Контроль работы пневматической системы

Длительность и надежность эксплуатации пневматических приводов определяется, в значительной мере, организацией и качеством технического обслуживания. В основном техническое обслуживание пневмоаппаратуры и пневмодвигателей сводится к обеспечению требуемой подготовки сжатого воздуха и контролю их работы. В распределительной аппаратуре необходима проверка четкости переключения, отсутствие заеданий при ручном и механическом управлении, отсутствие нарушений в цикле, герметичность соединений трубопроводов и стыков, плотность крепления крышек.

В процессе разборки и сборки необходимо соблюдение чистоты и предохранение поверхности деталей от повреждений. Особое внимание должно быть уделено мерам предосторожности при монтаже эластичных уплотнений, которые могут быть повреждены об острые кромки отверстий и пазов.

Герметичность соединений, трубопроводов и уплотнительных устройств контролируют путем осмотра и прослушивания или с помощью средств, позволяющих обнаружить утечки. При необходимости подтягивают или заменяют соединения, уплотнения, трубопроводы. После замены уплотнений устройства необходимо проведение проверки на герметичность. Следует учитывать, что нарушение герметичности вызывает не только увеличение непроизводительного расхода сжатого воздуха, но может привести и к нарушению работоспособности и заданной последовательности работы пневмопривода пневматических устройств и другим видам отказов.

В настраиваемых и регулируемых устройствах следует проверять соответствие регулируемых или настраиваемых параметров их заданным значениям, а также состояние стопорящих устройств. В пневматических двигателях проверяют также скорость перемещения выходного звена и развиваемое усилие.

При внесении в сжатый воздух масла, применяемого для смазывания трущихся поверхностей пневматических устройств, часть масла оседает на стенках воздухопроводов, причем из нагретого масла испаряются летучие компоненты, в результате чего образуется слой карбонизированных коксообразных отложений (нагар). Нерастворимые в масле гудронообразные продукты окисления, смешиваясь с окислами железа (продуктами коррозии стенок воздухопроводов) и пылью, поступающей из атмосферы, образуют гудронообразные отложения в воздухопроводе.

Металлические трубопроводы очищают продувкой сжатым воздухом и промывкой водой, а также химическим способом. Первый способ не позволяет полностью удалить из трубы наплывы, ржавчину и окалину, поэтому внутренние поверхности воздухопроводов не реже одного раза в 6 месяцев очищают промывкой растворами синтетических поверхностноактивных моющих средств. Наибольшее распространение в промышленности получил сульфанол.

В гибких трубопроводах проверяют отсутствие перегибов и нарушение целостности, отсутствие соприкосновения трубопроводов, соединенных с подвижными частями машин, с неподвижными деталями.

Герметичность пневмоустройств контролируют путем осмотра и прослушивания или с помощью специальных методов и средств, позволяющих обнаружить утечки.

Организация технического обслуживания пневмоприводов является одним из решающих факторов повышения надежности их работы. Ежедневные осмотры проводят в начале смены, во время включения в работу и в конце смены во время чистки оборудования.

Периодические осмотры можно разделить на ежеквартальные (трехмесячные) и ежегодные в зависимости от вида устройства, характера работы отдельных деталей и условий эксплуатации.

Примерный перечень операций при проведении периодических осмотров следующий:

· проверка функционирования пневмодвигателей и других устройств;

· проверка утечек;

· проверка исправности электропроводки к пневмоустройствам с электрическим управлением;

· контроль степени загрязненности фильтров;

· проверка прочности резьбовых соединений;

· выполнение других работ в соответствии с планами периодических осмотров.

Соответствующие службы на основе информации о результатах ежедневных и периодических осмотров и данных об измерении коэффициента загрузки оборудования за сутки, месяц и другие периоды проводят анализ причин простоев в работе и планируют мероприятия по уменьшению их сроков.

Шум, возникающий при работе пневмоустройств и пневмопривода в целом, может быть механического или аэродинамического происхождения.

Шум механического происхождения возникает в основном при ударах подвижных деталей в пневмоустройствах циклического действия (поршней, золотников о крышки, клапанов о седла и т.п.). Снижение уровня шума механического происхождения до требуемых норм достигается в результате оптимизации конструктивных параметров пневмоустройств, а также введения тормозных и амортизирующих устройств.

Шум аэродинамического происхождения возникает в основном из-за турбулентного смешения при выхлопе сжатого воздуха с атмосферным. Уровень звука при выхлопе по время работы пневмопривода при давлении 0,4-0,6 МПа достигает 95-125 дБА. Интенсивность этого шума зависит от скорости истечения сжатого воздуха в атмосферу (пропорциональна скорости в восьмой степени). Поэтому основным способом снижения шума является снижение скорости воздуха при выхлопе путем применения глушителей.

Ремонт пневмоприводов. Время, затраченное на ремонт пневмопривода, складывается из времени на отыскание неисправности и времени на ее устранение. Время на отыскание неисправности можно сократить путем использования определенных методов или алгоритмов технической диагностики, позволяющих определить место неисправности при минимальном числе проверок, а также применения различного вида индицирующих и дублирующих устройств, позволяющих сократить время каждой проверки.

К устройствам индикации относятся встроенные в пневмоустройства световые диоды на электромагнитах; соединения и другие элементы привода; штырьковые индикаторы давления; штырьковые индикаторы положения распределительного органа пневмоустройств и др. Применяют дублирующие устройства ручного включения электроклапанов; устройства для ручного переключения распределительного органа при пневматическом управлении и др.

Отказы пневмопривода могут быть как внезапными, так и постепенными. В первом случае отказ характеризуется скачкообразным изменением значения одного или нескольких заданных параметров привода. Это приводит обычно к остановке привода или нарушению последовательности цикла, т.е. отказ очевиден, функционирование объекта прекращается для проведения ремонта.

Во втором случае значения одного или нескольких параметров объекта изменяются постепенно, что может быть вызвано изменениями износового характера; прогрессирующим нарушением настройки или регулировки; уменьшением проходных сечений дросселирующих пневмоустройств; чрезмерным увеличением утечек и др.

В этом случае видимых нарушений в работе пневмопривода может и не быть, однако наличие постепенного отказа приводит к ухудшению качества вырабатываемого продукта или/и к уменьшению производительности труда. Это происходит в результате, например, нарушения заданного временного режима прессования деталей (в том числе при уплотнении); нарушения динамических параметров привода, уменьшения скорости пневмодвигателей (или, наоборот, увеличения), что может привести к недопустимым ударам.

Своевременное выявление и устранение постепенных отказов имеет важное значение, так как позволяет в определенной мере сократить число непредвиденных аварийных ремонтов, обеспечить качество выпускаемого продукта на требуемом уровне.

Существуют различные способы отыскания неисправностей. Применительно к пневмоприводам можно выделить два способа:

· на основе анализа принципиальной схемы привода с использованием специального математического аппарата составляют таблицу неисправностей, в которой описывают оптимальную последовательность проверки элементов пневмосистемы в зависимости от внешних проявлений неисправностей;

· производят поиск неисправностей с использованием рекомендаций, полученных на основе опыта эксплуатации пневмоприводов с учетом функциональных, конструктивных и других особенностей пневмоустройств (фактически рекомендации — перечень последовательности действий при тех или иных нарушениях работы привода), при этом могут быть получены положительные результаты при достаточно простых принципиальных схемах приводов.

Первый способ поиска неисправностей можно подразделить на статистический и инструментальный. Инструментальный способ предполагает разработку системы технического диагностирования пневмопривода; при разработке данной системы необходимо:

· изучить объект диагностирования, т.е. принципы его работы, структуру, конструкцию;

· составить перечень (с разделением на классы) возможных (наиболее вероятных) неисправностей пневмоаппаратов, входящих в привод, указать условия и признаки их появления;

· составить структурную и функциональную схемы привода, выбрать известную или построить новую математическую модель привода и модели возможных неисправностей;

· анализируя модели привода формализованным путем, выбрать метод диагностирования и составить его алгоритм;

· оптимизировать алгоритм диагностирования;

· выбрать из известных или разработать новые подходящие средства диагностирования;

· исследовать (в том числе и экспериментально) систему диагностирования в целом.

Контроль при техническом обслуживании пневмоприводов можно разделить на ежедневный, сводящийся в основном к визуальному, и периодический. При ежедневных осмотрах пневмопривода выявляют четко видимые признаки состояния (скорость движения штоков, последовательность отработки цикла и т.п.) и изменения, бросающиеся в глаза, а также признаки, которые могут быть различимы по характеру работы привода (удары, шум выхлопа и т.п.). Кроме того, контролируют количество конденсата в фильтрах-влагоотделителях и масла — в маслораспылителе.

При периодических осмотрах проверяют утечки, функционирование пневмодвигателей и других пневмоустройств; исправность электрооборудования привода; контролируют степень загрязненности фильтров; проверяют прочность резьбовых соединений.

Ремонтировать пневмопривод целесообразно путем замены пневмоустройств, что сокращает время ремонта. С другой стороны, восстановление пневмоустройств на специализированном месте ремонта обеспечивает более высокое качество. Конструкции пневмоустройств отличаются большим разнообразием даже при одинаковом функциональном назначении, поэтому причины отказа и признаки его проявления могут быть однозначно установлены только применительно к определенной конструкции пневмоустройства. При ремонте пневмоустройств распространенным процессом также является удаление загрязнений с рабочих поверхностей деталей.

Вопрос о целесообразности проведения ремонта снятого с объекта (пневматического привода машины) пневмоустройства решают в зависимости от соотношения стоимости пневмоустройства и стоимости ремонта, технологических и организационных возможностей предприятия.

Возможные характерные неисправности, свойственные определенным типам пневмоустройств, подробно изложены в источнике [8].

Например, в фильтрах-влагоотделителях к ухудшению степени очистки сжатого воздуха приводят засорение или повреждение фильтрующего элемента, ослабление его крепления. В редукционных пневмоклапанах значение давления на выходе может не соответствовать требуемому при засорении каналов или повреждении элементов клапана (мембраны, пружин). Неправильная работа пневмораспределителей обычно связана с повреждением золотника или нарушением работы системы управления распределителя. В пневмоцилиндрах основными причинами нарушения работы являются повышенные утечки и перетечки воздуха между полостями цилиндра, а также износ или деформация деталей цилиндра (штока, гильзы).

Неправильная регулировка и утечки масла из тормозного устройства пневмоцилиндра (гидродемпфера) могут вызвать нарушение точности позиционирования робота, привести к ударам в конце хода механизма.

Следует отметить, что общими характерными неисправностями пневмоустройств являются повышенные утечки в местах неподвижных соединений деталей и перетечки воздуха между полостями, которые возникают вследствие ослабления затяжки крепежных элементов, повреждения уплотнителей, износа или дефектов деталей.

К основным отказам и нарушениям в функционировании пневмопривода, вызванным неисправным пневмооборудованием, относятся следующие.

1. Недостаточное давление в системе, являющееся результатом утечек воздуха, разрегулировки клапанов, износа компрессора, засорения или замерзания (зимой) линии, засорения воздушного фильтра и пробуксовки приводных ремней. Неисправности ликвидируются с помощью соответственно герметизации системы, регулировки клапанов, устранения износа деталей компрессора или их замены, прочистки и разогрева линии, прочистки фильтров и натяжки приводных ремней.

2. Уменьшение подачи воздуха в компрессор, происходящее в результате ослабления натяжения приводных ремней, выхода из строя клапанов, износа поршневых колец, засорения всасывающего фильтра, разгерметизации соединения крышек цилиндров с корпусом, совпадения прорезей поршневых колец в одной плоскости. Для устранения неисправности следует подтянуть ремни, отрегулировать или сменить клапаны, заменить поршневые кольца, прочистить всасывающий фильтр, подтянуть крепление крышек, развести замки смежных колец на 180°.

3. Отсутствие движения исполнительных органов при включении пневмораспределителей, являющееся следствием износа уплотнения или прорыва диафрагмы у клапана быстрого выхлопа, засорения или замерзания воздухопроводов, повреждения шлангов. Неисправности устраняются заменой или подтяжкой уплотнений, прочисткой и прогревом воздухопроводов, заменой шлангов.

4. Продолжающееся движение исполнительных органов при выключении пневмораспределителей, вызываемое неисправностью клапана быстрого выхлопа, который следует заменить.

5. Отсутствие необходимого усилия у исполнительных механизмов, как результат недостаточного давления или подачи воздуха по причинам, изложенным выше.

6. Отсутствие подачи воздуха на пульт управления из-за забивки или замерзания конденсата в воздухопроводах, которые надо прочистить и отогреть.

7. Появление стука в компрессоре, что указывает на ослабление гаек шатунных болтов и износ нижних головок шатунов. Неисправность устраняется затяжкой гаек и уменьшением числа прокладок в разъеме головок. При сильном износе с выкрашиванием баббита шатуны ремонтируются.

8. Одновременное включение в работу двух операций при включении одной, что происходит при износе уплотнений вращающихся соединений и нарушении регулировки упоров для включения золотников. Следует заменить уплотнения и отрегулировать упоры.

9. Бездействие масляного манометра компрессора в результате подсоса воздуха во всасывающем маслопроводе; неисправности самого манометра или слишком густой смазки. Необходимо герметизировать соединения маслопровода, заменить манометр и сменить смазку.

10. Загрязнение поступающего в компрессор воздуха, происходящее из-за наличия излишнего количества конденсата в ресивере (конденсат следует слить); загрязнения влагоотделителя (влагоотделитель очистить и промыть); слишком высокого уровня масла в картере компрессора (излишек масла слить).

11. Повышение температуры сжатого воздуха из-за недостатка:

· масла в маслосборнике (необходимо долить до верхней отметки на масломерном щупе);

· плохого закрытия заслонки трубы подогрева масла в маслосборнике (плотно закрыть заслонку);

· забивки грязью труб холодильника (промыть струей воды с последующей продувкой сжатым воздухом);

· засорения масляного фильтра и несрабатывания его клапана (промыть или заменить фильтр и отрегулировать клапан).

12. Рост выноса сжатым воздухом масла из-за засорения шерстяной набивки маслоотделителя (промыть и просушить или сменить набивку) или отверстия дроссельной шайбы в крышке маслосборника на сливе масла во всасывающий патрубок (вывернуть шайбу и прочистить отверстие).

13. Преждевременное срабатывание предохранительного клапана в результате его неправильной настройки (клапан следует отрегулировать) или плохого прилегания клапана (клапан прочистить и отрегулировать).

14. Несрабатывание предохранительного клапана при заданном давлении в результате заедания его подвижных частей (клапан прочистить и притереть, отрегулировать).

15. Отсутствие закрытия клапанов: предохранительного — в результате его заедания или поломки пружины (разобрать, притереть или заменить пружину и отрегулировать), сравнивающего — в результате повреждения диафрагмы (диафрагму заменить).

16. Выброс масла через воздухоочиститель при несрабатывании обратного клапана (разобрать обратный клапан, устранить неисправности, собрать).

17. Повышение давления при неисправном регуляторе давления или несрабатывании предохранительного клапана (устранить неисправности).

18. Наличие влаги и масла на рабочих аппаратах, что показывает на недостаточную очистку воздуха влагоотделителем и нарушения работы маслораспылителя.