氣缸的常見故障和解決方案

一、氣缸種類

氣壓傳動中將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的氣動執(zhí)行元件。氣缸有做往復直線運動的和做往復擺動兩種類型，如圖《氣缸》所示。做往復直線運動的氣缸又可分為單作用氣缸、雙作用氣缸、膜片式氣缸和沖擊氣缸4種。

①單作用氣缸：僅一端有活塞桿，從活塞一側(cè)供氣聚能產(chǎn)生氣壓，氣壓推動活塞產(chǎn)生推力伸出，靠彈簧或自重返回。

②雙作用氣缸：從活塞兩側(cè)交替供氣，在一個或兩個方向輸出力。

③膜片式氣缸：用膜片代替活塞，只在一個方向輸出力，用彈簧復位。它的密封性能好，但行程短。

④沖擊氣缸：這是一種新型元件。它把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為活塞高速（10～20米/秒）運動的動能，借以做功。

⑤無桿氣缸：沒有活塞桿的氣缸的總稱。有磁性氣缸，纜索氣缸兩大類。

做往復擺動的氣缸稱擺動氣缸，由葉片將內(nèi)腔分隔為二，向兩腔交替供氣，輸出軸做擺動運動，擺動角小于 280°。此外，還有回轉(zhuǎn)氣缸、氣液阻尼缸和步進氣缸等。

二、常見故障

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行中還會變形。

氣缸在運行時受力的情況很復雜，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。

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

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

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，運行后產(chǎn)生巨大的膨脹力使氣缸變形。

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。

氣缸螺栓的緊力不足或是螺栓的材質(zhì)不合格。氣缸結(jié)合面的嚴密性主要靠螺栓的緊力來實現(xiàn)的。機組的起?；蚴窃鰷p負荷時產(chǎn)生的熱應力和高溫會造成螺栓的應力松弛，如果應力不足，螺栓的預緊力就會逐漸減小。如果氣缸的螺栓材質(zhì)不好，螺栓在長時間的運行當中，在熱應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。

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)合面為基準面，在下缸結(jié)合面涂紅丹或是壓印藍紙，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?；蚴遣扇C械加工的方法把上缸結(jié)合面找平，再以上缸為基準研刮下缸結(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?shù)臍飧酌芊獠牧?/p>

因汽輪機氣缸密封劑還沒有統(tǒng)一的國家標準和行業(yè)標準，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密性。

3.局部補焊的方法

由于氣缸結(jié)合面被蒸汽沖刷或腐蝕出溝痕，選用適當?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重時，在下缸的結(jié)合面補焊一條或兩條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，焊前預熱氣缸至150℃，然后在室溫下進行分段退焊或跳焊。選用奧氏體焊條，如A407、A412，焊后用石棉布覆蓋保溫緩冷。待冷卻室溫后進行打磨修刮。

4.氣缸結(jié)合面的涂鍍或噴涂

當氣缸結(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。其特點就是設備簡單，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行打磨、除油、拉毛，在涂渡和噴涂后要對涂層進行研刮，保證結(jié)合面的嚴密。

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?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?shù)募哟舐菟ǖ念A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中，沒有達到推廣，多在螺栓的允許的最大應力內(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)的進一步發(fā)展，高分子復合材料逐漸在氣缸維護中取得了成功的應用。相對于傳統(tǒng)手段相比，高分子復合材料具有較為優(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

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