模塊十一

氣動(dòng)系統(tǒng)的分析與維護(hù)1課題一顏料調(diào)色振動(dòng)機(jī)氣動(dòng)系統(tǒng)的分析課題二

壓印裝置控制系統(tǒng)的維護(hù)與故障診斷2課題一顏料調(diào)色振動(dòng)機(jī)氣動(dòng)系統(tǒng)的分析

3學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握氣動(dòng)系統(tǒng)分析的基本要求及方法。2.掌握氣動(dòng)系統(tǒng)各組成部分的工作特點(diǎn)。3.能對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化及合理化的改進(jìn)。4任務(wù)引入圖1所示為顏料調(diào)色振動(dòng)機(jī)的工作示意圖。當(dāng)把各種顏料倒入顏料桶內(nèi)后，調(diào)節(jié)好定時(shí)旋鈕的時(shí)間，按下啟動(dòng)按鈕，顏料桶在氣缸的作用下，在調(diào)定的時(shí)間內(nèi)振動(dòng)，把顏料桶內(nèi)的各種顏料調(diào)勻，產(chǎn)生新顏色的顏料。5圖1

顏料調(diào)色振動(dòng)機(jī)圖2所示為顏料調(diào)色振動(dòng)機(jī)的氣動(dòng)控制回路圖。試根據(jù)該系統(tǒng)的工作要求及控制回路圖，對(duì)該氣動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析，并且對(duì)其中不合理之處進(jìn)行改進(jìn)。67圖2顏料調(diào)色振動(dòng)機(jī)氣動(dòng)控制回路圖8任務(wù)分析前面學(xué)習(xí)了氣動(dòng)系統(tǒng)各個(gè)元器件的作用，以及簡(jiǎn)單氣動(dòng)系統(tǒng)回路的設(shè)計(jì)方法。本任務(wù)要求掌握對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)回路進(jìn)行分析的能力。在分析氣動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，要求做到以下四點(diǎn)：91．仔細(xì)研究各元器件之間的聯(lián)系，掌握各個(gè)元器件的性能及其在系統(tǒng)中的作用。2．弄清各個(gè)元器件的初始狀態(tài)和工作狀態(tài)，以及壓縮空氣的控制路線。3．對(duì)系統(tǒng)控制要求的合理性提出一定的意見，并能對(duì)一些元器件進(jìn)行代用和替換。4．可以提出對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行完善、改進(jìn)的一些合理的建議和方案。101．顏料調(diào)色振動(dòng)機(jī)控制回路的運(yùn)動(dòng)分析1.1初始狀態(tài)圖3所示為顏料調(diào)色振動(dòng)機(jī)的初始位置，主控閥1.1右位接通，氣缸1.0處于回縮的狀態(tài)，活塞桿壓下行程閥1.8，3/2雙氣控閥1.4處于左位接通。1.2工作狀態(tài)一、顏料調(diào)色振動(dòng)機(jī)氣動(dòng)控制回路分析11圖3顏料調(diào)色振動(dòng)機(jī)時(shí)間-位移-步驟圖122．畫出執(zhí)行元件的時(shí)間-位移-步驟圖根據(jù)上述的運(yùn)動(dòng)分析，可以畫出如圖3所示的時(shí)間-位移-步驟圖，延時(shí)閥調(diào)節(jié)的振動(dòng)時(shí)間是15s左右。從圖中可以看出，活塞桿前伸后一直在行程閥1.3和1.6之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，大約15s后，回到初始狀態(tài)。131．延時(shí)閥1.7與3/2雙氣控閥1.4

延時(shí)閥1.7與3/2雙氣控閥1.4組合，用于控制顏料調(diào)色振動(dòng)機(jī)的振動(dòng)時(shí)間。當(dāng)延時(shí)閥1.7動(dòng)作后，輸出壓縮空氣，使3/2雙氣控閥1.4換位，切斷行程閥1.6、1.8的輸入，從而使兩行程閥被活塞桿壓下后沒有輸出，使主控閥1.1保持右位接入系統(tǒng)，氣缸回到初始位置。二、分析主要元器件的作用調(diào)節(jié)延時(shí)閥1.7中節(jié)流口的大小，可以控制延時(shí)閥延時(shí)輸出信號(hào)的時(shí)間，從而控制顏料調(diào)色振動(dòng)機(jī)振動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)短，顏料調(diào)色振動(dòng)機(jī)中所示的定時(shí)旋鈕即為調(diào)節(jié)延時(shí)閥中節(jié)流口大小的旋鈕。14152．或閥1.10與行程閥1.6、1.8或閥1.10把行程閥1.6和1.8組合成一個(gè)控制信號(hào)，以控制氣缸的伸出。只要行程閥1.6和1.8中任何一個(gè)閥有信號(hào)輸出，就會(huì)使氣缸前伸。161．顏料桶振動(dòng)頻率的改進(jìn)從顏料調(diào)色振動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)回路來看，最大的缺點(diǎn)是不能改變振動(dòng)的頻率，而在實(shí)際加工中為了得到更好的調(diào)色效果及加工效率，應(yīng)可以根據(jù)不同顏料的調(diào)色效果而采用不同的振動(dòng)頻率。在進(jìn)行氣動(dòng)系統(tǒng)改進(jìn)時(shí)，可以用壓力調(diào)節(jié)閥和節(jié)流閥來調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率。三、系統(tǒng)回路的改進(jìn)如圖4所示，主控閥用單獨(dú)的氣源，以壓力調(diào)節(jié)閥來改變主控閥的供氣壓力，從而調(diào)節(jié)顏料桶振動(dòng)的頻率。17圖4用壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率18如圖5所示，用兩個(gè)帶有消聲器的節(jié)流閥來控制、調(diào)節(jié)主控閥排氣口的排氣量，改變排氣量就能改變顏料桶的振動(dòng)頻率，消聲器還可以減小由于排氣所帶來的噪聲。而且用這種方式來調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率，用的是排氣節(jié)流的方法，能產(chǎn)生一定的背壓，起到運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定和緩沖保護(hù)氣缸的作用。19圖5

用壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率202．執(zhí)行氣缸的改進(jìn)由于要產(chǎn)生振動(dòng)效果，氣缸必須在兩個(gè)行程閥間高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而且運(yùn)動(dòng)距離相對(duì)較短，這樣對(duì)氣缸兩端會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊力。為了更好地保護(hù)氣缸，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，可以用雙向可調(diào)式緩沖氣缸來代替普通氣缸，以減小活塞對(duì)氣缸兩端所產(chǎn)生的沖擊力，如圖5所示。三、系統(tǒng)回路的改進(jìn)21課題二

壓印裝置控制系統(tǒng)的維護(hù)

與故障診斷22學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解氣動(dòng)系統(tǒng)常見故障及排除方法。2.掌握氣動(dòng)系統(tǒng)日常維護(hù)的內(nèi)容。3.掌握氣動(dòng)系統(tǒng)故障分析的方法。4.掌握邏輯框圖的分析與繪制方法。23任務(wù)引入圖1所示為壓印裝置的工作示意圖，它的工作過程為：當(dāng)踏下啟動(dòng)按鈕后，壓印氣缸伸出對(duì)工件進(jìn)行壓印，從第二次開始，每次壓印都延時(shí)一段時(shí)間，等操作者把工件放好后，才對(duì)工件進(jìn)行壓印。如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)踏下啟動(dòng)按鈕后，氣缸不工作，應(yīng)當(dāng)如何查尋系統(tǒng)的故障點(diǎn)并排除故障呢?另外，在平時(shí)應(yīng)該怎樣維護(hù)壓印裝置的氣動(dòng)系統(tǒng)呢?24圖1

壓印裝置工作示意圖25任務(wù)分析要對(duì)壓印裝置進(jìn)行日常維護(hù)，必須掌握氣動(dòng)控制系統(tǒng)日常維護(hù)的內(nèi)容與要求。要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷，應(yīng)掌握故障診斷的方法及步驟。26氣動(dòng)系統(tǒng)日常維護(hù)保養(yǎng)工作的中心任務(wù)是保證給氣動(dòng)系統(tǒng)清潔干燥的壓縮空氣；保證氣動(dòng)系統(tǒng)的密封性；保證潤(rùn)滑元件得到必要的潤(rùn)滑；保證氣動(dòng)元件和系統(tǒng)得到規(guī)定的氣壓等工作條件，以保證氣動(dòng)執(zhí)行元件機(jī)構(gòu)按預(yù)定的要求進(jìn)行工作。維護(hù)工作可以分為經(jīng)常性維護(hù)工作和定期性維護(hù)工作。經(jīng)常性維護(hù)工作是指每天必須進(jìn)行的維護(hù)工作，而定期性維護(hù)工作是指每周、每月或每季度進(jìn)行的維護(hù)工作。一、氣動(dòng)系統(tǒng)的日常維護(hù)保養(yǎng)271．經(jīng)常性維護(hù)工作的內(nèi)容日常維護(hù)的主要內(nèi)容是：冷凝水排放、檢查潤(rùn)滑油和空壓機(jī)系統(tǒng)的管理。冷凝水排放遍及整個(gè)氣動(dòng)系統(tǒng)，從空壓機(jī)、后冷卻器、儲(chǔ)氣罐、管道系統(tǒng)直到各處空氣過濾器、干燥器和自動(dòng)排水器等。在每天工作結(jié)束后，應(yīng)將各處冷凝水排放掉，以防夜間溫度低于0℃時(shí)導(dǎo)致冷凝水結(jié)冰。

28在氣動(dòng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，每天應(yīng)檢查一次油霧器的滴油量是否符合要求，油色是否正常，即油中不要混入灰塵和水分等。空壓機(jī)系統(tǒng)的日常檢查工作是：后冷卻器冷卻水位是否正常；空壓機(jī)是否有異常聲音和異常發(fā)熱；潤(rùn)滑油位是否正常。292．定期性維護(hù)工作的內(nèi)容每周維護(hù)工作的主要內(nèi)容是漏氣檢查和油霧器管理，并注意空壓機(jī)是否要補(bǔ)油、傳動(dòng)帶是否松動(dòng)、干燥器的露點(diǎn)有無變動(dòng)、執(zhí)行元件有無松動(dòng)，目的是在早期發(fā)現(xiàn)故障的苗頭。油霧器最好一周補(bǔ)油一次，補(bǔ)油時(shí)，要注意油量的減少情況。若耗油量太少，應(yīng)重新調(diào)整滴油量，若調(diào)整后滴油量仍少或不滴油時(shí)，應(yīng)檢查通過油霧器的流量是否減少，油道是否堵塞。每月或每季度的維護(hù)工作應(yīng)比每日和每周的維護(hù)更仔細(xì)，但仍限于外部能夠檢查的范圍。其主要內(nèi)容是：仔細(xì)檢查各處泄漏情況，緊固松動(dòng)的螺釘和管接頭，檢查換向閥排出空氣的質(zhì)量，檢查各調(diào)節(jié)部分的靈活性，檢查指示儀表的正確性，檢查電磁閥切換動(dòng)作的可靠性，檢查氣缸活塞桿的質(zhì)量以及一切從外部能夠檢查的內(nèi)容。每季度的維護(hù)工作見表1。3031表1每季度的維護(hù)工作32續(xù)表33常用的氣動(dòng)系統(tǒng)故障診斷方法有經(jīng)驗(yàn)法和推理分析法。1．經(jīng)驗(yàn)法經(jīng)驗(yàn)法指依靠實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，并借助簡(jiǎn)單的儀表診斷故障發(fā)生的部位，找出故障原因的方法。經(jīng)驗(yàn)法可按中醫(yī)診斷病人的四字“望、聞、問、切”進(jìn)行。二、氣動(dòng)系統(tǒng)的故障診斷方法341．經(jīng)驗(yàn)法1.1望。例如，看執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度有無異常變化；各測(cè)壓點(diǎn)的壓力表顯示的壓力是否符合要求，有無大的波動(dòng)。1.2聞。包括聽和嗅。例如，氣缸及換向閥換向時(shí)有無異常聲音。351．經(jīng)驗(yàn)法1.3問。即查閱氣動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)檔案，了解系統(tǒng)的工作程序、運(yùn)行要求及主要技術(shù)參數(shù)。1.4切。例如，觸摸相對(duì)運(yùn)動(dòng)件外部的手感和溫度，電磁線圈處的溫升等。經(jīng)驗(yàn)法簡(jiǎn)單易行，但由于每個(gè)人的感覺、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和判斷能力的差異，診斷故障會(huì)存在一定的局限性。362．推理分析法推理分析法是利用邏輯推理、步步逼近，尋找出故障真實(shí)原因的方法。2.1推理步驟從故障的癥狀，推理出故障的真正原因，可按下面三步進(jìn)行：2.1.1從故障的癥狀，推理出故障的本質(zhì)原因。2.1.2從故障的本質(zhì)原因，推理出故障可能存在的原因。2.1.3從各種可能的常見原因中，推理出故障的真實(shí)原因。二、氣動(dòng)系統(tǒng)的故障診斷方法372．推理分析法2.2推理方法推理的原則是：由簡(jiǎn)到繁、由易到難、由表及里逐一進(jìn)行分析，排除掉不可能的和非主要的故障原因；故障發(fā)生前曾調(diào)整或更換過的元件先查；優(yōu)先查故障概率高的常見原因。2.2.1儀表分析法。利用檢測(cè)儀器儀表，如壓力表、壓差計(jì)、電壓表、溫度計(jì)、電秒表及其他電儀器等，檢查系統(tǒng)或元件的技術(shù)參數(shù)是否合乎要求。382．推理分析法2.2.2部分停止法。暫時(shí)停止氣動(dòng)系統(tǒng)某部分的工作，觀察對(duì)故障征兆的影響。2.2.3試探反證法。試探性地改變氣動(dòng)系統(tǒng)中的部分工作條件，觀察對(duì)故障征兆的影響。2.2.4比較法。用標(biāo)準(zhǔn)的或合格的元件代替系統(tǒng)中相同的元件，通過工作狀況的對(duì)比，來判斷被更換的元件是否失效。39由于故障發(fā)生的時(shí)期不同，故障的內(nèi)容和原因也不同。因此，可將氣動(dòng)系統(tǒng)故障分為初期故障、突發(fā)故障和老化故障。1．初期故障在調(diào)試階段和開始運(yùn)轉(zhuǎn)的兩三個(gè)月內(nèi)發(fā)生的故障稱為初期故障。其產(chǎn)生的原因主要有零件毛刺沒有清除干凈，裝配不合理或誤差較大，零件制造誤差或設(shè)計(jì)不當(dāng)。三、氣動(dòng)系統(tǒng)故障的種類402．突發(fā)故障系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)期內(nèi)突然發(fā)生的故障稱為突發(fā)故障。例如，油杯和水杯都是用聚碳酸酯材料制成的，如果它們?cè)谟袡C(jī)溶劑的霧氣中工作，就有可能突然破裂；空氣或管路中殘留的雜質(zhì)混入元器件內(nèi)部，突然使相對(duì)運(yùn)動(dòng)件卡死；彈簧突然折斷、軟管突然爆裂、電磁線圈突然燒毀；突然停電造成回路誤動(dòng)作等。有些突發(fā)故障是有先兆的，如排出的空氣中出現(xiàn)雜質(zhì)和水分，表明過濾器失效，應(yīng)及時(shí)查明原因，予以排除，不要釀成突發(fā)故障。但有些突發(fā)故障是無法預(yù)測(cè)的，只能采取安全保護(hù)措施加以防范，或準(zhǔn)備一些易損備件，以便及時(shí)更換失效的元件。41423．老化故障個(gè)別或少數(shù)元件達(dá)到使用壽命后發(fā)生的故障稱為老化故障。參照系統(tǒng)中各元件的生產(chǎn)日期、開始使用日期、使用的頻繁程度以及已經(jīng)出現(xiàn)的某些征兆，如聲音反常、泄漏越來越嚴(yán)重等，可以大致預(yù)測(cè)老化故障的發(fā)生期限。43為了便于分析故障的真實(shí)原因，列表說明氣動(dòng)系統(tǒng)中一些元器件的常見故障及排除方法，見表1、表2、表3。四、氣動(dòng)系統(tǒng)常見故障及排除方法44表1氣缸常見故障及排除方法45續(xù)表46續(xù)表47表2調(diào)壓閥常見故障及排除方法48表3方向閥常見故障及排除方法49在實(shí)際應(yīng)用中，為了從各種可能的常見故障原因中推理出故障的真實(shí)原因，可根據(jù)上述推理原則和推理方法，畫出故障診斷邏輯推理框圖，以便快速準(zhǔn)確地找到故障的真實(shí)原因。在繪制故障診斷邏輯推理框圖時(shí)，首先要對(duì)氣動(dòng)控制原理圖進(jìn)行仔細(xì)分析，分析壓縮空氣的工作路線，以及各元器件的控制狀態(tài)，初步確定哪些元器件處可能是故障產(chǎn)生的原因。五、壓印裝置氣動(dòng)控制原理圖的分析圖2所示為壓印裝置的控制原理圖，當(dāng)踏下啟動(dòng)按鈕后，由于延時(shí)閥1.6已有輸出，所以，雙壓閥1.8有壓縮空氣輸出，使主控閥1.1換向，壓縮空氣經(jīng)主控閥的左位再經(jīng)單向節(jié)流閥1.02進(jìn)入氣缸1.0的左腔，使氣缸1.0伸出。5051圖2壓印裝置控制原理圖如上述故障原因所述，踏下啟動(dòng)按鈕氣缸不動(dòng)作，該故障有可能產(chǎn)生的元器件為氣缸1.0、單向節(jié)流閥1.02、主控閥1.1、壓力調(diào)節(jié)閥0.3、雙壓閥1.8、延時(shí)閥1.6、行程閥1.4及啟動(dòng)按鈕1.2。5253圖3所示為壓印裝置踏下啟動(dòng)按鈕后氣缸不動(dòng)作的故障診斷邏輯推理框圖。首先查看單向節(jié)流閥1.02是否有壓縮空氣輸出，如果有壓縮空氣輸出則說明氣缸1.0有故障，如果沒有壓縮空氣輸出則有兩種情況，一種是單向節(jié)流閥1.02有故障，另一種是主控閥1.1有故障。六、繪制故障診斷邏輯推理框圖54圖3

壓印裝置氣缸不動(dòng)作故障的邏輯推理框圖在判別主控閥時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)檢查主控閥是否換向，如不換向則應(yīng)當(dāng)是控制信號(hào)沒有輸出或主控閥有故障；而主控閥換向則可能是主控閥1.1有故障或壓力調(diào)節(jié)閥0.3有故障。如果主控閥沒有控制信號(hào)輸出，也就是雙壓閥1.8沒有壓縮空氣輸出。雙壓閥沒有壓縮空氣輸出有三種情況，第一種是雙壓閥有故障，第二種是啟動(dòng)按鈕有故障或延時(shí)閥沒有信號(hào)輸出，第三種是在延時(shí)閥沒有信號(hào)輸出時(shí)又存在兩種情況，一是延時(shí)閥存在故障，二是行程閥存在故障。5556在檢查過程中，還要注意管子的堵塞和管子的連接狀況，有時(shí)往往是管子堵塞或管接頭沒有正確連接所引起的故障。還要注意輸出壓縮空氣的壓力，有時(shí)可能有壓縮空氣輸出，但壓力較小，這主要是由泄漏引起的。漏氣時(shí)常采用在各檢查點(diǎn)涂肥皂液等檢查方法。在系統(tǒng)中有延時(shí)閥時(shí)，還要注意延時(shí)閥的節(jié)流口是否關(guān)閉或者節(jié)流調(diào)節(jié)是否過小，節(jié)流口關(guān)閉或節(jié)流調(diào)節(jié)