空壓機(jī)的性能檢測.doc

1空壓機(jī)的概述1.1 NPT5 空壓機(jī)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理(1)組成結(jié)構(gòu)NPT5空氣壓縮機(jī)是一種常用的空氣壓縮機(jī)，目前為止，它也是機(jī)車中使用最多的一種空氣壓縮機(jī)。當(dāng)環(huán)境溫度小于30 0C時(shí)，它能夠連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。前面也介紹了，它主要用于鐵路機(jī)車的制動(dòng)系統(tǒng)，還包括其它的氣源部件，如鳴笛等。NPT5是三缸，立式，風(fēng)冷，兩級壓縮的活塞式空氣壓縮機(jī)。其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。圖1空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)圖NPT5主要由運(yùn)動(dòng)部件，空氣壓縮系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)組成，下面分別對各個(gè)部分作簡單的介紹。1)運(yùn)動(dòng)部件曲軸是空壓縮機(jī)中很重要的一個(gè)部件。原動(dòng)機(jī)經(jīng)由曲軸帶動(dòng)，使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成活塞的上下來回運(yùn)動(dòng)。在曲軸的一端裝有油泵的聯(lián)軸器帶動(dòng)油泵旋轉(zhuǎn)。連桿是受力部件?；钊h(huán)是個(gè)密封部件，主要負(fù)責(zé)布油和導(dǎo)熱。 2)空氣壓縮系統(tǒng)曲軸由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)作規(guī)律的旋轉(zhuǎn)，通過連桿使活塞作規(guī)律的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在活塞不斷運(yùn)動(dòng)的過程中，氣缸內(nèi)工作容積也在隨之不斷變化。因?yàn)闅忾y的原因，空氣也會按照一定規(guī)律在運(yùn)動(dòng)，從而形成對空氣的壓縮作用。3)潤滑系統(tǒng)對于空壓機(jī)的運(yùn)行，潤滑系統(tǒng)是一個(gè)必不可少也非常關(guān)鍵的系統(tǒng)分。NPT5空壓機(jī)主要是采用壓力潤滑的解決辦法。4)冷卻系統(tǒng)壓縮機(jī)的冷卻系統(tǒng)是非常有必要的，不然超過了它的運(yùn)行溫度，會導(dǎo)致空壓機(jī)不能正常的工作?？諌簷C(jī)的冷去系統(tǒng)主要包括對壓縮空氣的冷卻和受熱機(jī)件的冷卻。本壓縮機(jī)采用了強(qiáng)迫通風(fēng)的冷卻裝置，結(jié)構(gòu)很簡單，主要部件為風(fēng)扇和冷卻器。( 2) NPT5空壓機(jī)的工作原理電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器將動(dòng)力輸入，然后帶動(dòng)空壓機(jī)的曲軸按指定的方向作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于連桿的作用，然后帶動(dòng)裝在連桿小端的活塞在氣缸內(nèi)做活塞運(yùn)動(dòng)。在活塞的不停運(yùn)動(dòng)中，活塞的頂部與氣缸之間形成進(jìn)氣和排氣的空氣壓縮過程。氣閥的工作原理如圖2所示。圖2氣閥的工作原理1.2 NPT5 空壓機(jī)的主要參數(shù)表1為 NPT5 的主要參數(shù)表1 NPT5 的主要參數(shù)1.3 NPT5 空壓機(jī)常見的故障及處理方式NPT5 空壓機(jī)在運(yùn)行中常見的故障、原因和處理方式如下表2表 2 NPT5 空壓機(jī)在運(yùn)行中可能產(chǎn)生的故障及其原因和處理方式2 NPT5性能測試試驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)依據(jù)根據(jù)NPT5空壓機(jī)組實(shí)際的工況條件，以及NPT5空壓機(jī)性能檢測的具體要求，NPT5空壓機(jī)性能檢測試驗(yàn)臺需要對它的各個(gè)性能參數(shù)進(jìn)行檢測。按照其用戶的要求，其性能檢測試驗(yàn)臺具體設(shè)計(jì)要求如下:(1)空壓機(jī)性能檢測試驗(yàn)臺要能對輕軌列車用NPT5空壓機(jī)性能檢測試驗(yàn)，可以選擇自動(dòng)和手動(dòng)，根據(jù)需要系統(tǒng)將采集記錄的相關(guān)參數(shù)，存入數(shù)據(jù)庫，便于以后的查詢或者打印。(2)測試試驗(yàn)過程前配置測試項(xiàng)的時(shí)間，電機(jī)的轉(zhuǎn)速，還有些試驗(yàn)要能記錄試驗(yàn)的時(shí)間，測試中能夠?qū)崟r(shí)顯示，空壓機(jī)有關(guān)的壓力、溫度、電機(jī)輸入電壓、電機(jī)電流及轉(zhuǎn)速等實(shí)時(shí)參數(shù)的值，而且參數(shù)值超出預(yù)設(shè)的上限值時(shí)，試驗(yàn)臺應(yīng)立即給出報(bào)警，并快速作出相應(yīng)的報(bào)警處理。(3)測試試驗(yàn)臺主控設(shè)備須采用穩(wěn)定可靠的工業(yè)控制控制系統(tǒng)，手動(dòng)或自動(dòng)選擇試驗(yàn)，手動(dòng)試驗(yàn)時(shí)可以任意的執(zhí)行某一個(gè)子測試項(xiàng)，能夠?qū)υ囼?yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)采集和處理、能自動(dòng)生成試驗(yàn)報(bào)表，以及實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)過程中的自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制。(4)檢測試驗(yàn)臺需易于安裝和維護(hù)，試驗(yàn)臺還應(yīng)預(yù)留一些接口，以備口后試驗(yàn)臺的升級和擴(kuò)展。3 NPT5性能測試測控系統(tǒng)的總體方案3.1 NPTS性能測試的測試試驗(yàn) 試驗(yàn)臺根據(jù)GB3853-83空氣壓縮機(jī)機(jī)性能試驗(yàn)方法和JTNPT5NPT5型空氣壓縮機(jī)試驗(yàn)及驗(yàn)收技術(shù)條件總結(jié)出了需要做的測試實(shí)驗(yàn)，主要包括磨合試驗(yàn)，泄露試驗(yàn)，溫度試驗(yàn)、風(fēng)量試驗(yàn)和超負(fù)荷試驗(yàn)。下面將對各試驗(yàn)試的測試指標(biāo)和要求分別在下面作詳細(xì)的介紹。3.2測試內(nèi)容和要求 (1)磨合試驗(yàn)。打開泄壓閥和兩個(gè)手動(dòng)閘閥，測量轉(zhuǎn)速、電流、電壓、室溫、油溫、出風(fēng)口溫度。磨合試驗(yàn)主要按下列步驟進(jìn)行:1)在電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到450 rpm(轉(zhuǎn)/分)后，保持轉(zhuǎn)速，并持續(xù)運(yùn)行30min;2)在電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到600 rpm后，保持轉(zhuǎn)速，并持續(xù)運(yùn)行20min;3)在電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到800 rpm后，保持轉(zhuǎn)速，并持續(xù)運(yùn)行l(wèi)0min;4)在電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到1000 rpm后，保持轉(zhuǎn)速，并持續(xù)運(yùn)行30min; 磨合試驗(yàn)要求磨合后期出風(fēng)口不許有噴油現(xiàn)象，油壓應(yīng)在350-600kPao (2)溫度試驗(yàn)。在進(jìn)行磨合試驗(yàn)完成后進(jìn)行。首先關(guān)閉泄壓閥，在試驗(yàn)過程中不斷開啟與關(guān)閉泄壓閥，使風(fēng)缸保壓在900kPa士l0kPa(可設(shè)置)。 1)當(dāng)轉(zhuǎn)速為1000 rpm時(shí)，使風(fēng)缸保持在在900kPa，測量出口溫度，要求其不能超過40; 2)在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)30分鐘后，在排氣接管處測實(shí)際排氣溫度，要求不大于190; 3)測空壓機(jī)機(jī)體內(nèi)潤滑油溫度，要求其不大于80。 (3)泄漏試驗(yàn)。測試開始使泄壓閥處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)風(fēng)缸的空氣壓力達(dá)到900kPa后，使電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，在接下來的10分鐘內(nèi)監(jiān)測風(fēng)缸壓力的下降量，要求測得氣缸壓力下降量不大于100kPa。 (4)風(fēng)量試驗(yàn)。停機(jī)，開啟泄壓閥，使空壓機(jī)的氣缸壓力降為0;開啟電機(jī)，提高轉(zhuǎn)速，使到電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到1000 rpm，關(guān)閉泄壓閥，開始計(jì)時(shí)，計(jì)算當(dāng)壓力到900kPa時(shí)的時(shí)間。在轉(zhuǎn)速達(dá)到1000 rpm時(shí)，如果空壓機(jī)風(fēng)缸容積為400升時(shí)，風(fēng)缸壓力從0上升到900kPa所需的時(shí)間要求不能大于100秒;如果空壓機(jī)風(fēng)缸容積為1600升時(shí)，風(fēng)缸壓力從0上升到900kPa所需的時(shí)間要求不能大于420秒。(5)超負(fù)荷試驗(yàn)。在風(fēng)量試驗(yàn)完成后進(jìn)行，在試驗(yàn)過程中不斷開啟與關(guān)閉泄壓閥，使風(fēng)缸保壓在990kPa士5kPa(可設(shè)置)。維持轉(zhuǎn)速為1000 rpm，使風(fēng)缸壓力維持在990-1000kPa之間，然后連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)2分鐘。要求不允許有異音或其它異常現(xiàn)象。超負(fù)荷試驗(yàn)完后，立即測量油溫，要求油溫不超過80 0C X11。3.3測試項(xiàng)及指標(biāo)在試車臺和壓縮機(jī)接口處的風(fēng)管上裝有壓力變送器和溫度變送器，在潤滑油箱的入口處插入溫度變送器，可以在空壓機(jī)運(yùn)行實(shí)時(shí)測量并記錄出氣口的溫度和壓力，工作時(shí)的潤滑油溫度以及空壓機(jī)的轉(zhuǎn)速。 打開試車臺出風(fēng)口的電空閥，排出網(wǎng)管中的壓縮空氣，延時(shí)5秒后關(guān)閉電空閥，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)啟動(dòng)前及啟動(dòng)過程中的空載狀態(tài)，保證壓縮機(jī)的正常啟動(dòng)。本系統(tǒng)可自動(dòng)控制采用充罐法測試空壓機(jī)的排氣量。表3為具體的待測量及其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。表3 測試項(xiàng)目指標(biāo)3.4 試驗(yàn)的參數(shù)設(shè)置 空壓機(jī)的性能測試，上面已經(jīng)說明了要具體的測試項(xiàng)目，以及各測試的指標(biāo)和具體要求，為了明確試驗(yàn)的目的，方便得到試驗(yàn)結(jié)果，還要必須對于個(gè)測試項(xiàng)的測試運(yùn)行參數(shù)和限度參數(shù)進(jìn)行說明。(1)空載磨合試驗(yàn)工況設(shè)置(2)風(fēng)量試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置:(儲風(fēng)缸500L) 最大壓力:900kPa; 加壓時(shí)間:125s;(3)泄露試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置: 泄露試驗(yàn)時(shí)間:l0min; 泄露試驗(yàn)壓力:900kPa; 壓力泄露量:100kPa;(4)溫度試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置:空壓機(jī)轉(zhuǎn)速:1000rpm;儲風(fēng)缸壓力:900kPa; 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間:30min; 排氣口溫度190; 油溫80 ;(5)超負(fù)荷試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置: 儲風(fēng)缸壓力:900kPa; 空壓機(jī)轉(zhuǎn)速:1000rpm; 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間:2min; 油溫80;(6)其他參數(shù)，如三相電壓、電流、轉(zhuǎn)速等由變頻器直接讀取。4 NPT5性能測試試驗(yàn)臺的結(jié)構(gòu)和工作原理本試驗(yàn)臺設(shè)備組成主要由操作臺、試車臺、陪試電機(jī)、及儲風(fēng)缸四部分。操作臺包含有工控機(jī)、變頻器、PLC、各類傳感器、氣路等，可以分為四部分構(gòu)成:操作臺，電氣及儀表柜，試車臺及儲風(fēng)缸四部分。試驗(yàn)臺的結(jié)構(gòu)組成如下圖3所示:圖 3 試驗(yàn)臺的組成結(jié)構(gòu)測試試驗(yàn)臺的整體設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)如下圖4所示：圖 4 測試試驗(yàn)臺的整體設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)下面是對試驗(yàn)臺三個(gè)重要組成部分作如下的介紹。 (1)操作控制臺 圖5為本系統(tǒng)的操作控制臺平面圖。從圖中也可以看到，整個(gè)操作臺包含有微機(jī)控制系統(tǒng)(PC)和人工控制系統(tǒng)(PLC)。當(dāng)試驗(yàn)臺處于微機(jī)控制時(shí)，在計(jì)算機(jī)上位機(jī)軟件系統(tǒng)的控制下，試驗(yàn)臺將自動(dòng)按預(yù)先設(shè)置的程序完成按JTNPT5要求的出廠試驗(yàn)。還可以按GB3853-83空氣壓縮機(jī)性能試驗(yàn)方法的規(guī)定完成一般空氣壓縮機(jī)的性能試驗(yàn)或給定的其他特定的規(guī)范要求的測試試驗(yàn)。在試驗(yàn)測試過程中，根據(jù)相關(guān)的技術(shù)和試驗(yàn)要求，需要適時(shí)的采集試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)。按GB3853- 83空氣壓縮機(jī)機(jī)性能試驗(yàn)方法中給出的相關(guān)公式計(jì)算出空壓機(jī)的排氣量，并打印輸出給定格式的測試試驗(yàn)報(bào)表。圖 5 系統(tǒng)操作控制臺對空壓機(jī)的性能測試,其中空壓機(jī)的排氣量是空壓機(jī)最主要的待測量之一,因?yàn)樗苯诱f明當(dāng)前待測空壓機(jī)的性能。試驗(yàn)中，排氣量的測試方法，是要需通過測量空壓機(jī)一定時(shí)間的排氣量,計(jì)算單位時(shí)間的排氣量，就可以直接而且的判斷電機(jī)的負(fù)荷以及空壓機(jī)工作情況。在測試試驗(yàn)中,從系統(tǒng)啟動(dòng)操作界面的微控制器開始，系統(tǒng)始終在對待測的溫度和壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，而且包括檢測電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，也是開機(jī)就在實(shí)時(shí)的監(jiān)測。通過計(jì)算機(jī)同一時(shí)刻采集的測試數(shù)據(jù)來計(jì)算當(dāng)前空壓機(jī)的排氣量,排氣量測試的準(zhǔn)確度也有很好的保證。 (2)試車臺試車臺主要由機(jī)座、主電機(jī)等組成，其中機(jī)座部分安裝在試驗(yàn)車間的廠房內(nèi)。機(jī)座上安裝了一臺30kW可調(diào)速電機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。被測試的NPT5型空壓機(jī)當(dāng)然也安裝在這個(gè)機(jī)座上。在一般時(shí)候，對空壓機(jī)的進(jìn)行出廠試驗(yàn)的時(shí)后，空壓機(jī)和配飾電機(jī)用彈性聯(lián)軸節(jié)直接相聯(lián)。此外，機(jī)座上還布置了測試空壓機(jī)排氣溫度、機(jī)油溫度的溫度變送器，和測試空壓機(jī)試驗(yàn)中各壓力測點(diǎn)及壓力表管路，設(shè)置了各溫度測點(diǎn)。(3)儲風(fēng)缸測控系統(tǒng)，儲風(fēng)缸被安裝在試驗(yàn)臺以外廠房外，由通氣管道把空壓機(jī)及噴嘴和儲風(fēng)缸相連。在本測試臺中，用到的儲風(fēng)缸的容積為400L，其容積符合JTNPTS的要求，也可滿足用充罐法測定空壓機(jī)的排氣量.儲風(fēng)缸上裝有一個(gè)安全閥和一個(gè)指示儲風(fēng)缸壓力的壓力表及一個(gè)排氣通道。5 NPT5性能測試試驗(yàn)臺執(zhí)行流程空壓機(jī)性能測試試驗(yàn)臺主要目的就是為了對空壓機(jī)的各個(gè)運(yùn)行參數(shù)狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，通過判斷測試合格與否，進(jìn)而判斷和能保證空壓機(jī)能夠安全可靠的運(yùn)行。當(dāng)空壓機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，測試系統(tǒng)需要時(shí)刻對電機(jī)電流、電機(jī)轉(zhuǎn)速，電機(jī)電壓、排氣壓力和溫度、緩沖氣罐與儲氣罐的壓力和溫度等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測與監(jiān)測，并將參數(shù)和直接的顯示給用戶和操作人員。 NPT5空壓機(jī)性能檢測系統(tǒng)工作時(shí)的內(nèi)容主要有以下幾項(xiàng): (1)開機(jī)準(zhǔn)備。在確保電源己經(jīng)切斷的情況下，首先連接好電機(jī)的電源線，注意區(qū)分電樞繞組勵(lì)磁繞組，不能接反(連接線上有標(biāo)號);安裝連接好光電速度傳感器;連接好左右軸箱和軸承的溫度傳感器;PLC與各部之間的連線，要連接好，不能松動(dòng);至此，可以合上控制柜空氣開關(guān)及面板上的電源開關(guān)，系統(tǒng)進(jìn)入操作界面首畫面。 (2)啟動(dòng)控制器:啟動(dòng)控制器主要是給PLC、變頻器和電機(jī)上電。PLC上電之后處于默認(rèn)的運(yùn)行狀態(tài)，時(shí)刻在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，同時(shí)處于監(jiān)測電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，包括電機(jī)的電流，轉(zhuǎn)速以及待檢測的空壓機(jī)的相關(guān)壓力和溫度量。同時(shí)PLC隨時(shí)都在監(jiān)測上位機(jī)的命令狀態(tài)信息，如果收到上位機(jī)的動(dòng)作指令，PLC根據(jù)相應(yīng)的試車臺命令，做出相應(yīng)的動(dòng)作。如開始試驗(yàn)，選擇試驗(yàn)類別，停止試驗(yàn)，結(jié)束試驗(yàn)等。 (3)系統(tǒng)停機(jī):測試的過程中，待測監(jiān)控量其中有一個(gè)或多個(gè)不在測試試驗(yàn)規(guī)定的范圍指標(biāo)時(shí)，測試試驗(yàn)臺的上位機(jī)系統(tǒng)便會產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)警信息，操作臺也會有報(bào)警提示。技術(shù)人員和用戶可以就要根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，結(jié)合上位機(jī)提供的報(bào)警信型，判斷測試是否要繼續(xù)，是否要結(jié)束整個(gè)試驗(yàn)，如果是則緊急停機(jī)按鈕作，達(dá)到對整個(gè)系統(tǒng)的斷電操作。如果在空壓機(jī)測試試驗(yàn)的過程中出現(xiàn)了技術(shù)人員事先沒有考慮的特殊問題時(shí)，如電機(jī)堵轉(zhuǎn)，排氣管賭賽，操作人員可以立即按下急停按鈕，作出相應(yīng)的調(diào)整，以避免重要損失和也避免對空壓機(jī)組和整個(gè)系統(tǒng)的損壞。試驗(yàn)臺需要正常停機(jī)時(shí)，正常的是在上位機(jī)試驗(yàn)界面上操作，上位機(jī)發(fā)出停止和結(jié)束試驗(yàn)。當(dāng)下發(fā)停止指令時(shí)，PLC會斷開變頻器的電源。當(dāng)然緊急情況下，操作人員可以直接關(guān)閉操作臺上“停機(jī)“按鈕，直接的讓系統(tǒng)斷開電源，從而結(jié)束所有的試驗(yàn)。 (4)空壓機(jī)的