 液压缸分为活塞式、柱塞式和转叶式三大类。在登陆舰上用的液压缸主要是前面两种, 用于大门、吊桥和斜坡板液压系统的执行元件。在工作中, 液压缸难免出现故障, 影响系统的正常工作。如果不知道故障的原因并进行有效排除, 将会影响舰艇的技战术性能的发挥。本文重点探讨登陆舰活塞式液压缸的常见故障、预防措施和维修对策。

1 活塞式液压缸常见故障原因和处理措施

1.1 泄漏。

泄漏是液压缸较为常见的故障, 其主要原因有装配不良、密封件质量问题、活塞杆和沟槽加工质量差、油温过高和油液黏度过低等。

1.1.1 装配不良。

液压缸的装配不好导致泄漏, 主要体现在四个部分:一是端盖装偏, 活塞杆与缸筒不同心, 使活塞杆伸出困难, 加速密封件磨损;二是液压缸与工作台导轨面平行度差, 使活塞伸出困难, 加速密封件磨损;三是密封件安装差错, 如密封件划伤、切密封唇装反, 唇囗破损或轴倒角尺寸不正确, 错装或漏装密封件;四是密封压盖安装有偏差, 紧固螺钉受力不匀。这类问题的处理是拆开检查, 重新安装, 及时更换密封件。

1.1.2 密封件质量问题。

密封件出现质量问题, 主要是因为保管期太长, 密封件自然老化失效;保管不良, 变形或损坏;胶料性能差, 不耐油或胶料与油液相溶性差;品质量差, 尺寸不对, 公差不符合要求。处理方法就是更换合适的密封件。

1.1.3 活塞杆和沟槽加工质量差。

一是活塞杆表面粗糙, 活塞杆头部倒角不符合要求或未倒角;二是沟槽尺寸及精度不符合要求。比如设计图纸有误, 沟槽尺寸加工不符合标准, 沟槽精度差, 毛刺多等。这类问题, 要按照要求倒角、去毛刺、修正尺寸。

1.2 活塞移动“别劲”。

活塞移动“别劲”是由于加工精度不高和装配质量不高引起的。加工精度不高主要表现在:缸筒孔锥度和圆度超差, 活塞杆与活塞同轴度差, 活塞杆弯曲, 液压缸内孔直线性不良 (鼓形锥度等) , 缸内锈蚀、拉毛。可以通过检查零件尺寸, 更换无法修复的零件来排除。可以通过校正二者同轴度, 校直活塞杆, 镗磨修复, 重配活塞, 轻微者修去锈蚀和毛刺, 严重者必须镗磨等达到预期效果。

装配质量不高表现在:活塞、活塞杆与缸盖之间同轴度差, 液压缸与主机运动部件平行度差, 活塞杆与导向套配合间隙过小。可以严格按装配工艺装配来排除, 按要求重新装配, 另外检查配合间隙, 修刮导向套孔, 达到要求的配合间隙。针对液压缸端盖密封圈压得松紧不当, 双活塞杆两端螺母拧得太紧, 使其同度不良, 可以调整密封圈, 使它不紧不松, 保证活塞杆能来回用手平稳地拉动而无泄漏;同时螺母不宜拧得太紧, 一般用手旋紧即可, 以保持活塞杆处于自然状态。

1.3 缸内进入空气产生振动。

缸内进入空气的原因有:新液压缸, 修理后的液压缸或设备停时间过长的缸, 缸内有气或液压缸管道中气未排净;缸内部形成负压, 从外部吸入空气;从缸到换向阀之间管道的容积比液压内容积大得多, 液压缸工作时, 这段管道油液未排完, 所以空气也很难排净。建议采取以下措施:一是空载大行程往复运动, 直到把空气排净;二是先用油脂封住结合面和接头处, 若吸空情况有好转, 则把紧固螺钉和接头拧紧;三是可在靠近液压缸的管道中取高处加排气阀。拧开撑气阀, 活塞在全行程情况下运动多次, 把气排完后再把排气阀关闭。

1.4 活塞移动不动作。

活塞移动不动作除了活塞移动“别劲”的原因外, 还有液压缸结构上的问题, 体现在:活塞端面与缸筒端面紧贴在一起, 有效工作面积不足, 故不能启动, 和具有缓冲装置的缸筒上单向阀回路被活塞堵住。可以在端面上加一条通油槽, 使工作液体迅速流向活塞的工作端面, 和缸筒的进出油口位置应与活塞端面错开等达到排除的目的。

2 活塞式液压缸故障预防

液压缸故障既有本身零件加工、装配方面的原因, 也有系统使用不当的原因, 所以要从源头上预防故障发生, 就要从系统的安装、使用与调试方面考虑。严格执行安装要求, 遵守使用注意事项, 做好液压系统的调整。

2.1 严格执行安装要求

安装时, 要选好场地, 保证安装、装配场地的清洁, 对液压缸等重要元件的安装应有足够的维护空间, 以便于清洗和避免外部物体的碰撞和灰尘杂质的侵入外, 同时还要注意以下几点:

2.1.1 进行耐压试验。

安装前对液压缸等一些重要元件进行耐压试验。试验压力可取工作压力的2倍或最高压力的1.5倍。

2.1.2 清洗元件。

如果液压缸等元件放置时间较长, 应该多次进行清洗。对于管路通常进行两次清洗。第一次试装后拆下管路, 用20%的硫酸或盐酸进行酸洗30～40分钟, 然后用10%的苏打水中和15分钟, 最后用温水清洗, 干燥后涂油以备安装。通过清洗后管内部的残存金属粉末、锈、密封材料、丝线、油漆和涂料等。

2.1.3 联接牢靠, 防止泄漏。

各个联接处应牢靠密封, 不能松动漏油。液压缸内部元件的安装固定时, 应用力适当, 防止拧紧力过大使元件产生变形而造成漏油或零件不能滑动。同时不能损坏密封装置, 必须清除破坏密封零件的尖角, 避免使用锐利的安装工具。

2.1.4 进行内部清洗。

液压缸安装好之后, 应进行内部清洗。清洗采用液压工作油或试车油, 清洗时温度在50～80℃, 开始要间歇运转, 然后长时间运转4～12小时。清洗时在回油路上设置滤油器, 清洗到滤油器不再有杂质时为止。

2.2 遵守使用注意事项

在使用系统时, 要熟悉系统的性能、动作原理, 检查油面, 保证系统有足够的油量, 选好合适的油管, 并能正确操作外还应该注意以下事项:

2.2.1 定期检查, 定期换油, 保持液压油的清洁。

这里需要注意几点。第一, 灌油 (或换油) 时应清洗油箱, 油液要用120目的滤网过滤。第二, 油液要定期检查更换, 一般半年至一年左右换一次。第三, 在冬季, 应注意油箱外露的金属处有凝结水进入油箱。第四, 如采用钢管输油, 应把管在油中浸泡24小时, 生成不活泼的薄膜后再使用。

2.2.2 随时清除系统中的气体, 以防止产生振动和引起油液变质。

具体要求:回油管要插入油面以下, 防止带气体进入油内。及时清洗滤油器, 防止吸油阻力增大而把溶解在油中的空气分离出来。油箱的油面应至油标刻线, 吸油侧与回油侧用隔板隔开。液压缸等重要机械上加装排气装置。

2.2.3 系统油温要保持适当。

一般液压机械在35～60℃合适, 如果系统的油温异常上升, 可能因为:油的粘度太大;系统效率太低, 元件容量小, 流速过高等;油箱容积小或散热不好;油质变坏, 阻力增大;冷却器性能不好。

2.3 做好液压系统的调整

液压系统的调整是整个系统的调整, 它能够使液压缸保持良好工作情况, 对预防液压缸发生故障, 具有很重要的作用。在调整液压系统以前, 首先应熟悉液压系统的各种操作和调整手柄的位置、旋向等, 并且需要检查各液压元件的联接是否正确可靠, 油箱中是否有足够的油液等。当外部检查没有问题时, 然后进行空载试车。

先起动主泵, 液压泵运转正常后, 需调整压力控制元件。一般首先调整系统压力控制阀溢流阀, 从压力为零时开始, 逐步提高压力, 使之达到规定压力值然后依次调整各个回路中的压力控制阀。流量控制阀要从小到大逐步调整。同步运动液动机流量控制阀应同时调整, 要保证运动的平稳性。

空载试车正常后即可开始负载试车。负载试车时应检查液压缸是否能完成预定的工作任务, 工作过程是否良好, 有无振动、冲击、噪音、爬行和油液温升过高等不良现象。

参考文献

[1]关子杰著.《润滑油与设备故障诊断技术》, 中国石化出版社, 2007年版, 第12页.

活塞式压缩机的工作原理是什么？ 第2篇

压缩机主要由机体、曲轴连杆、气缸活塞、吸排气阀等组成。

当曲轴在电机带动运转时。通过连杆带动活塞在气缸内作往复运动，并在吸、排气阀的配合下完成对制冷剂的压缩、排气、膨胀和吸气过程:

(1)压缩过程:使低压气态制冷剂经过压缩之后而成为高压气态的过程，称为压缩过程。

图5--11中当活塞运动到下端点(即活塞不能再下移的位置)时，气缸内充满了低压气态制冷剂，活塞开始沿气缸向上移动，此时吸气阀关闭，气缸内容积逐渐减少，

而在密闭的气缸内。气态制冷剂受到压缩，压力和温度会逐渐升高。当压力达到排气压力时，排气阀自动打开，开始排气。

(2)排气过程:气态制冷剂在压缩过程结束时、开始从排气阀排出，活塞继续上移，气缸内的气体压力不再升高，并不断排气.直至活塞运动到达上端点〔即活塞不能再向上移的位置)时排气过程结束。

(3)膨胀过程:当活塞到达上端点后即开始沿气缸向下移动，排气阀即自动关闭，此时残存在余隙容积内少量的高压气态制冷剂，压力下降体积增大称为膨胀过程。

浅谈活塞式压缩机设计 第3篇

关键词：压缩气体,活塞

1 引言

常用的气体压缩机有离心式气体压缩机和往复式气体压缩机。多年来, 我国压缩机制造业在引进国外技术, 消化吸收和自主开发基础上, 攻克不少难关, 取得重大突破。例如, 催化裂化装置用的主风机和富气压缩机、加氢装置用的循环氢压缩机、新氢压缩机, 乙烯三大压缩机, 化肥四大压缩机组等已大量在石化生产中应用。其中, 水平剖分式离心压缩机和轴流式压缩机制造技术已接近或达到国际同类产品先进水平, 往复式塞压缩机达到国际同类产品水平。

2 压缩机的选型

一般用途空压机按国家标准规定, 排气压力为0. 7MPa。如果高于或低于此压力, 即属非标准特种空压机。空压机主要有以下几种: 按输气量 ( 是指空压机工作时每分钟排出的气体换算成吸入状态的体积) 分有小型机、中型机、大型机。按结构型式分有回转式、活塞式、膜式空压机。常见的有活塞式和回转式中的螺杆式、滑片式。螺杆压缩机转子型线复杂, 制造成本较高, 但其体积小, 质量轻, 零件小。相同排气量的情况下, 螺杆式压缩机要比活塞式压缩机贵很多, 维修人员也必须有专门的知识和经验。按气缸中心线和相对位置可分为立式、卧式、角度式空压机。其中, 角度式又分为V型、W型、L型等。一般来讲, 由于活塞式压缩机为往复式机器, 都有一定的震动。而角度式能较好地平衡其惯性力, 所以, 中小型活塞式压缩机大多做成角度式。卧式压缩机是初期产品, 由于没有优越性, 现在几乎不再生产。

3 活塞式压缩机的工作原理与设计要点

当曲轴旋转时, 通过连杆的传动, 活塞便做往复运动, 由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞从气缸盖处开始运动时, 气缸内的工作容积逐渐增大, 这时, 气体即沿着进气管, 推开进气阀而进入气缸, 直到工作容积变到最大时为止, 进气阀关闭; 活塞反向运动时, 气缸内工作容积缩小, 气体压力升高, 当气缸内压力达到并略高于排气压力时, 排气阀打开, 气体排出气缸, 直到活塞运动到极限位置为止, 排气阀关闭。当活塞再次反向运动时, 上述过程重复出现。总之, 曲轴旋转一周, 活塞往复一次, 气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程, 即完成一个工作循环。设计活塞式压缩机应符合以下基本原则: 1) 满足用户提出的排气量、排气压力, 及有关使用条件的要求。2) 有足够长的使用寿命 ( 应理解为压缩机需要大修时间间隔的长短) , 足够高的使用可靠性 ( 应理解为压缩机被迫停车的次数) 。3) 有较高的运转经济性。4) 有良好的动力平衡性。5) 维护检修方便。6) 尽可能采用新结构、新技术、新材料。7) 制造工艺性良好。8) 机器的尺寸小、重量轻。

但是, 上述原则往往是彼此矛盾的。尺寸小、重量轻与较高的运转经济性有矛盾。若从较高的经济性考虑, 要求机器取用较多的级数, 而级数增多, 则机器结构比较复杂, 尺寸增大, 重量增加。同样, 提高机器的转数, 虽能减小机器的尺寸和重量, 但转数增加, 压缩机效率下降, 零件易磨损, 影响使用寿命。因此, 对千压缩机设计者来说, 重要的是根据压缩机的用途, 掌握其主要要求、在保证主要要求的前提下, 尽量满足他的要求。

4 结构方案的选择

活塞式压缩机的结构方案由下列因素组成: 1) 机器的型号式样; 2) 级数和列数; 3) 各级气缸在列中的排列和各列间曲柄错角的排列。用上述因素组成的图形, 称为结构方案图, 即习惯上所说的机器纵、横剖面图。选择压缩机的结构方案时, 应根据压缩机的用途, 运转条件, 排气量和排气压力, 制造厂生产的可能性, 驱动方式以及占地面积等条件, 从选择机器的型式和级数人手, 制订出合适的方案。压缩机结构的特点主要体现在两个方面, 即气缸排列的型号式 ( 指气缸中心线的排列位置) 和运动机构的结构。

气缸排列的型号式样及其选择:

1) 立式压缩机: 气缸作垂直布置, 所示, 其优点在于: 活塞工作表面不承受话塞重量, 因而气缸和活塞的磨损比卧式的小几均匀, 活塞环的工作条件有所改善, 能延长机器的使用寿命。占地面积比较小。因为载荷使机身主要产生拉伸和压缩应力, 所以机身的形状简单, 质量轻。往复运动部件的惯性力垂直作用在基础上, 而基础抗垂直振动的能力较强, 所以它的尺寸较小。在于气阀和级间管道的布置比较困难, 不易变型 ( 因列间距紧凑) , 较大的立式压缩机操作、维修也甚感不便。所以小型压缩机有做成立式的, 中型固定式也有采用立式的。无油润滑压缩机采用立式对活塞环和填料的工作较为有利。大型立式压缩机, 国内制造得不多, 某些国家由于生产传统. 有做成立式的。2) 卧式压缩机; 气缸中心线作水平布置。且都在曲轴的一侧。这是较老的一种结构, 其优点在于: 整个机器都处在操作者的视线范围内, 所以管理维护方便。曲轴, 连杆的安装、拆卸都比较方便. 卧式压缩机的厂房可以比立式的低。卧式压缩机的主要缺点是: 惯性力不能平衡, 所以转数的增加受到很大限制, 导致机器, 鉴驱动机和基础的重量尺寸较大。另外, 卧式压缩机在多级压缩时. 只能采用多缸串联, 因而气缸活塞的安装亦较麻烦; 特别是大型压缩机活塞往往很重气缸和活塞易磨损。所以卧式压缩机在大、中型压缩机的领域内已被淘汰。但在小型高压的场合, 采用卧式结构, 仍能发挥结构紧凑、零件少和可避免高压填料的优点。

参考文献

[1]马国远.制冷压缩机及其应用.北京:中国建筑工业出版社, 2008.

[2]许菊若.机械设计.化学工业出版社, 2005.

呼吸器用活塞式减压阀的研制 第4篇

关键词：呼吸器,活塞式减压阀,压力,流量

凡在有毒有害气体环境中作业 (包括正常作业与灾害时的救援作业) , 都需要佩戴呼吸器, 使人体的呼吸与外界隔绝, 以确保作业者安全。减压阀则是呼吸器产品的关键部件, 其功能是将贮存在气瓶内的高压氧气减压成低压氧气, 满足人体呼吸需要。其稳定性、可靠性直接关系到呼吸器佩戴者的舒适程度和人体的生命安全。减压阀的结构小, 构成较精细复杂;同时, 在使用过程中, 其输入压力 (即气瓶内的氧气压力) 变化范围大 (初始20 MPa, 使用完毕时在2 MPa左右) , 而输出压力 (0.5 MPa左右) 和流量 (1.7 L/min左右) 要比较稳定, 以利于人体呼吸[1]。从结构上分类, 呼吸器常用的减压阀有膜片式和活塞式两种, 笔者研制的是活塞式减压阀。

1 减压阀的工作原理

活塞式减压阀工作原理如图1所示。

在高压气未进入减压阀时, 阀芯 (即活塞) 在弹簧力作用下, 处于下壳体内腔底部, 阀口 (即S0处) 处于开启状态。当高压气进入上壳体通道的瞬间, 一部分气体由低压气输出口通过串接的“节流小孔” (即通常称的“定量孔”) 进入呼吸器的呼吸系统;一部分气体沿着虚线指出的通道进入下壳体底部, 下壳体底部的气体压力升高, 致使阀芯克服弹簧力而上升。阀芯上升使阀口开启量减小, 提高了减压能力, 输出压力减小。经过这种不停地自我调整, 最终阀芯不再运动, 达到力的平衡。

可压缩气体通过节流小孔时, 节流小孔上游气体压力p1大于1.893倍节流小孔下游气体压力, 流速在声速区内, 流量计算公式为[2]

$q=113Sp{}_1\sqrt{273/{\rm T}{}_1}(1)$

式中 q气体流量, L/ min;

S节流小孔有效截面积, mm2;

p1节流小孔上游气体绝对压力, MPa;

T1 节流小孔上游气体绝对温度, K。

流量q随S, p1, T1的变化而变化;反之, 若规定了q值 (即人体呼吸所需流量值) , T1按常温考虑, 则有:

$Sp{}_1=q/113\sqrt{273/{\rm T}{}_1}(2)$

当阀芯不再运动, 达到力平衡后, 若忽略密封圈摩擦影响, 其力平衡方程为

F1=F0+F2 (3)

而 F0=p0S0 (4)

F1=p1S1 (5)

式中 F1阀芯底面受力;

F0阀芯减压端受力;

F2弹簧给阀芯作用力;

p0高压端进气压力;

S0高压端通流断面积;

S1阀芯底面积。

将式 (4) 、式 (5) 代入式 (3) 可得:

p1 = (F2+p0S0) /S1 (6)

2 减压阀的研制

作为呼吸器用减压阀, 按照隔绝式正压氧气呼吸器标准MT 8672000规定, 需满足如下要求[1]:

1) 气瓶压力为20～2 MPa时, 定量供氧量不小于1.4 L/min (按人体呼吸需要, 应在1.7 L/min左右比较合适) ;

2) 气瓶压力为20～5 MPa时, 自动补给供氧量不小于80 L/min;

3) 气瓶压力为20～5 MPa时, 手动补给供氧量不小于80 L/min;

4) 气瓶压力为20～3 MPa时, 通过减压阀出口输出流量应大于100 L/min (即减压阀的最大输出流量应大于100 L/min) ;

5) 安全阀的开启压力应为减压阀正常输出压力p1的1.2～2.5倍, 输出流量应不小于100 L/min。

根据以上要求, 减压阀必须具备定量供氧、自动补给供氧、手动补给供氧等功能和安全阀装置, 其最大输出流量不小于100 L/min, 最小输出流量不小于1.4 L/min (1.7 L/min左右) 。

从式 (2) 可看出:q值在标准气温下, 因S, p1的变化而变化, 一旦当q确定后, S和p1的乘积为一个定值。在呼吸器正常使用时, 希望q是一个稳定的量 (以保证佩戴人员呼吸平稳、舒适) , S是一个难于随调的量, 只有p1可以调整, 因而, 从相对变化率考虑, p1值应尽可能大 (p1越大, 弹簧刚度越大, 阀芯就越稳定, 从而p1就越稳定, q值也就越稳定) , S值应尽可能小。根据目前公司的机械加工能力, S值可小到0.031 4 mm2 (即节流小孔直径为0.2 mm) 。

另外, 分析公式 (6) , 为了使p1的相对变化率小, F2的值应尽可能大, 而p0S0值应尽可能小。但为了保证减压后的最大输出流量大于100 L/min, S0不能比S小, 而p0又需在20～2 MPa内变化, 公式 (6) 中, F2主要与p1S1有关, 与p0S0弱相关。但是F2也不可能很大, 否则几何尺寸很大, 不实用。经过实验与计算, 认为:S0/S1=0.002 5比较合适。

由公式 (2) 可得出p1, 由公式 (6) 和上述论述可得出F2。结构设计可参照气动阀类的文献[2,3]。

上述结果是在自动补给供氧和手动补给供氧装置关闭的情况下计算得出的, 在实际使用过程中, 由于佩戴人员间存在个体差异 (肺活量不同) 和劳动强度不同, 耗氧量不同。耗氧量需求大的情况时 (定量供氧不能满足需要) , 自动补给阀或手动补给阀就会开启, 补充氧气。一旦自动补给阀或手动补给阀开启, 输出流量突然增加, p1就会降低, 阀芯稳定状态就被打破, 在弹簧力的作用下, 阀芯向下移动, 高压端小孔与阀芯间的开度增加, 输入流量增加, 满足输出流量的需要。在使用时自动补给阀或手动补给阀开启的时间是很短暂的, 一般每次开启时间为1～3 s, 当自动补给阀或手动补给阀关闭时, p1很快会恢复到之前的压力, 阀芯恢复稳定状态。这个恢复过程也是很短暂的, 经试验表明, 约1～3 s。

安全阀作为减压阀的安全附件, 其计算较简单, 只要保证在1.2 p1压力范围内不漏气, (1.2～2.5) p1范围内的某个压力状态能开启, 且完全开启时输出流量不小于100 L/min就可以。

3 活塞式减压阀试验情况

3.1 生产试验

单件生产试验共生产5个, 在高压端压力为10 MPa时, 其输出压力调节为0.5 MPa, 定量供氧流量为1.7 L/min。经多次检验, 其输出压力和流量均无变化。随机抽取2个, 将其安装在呼吸器产品上进行仿人呼吸试验, 在1个月内, 进行间断试验 (每次每个减压阀试验时间为4 h) , 总计试验13次, 在试验过程中未出现任何问题, 可对减压阀进行任何调整。试验后2个减压阀的输出压力和输出流量均无变化。

小批量试验共生产19个, 在高压端压力为10 MPa时, 其输出压力调节为0.5 MPa, 定量供氧流量为1.7 L/min。经多次检验和24 h高压稳定试验, 其输出压力和流量均无变化。

3.2 佩戴试验

在上述生产的19个减压阀中随机抽取5个, 分别安装在5台HY4型隔绝式正压氧气呼吸器上进行了佩戴试验, 试验情况如下。

3.2.1 试验地点

生产厂区内。环境温度:室外气温16～20 ℃。

3.2.2 佩戴试验目的

1) 验证人体佩戴时, 减压阀供气的稳定性和气流的舒适性;

2) 在正常步行状态下, 单位时间内耗气量 (L/h, 常压) 。

3.2.3 试验情况

佩戴前, 减压阀定量供氧量调节为1.7 L/min (高压为10 MPa状态下) 。在佩戴过程中, 大部分时

间以正常步行状态行走, 偶尔兼有小跑。步行时, 气囊始终处于充气状态 (很少有排气现象) , 未出现自动补给阀开启的情况;小跑100 m后, 出现自动补给阀开启现象。这表明所定流量比较适合呼吸需要。每人佩戴时间为2.5 h左右, 单位时间耗气量100～120 L/h。

3.2.4 反映情况

佩戴人员在佩戴完后认为:佩戴过程中, 与平常 (未佩戴呼吸器) 的呼吸感觉一样, 呼吸均匀、稳定、舒适。

3.2.5 试验结论

佩戴试验表明, 该活塞式减压阀输出气流稳定, 所定供氧流量比较适合人体呼吸所需。在正常步行状态下, 2.4 L气瓶充到20 MPa压力, 能满足4 h所需氧气。

4 与其他减压阀的比较

根据上述理论研究设计的减压阀, 经生产、校验与实地应用证明, 这种减压阀较之膜片式减压阀易于加工制造, 装配、校验简便, 主要工作零件刚性好, 不会产生变形现象, 因而整体性能稳定, 可靠性高。

与代表国际先进技术的美国新创公司的同类减压阀比较, 该减压阀具有更可靠的安全性能和更好的经济性。美国新创公司的减压阀输出压力比较高 (2 MPa左右) , 对下游气流管路的要求较高, 价格也较高;同时, 由于输出压力高, 要保证1.7 L/min的小流量, 阻尼小孔必须要很小, 其加工难度大, 制作成本高;另外, 因阻尼小孔太小, 高压气流经减压后温度降低, 使得氧气中含有的少量水汽雾化后容易堵塞阻尼小孔, 影响人体呼吸。

5 结语

1) 该减压阀工作零件刚性好, 稳定性、可靠性高, 具有较好的加工经济性等特点, 可完全适用于所有类型的正压氧气呼吸器。

2) 该减压阀的低压结构部分稍作改变, 就可作为调压阀使用, 根据不同的需要, 得到不同的输出压力、输出流量。

参考文献

[1]煤炭工业煤矿安全标准化技术委员会.MT867—2000隔绝式正压氧气呼吸器[S].北京:煤炭工业出版社, 2001.

[2]徐灏, 邱宣怀, 蔡春源, 等.机械设计手册第5卷[M].北京:机械工业出版社, 1992.

浅谈活塞式压缩机气阀设计 第5篇

4.2.3水土流失预测

水土流失预测的主要目的是根据预测的结果, 分析该项目的建设对当地的水土保持工作可能带来的危害、区分工程建设的重点防治部位, 为水土保持措施设计提供指导依据。

在水土流失量的预测部分, 芦花岭矿所在地区的土壤容许流失量的值采取的是黄土高原区土壤容许流失量。芦花岭矿位于豫西, 与山西隔黄河相望, 所在地属于黄土高原的边界地带, 经我单位的现场察看、分析认为当地的水土流失类型属于黄土高原区的流失类型。因此, 根据项目区土壤侵蚀模数为1850t/km2a, 分析项目区属轻度水力侵蚀。最终得出结论:该项目的建设如不及时采取有效的水土保持措施进行防护, 势必造成严重的水土流失;工程重点防治部位为露天采场和废石场, 必须做好拦挡并作为重点部位监测。

4.2.4防治目标及防治措施布设

该部分是水土保持方案的核心内容, 首先需确定项目的水土流失防治目标 (一般为“设计水平年”的防治目标) , 然后根据目标确定各个单项工程的防治措施及措施工程量。对照典型设计图件, 一定

(上接94页) 过低的气流速度固然对减少气阀的能量损失和提高阀片寿命有利, 但势必导致气阀尺寸过大, 在气缸上难于布置, 也给制造, 维修带来很大困难, 所以必须恰当地选择气阀中气体流速, 一般重度较大的气体应选择较低的气体流速。一般为4~10米/秒, 重度较小的气体可达15~25米/秒, 对于一些功率消耗有较高要求的中型固定式压缩机和活塞平均速度较低的压缩机、小型压缩机、循环机等, 应选择较低的气体流速, 一般低于5米/秒;一些短期或间歇性工作的高速压缩机应选择较高的气体流速, 一般选择15~25米/秒甚至更高。排气阀的气流平均速度允许比吸气阀高20%。选择气流平均速度时, 还要顾及采用的气阀结构, 对于单通道的环状阀, 可使用较高的气体流速。

阀缝隙通道的气体流速确定后, 即可按照气体连续流动的原理, 计算所需的阀缝隙通道面积f'v=FCm/z C'v (毫米2)

式中F活塞有效面积 (毫米2)

Cm活塞平均速度 (米/秒)

C'v阀隙通道气体平均速度 (米/秒)

Z同时作用的同名气阀总数

确定阀片升程时应注意, 过小的阀片升程虽然对阀片寿命有利, 但阀缝隙通道气流速度多大, 导致气阀能量损失增大;过大的阀片升程会引起阀片开启不完全和阀片滞后关闭, 不仅不能有效地降低气阀能量损失, 起不到提高压缩机效率的作用, 反之, 导致阀片过早损坏。因此, 必须根据压缩机的转速、气阀的工作压力, 选用的气阀结构特点和压缩机的使用条件, 恰当地选择阀片升程。一般是压缩机的转速愈高、工作压力愈高时, 采用较小的阀片升程。处于同一级的排气阀阀片升程应比吸气阀低。随着压缩机转速的提高, 在现重点设计。本工程靠黄河较近 (仅约1.5km) , 而且项目所在区域内仅有2个流域出口且都注入黄河, 因此本项目的建设对黄河的影响最为直接, 为保证黄河的正常安全运行, 本项目必须做好流域内的拦挡措施。设计中我们提出2套方案, 一是在2个废石场边脚各设置1处挡土墙, 挡土墙加高加厚;二是在2个废石场边脚各设置1处挡土墙, 并在流域出口处再设置1处挡土墙。经分析认为, 仅在废石场边脚设置1处挡土墙, 虽然加高加厚并不能保证最大限度的拦挡废石 (渣) , 且该挡土墙一旦发生危险, 没有后续拦挡, 后果将会很严重;如果在废石场边脚和流域出口各设置1处挡土墙, 那么即使废石场边脚的挡土墙不能将废石 (渣) 完全拦挡在废石场内, 甚至该挡土墙发生危险, 也还有流域出口处挡土墙可以将废石 (渣) 挡在流域内, 不至对黄河造成危害。因此, 芦花岭矿水土保持方案在废石场边脚和流域出口都设置了挡土墙, 并对挡土墙的稳定性进行了分析计算, 以保证其安全运行。该水土保持方案技术审查会上, 专家们提出重新复核挡土墙的稳定性分析计算以保证黄河的安全运行, 同时也肯定了我单位的设计方案。

5结论

随着我国经济建设的快速发展, 矿产资源的开发日益增多, 由此引发的水土流失也日趋严重, 因此切实有效的遏制此类项目的水土流失是当前水土保持工作的重要任务。作为水土保持工作的重要环节, 矿山类开发建设项目水土保持方案的编制不应拘泥于模式和经验, 而应该从项目实际情况出发, 设计出具有针对性的措施布置。只有不断提高水土保持方案的编制质量, 才能更好的将水土保持事业推进前进, 才能更好的保护水土资源。

有气阀结构条件下, 使用多环窄通道的气阀, 在满足气阀缝隙面积条件下, 降低阀片的开启高度, 阀片使用寿命有所提高。这是降低气阀能量消耗、延长阀片使用寿命的一种方法。

气阀弹簧力是影响气阀能量损失和阀片寿命的主要因素, 气阀完全关闭时的弹簧力, 主要关系到气阀开启的时间, 气阀完全开启式的弹簧力, 主要关系到气阀关闭的及时性和减轻阀片对升程限制器的冲击, 对阀片起保护作用。气阀全闭时的弹簧力以取得小为宜, 气阀全开时的弹簧力就要取得较大, 但不能过大和过小。弹簧力过小, 导致阀片滞后关闭, 不仅使阀片冲向阀座的速度增加, 对阀片寿命不利, 而且还使气体“回流”, 影响压缩机效率 (对于第一级而言) 。气阀完全开启式时, 若弹簧力过大, 达到气流压力不足以克服弹簧力将阀片“贴于”升程限制器上时, 阀片便在阀座于升程限制器之间来回振动, 使有限的气阀缝隙面积不能充分利用, 增加气阀额外的能量损失, 降低压缩机效率, 而且在关闭时阀片以较大的速度冲向阀座, 对阀片寿命不利。理想的情况是, 随着阀片的开启, 弹簧力呈非线性的增大, 在气阀全开时有最大值, 保证阀片开启、关闭的及时性和迅速性。

由此可见, 正确选择弹簧力是很重要的, 弹簧力的大小与压缩机转速、气阀工作压力、气阀中气体的流速、气阀运动零件质量、阀片升程等因素有关, 一般原则是:转速愈高、气阀工作压力愈高、气阀中的气体流速愈高, 则应选用较大的弹簧力。处于同一压缩级的排气阀应有比吸气阀高的弹簧力。

气阀有两大类, 一类称为强制阀, 它的启闭是由专门机构控制, 而与气缸内压力变化无关, 另一类称为自动阀, 它们启闭主要由气缸和阀腔内, 气体压力差来决定。强制阀因为结构复杂, 启闭时间固定, 不适于变工况运转, 故很少使用, 绝大多数压缩机均采用自动阀。

气阀由阀座、启闭元件、弹簧、升程限制器四部分组成。

如果所示, 当膨胀过和终了, 若气缸与阀胜之间的气体压力造成压力差△p由此作用在阀片上的力足以克服弹簧力及阀片和一部分弹簧的质量力时, 阀片便开始开启, 阀片一旦离开阀痤。便有气体通过此缝隙进入气缸, 并且在流入气体的推力作用下, 阀片继续上升直到撞至升程限制器 (图中a-b) 此时, 阀片的运动方程可根据牛顿第二定律写出

式中m阀片质量与1/3弹簧质量之和

Fg气体推力

Fs-弹簧力

h升程

阀片撞击升程限制器, 若两者不能把阀片的动能全部吸收, 则能产生反弹力, 又若此时气流的推力不足以抵挡反弹力及弹簧力之和, 则阀片出现反弹现象 (图中b-c) 并且回向阀座, 因为这时继续有气体进入气缸, 在气流推力等于反弹力后, 阀片再次贴到限制器上 (图中c-d) , 此时, 撞击力已较小, 若气流推力大于弹簧力, 则阀片使停留在限制器上 (图中d-c) , 在活塞接近止点位置时, 活塞速度降低, 进气速度和气流推力也相应减小, 当推力不足以克服弹簧力时, 阀片便开始脱离限制器, 在阀片关闭过程中, 依然有气体进入希望活塞到达止点位置时, 阀片也恰好落在阀座上 (图中e-f) 此时, 进气阀完成一次工作, 面积a-b-c-d-e-f-a称为时间截面。

由上面公式可知, 阀片开启过程 (a-b) 所需的时间, 取决于阀片的升程, 弹簧力、运动部分质量以及气体推力等。当升程高, 弹簧力大, 运动部分质量大, 气体推力小时, 开启过程时间便相对校长, 过长的开启时间, 会使时间截面减小, 阻力损失增长, 在d-e阶段, 主要取决于弹簧力和气流推力, 如果弹簧力过强, 在活塞速度达到最大值时气流的推力也不足以克服弹簧力, 则阀片出现在阀座和升程限制器之间来回跳动的颤振现象, 这时气阀的时间截面减小阻力损失增加, 且阀片来回撞击能使气阀的寿命缩短。

如果弹簧力过软, 则阀片停留在升程限制器上的时间延长, 阀片将在活塞更接近止点的位置, 气流达到更低一些的速度时才开始关闭, 以致活塞到达止点位置时阀片来不及落到阀座上, 出现迟后关闭的现象, 迟后关闭时, 一方面因活塞已进入压缩行程, 使吸进的气体回窜出去而使排气量减少, 另一方面则因阀片是在弹簧力和窜出气流推力共同作用下撞向阀座, 故能造成严重的敲击, 敲击会使阀片应力增加, 阀片和阀座的磨损加剧, 并导至气阀提前损坏, 而且敲击还能发出更大的噪声, 因此, 一个气阀若能正常工作, 则气流速度即气流推力、升程、弹簧力三者必须协调, 此外, 阀片质量也有影响, 故在设计或选用气阀时需要综合考虑。

气阀的通流截面有阀座通道、阀隙通道和升程限制器三个通流截面, 相应有三种气流速度。阀座通道气体流速关系着阀片运动速度, 影响阀片寿命, 阀隙面积通常最小, 阀隙运动最高, 其值直接影响气阀的能量损失;至于升程限制器, 一般都可以获得较阀隙、阀座更大的通流面积, 对气阀工作影响不显著。 (下转93页)

摘要：活塞式压缩机广泛应用于工农业等各个行业, 对各领域的发展起着直管重要的作用。活塞式压缩机的作用效果, 主要取决于气阀, 可以说气阀的好坏直接影响着压缩机的使用。

活塞式压缩机故障诊断技术研究 第6篇

1 活塞式压缩机的常见故障

1.1 排气量不足

排气量不足是活塞式压缩机常见的故障之一, 引起这一故障的原因是多方面的。首先, 对积垢堵塞滤网不及时的清洗, 会导致导致阻力的增大, 进而降低吸气的压力和减少吸气量, 造成了空气滤清器的阻塞。其次, 进气阀门和排气阀门的泄露, 这主要是由阀座与阀片之间留有空隙造成的。可能是异物的阻塞、吸气弹簧的失效、阀座与阀片的磨损等方面引起的。再次, 气缸镜面的磨损和余隙过大都会造成气缸故障, 进而使气体温度过高, 减少了进气量。另外, 活塞环的故障, 即磨损和较大的空隙会影响排气量。

1.2 过度发热

气缸、进气阀门和排气阀门的发热严重也是活塞式压缩机经常出现的故障, 主要表现在冷却水不足或者是水质不好, 造成了严重的积垢或者是零部件之间的空隙较大, 造成了漏气, 增加了进气的温度, 这些都会导致活塞式压缩机的温度升高, 出现过度发热的故障。

1.3 有异响

活塞式压缩机出现异响, 主要表现在轴箱内、气缸内出现敲击声或者是进气阀门和排气阀门的异常响动等方面。这是由各个部件之间的螺丝松动或者是部件之间的弹簧失效造成的。

1.4 润滑系统和冷却系统的故障

过滤器和油进管的故障会使油泵不上油, 油压降低, 以及运转机件的空隙过小导致油温变高, 都会导致润滑系统的故障。此外, 冷却系统的故障也是不可忽视的一个因素, 因为冷却系统的故障可能会引起其他方面的故障, 而冷却系统的故障是由水路系统结垢引起的。

2 活塞式压缩机故障的诊断理论

活塞式压缩机出现的故障是多方面的, 需要及时的对其进行诊断, 进而采取有针对性的措施, 对故障进行排除, 进而提高其利用率和准确性。通常来说, 对活塞式压缩机的故障诊断技术有以下几种。

2.1 粗糙集故障诊断

借助知识表达体系, 对诊断数据进行合理的分析, 主要是根据对条件的属性以及诊断内容的性质进行描述, 通过对条件和现象的分析, 得出结果属性集即诊断的结果。在数据表中, 对每个属性和条件的利用是有选择性, 鉴于有些条件和属性在去掉之后, 不会影响诊断规则, 这就是所谓的冗余属性。这种去掉冗余属性的工作叫做简约。在对活塞式压缩机进行故障诊断时, 要对故障进行分类。在粗糙集理论的指导下, 对数据表进行有效的分析, 得出诊断规则, 进而发现数据中的隐藏规律。这一理论具有简单可靠的优点, 无需建立数学模型或者是具备相应的诊断经验, 能够对不确定性的故障进行诊断。在粗糙集的帮助下, 方便的得出诊断规则, 不仅提高了故障诊断的效率, 还实现了实时的检测以及诊断的自动化。

2.2 小波能量谱故障诊断

在利用粗糙集进行故障诊断时, 需要对出现的不同故障进行数据的采集和分析, 这就需要借助于小波能量谱理论对压缩机的振动信号进行分解, 用尺度小波能量谱来对故障的特征参数进行描述, 再对其进行离散, 最终建立数据表。

通常来说利用小波能量谱诊断故障需要做到以下几个方面:求出小波能离谱, 对故障特性参数进行描述;利用数据特征参数作为条件属性, 故障类型作为决策属性, 建立数据表;对连续条件属性进行离散化处理;消除多余的条件属性, 归纳并处理简约规则, 进而构成故障诊断规则库, 对压缩机的振动实测数进行故障诊断。

3 活塞式压缩机故障诊断方法

对于活塞式压缩机的故障诊断需要采取不同的方法, 需要对各种方法的优缺点进行权衡, 既要考虑方法的发展水平, 又要考虑在具体实践中的合理性和可行性, 真正的做到理论与实践的结合。

3.1 热力参数法

这一方法是对压缩机的各项性能的参数进行分析和处理, 并同基准参考数值进行比较, 得出压缩机是否正常运行的结果, 进而对存在的故障进行判定, 得出故障发生的部件以及故障的性质。根据选择参数的不同, 人力参数法分为压力参数和温度参数两种。

在多级压缩中, 通过对压力和温度的变化规律得出故障出现的原因, 但是这一方法只能对故障进行简单粗略的判断, 这就需要借助于气缸压力信号和示功图对故障进行较深层次的分析。在采用热力参数法时, 依赖于数据的积累和正确的理论计算。

3.2 振动法

在活塞式压缩机的运作中, 会产生很大的振动, 引起噪音。在机器的内部发生故障时, 就会导致机器的动力学性发生改变, 进而导致振动和噪音发生异常。这种异常造成显示器的内部状态的变化, 可以借此对故障的原因、部位、性质和程度进行分析。当然, 每种方法都有其局限性, 振动法也不例外。在振动法的故障判定中, 需要借助机器的振动, 但是活塞式压缩机的结构复杂, 并且运动的形式多样, 就给故障的识别和诊断带来了困难。

3.3 油液分析法

在活塞式压缩机的运行中, 各个部件由于接触会发生不同程度的磨损, 并且受润滑油的影响, 各种磨损呈现出不同的特征。因此, 在润滑油中蕴含着机械设备故障的重要信息, 因此可以采用对润滑油进行抽样, 对其所携带的磨损微粒进行分析, 得出部件的磨损状态, 进而分析出零部件故障的发展趋势。

总之, 活塞式压缩机在石油化工和轮船业等各个领域得到了广泛的应用, 为了确保其工作的高效率和准确性, 需要对故障进行有效的检测和诊断, 这就依赖于故障诊断技术的应用。在对故障诊断的过程中, 要利用先进的理论为指导, 对故障进行正确的分析, 结合实际工作的情况, 选择合适的诊断技术和方法, 做到经济性和可行性的统一。

摘要：活塞式压缩机在石油化工等多个领域得到了广泛的应用, 并起到了积极的促进作用。但是在应用中会出现一系列的故障, 需要对故障进行诊断, 以便提高压缩机的有效性。本文笔者从活塞式压缩机的故障分类着手, 探讨了故障的诊断技术和方法, 目的是为压缩机故障诊断提供借鉴和指导, 进而提高活塞式压缩机的准确性和有效性。

关键词：活塞式压缩机,故障,故障诊断,技术

参考文献

[1]刘树林, 张嘉钟, 徐敏强.基于小波包与神经网络的往复压缩机故障诊断方法[J].石油矿场机械, 2002, 31 (05) [1]刘树林, 张嘉钟, 徐敏强.基于小波包与神经网络的往复压缩机故障诊断方法[J].石油矿场机械, 2002, 31 (05)