3L-10/8活塞式水冷空压机故障分析处理

摘要 本文针对3L-10/8活塞式水冷空压机试运转中发生注油孔向外喷油的故障，进行分析与排除。

关键词 活塞式空压机；喷油故障；分析；排查处理

中图分类号F253.2 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）42-0155-02

中国水电第十二工程局有限公司金属结构厂有二台3L-10/8活塞式水冷空压机，主要用于金属结构件制造过程中较恶劣环境的喷砂防腐。虽然这二台空压机已使用多年，但在操作人员和专业维修人员精心维护和保养下，运转还比较稳定。目前，在空气动力设备中仍起着较大作用的设备。

1 故障简介

2010年7月14日，两台3L-10/8活塞式水冷空压机的1号机在运行中发现排气压力过低，满足不了生产要求，于是金属结构厂组织机修人员将其进行拆解维修，更换了原厂生产的一、二级气缸的活塞环、金属填料（即密合圈和挡油圈）和进排气阀片等配件。修理完成后机组空载试运转正常，带上负荷进行试运转时，发现有油从空压机曲轴箱内通过注油孔向外溢出；当压力达到0.4MPa以上时，油的溢出就呈现喷射状，致使空压机无法在继续运行。为查找问题的原因，机修人员对空压机进行了二次拆解检查调整，故障仍未排除。之后，又聘请外地的空压机专业维修人员与单位机修人员共同对该空压机拆装了两次，仍未找着故障原因。虽说有相同型号的备用空压机，但这台空压机如未能修复，对保证企业金属结构件的制造顺利进行总是存在着很大的隐患。要解决这个问题就必须分析出故障发生的原因。为此，金属结构厂组织公司机电安装分局设备管理部门，对该故障发生的可能原因进行逐个排查、逐个分析研究，终于找出了故障原因，使问题得到了解决。

2 故障分析

2.1 分析空压机喷油现象的原因

经分析，喷油现象是因为空压机曲轴箱内有空气压力产生所引起的。余姚通用机械厂生产的3L-10/8活塞式水冷空压机有两套系统，一套是气缸机构系统，一套是运动机构系统。气缸系统是依赖于真空滴式注油器，通过一只独立的小油箱对气缸镜面注油，与故障没有关联。而运动机构系统的油是储存在空压机曲轴箱内的，工作时由齿轮泵从曲轴箱内吸入，再泵入曲轴油孔，顺次对连杆大头瓦、小头瓦、十字头和滑道等运动、磨擦部位进行，注油孔下端部位置在油面以下，曲轴箱内有空气压力产生就会导致运转时油通过注油孔向外喷射。

2.2 空压机曲轴箱内产生压力的原因

空压机曲轴箱内产生压力是由于气缸漏气量超过了正常值和金属填料函密合不严所造成的。气缸漏气量超过了正常值使向着曲轴方向泄漏压缩气体量过大，并随着压力的不断增高，泄漏的气量也不断的增大。而金属填料密合不严则使得从气缸里泄漏出的压缩气体通向曲轴箱，当泄漏量加大到排气孔不能将压缩空气顺利排出时，曲轴箱内就产生了压力。

2.3 漏气量过大和金属填料函密合不严的原因

1）气缸漏气量超过了正常值的原因

（1）气缸径向间隙过大；

（2）活塞环热间隙过大；

（3）活塞上有纵向擦伤。

2）金属填料函密合不严的原因：

（1）活塞杆因磨损成椭圆；

（2）金属填料中的密合圈磨损；

（3）金属填料安装不正确（金属填料具有单向性）；

（4）金属填料变形和研磨面碰伤、拉毛和其它问题。

3 故障排查与处理

3.1 气缸、活塞和活塞环排查

1）测量空压机一、二级气缸与活塞间隙，一级气缸与活塞径向间隙为0.31mm，二级气缸与活塞径向间隙为0.22mm；

2）测量空压机一、二级缸的活塞环热间隙，一级活塞环热间隙超过1.46mm，二级活塞环热间隙超过1.33mm；

3）检查活塞发现二级缸的活塞有两条纵向擦伤，但都未超过0.5mm。

经过对气缸、活塞和活塞环的检查，认定一、二级气缸与活塞间隙和活塞环热间隙均符合使用说明书的要求，对压缩空气的泄漏超过正常值不会造成影响，而二级缸的活塞上两条纵向擦伤对压缩空气的泄漏超过正常值会造成一定影响。

3.2 金属填料排查

1）检查活塞杆，活塞杆虽有磨损，但并没有因磨损而失圆；

2）检查金属填料，金属填料是此次维修时新更换的，密合圈不会产生磨损现象；

3）检查金属填料安装正确无误；

4）检查金属填料未发现变形和研磨面碰伤、拉毛，但将密合圈和挡油圈相叠时发现二级气缸的密合圈和挡油圈研磨面透光，测量后发现密合圈和挡油圈研磨的内、外缘有0.04mm~0.07mm的微小毛刺（分开时肉眼看不出）据分析是生产厂家未将金属填料在研磨面研磨时产生的内、外圈毛刺清除，因分开时肉眼看不出毛刺，维修人员在金属填料装配前只检查了密合圈和挡油圈的研磨面无变形、碰伤和拉毛，而没有检查内、外圈。当将金属填料往填料函内装配时，就将外圈上的毛刺折向了研磨面。活塞杆装配时也同样将内圈上的毛刺折向了研磨面。

分析认定， 3L-10/8活塞式水冷空压机注油孔向外喷油现象，主要是由二级气缸密合圈和挡油圈内、外缘的毛刺造成的，金属填料0.04mm~0.07mm的毛刺产生的间隙远远大于研磨面Ra≤5um精糙度要求，使金属填料函密合不严，从而造成过大的压缩空气泄漏到曲轴箱。

3.3 故障处理

分析查找出了故障原因，故障的处理就显得非常的简单。二级气缸活塞上的两条纵向擦伤，因深度没有超过5mm，就用油石对其进行了打光。对二级气缸密合圈和挡油圈内、外缘的毛刺也进行了重新研磨，使其研磨面精糙度达到了要求。

4 效果

对二级气缸活塞和密合圈、挡油圈问题处理完毕后，空压机重新进行了分阶段试运转，带上负荷后，排气压力从0到0.8MPa之间的上升正常，当排气压力达到0.8MPa后，连续进行了8小时负荷试运转，未发现油向外溢出，空压机试运行正常。至今，该台空压机仍然运行良好，为金属结构件生产的顺利进行提供了保证。

参考文献

[1]3L-10/8活塞式水冷空压机说明书.余姚通用机械厂.