【壓縮機網】一、引言
空壓機是氣源裝備中的主體，它是將機械能轉換成氣體壓力能的能源轉換裝備，是壓縮空氣的氣壓產生裝備，具體的組成部分如下圖1所示。
主要包括：1.泵頭組件；是空壓機的核心部件，主要負責壓縮空氣，完成能量的轉換。再詳細一點的說，就是通過曲柄的圓周運動來帶動連桿和活塞組件進行直線運動，完成氣體的壓縮，基本原理如圖2所示。2.氣罐組件：是空壓機的存儲部件，主要負責儲存壓縮后的氣體，完成能量的存續。3.管閥組件：是空壓機的輸控部件，主要負責連接泵頭和氣罐輸送氣體，并控制氣體流通。
這三者之中，最易出現問題的是管閥組件，但是它出現的問題一般都比較容易修復，且對機器的整體功能影響較小。其次是泵頭組件，這個組件出現的問題都會導致機器不能正常壓縮空氣，造成基本功能降低甚至喪失。最后是氣罐組件，這個出現故障的幾率是最低的，但是，一旦出現故障就可能導致安全隱患，需要第一時間處理。知道了各個組成部分的功能之后，我們在分析故障的時候就可以少走彎路了。
二、案例1
2009年3月某日，當筆者將自己研發的新產品A，送到壽命實驗室兩周后的某天，接到實驗室電話，說實驗已經結束，要求到現場一起進行機器的拆機分析。具體的拆機現狀以及分析的原因和解決措施如表1所示。
上面所描述的案例1，是一個正常完成了壽命試驗的案例，試驗中間沒有任何異常。我們所做的，只是根據最終的拆檢現狀，進一步改良這臺樣機，這種案例相對來說，分析和解決起來，相對比較簡單。
三、案例2（表2）
這個案例2的試驗條件是：使機器一直通電，設置充放氣時間比為1：1，讓機器實現自動在120～150PSI壓力范圍內循環跑機200小時。試驗目的是：考核機器的電機、缸套、活塞墊、皮帶、出氣管等關鍵部件的壽命是否滿足200小時。
樣機裝配完成后，正式開始壽命試驗前，一般先進行溫升試驗，避免機器因為過高發熱導致其他影響，同時也讓機器的各個部件之間有一個初步的磨合。
當看到這密密麻麻的故障的時候，你肯定對這個產品失去了信心，筆者自己也充滿了絕望。但是，低落的情緒是不能幫忙解決問題的。所以，我們還得坐下來，冷靜的分析整個試驗過程。
此類案例的具體分析過程是這樣的：首先拿到最終的試驗記錄時，要先回顧一下本次試驗的目的是什么，然后將和本次目的無關的結果先放到一邊。對于在目的范圍內的問題，要先排除掉那些可以直接判斷出原因的問題。然后，再劃分出來同類別的問題，最后剩下的疑難雜癥也就一兩個了，再細細推斷。
案例2的具體分析過程是這樣的：1.排除掉弧形開關的問題。因為更換了一個新的同廠家開關后，機器就一直沒再發生故障，所以這個問題歸結為裝配問題，且是在可控范圍內的問題。2.出氣管斷裂的問題。這個問題屬于設計問題，可以借鑒之前的設計案例進行改進，且改進后的結構經歷過驗證，屬于成熟結構可以直接使用，再注意一下熱處理工藝就完全解決了。前兩個問題，就是屬于第一步可以直接得出原因和結論的問題，也都為可控問題，風險系數較小，可以快速解決。
3.皮帶損壞問題：本實驗共計使用了三個品牌的皮帶，通過現象來看，上海某品牌的皮帶屬于設計拉斷強度不夠，還沒等長時間使用短短幾小時就速死了；gates品牌的皮帶運行了約100小時，出現最終的焦炭狀掉齒現象。首先說明運行初期這個皮帶的設計張力和抗拉斷強度都是滿足要求的，但是隨著時間的累計，皮帶齒被高溫碳化、剝落，所以gates皮帶的膠體耐溫性能偏差；最后一個馬牌的皮帶總共運行了約20小時，但是未發生斷裂，也說明這個品牌的設計張力和抗拉斷強度也都是滿足要求的，至于耐溫性能需要進一步的驗證。
4.活塞環損壞的問題：運行約10小時，W品牌活塞環就出現翻邊起皺的現象，說明這個活塞環的材質配方偏軟，不能滿足高轉速、高壓力產品的使用；K品牌活塞環共計運行約90小時，未出現翻邊起皺的現象，這說明它自身設計強度可以滿足高轉速、高壓力產品的使用。但是，經過90小時就磨損到不能正常打氣，這說明材料的耐磨性能不好，需要進一步提高。第三個和第四個問題就屬于兩個同類別的分析方式，可以通過相互的對比得出各自的優點和缺點，針對性的進行解決。
最后剩下的三個問題就需要仔細的推敲了，首先我們可以根據現場的痕跡以及經驗推斷，是偏心輪的軸承由于長時間高溫運行，導致油脂流失、鋼珠飛出、內外圈剝離，致使高速運動的連桿受到突變的剪切力斷裂。這里涉及到了兩個方面：第一軸承的耐溫參數，第二連桿自身的強度剛性。解決措施在上表中有提到，就不再贅述了。最困難的是，我們怎么判斷電機軸斷裂的順序。是在連桿組件斷裂之前還是之后？仔細查看試驗記錄，再結合本產品是皮帶傳動的機構，會發現，電機軸的斷裂和連桿的斷裂沒有直接關系，但是有間接的關系。推斷為：機器的泵頭組件隨著長時間的運行，溫度和振動在逐漸的變大，溫度升高導致軸承油脂流失，軸承油脂的流失，導致振動變得更大，高強度和高頻次的振動，導致電機軸薄弱的位置斷裂。
通過這一系列的分析，整個實驗的過程就清晰的展現在我們的面前了，同樣，明確的應對方案也成竹在胸了。
四、結語
遇到問題諸多的試驗樣機并不可怕，我們要像醫生診斷疾病一樣，進行“望、聞、問、切”，利用自己的行業經驗、采用正確的方法、冷靜的思考分析，會得出想要的結論。
參考文獻
[1]成大先.機械設計手冊[M].化學工業出版社.2007
[2]于惠力.機械零部件設計禁忌[M].機械工業出版社.2006
[3]陸寧.機械原理[M].機械工業出版社.1997
[4]JB/T 8934-1999.直聯便攜式往復活塞空壓機[S].1999
作者簡介
吳廣忠（1980.04--），男，漢族，山東省青島市人，大學本科（工學學士），畢業于青島科技大學，中級工程師，研究方向：空氣壓縮機。
空壓機是氣源裝備中的主體，它是將機械能轉換成氣體壓力能的能源轉換裝備，是壓縮空氣的氣壓產生裝備，具體的組成部分如下圖1所示。
主要包括：1.泵頭組件；是空壓機的核心部件，主要負責壓縮空氣，完成能量的轉換。再詳細一點的說，就是通過曲柄的圓周運動來帶動連桿和活塞組件進行直線運動，完成氣體的壓縮，基本原理如圖2所示。2.氣罐組件：是空壓機的存儲部件，主要負責儲存壓縮后的氣體，完成能量的存續。3.管閥組件：是空壓機的輸控部件，主要負責連接泵頭和氣罐輸送氣體，并控制氣體流通。
這三者之中，最易出現問題的是管閥組件，但是它出現的問題一般都比較容易修復，且對機器的整體功能影響較小。其次是泵頭組件，這個組件出現的問題都會導致機器不能正常壓縮空氣，造成基本功能降低甚至喪失。最后是氣罐組件，這個出現故障的幾率是最低的，但是，一旦出現故障就可能導致安全隱患，需要第一時間處理。知道了各個組成部分的功能之后，我們在分析故障的時候就可以少走彎路了。
二、案例1
2009年3月某日，當筆者將自己研發的新產品A，送到壽命實驗室兩周后的某天，接到實驗室電話，說實驗已經結束，要求到現場一起進行機器的拆機分析。具體的拆機現狀以及分析的原因和解決措施如表1所示。
上面所描述的案例1，是一個正常完成了壽命試驗的案例，試驗中間沒有任何異常。我們所做的，只是根據最終的拆檢現狀，進一步改良這臺樣機，這種案例相對來說，分析和解決起來，相對比較簡單。
三、案例2（表2）
這個案例2的試驗條件是：使機器一直通電，設置充放氣時間比為1：1，讓機器實現自動在120～150PSI壓力范圍內循環跑機200小時。試驗目的是：考核機器的電機、缸套、活塞墊、皮帶、出氣管等關鍵部件的壽命是否滿足200小時。
樣機裝配完成后，正式開始壽命試驗前，一般先進行溫升試驗，避免機器因為過高發熱導致其他影響，同時也讓機器的各個部件之間有一個初步的磨合。
當看到這密密麻麻的故障的時候，你肯定對這個產品失去了信心，筆者自己也充滿了絕望。但是，低落的情緒是不能幫忙解決問題的。所以，我們還得坐下來，冷靜的分析整個試驗過程。
此類案例的具體分析過程是這樣的：首先拿到最終的試驗記錄時，要先回顧一下本次試驗的目的是什么，然后將和本次目的無關的結果先放到一邊。對于在目的范圍內的問題，要先排除掉那些可以直接判斷出原因的問題。然后，再劃分出來同類別的問題，最后剩下的疑難雜癥也就一兩個了，再細細推斷。
案例2的具體分析過程是這樣的：1.排除掉弧形開關的問題。因為更換了一個新的同廠家開關后，機器就一直沒再發生故障，所以這個問題歸結為裝配問題，且是在可控范圍內的問題。2.出氣管斷裂的問題。這個問題屬于設計問題，可以借鑒之前的設計案例進行改進，且改進后的結構經歷過驗證，屬于成熟結構可以直接使用，再注意一下熱處理工藝就完全解決了。前兩個問題，就是屬于第一步可以直接得出原因和結論的問題，也都為可控問題，風險系數較小，可以快速解決。
3.皮帶損壞問題：本實驗共計使用了三個品牌的皮帶，通過現象來看，上海某品牌的皮帶屬于設計拉斷強度不夠，還沒等長時間使用短短幾小時就速死了；gates品牌的皮帶運行了約100小時，出現最終的焦炭狀掉齒現象。首先說明運行初期這個皮帶的設計張力和抗拉斷強度都是滿足要求的，但是隨著時間的累計，皮帶齒被高溫碳化、剝落，所以gates皮帶的膠體耐溫性能偏差；最后一個馬牌的皮帶總共運行了約20小時，但是未發生斷裂，也說明這個品牌的設計張力和抗拉斷強度也都是滿足要求的，至于耐溫性能需要進一步的驗證。
4.活塞環損壞的問題：運行約10小時，W品牌活塞環就出現翻邊起皺的現象，說明這個活塞環的材質配方偏軟，不能滿足高轉速、高壓力產品的使用；K品牌活塞環共計運行約90小時，未出現翻邊起皺的現象，這說明它自身設計強度可以滿足高轉速、高壓力產品的使用。但是，經過90小時就磨損到不能正常打氣，這說明材料的耐磨性能不好，需要進一步提高。第三個和第四個問題就屬于兩個同類別的分析方式，可以通過相互的對比得出各自的優點和缺點，針對性的進行解決。
最后剩下的三個問題就需要仔細的推敲了，首先我們可以根據現場的痕跡以及經驗推斷，是偏心輪的軸承由于長時間高溫運行，導致油脂流失、鋼珠飛出、內外圈剝離，致使高速運動的連桿受到突變的剪切力斷裂。這里涉及到了兩個方面：第一軸承的耐溫參數，第二連桿自身的強度剛性。解決措施在上表中有提到，就不再贅述了。最困難的是，我們怎么判斷電機軸斷裂的順序。是在連桿組件斷裂之前還是之后？仔細查看試驗記錄，再結合本產品是皮帶傳動的機構，會發現，電機軸的斷裂和連桿的斷裂沒有直接關系，但是有間接的關系。推斷為：機器的泵頭組件隨著長時間的運行，溫度和振動在逐漸的變大，溫度升高導致軸承油脂流失，軸承油脂的流失，導致振動變得更大，高強度和高頻次的振動，導致電機軸薄弱的位置斷裂。
通過這一系列的分析，整個實驗的過程就清晰的展現在我們的面前了，同樣，明確的應對方案也成竹在胸了。
四、結語
遇到問題諸多的試驗樣機并不可怕，我們要像醫生診斷疾病一樣，進行“望、聞、問、切”，利用自己的行業經驗、采用正確的方法、冷靜的思考分析，會得出想要的結論。
參考文獻
[1]成大先.機械設計手冊[M].化學工業出版社.2007
[2]于惠力.機械零部件設計禁忌[M].機械工業出版社.2006
[3]陸寧.機械原理[M].機械工業出版社.1997
[4]JB/T 8934-1999.直聯便攜式往復活塞空壓機[S].1999
作者簡介
吳廣忠（1980.04--），男，漢族，山東省青島市人，大學本科（工學學士），畢業于青島科技大學，中級工程師，研究方向：空氣壓縮機。
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