自动化产线当中,气动系统故障会直接造成工位停机,影响生产进度,SMC气动元件组成的气动回路,故障诱因往往分散在气源条件、选型匹配、装配施工、日常运维、现场环境多个维度,很多故障现象表象相似,但根因并不相同,按照合理的排查逻辑逐层定位问题,能够缩短故障处理时长,减少设备停机时间。气动系统故障大致可以分为执行机构动作类故障、泄漏类故障、压力异常类故障三大类别,结合从气源端到执行端的顺序开展排查,由外向内逐步缩小怀疑范围,不要直接拆解元件本体,避免扩大故障范围。
执行机构动作异常是现场出现频次较高故障,具体表现包含气缸或者气爪动作卡顿、动作速度过慢、动作不到位、全无动作。遇到这类现象,第一步确认气源压力,前往气源处理单元查看减压阀压力表,确认实际输出压力是否达到设备工艺要求。如果压力读数偏低,先查看过滤器滤芯状态,滤芯堵塞会带来较大压力损失,后端压力上不去;同时检查空压机供气是否正常,管路有无大的泄漏点位。压力数值确认无误之后,观察电磁阀工作状态,给到电信号之后,电磁阀是否完成换向,可以借助阀体手动测试按钮,手动驱动阀芯换向,观察执行机构是否产生对应动作。手动操作之后机构可以正常动作,则故障偏向电气信号、线圈供电方面;手动操作之后依旧没有正常动作,问题偏向气路管路、气缸本体。
顺着气路管路查看,气管是否出现弯折压扁,管路内径被挤压之后,气流流通截面变小,进气排气受阻,直接造成气缸动作迟缓。接头位置确认没有堵塞,管路内部脱落的密封碎屑、杂质有可能卡在接头节流口。气缸本体方面,负载超出元件设计承载条件,会出现推不动、走不全行程;气缸导向部位受到径向侧向力,活塞杆出现别劲,引发卡顿。润滑状态也会影响动作表现,如果系统配置油雾润滑,油雾器失效不供油,内部密封摩擦阻力变大,动作会变得滞涩;无油规格气缸,混入多余油液,油品不匹配,也会造成密封件异常。
泄漏故障分为外泄漏和内泄漏。外泄漏直观可见,接头缝隙、阀体拼接位置、气缸活塞杆处有气体逸出。接头泄漏大多来自螺纹拧紧力矩不合适,O 型密封圈损伤、气管切口不平整;三联件模块拼接位置泄漏,检查卡扣装配是否到位,密封垫圈有无老化破损;气缸活塞杆位置漏气,多是活塞杆防尘圈、密封圈磨损,或是活塞杆表面划伤,杂质颗粒附着刮伤密封件。内泄漏无法肉眼直接观察,气体在阀体、气缸内部两个腔室之间窜气,会出现气缸保持不住位置,保压失效,电磁阀断电之后执行机构还会出现微动。内部窜气大多来自密封件磨损,杂质颗粒进入腔体划伤密封面,长时间反复运动之后密封件老化,介质当中水分加速密封件老化失效。
压力异常的情况,包含压力调不上去、压力调不下来、运行过程压力波动大。压力调不上去,优先排查上游供气能力,过滤器堵塞、管路大泄漏;减压阀弹簧、膜片受到杂质卡滞,也会导致调压功能失效。压力调不下来,减压阀内部阀芯被异物卡住,一直处于导通进气状态,无法关闭。压力波动幅度大,除空压机本身供气不稳定之外,还需要检查减压阀选型,处理流量和实际用气流量是否匹配,超出减压阀处理流量区间,稳压效果就会变差。
故障处置完成之后,需要回溯故障发生的根本诱因,不可以只简单更换损坏配件。很多元件损坏,源头来自气源质量不达标,压缩空气含有大量水、油、固体杂质,会持续磨损各类密封件,即便更换新配件,短时间还会再次损坏,这种情况就要优化前端气源处理配置,升级过滤等级,强化日常排水排污工作。选型不匹配也是重要诱因,负载、介质、流量、环境条件超出元件适配范围,会加速元件损耗,需要结合实际工况核对选型是否合理。装配施工留下隐患,比如管路拉扯应力施加在元件本体,安装方向错误,配管进入杂质,接线电压错误,这些在维修作业当中也要规避。
做好预防性维护,能够减少故障发生概率。建立点检计划,气源处理单元的排水、油位、滤芯,电磁阀接线紧固状态,气缸动作异响,接头泄漏情况纳入定期检查。备件管理方面,把 O 型圈、滤芯等易损耗件做储备,出现损坏可以快速更换。设备长期停机重启的时候,不要直接加载生产,空载多次循环动作,观察整套气动回路动作状态,确认无异常再投入生产。同时保存设备原始工艺压力参数,出现故障时方便对照参考,提升排查效率。SMC气动元件故障排查,讲究从气源、控制元件、管路、执行元件逐层验证,区分电气、气源、机械三类诱因,找到根本原因再完成处置,能够有效降低故障反复出现的概率。