活塞失效

活塞式压缩机常见故障分析及检修摘要针对活塞式压缩机在运行过程中易出现的各种故障进行分析诊断，并给出了切实可行的解决办法和合理化建议。

关键词压缩机；故障分析活塞式压缩机因具备结构简单、使用成本低廉、操作维修方便等优点，目前仍被采矿、纺织、冶金、机械制造、制药、交通、制冷与气体分离工程等行业广为使用。

压缩空气作为动力用气或工艺用气，其供气状况的优劣不仅关系到下游产品的质量和产量，而且还会影响到企业的正常生产，因此做好压缩机的平稳运行、降低故障发生对使用单位的节能降耗起着举足轻重的作用。

由于压缩机的故障多种多样，造成的危害和后果也有轻有重，因此分析常见故障及产生原因，对于提高压缩机运行的可靠性和经济性有着非常重要的意义。

1压缩机常见故障分析1.1排气量不足产生原因排除方法进气滤清器阻塞更换或定期清洗过滤网气阀工作不正常拆下气阀用火油渗漏。

对于进气阀检查，可在开机状态手摸进气阀盖，若阀盖温度异常，说明该气阀密封性不良活塞环磨损漏气检查活塞环的磨损和安装情况。

活塞杆填料函漏气检查密合圈质量排气管路或安全阀有漏气检查供气管路及安全阀的密封性压缩机转速降低检查三角皮带的松紧度，对不合适的要调整，防止转速降低1.2排气压力不正常产生原因排除方法吸排气阀有漏气检查气阀气密性，更换不良零件中冷器气道有阻塞、不畅检查气流通道、排除污垢某个活塞有漏气检查或更换活塞环1.3排气温度过高产生原因排除方法冷却水不足，或冷却水中断适当加大冷却水的流量，调节冷却水的进水温度不要太高，检查供水管道，堵塞时要进行清洗气缸水腔积垢严重，传热太差用苛性苏打水（比重1.16，波美度20）清洗冷却水道中的积垢中冷器内存在串气，冷却效果下降检查中冷器内密封垫片有无失效气阀漏气检查气阀气密性，更换不良零件。

活塞、活塞环发生故障或气缸中缺油引起干磨擦检查活塞、活塞环和注油器给气缸注油情况1.4填料函漏气产生原因排除方法密封圈、挡油圈磨损检查或更换活塞杆拉毛修复活塞杆或更换新活塞杆密封圈、挡油圈上的拉簧失效检查弹簧是否有折断，对弹力小的弹簧要更换新的填料函内的零件安装不正确按图样要求正确装配1.5气缸内有水产生原因排除方法气缸垫损坏或未压紧更换修复中冷器中芯子部件漏水检查并修复或更换中冷器芯子中冷器下部的气水分离器内积液过多及时排放冷凝水，特别是空气湿度大的天气1.6冷却水中有气泡产生原因排除方法中冷器中垫片漏气换垫片中冷器中芯子部件漏气检查并修复或更换中冷器芯子气缸垫破裂漏气换气缸垫1.7压缩空气中含油水过多产生原因排除方法注入气缸的润滑油量过多按使用说明书要求调整注油量填料函中挡油圈失效，机油上窜过多检查并更换挡油圈环境空气湿度过大设法改善进气条件中冷器下部的气水分离器内积液过多及时排放存液（2~4次/每班）2保障压缩机组完好运行的几点建议1）严格按压缩机的操作规程和维护保养制度对压缩机进行操作和保养。

液压故障案例分析一、某型号液压破碎锤活塞损坏的主要形式及原因分析1.冲击活塞损坏的原因1）工作表面划伤。

原因：表面硬度低；液压油内混入杂质；钎杆导向套（上、下衬套）间隙过大，导向套失效。

在钎杆工作过程中，轴线发生倾斜，当活塞打击在钎杆上时，受到一个倾斜的反作用力，该力可分解为一个轴向力和一个径向力，径向力可使活塞推向一侧，使原来的间隙消失，油膜受到破坏，在液压缸和活塞表面之间形成干摩擦，结果将活塞表面划伤。

2）折断。

原因是活塞材料在锻造或热处理过程中产生裂纹，该裂纹在使用过程中的交变应力作用下扩大，直至折断。

3）工作表面凹陷及其周边产生裂纹及崩裂。

渗碳处理的低合金钢活塞是产生冲击端面凹陷、裂纹崩裂的内在原因。

通过大量的调查发现，渗碳处理的低合金钢活塞因冲击凹陷、裂纹、崩裂而失效的占多数。

活塞打击部位的硬度和钎杆被打击部位的硬度差要适当。

4）钢材质量差，热处理不好，使用一段时间后，产生微量变形。

2.冲击活塞的材料冲击活塞既与缸体作相对的高速运动，又要求承受冲击应力。

目前活塞多选用低碳渗碳钢、中碳渗碳钢或高碳钢制造。

一般用作活塞的材料有20Cr钢（渗碳淬火）、20CrMoTi钢（渗碳淬火）、20CrMnMo钢（渗碳淬火）、40Cr钢（淬火）、60Si2Mn钢（淬火）、35CrMoV钢（渗碳淬火）、T10V钢（淬火）、30Cr2Ni4Mo 钢（淬火）、38CrMoAl钢（渗氮碳淬火）等，并要求活塞表面硬度为55～62HRC。

其中，20CrMnMo钢是较长期用来制造活塞的一种渗碳钢，名义化学成分（质量分数，%）：C0.17～0.24、Si0.20～0.40、Mn0.9～1.2、Mo0.2～0.3、Cr1.1～1.4。

用该钢制造的活塞的使用寿命已基本上与12CrNi3钢或12Cr2Ni4钢活塞的使用寿命相当，但其缺点是心部强度低，在工作过程中易出现冲击端面凹陷。

为了克服低碳渗碳钢活塞心部强度不足的缺点，可采用提高碳含量的渗碳钢35CrMoV来制造活塞，其名义化学成分（质量分数，%）：C0.30～0.38、Si0.17～0.37、Mn0.4～0.7、Mo0.2～0.3、Cr1.00～1.3、V0.10～0.20，这种材料碳含量较高，不但可以降低渗碳层的厚度，缩短渗碳时间，并且因淬火后心部强度高，从而克服了20CrMnMo钢活塞冲击端面易凹陷的缺点。

活塞式压缩机常见故障及原因活塞式压缩机是一种常用的压缩机类型，广泛应用于各个领域，包括制冷、空调、化工等。

然而，在使用过程中，活塞式压缩机也会遇到一些常见故障，影响其正常运行。

本文将介绍一些常见的故障及其原因，并提供一些解决方法。

一、活塞密封失效活塞密封是活塞式压缩机的核心组件之一，负责保持气缸与活塞之间的密封性。

如果活塞密封失效，将导致压缩机无法正常工作。

常见的原因包括密封件老化、磨损以及不当组装。

解决方法可以是更换密封件或者重新组装活塞密封。

二、气缸内部堵塞气缸内部堵塞是指气缸内部的污染物或异物导致压缩机运行不畅或卡死。

例如，过量的沉淀物或者金属碎屑都可能引发气缸内部堵塞。

这种情况下，需要对压缩机进行清洗，去除堵塞物，并确保日常维护和清洁工作的恰当性。

三、压缩机噪音过大压缩机噪音过大通常是由于机械部件磨损、不平衡或不正确的安装引起的。

噪音过大可能会对压缩机的正常运行产生影响，同时也会造成工作环境的不适。

为了解决这个问题，可以考虑更换磨损的机械部件，重新平衡压缩机或者重新安装。

四、压缩机过热压缩机过热是一个常见的故障现象，它会降低压缩机的效率，甚至会导致机械部件损坏。

过热的原因可能包括冷却系统故障、电机故障或者制冷剂不足等。

要解决这个问题，需要检查和修复冷却系统、电机，并确保制冷剂的充足。

五、润滑油不足或污染压缩机中的润滑油起着保护和润滑机械零件的作用。

如果润滑油不足或者被污染，将导致机械部件的磨损和故障。

因此，定期更换润滑油并保持润滑系统的清洁是非常重要的。

同时，润滑油的选择也需要根据具体的压缩机型号和操作条件来确定，以确保其良好的润滑效果。

六、电气故障电气故障是活塞式压缩机常见的故障之一。

例如，电机启动困难、断电等问题，都可能影响到压缩机的正常运行。

要解决这种问题，需要检查电气系统的连接情况，确保电源供应和电路正常。

如果发现电气部件损坏或老化，需要及时更换。

综上所述，活塞式压缩机常见故障可能包括活塞密封失效、气缸内部堵塞、压缩机噪音过大、压缩机过热、润滑油不足或污染以及电气故障等。

电镀引起的活塞杆失效表现形式
表⾯加⼯⾮常重要的⼀个项⽬，对于电镀活塞杆的表⾯必须经过处理，⽽且要求还⽐较严格，对活塞杆表⾯加⼯⾮常重要的⼀个项⽬，对于电镀活塞杆的表⾯必须经过处理，⽽且要求还⽐较严格，对活塞缸的电镀是活塞杆
光洁度要求⽐价⾼。

活塞杆的电镀过程是⾮常值得注意的，因为电镀会引起很多活塞杆的使⽤问题。

活塞常因为电镀层⽽形成失效，这⼏种失效形式主要分为镀层出现出现针孔和镀层磨损。

这两种损伤会使活塞杆提起结束使⽤。

这两种失效形式属于正常使⽤过程的失效形式，在加⼯中可以根据需要是镀层加厚会在注意改变加⼯⼯艺。

可以解决问题。

活塞杆的另外⼀种提前出现问题的原因是，活塞杆⽣产中的表⾯应⼒没有去除造成的。

以下是引起活塞杆电镀形成的失效的⼏种表现形式。

1.退镀后形成表⾯裂纹，这是由于应⼒引起的。

2.表⾯出现蚀坑，这个原因⼀般在退镀之前会有⽣锈的表⾯现象。

赛斯纳172R型飞机刹车作动筒活塞杆断裂失效分析作者：罗裕富来源：《航空维修与工程》2018年第09期摘要：基于ANSYS有限元分析软件对赛斯纳172R型飞机的刹车作动筒活塞杆断裂失效进行分析，并展现刹车活塞杆工作过程中的运动及载荷传递形式、应力分布、疲劳位置、以及载荷与零件寿命关系，找出活塞杆断裂失效的原因，确定疲劳寿命的更换周期，提高了飞机运行中刹车系统工作的可靠性。

关键词：失效;断裂;变形;疲劳;寿命1故障情况概述一架赛斯纳172R型飞机左刹车主作动筒活塞杆与U形接头连接的螺纹根部断裂，如图1所示。

经查询，另一架国内该型号飞机在2011年4月也曾出现同样故障;美国FAA报道该型号飞机刹车作动筒活塞杆也出现过同样的断裂失效故障。

目前，国内两架发现该型刹车活塞杆失效的飞机使用状况如表1所示。

目前的状况是，飞机制造厂家的适航性维修资料对刹车活塞杆无定期检查要求以及使用寿命限制。

因厂家技术和产权保护问题，无法获取该零件的机械性能参数。

2断裂失效活塞杆分析2.1外观痕迹分析活塞杆于根部第一螺纹处断裂，断口表面洁净，呈金属的银灰色，无明显磨损和腐蚀氧化特征。

断口表面可见明显的疲劳弧线特征。

如图2所示，断口出现两个疲劳区，均可见明显的疲劳弧线和疲劳条带特征，中部存在平直的、微观上为韧窝的断裂区。

因此可以判断，活塞杆为疲劳断裂，与活塞杆承受的弯曲应力有关。

活塞杆靠近螺纹端的光杆区域存在明显的不均匀的周向磨损痕迹，活塞杆另一端上存在明显的偏磨，螺纹连接的U形接头表面也存在不对称的磨损，这些痕迹表明活塞杆可能承受了弯曲应力。

2.2活塞杆材料构成分析对活塞杆螺纹段材料进行能谱分析，由分析结论可推断活塞杆材料接近于30CrMnSiNi2A 高强度钢。

3刹车动作运动过程分析、活塞杆受力、弯矩应力分析3.1剎车动作运动过程分析构建各机构的运动简图，由运动副组成，以示意刹车作动筒在工作状态下系统各零件的运动位置关系，分别为脚蹬从中立状态到刹车作动、转向作动、复合作动的运动过程。

Internal Combustion Engine &Parts0引言某公司净化合成厂燃料气压缩机机组采用德国进口的往复式压缩机，机组型号：1TZL3O0，是水平对称平衡结构。

曲轴箱与十字头段单独整体铸造，两部分中体整体铸造，主轴承有刚性支撑结构。

可更换的十字头衬套有刚性支持，并通过精确定位螺栓与曲轴箱连接。

气缸衬套球墨铸铁制造，气缸采取强制软化水冷却。

活塞采用铸钢制造。

活塞杆使用一个卡环通过液压涨紧螺栓与十字头相连。

环状气阀，PEEK 材质。

该机组轴功率1037kW ，转速368rpm ，入口压力3.37MPa ，出口压力5.74MPa 。

1事故情况2019年6月压缩机在使用时发现压缩机有异响，拆卸检查时发现轴侧活塞体损坏。

图1断裂的活塞图2活塞断裂部位示意图2失效原因分析一般情况下活塞体发生断裂失效，可能存在多种原因，诸如：设计结构不合理、设计选材不适当、制造质量不合格、热处理不合适、材料本身存在缺陷、安装过程中超级螺母紧固力矩不够、运行时偏离设计工况、介质临氢状况下导致活塞出现清脆开裂等。

下面就针对可能的原因进行分析。

2.1设计方面可能原因分析2.1.1结构不合理活塞体的结构尺寸是否设计合理。

根据活塞体的外形尺寸建立了三维模型，通过应力分析软件进行核算。

输入条件：螺母产生的紧固力为670kN （超级螺母提供的数据）活塞体表面侧盖输入压力58.4MPa ，轴侧表面侧盖输入进气压力33.5MPa ，由于有限元分析中表面网格划分密度有限，因此会发生在尖角位置显示失真，此区域在分析时不予以考虑，断裂位置应力值显示为110MPa 以上，而本材料屈服强度为265MPa ，因此此处应力值较大。

图3活塞受力仿真计算2.1.2设计考虑不全面此次发生的断裂，断裂面在过渡圆角底部，此区域易产生应力集中问题，过渡圆角的大小及光洁度对该处的应力集中程度影响很大。

2.1.3选材不合适原活塞体材料为S355J2，此部分内容还需要根据检———————————————————————作者简介:张永先（1983-），男，山西朔州人，工学学士，工程师，研究方向为过程装备与控制工程；杨叶（1983-），女，河北深州人，硕士，讲师，研究方向为机械制造及自动化。