无油润滑空压机技术改进的探讨.pdf

l l 6 童 瞧晨 斜l技 2 0 1 1 年第2 期 无 油 润滑空 压机 技 术 改进 的探 讨 宋云飞 龙煤集 团鹤 岗分公 司设备租赁站， 黑龙江 鹤 岗 1 5 4 1 0 0 摘要更换 空气过滤器 或增加一道过滤器 ， 以降低进入 气缸的空气的尘埃的含 量， 保证气缸正常的工作条件， 以便填 充聚四氟 乙烯建立 自润 滑薄膜 ， 满足 无油润滑的要求。 关键词空压机磨损润滑 中图分类号 T D 4 3 3’ ． 2 文献标识码B 2 D 81 7 ／ 4 5一I I 型空压机主要用于 K Z O N一1 5 0 ／ 6 0 0 型 和 K Z O N一1 5 0 ／ 4 0 0型空 分设备 中 ， 作为提 供原 料空气 ， 以及保证工艺流程中启 动时达到 4 5 k g f ／ c m 表 压 ， 正常时达到 2 0～ 2 5 k g f／ c m 表压的工作条件。采用 填充聚四氟乙烯无油润滑技术， 总体结构为两列对称 平衡型 ， 分 4段压缩 ， 每段排气后有单独 的冷却器和水 分离装 置。压缩机通过联轴器 由电机直接传动。 空压机投入 运行后 ， 共运 转约 6 0 0 h ， 检 查发 现 三 级气缸 出现故障 、 空压机二级 压力连续超压 、 三级 活塞 环和导 向环磨损严 重。这种超速磨损 现象屡 次发 生 ， 而且波及到二级 、 四级 。 1 2 D 8 1 7 ／ 4 5一I I 型 空压机 的超 速磨 损 无油润滑空压 机 2 D 81 7 ／ 4 51 I 型在正 常情 况 下 ， 用 聚四氟乙烯制造 的活塞环 、 导 向环 的使 用 寿命 ， 一 、二级宜在 4 0 0 0 h左右 ， 三 、 四级 宜在 2 0 0 0 h左右 ， 如 大大低于这种使用限度， 称超速磨损。 1 ． 1 磨 损情况 检查 空压机二、 三级活塞环和导向环 ， 磨 损情况见 表 1 。 表 l 二、 三级活塞环、 导 向环磨损情况 单位 m ／ n 名称 径 向厚度 最大磨损量 最大磨损率 二级活塞环 1 2 5 4 2 ％ 二级导向环 1 2 2 l 7 ％ 三级活塞 环 l 2 1 0 8 3 ％ 三级导 向环 l 0 6 ． 5 6 5 ％ 通过对各级活塞检查的综合分析 活塞环磨损较 为严重 ， 三级活塞环和导向环的最大磨损率为其它各 级的2 4倍， 而且首末活塞环磨损尤为严重。二级、 三级活塞环的磨损率超过了填充四氟乙烯磨损的使用 限度。 收稿 日期 2 0 1 0 0 91 0 作者简介 宋云飞 1 9 7 2一 ， 男， 工程师 ， 1 9 9 4年毕业 于阜 新煤炭 工业学校机电一体化专业， 现从事矿山机械的开发与设计。 1 ． 2 活塞环 和导 向环产 生超 速磨 损 的原 因 无油润滑的机理是依靠填充聚四氟乙烯 和相应 的 对磨金属表面磨合 时在摩擦面粘着一层 极薄的 自润滑 薄膜 。影响填充 聚 四氟 乙烯工作 寿命 的因素很多 ， 如 填充 聚四氟乙烯的组成 成分及 成形 的工 艺条件 、 使 用 的工作条件、 对磨金属表面状态、 使用气体的种类、 湿 度 、 清洁度 以及安装使用 的技术等等 。 1 空气湿度过 大 ， 气 缸镜面 易析 出冷 凝水 ， 将促 使保 留在金属表面的 自润滑保 护薄膜受破坏 。2 D 8无 油润滑空压机要求气缸出水温度应高于相应级进气温 度 2～ 5 ℃。据运行 记 录发现 三级 气缸进 气 温度一 般 比四级高 15 ℃， 即使将三级冷却水的流量调至最 小 ， 其 出水温度仍 比进气温度低 2 3 c 【 。 2 活塞环的密封 作用是依靠 活塞环外 表面紧贴 气缸套表面 ， 活塞环底 平面 与环槽底平 面 紧贴 以及整 个活塞环组的迷宫作用而建立起来的 见图 1 。 P D I ． t ／ ／ ／． i P 】 图 1 活塞环 密封示意图 活塞环密封力△P P 2 一 P 。 P 3 ／ 2 。当侧隙的 截留作用减弱， 即 P 2 提高时， △P增大。当轴向间隙 太小时， 将使 P 】 接近 P ， 而使△P一0 ， 活塞环密封失 效。压缩机工作的开始阶段， 首环承担着主要负荷， 磨 损较大， 引起整个密封长度上压力的分配变化。高端 泄漏气流的窜通性大， 该环后面的 上升 ， 这种压力 变化连锁反应至末环， 使末环前面压力提高而末环后 面的背压不变， 造成末环在很大的压力差下工作， 导致 快速磨损， 一组活塞环的连锁反应导致整个活塞环平 均寿命 的缩短。 2 0 1 1 年 第2 期 东 瞧差 舛l救 1 1 7 由于空压机所 配备 的空气 过滤 器过 滤效果 较差 ， 空气含尘量高 ， 尘埃进入气缸后结垢严重 ， 破坏 了无油 润滑正常 的工作条件 ， 使得轴 向问 隙过 小 ， 引起活塞环 热胀堵塞破坏 。 最后 ， 三级 、 四级 排气 温度 、 压力 较 高。三级 缸套 材料 Q T 6 0 2 ， 表 面粗糙 度 大 ， 三 级、 四级气 缸吹 除 阀 设计得不尽 合理 ， 不经常排液 ， 气 缸腔容易 出现不正常 的响声。这 种种原 因 ， 导致 三级 活塞环超 速磨 损尤 为 严重。 2技 术 改进的 措施 1 更换 空 气过 滤器 或增 加 一道 过 滤器 ， 以降低 进入气缸 的空气 的尘 埃 的含量 ， 保证 气 缸正常 的工作 条件 ， 以便填充聚 四氟 乙烯建立 自润滑 薄膜 ， 满足无油 润滑 的要求 。 2 鉴于 2 D 8空 压机 三级 活塞 环磨 损严 重 ， 而且 使用寿命较短 ， 三级 活塞 环的填充材料应 进行改造 在 原 只有玻璃纤 维 的基础上 ， 适 当增 加导 热剂青铜 粉和 石墨粉 、 二硫化钼粉 ， 也可 以使用和 四级 活塞环相 同的 配方 ， 增强 自润滑性 ， 提 高耐磨性 。 据有些资料介 绍 对 一7 0 ℃露 点 以上 的各种含 有 湿度的空气介质 中 ， 填充剂 以“ 碳石 墨” 为好 。活塞 环 配方为填充 1 5 ％玻璃纤维 、 5 ％碳 石墨、 2 0 ％铜粉 ， 值得 借鉴。实践证明 活塞寿命可提高一倍 。 空气湿度过大 ， 气缸镜面易析出冷凝水。为解决 这 个问题 ， 借 鉴了一些行 之有效 的方 法 ， 将级间冷却器 的出水 接入气缸冷 却水 腔进 口处 ， 与温度 低 的循环水 相混合 ， 通过控制 截止 阀的开度 ， 将冷凝水 的 出 口温度 调到恰到好处 。 3 针对 三级 气缸 的工作状 态 ， 气缸 缸套 使用 了 3 G 1 3材料 ， 提高 气缸 的耐磨性 和抗 腐蚀性 ， 在一定 程 度上更容易在摩擦表面上建立起 自润滑薄膜 。 上接 第 1 1 5页 可 以保证 电源在各种工业环境 中稳定 运行 。 矿井用工业 以太 网冗余 环 网还具 有 以下特点 其 数据传输速 率 为 1 0 0 0 M b i t s ／ s ， 能 够 提供 足 够 的带 宽 ， 从而保证数据准确 、 完整 、 快 速 的传输 ， 数 据传 输过程 中冲突少、 延 迟 慢 ， 速 率 快 ； 都采 用 相 同 的 T C P ／ I P协 议 ， I n t e r e n e t 、 I n t r a n e t 及 I n f r a n e t 很 容 易集成 ； 同时采用 交互式 和开放 式的数 据存 取技术 ， 满足不 同矿 山的多 元化要求 ， 灵活 度高 ； 当环 网发生故 障时 ， 系统进 行链 路 自动切换 ， 保证数据在传输过程 中可靠 安全 ， 误传率 大大降低 。 3煤矿 用工 业 以太 网的经 济利 益及前 景 分析 3 ． 1 经济效 益 使用工业 以太 网系统节省 了大量传输线路 和维护 费用 ， 今后新 上 的工 业 电视 及 音频 通讯 ， 无 需 每个 系 统 、 每个 摄像仪都要 自地面向井下敷 设通讯线路 ， 节 约 大量的材 料成本及安装 、 维 护成本 。 3 ． 2社会 安全 效 益 使用工业 以太 网系统 ， 实况 的各 种信 息 系统 有效 地集成起来， 实现了矿井各类信息联通与共享， 各 自动 化子系统实现统一管控， 使信息资源和设备资源能充 分共享 ， 具有很好 的推广前景 。 3 ． 3 前景分 析 系统实现全矿井的数据采集、 生产调度、 决策指挥 的网络化、 信息化、 科学化 ， 提高矿井劳动效率及现代 化管理水平 。 由于各 自动化系统信息共享， WI N C C系统开发的 紧急预案在发生 紧急情 况下 ， 保 证 了各 系统 的联动 和 信息的综 合利用 ， 为领导决策提供了可靠 的依据 。 在煤 矿行业 中应 用千 兆工业 以太 网 ， 千兆交 换 机 下井 ， 为煤矿开 创 了先例 ， 为煤矿信 息化 、 数 字化衷 展 积 累了丰 富的经验 。这将 为中国的煤炭行业 带来翻天 覆地 的变革 。 4结 语 计算机技术及信息 系统的 日益完善为煤矿行业 的 自动化提供 了有 利 的条 件 ， 矿 山 自动化 已成 为热 门话 题 。煤矿用工业 以太 网系统具有操作方便 ， 安 全可靠 ， 成本小 ， 收益大 等 明显 优势 。此 系统在煤 炭生产 中的 广泛应用 ， 不仅减 轻了操作人 员的劳 动强度 ， 而且极 大 地提高了煤矿 的 生产水 平和能力 ， 创造 了 巨大 的经 济 效益和社会 效 益。但 是 ， 随 着微 电子 技 术、 计 算 机技 术 、 软件技术 、 传 感器 技术 和 自动化 技术 的飞快 发展 ， 工业 以太 网系统 还需 进一 步的完 善与改 进 ， 不断 地在 智能化、 自动化、 快捷化等方面进行改革与创新， 为煤 矿行业 的发展贡献力量 。 参考文献 [ 1 ] S I M A T I C Wi n C C V 6 ． 0 使用手册， 北京， 西门子 中国 公司， 2 0 0 4 [ 2 ] 郭彪 ， 刘晓玲．选 矿 自动化 中计算机 的应用探讨 [ J ] 硅谷 ，2 0 1 0， 2 O [ 3 ] 聂光华， 林和荣．选矿厂过程控制的现状及发展前景[ J ] 矿产综 合利用 ， 2 0 0 7， o 5 [ 4 ]阮冬茹 ， 谢东光．工业以太网架构中交换技术的选择[ A ] ． 全 国先进制造技术高层论坛暨制造业自动化、 信息化技术研讨会论文 集 [ C] ， 2 0 0 5 ．