Instrumenty

Awarie i naprawy sprężarki tłokowej

Prostota konstrukcji sprężarek tłokowych przyczyniła się do ich popularyzacji i dystrybucji. Sprężarki tłokowe znajdują dziś szerokie zastosowanie w różnych sferach ludzkiej działalności, od napowietrzania akwariów po inżynierię przemysłową. Pomysłowy w swojej prostocie wynalazek ma wiele zalet i wysoką funkcjonalność. Na przykład dostarczanie powietrza lub gazu o ciśnieniu powyżej 20 atmosfer to zadanie, z którym nie poradziły sobie nawet bardziej złożone urządzenia. Jednak najbardziej zaawansowane mechanizmy wymagają szybkiego zapobiegania awariom i kompetentnej naprawy..

Spis treści:

Odmiany sprężarek

Sprężarki służą nie tylko do wtrysku powietrza, na przykład w przemyśle chemicznym i geologii – pompują pod ciśnieniem różne gazy: chlor, azot, tlen, wodór, hel, etylen i niektóre mieszaniny. W przemyśle i innych sferach ludzkiej działalności stosuje się stacje sprężarkowe i turbosprężarki, sprężarki tłokowe niskiego i wysokiego ciśnienia, a mechanizmy te są dziś najbardziej powszechne..

Nowoczesne sprężarki różnią się od wielu innych mechanizmów lakoniczną prostotą, a sama konstrukcja gwarantuje ich niemal nieprzerwaną pracę przez długi czas, w tym zapewnienie niedrogiej konserwacji i napraw..

Dopływ powietrza pod ciśnieniem to zasada działania większości sprężarek, z których wiele jest zdolnych do pracy w trudnych warunkach klimatycznych, a także z dostarczaniem zanieczyszczonych mieszanin gazów bez ryzyka uszkodzenia mechanizmu. Jednak w celu przedłużenia żywotności sprężarek tłokowych nadal warto zadbać o całkiem akceptowalne warunki ich pracy..

Zanieczyszczone powietrze lub mieszanki wtłaczane do cylindrów sprężarek, w tym tłokowych, obciążają dodatkowo wszystkie części składowe, a to prowadzi do ich zużycia. Niektóre typy sprężarek są w stanie dostarczyć oczyszczone powietrze (gaz) bez zanieczyszczeń olejowych, a ich obudowa zapewnia minimalny poziom hałasu. Większość nowoczesnych sprężarek okresowo potrzebuje części zamiennych do ich płynnej pracy, a w przypadku awarii najlepiej skontaktować się z najbliższym centrum serwisowym w celu konserwacji..

Odmiany sprężarek tłokowych

Mechanizmy pompowania powietrza pod ciśnieniem różnią się w silniku, np. są sprężarki elektryczne i parowe napędzane napędem parowym, a są te napędzane silnikiem spalinowym.

Mechanizmy sprężarkowe mają różne osiągi, które umownie szacuje się na podstawie objętości gazu przechodzącego pod ciśnieniem w jednostce czasu:

  • Minikompresory znajdują zastosowanie w medycynie, oprzyrządowaniu, akwarystyce – wydajność do 3*10ˉ² m³/s.
  • Minikompresory laboratoryjne i jednostki transportowe z pompowaniem powietrza od 3*10ˉ² do 0,01 m³/s.
  • Urządzenia o średniej wydajności – w zakresie od 0,1 do 1 m³/s wykorzystywane są tłocznie kopalń, fabryk, zakładów i kopalń.
  • Wysokowydajne sprężarki o ciśnieniu powyżej 1 m³/s to zakłady chemiczne i stacje sprężarkowe.

Sprężarki pracujące na lotnych związkach i lekkich gazach obojętnych są dodatkowo uszczelnione. Wiele innych mechanizmów wymaga konserwacji, w tym sprężarki tłokowe. Prostota konstrukcji sprężarek tłokowych nie oznacza, że ​​nie ma kosztów naprawy sprężarki tłokowej. A ich względna taniość nie neguje konieczności zakupu części zamiennych do sprężarki tłokowej lub jej serwisu..

Parametry techniczne sprężarki tłokowej

Sprężarki tłokowe, których zasada opiera się na wtrysku i pompowaniu gazów lub powietrza pod wysokim ciśnieniem, są w stanie zmieniać parametry objętości gazu. Wszystkie typy sprężarek działają w oparciu o zasadę ruchu tłoka między zaworami w sposób posuwisto-zwrotny..

Urządzenie każdego rodzaju tego urządzenia jest podyktowane warunkami użytkowania, funkcjonalnością i zakresem ich użytkowania. Na przykład sprężarki kątowe są najczęstszym typem agregatów sprężarkowych, ponieważ mają stosunkowo niską wagę i kompaktowe wymiary, można je montować na małych powierzchniach. Butle mogą być umieszczone po obu stronach podstawy lub tylko po jednej stronie. Sprężarki tłokowe typu pionowego mają taki sam schemat jak sprężarki poziome, które są przeznaczone do większego obciążenia, ale mają mniejsze wymiary i różne wydajności..

Istnieje kilka rodzajów rozwiązań konstrukcyjnych dla sprężarek, które są konwencjonalnie pogrupowane w podgrupy..

1. Poziome, pionowe i kątowe.

2. Wieloetapowe, jednoetapowe i dwuetapowe.

3. Sprężarki jedno- i dwustronnego działania.

4. Sprężarki wielocylindrowe, 1-cylindrowe i 2-cylindrowe.

5. Sprężarki wodzikowe (z głowicą) lub bez wodzika.

Ze względu na rodzaj rozmieszczenia cylindrów względem osi jednostki, kątowe urządzenie do sprężania tłokowego ma kształt litery V, prostokąta i W. Każdy typ tego typu sprężarki ma konstrukcyjnie wiele wspólnego – składają się z podstawowych jednostek, jak pokazano na schemacie sprężarki tłokowej, rysunek:

  • zespoły cylindrów i tłoków, elementy uszczelniające,
  • mechanizmy ruchu – skrzynia korbowa sprężarki, wał główny, korbowody i poprzeczki,
  • osprzęt pomocniczy – filtry, chłodnice, odbiorniki, agregaty smarujące, odwilżacze i odolejacze, systemy zabezpieczeń i regulacji.

Schematycznie zasada działania pionowej sprężarki tłokowej odbywa się w 2 etapach:

1. Powietrze lub gaz w powiększającej się wnęce cylindra stopniowo rozszerza się, gdy tłok odsuwa się osiowo od pokrywy cylindra. Jednocześnie ciśnienie powietrza wewnątrz cylindra spada w stosunku do parametrów zewnętrznych, co prowadzi do jego porcjowanego zasysania przez zawór.

2. Dalej sprężanie lub wtrysk powietrza (gazu) następuje podczas ruchu tłoka, który odbywa się w przeciwnym kierunku – ciśnienie w cylindrze wzrasta proporcjonalnie do jego sprężania, po czym sprężone powietrze jest uwalniane z siłą przez zawór spustowy.

Schemat sprężarki tłokowej dla większości konstrukcji jest zasadniczo taki sam – jest to cylinder, tłok, zawory (ssanie i tłoczenie), mechanizm korbowy (poprzeczka, korba i korbowód) oraz drążek. Sprężarki są również oceniane pod kątem takich parametrów jak siła tłoka, amplituda i moc, prędkość wału, objętość pompowanego powietrza i inne..

Schemat działania sprężarek tłokowych wiąże się ze zmianami temperatury gazu (powietrza), występowaniem drgań, dlatego potrzebują chłodzenia i niezawodnego wsparcia, które jest już wbudowane w ich konstrukcję. Jednak przy dłuższej eksploatacji i konserwacji sprężarek tłokowych dochodzi do awarii, zmniejszenia wydajności i zatykania..

Rozwiązywanie problemów ze sprężarką tłokową

Rozważmy szczegółowo przyczyny problemów i możliwe sposoby ich wyeliminowania. Na przykład, jeśli koło zamachowe się nie obraca, powstaje większa szczelina między podstawą tłoka a płytą zaworową, w granicach 0,2-0,6 mm. Przyczyną problemu jest zatrzymanie się tłoka w płaszczyźnie zaworu.

Jeśli powietrze przechodzi przez osuszacz, przepłucz lub wymień zawór. Możliwe przyczyny to zniszczenie lub zatkanie zaworu. Jeśli po zatrzymaniu zostanie wykryty wyciek powietrza w rurze wylotowej, konieczne jest oczyszczenie zaworu, najprawdopodobniej zawór zwrotny jest tam zatkany..

Wraz ze wzrostem nagrzewania głowicy sprężarki konieczne jest dokręcenie zgodnie z normą, wymiana pierścieni tłokowych z wykrytą wadą, oczyszczenie zanieczyszczonych powierzchni, wymiana oleju na wskazany w dokumentacji technicznej. Prawdopodobne przyczyny przegrzania to użycie oleju, który nie odpowiada podanemu w karcie katalogowej, niewystarczający czas na jego schłodzenie; możliwa jest przeterminowana wymiana oleju. Śruby korbowodów mogą być zbyt mocno dokręcone, co utrudnia dostęp oleju do tulei lub szczelina termiczna na styku pierścieni tłokowych jest zbyt mała, należy sprawdzić luzy sworzni mocujących.

Przy wolnych obrotach lub gdy mechanizm nie uruchamia się pod ciśnieniem, wymień zawór, zeszlifuj obudowę i zrewiduj paski. Możliwe przyczyny – luźne paski napędowe lub zapchany zawór zwrotny.

W przypadku stwierdzenia wycieku oleju wzdłuż wału korbowego ze skrzyni korbowej należy wymienić uszczelkę olejową i wyczyścić szczelinę odpowietrznika. Możliwa przyczyna – zatkany otwór odpowietrzający i ogólne zużycie uszczelki olejowej.

W przypadku spadku wydajności sprężarki tłokowej konieczne jest przepłukanie lub wymiana filtra, wymiana zużytych pierścieni tłokowych, zidentyfikowanie miejsca wycieku w celu jego usunięcia, oczyszczenie i wymiana uszkodzonych płyt zaworowych lub wyrównanie płaszczyzny styku zaworu bezpośredniego przepływu . Najbardziej prawdopodobnymi przyczynami spadku wydajności tłoka są zakleszczone lub pęknięte płyty zaworowe, wyciek powietrza spowodowany luźnym połączeniem lub rozprężeniem, a także zatkany filtr powietrza lub ogólne zużycie pierścieni tłokowych.

Gdy cylinder puka, należy wymienić olej, wymienić uszkodzone pierścienie tłokowe i zużyte części, wywiercić cylinder lub wymienić tłok. Najbardziej prawdopodobnymi przyczynami stukania są pęknięte pierścienie tłokowe lub zapiekanie spowodowane nagarem i niewłaściwym olejem, a także ogólne zużycie tłoka lub cylindra, tulei korbowodu lub sworznia tłokowego.

W przypadku nadmiernego tworzenia się nagaru, wszystkie elementy są oczyszczane z nagaru, wymieniany jest olej, ważne jest dalsze upewnienie się, że w skrzyni korbowej nie ma nadmiaru oleju. Prawdopodobną przyczyną jest stosowanie oleju niskiej jakości i pojawienie się jego nadmiaru w skrzyni korbowej.

Jeśli pukanie pojawi się w skrzyni korbowej, należy sprawdzić i dokręcić śruby korbowodu, wymienić łożyska lub przetworzyć czopy korbowodu do rozmiaru naprawy i wymienić tuleje. Prawdopodobne przyczyny – zużyte łożyska wału korbowego, czopy i tuleje korbowodu, luźne śruby korbowodu.

Gdy ciśnienie w odbiorniku i zaworze dozującym spada, zawór zwrotny należy wyczyścić, ponieważ najbardziej prawdopodobną przyczyną jest awaria lub zatkanie zaworu zwrotnego..

Najlepszym rozwiązaniem, aby przywrócić sprężarkę do sprawności, jest skontaktowanie się ze specjalistami lokalnego centrum serwisowego. Jednak przed naprawą jakiejkolwiek jednostki technicznej lub jednostki ważne jest, aby dokonać pełnej diagnozy w celu zidentyfikowania dokładnej przyczyny awarii, wtedy naprawa i wymiana materiałów eksploatacyjnych zostanie przeprowadzona najefektywniej. Kompetentni specjaliści w diagnostyce sprężarek tłokowych nie tylko odnajdą przyczynę awarii czy usterki, ale także wyeliminują wszystkie jej wady i przyczyny awarii.

Serwis sprężarki tłokowej

Przy każdej amortyzacji, niewielkiej lub zwiększonej, wszelkie urządzenia zużywają się, a sprężone powietrze lub mieszanina gazów pompowana przez sprężarkę tłokową zawiera zanieczyszczenia, oleje i zawiesiny. Często prowadzi to do spadku wydajności jego głównych elementów, a nawet obniżenia ciśnienia w zaworach. Sprężarki tłokowe, jak każde inne urządzenia techniczne, wymagają okresowej kontroli prewencyjnej wszystkich swoich elementów, a także wymiany materiałów eksploatacyjnych i zużytych elementów.

Niekiedy możliwa jest wada fabryczna, naruszenie zasad eksploatacji lub jej nadmierne obciążenie, przez co następuje spadek wydajności pracy i konieczność naprawy sprężarek tłokowych. Bardzo ważne jest, aby nie przegapić momentu, w którym wystarczyłoby wymienić części na czas lub je wyregulować, aby nie doprowadzić do całkowitej awarii sprężarki..

Często personel centrów serwisowych ma do czynienia nie tyle z ewidentną awarią urządzeń wtrysku powietrza, co z ich zawodnością lub niestabilną pracą, drobnymi usterkami, a gdy te przyczyny zostaną wyeliminowane, sprężarki znów pracują płynnie.

Przyczyny mogą być różne, np. częste przegrzewanie, stukanie, nadmierne nagary, obniżona wydajność jego pracy itp. Niektóre objawy wskazują na konieczność wymiany podzespołów, inne prowadzą do jej nieuchronnej awarii. Istnieje kilka objawów, kiedy sprężarka tłokowa musi zostać zatrzymana, zanim jeszcze całkowicie lub częściowo zepsuje się i zatrzyma..

1. Jest to wskaźnik ciśnienia – jego spadek w układzie chłodzenia lub podczas przedmuchu silnika, spadek ciśnienia gazu przy ssaniu poniżej normy lub przy spadku ciśnienia w układzie obiegu smarowania sprężarki.

2. Są to wskaźniki temperatury – wzrost temperatury panewek głównych łożysk powyżej 70 °C lub wysoka temperatura wody na wylocie.

3. Jest to spontaniczne wyłączenie smarowania cylindrów silnika i uszczelek olejowych, hałas z zewnątrz lub inne awarie.

Wśród wad w diagnostyce sprężarki tłokowej najczęściej występują takie problemy..

1. Zużyte: uszczelnienia olejowe lub niedostateczne smarowanie, a także przeciwwagi, tuleje cylindrów wysokiego ciśnienia z pęknięciami.

2. Korozja dowolnego elementu sprężarki lub jej podzespołów w miejscach największych naprężeń, np. na cylindrach i poprzeczkach.

3. Awaria zaworu bezpieczeństwa i innych elementów.

4. Zanieczyszczenie lub wyciek oleju.

5. Złamane śruby korbowodu.

6. Niedokładne centrowanie lub zginanie trzpienia, na przykład z powodu jednostronnego ogrzewania w dławnicy.

7. Utrata odlewanych zatyczek tłoka do cylindra.

8. Luz na tłoczysku.

9. Pęknięte lub uszkodzone pierścienie tłokowe, sprzęgła, części wału korbowego, sprężyny zaworów lub ogranicznik podnoszenia.

10. Wada powierzchni pręta lub pojawienie się pęknięć na korbowodach spowodowanych zużyciem.

11. Nadmierne napięcie śruby.

12. Przegrzanie korby.

13. Uszkodzenie połączeń poprzeczki lub trzpienia.

14. Poluzowanie śruby lub nakrętki.

15. Obce nienormalne odgłosy – praca z pukaniem przez długi czas z powodu naruszenia luzów łożysk korbowodu.

16. Niedokładności w umiejscowieniu wału i dopasowaniu łba śruby i nakrętki do powierzchni korbowodu.