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氣缸的常見問題和解決方案

閱讀次數(shù):527    2023-10-31 13:46:41

一、工作原理

氣缸是指引導(dǎo)活塞在缸內(nèi)進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動的圓筒形金屬機(jī)件??諝庠诎l(fā)動機(jī)氣缸中通過膨脹將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;氣體在壓縮機(jī)氣缸中接受活塞壓縮而提高壓力。渦輪機(jī)、旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動機(jī)等的殼體通常也稱“氣缸”。氣缸的應(yīng)用領(lǐng)域:印刷(張力控制)、半導(dǎo)體(點(diǎn)焊機(jī)、芯片研磨)、自動化控制、機(jī)器人等等。

二、常見問題

1.氣缸是鑄造而成的,氣缸出廠后都要經(jīng)過時效處理,使氣缸在鑄造過程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力完全消除。如果時效時間短,那么加工好的氣缸在以后的運(yùn)行中還會變形。

2.氣缸在運(yùn)行時受力的情況很復(fù)雜,除了受氣缸內(nèi)外氣體的壓力差和裝在其中的各零部件的重量等靜載荷外,還要承受蒸汽流出靜葉時對靜止部分的反作用力,以及各種連接管道冷熱狀態(tài)下對氣缸的作用力,在這些力的相互作用下,氣缸易發(fā)生塑性變形造成泄漏。

3.氣缸的負(fù)荷增減過快,特別是快速的啟動、停機(jī)和工況變化時溫度變化大、暖缸的方式不正確、停機(jī)檢修時打開保溫層過早等,在氣缸中和法蘭上產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形。

4.氣缸在機(jī)械加工的過程中或經(jīng)過補(bǔ)焊后產(chǎn)生了應(yīng)力,但沒有對氣缸進(jìn)行回火處理加以消除,致使氣缸存在較大的殘余應(yīng)力,在運(yùn)行中產(chǎn)生永久的變形。

5.在安裝或檢修的過程中,由于檢修工藝和檢修技術(shù)的原因,使內(nèi)缸、氣缸隔板、隔板套及氣封套的膨脹間隙不合適,或是掛耳壓板的膨脹間隙不合適,運(yùn)行后產(chǎn)生巨大的膨脹力使氣缸變形。

6.使用的氣缸密封劑質(zhì)量不好、雜質(zhì)過多或是型號不對;氣缸密封劑內(nèi)若有堅硬的雜質(zhì)顆粒就會使密封面難以緊密的結(jié)合。

7.氣缸螺栓的緊力不足或是螺栓的材質(zhì)不合格。氣缸結(jié)合面的嚴(yán)密性主要靠螺栓的緊力來實現(xiàn)的。機(jī)組的起停或是增減負(fù)荷時產(chǎn)生的熱應(yīng)力和高溫會造成螺栓的應(yīng)力松弛,如果應(yīng)力不足,螺栓的預(yù)緊力就會逐漸減小。如果氣缸的螺栓材質(zhì)不好,螺栓在長時間的運(yùn)行當(dāng)中,在熱應(yīng)力和氣缸膨脹力的作用下被拉長,發(fā)生塑性變形或斷裂,緊力就會不足,使氣缸發(fā)生泄漏的現(xiàn)象。

8.氣缸螺栓緊固的順序不正確。一般的氣缸螺栓在緊固時是從中間向兩邊同時緊固,也就是從垂弧最大處或是受力變形最大的地方緊固,這樣就會把變形最大的處的間隙向氣缸前后的自由端轉(zhuǎn)移,最后間隙漸漸消失。如果是從兩邊向中間緊,間隙就會集中于中部,氣缸結(jié)合面形成弓型間隙,引起蒸汽泄漏。

三、解決方案

1.氣缸變形較大或漏氣嚴(yán)重的結(jié)合面,采用研刮結(jié)合面的方法

如果上缸結(jié)合面變形在0.05mm范圍內(nèi),以上缸結(jié)合面為基準(zhǔn)面,在下缸結(jié)合面涂紅丹或是壓印藍(lán)紙,根據(jù)痕跡研刮下缸。如果上缸的結(jié)合面變形量大,在上缸涂紅丹,用大平尺研出痕跡,把上缸研平。或是采取機(jī)械加工的方法把上缸結(jié)合面找平,再以上缸為基準(zhǔn)研刮下缸結(jié)合面。氣缸結(jié)合面的研刮一般有兩種方法:

⑴是不緊結(jié)合面的螺栓,用千斤頂微微推動上缸前后移動,根據(jù)下缸結(jié)合面紅丹的著色情況來研刮。這種方法適合結(jié)構(gòu)剛性強(qiáng)的高壓缸。

⑵是緊結(jié)合面的螺栓,根據(jù)塞尺的檢查結(jié)合面的嚴(yán)密性,測出數(shù)值及壓出的痕跡,修刮結(jié)合面,這種方法可以排除氣缸垂弧對間隙的影響。

2.采用適當(dāng)?shù)臍飧酌芊獠牧?/p>

因汽輪機(jī)氣缸密封劑還沒有統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),制作原料和配方也各不相同,產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊;在選擇汽輪機(jī)氣缸密封劑時,就要選在行業(yè)內(nèi)有口碑,產(chǎn)品質(zhì)量有保證的正規(guī)生產(chǎn)廠家,以保證檢修處理后氣缸的嚴(yán)密性。

3.局部補(bǔ)焊的方法

由于氣缸結(jié)合面被蒸汽沖刷或腐蝕出溝痕,選用適當(dāng)?shù)暮笚l把溝痕添平,用平板或平尺研出痕跡,研刮焊道和結(jié)合面在同一平面內(nèi)。氣缸結(jié)合面變形較大或是漏汽嚴(yán)重時,在下缸的結(jié)合面補(bǔ)焊一條或兩條10-20mm寬的密消除間隙封帶,然后用平尺或是扣上缸測量,并涂紅丹研刮,直到消除間隙。此操作的工藝也很簡單,焊前預(yù)熱氣缸至150℃,然后在室溫下進(jìn)行分段退焊或跳焊。選用奧氏體焊條,如A407、A412,焊后用石棉布覆蓋保溫緩冷。待冷卻室溫后進(jìn)行打磨修刮。

4.氣缸結(jié)合面的涂鍍或噴涂

當(dāng)氣缸結(jié)合面大面積漏氣,間隙在0.50mm左右時,為了減少研刮的工作量,可用涂鍍的工藝。用氣缸做陽極,涂具做陰極,在氣缸的結(jié)合面上反復(fù)涂刷電解溶液,涂層的厚度要根據(jù)氣缸結(jié)合面間隙的大小而定,涂層的種類要根據(jù)氣缸的材料和修刮的工藝而定。噴涂就是用專用的高溫火焰噴槍把金屬粉末加熱至熔化或達(dá)到塑性狀態(tài)后噴射于處理過的氣缸表面,形成一層具有所需性能的涂層方法。其特點(diǎn)就是設(shè)備簡單,操作方便涂層牢固,噴涂后汽缸溫度僅為70℃-80℃不會使氣缸產(chǎn)生變形,而且可獲得耐熱,耐磨,抗腐蝕的涂層。注意的是在涂渡和噴涂前都要對缸面進(jìn)行打磨、除油、拉毛,在涂渡和噴涂后要對涂層進(jìn)行研刮,保證結(jié)合面的嚴(yán)密。

5.結(jié)合面加墊的方法

如果結(jié)合面的局部間隙泄漏不是很大,可用80-100目的銅網(wǎng)經(jīng)熱處理使其硬度降低,然后剪成適當(dāng)?shù)男螤?,鋪在結(jié)合面的漏氣處,再配以氣缸密封劑。如果結(jié)合面的間隙較大,泄漏嚴(yán)重,可在上下結(jié)合面開寬50mm深5mm的槽,中間鑲嵌IGr18Ni9Ti的齒形墊,齒形墊的厚度一般比槽的深度大0.05—0.08mm左右,并可用同等形狀的不銹鋼墊片做以調(diào)整。

6.控制螺栓應(yīng)力的方法

如果氣缸結(jié)合面的變形較小,而且很均勻,可在有間隙處更換新的螺栓,或是適當(dāng)?shù)募哟舐菟ǖ念A(yù)緊力。按從中間向兩邊同時緊固,也就是從垂弧最大處或是受力變形最大的地方緊固螺栓。理論上來說,控制螺栓的預(yù)緊力可用公式d/L≤A來計算,但由于此計算的數(shù)據(jù)與測量的手段還在研究當(dāng)中,沒有達(dá)到推廣,多在螺栓的允許的最大應(yīng)力內(nèi)根據(jù)經(jīng)驗而定。

7.新時期采用的高分子材料方法

隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,高分子復(fù)合材料逐漸在氣缸維護(hù)中取得了成功的應(yīng)用。相對于傳統(tǒng)手段相比,高分子復(fù)合材料具有較為優(yōu)異的耐溫性能,良好的耐壓性能,以及更為出色的密封性能,且具有良好的塑變性,受熱不會固化,密封膜不會被破壞,從而保證了機(jī)件密封面的密封;加之易于清除,使用過的密封面可以用無水乙醇或丙酮輕易的擦去,而不會附著于密封面;由于其優(yōu)異的性能,逐漸受到越來越多氣缸企業(yè)的青睞。

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