Пневмосистемы: распространенные неисправности и профилактика

Введение в пневматическое оборудование

Технологии пневматического оборудования постоянно развиваются, и сфера применения пневмосистем расширяется с каждым днем. Основная причина их популярности заключается в том, что пневмоцилиндры не требуют масла и не загрязняют окружающую среду. При правильном техническом обслуживании они редко выходят из строя, но иногда ремонт цилиндров все же необходим.

В данной статье мы рассмотрим типичные неисправности пневмосистем, факторы, которые могут привести к их возникновению, а также меры профилактики проблем с цилиндрами.

Пневмоцилиндры: области применения и конструктивные особенности

Поршневые пневмоцилиндры предназначены для преобразования энергии сжатого воздуха в возвратно-поступательное движение штока. Когда полость цилиндра заполняется, встроенный поршень начинает движение, приводя в действие рабочий механизм.

Использование сжатого воздуха, а не дорогостоящего масла, как в гидроцилиндрах, делает пневматические устройства популярными во многих отраслях промышленности и народного хозяйства. Особенно активно они применяются в прессовом производстве, на погрузочно-разгрузочных работах, на линиях розлива и упаковки, а также в транспортных средствах, подъемниках и конвейерах.

Все детали пневмоцилиндров — гильзы, поршни, штоки, фланцы и крышки — изготавливаются из высокопрочной нержавеющей стали и подвергаются специальной обработке, чтобы обеспечить безопасность их эксплуатации (например, штоки хромируются для повышения прочности).

Гильзы пневмоцилиндра производятся методом экструзии. Для уменьшения шероховатости их внутренние поверхности проходят финишную обработку и покрываются специальными антифрикционными материалами и/или пластичными смазками.

В последнее время с антифрикционными твердосмазочными покрытиями (АТСП) стали предпочитать обычные смазки. Они выполняют как смазочные, так и защитные функции, снижают трение и износ поверхностей гильз, защищают от воздействия коррозионно-активных и химически-агрессивных сред.

Среди российских покрытий для обслуживания пневмосистем выделяется АТСП MODENGY 1014.

При нанесении на поверхность оно представляет собой идеально гладкое покрытие с характерным серым цветом, благодаря добавлению политетрафторэтилена (ПТФЭ) и дисульфида молибдена. Эти компоненты обеспечивают покрытию повышенные антикоррозионные и противозадирные свойства.

Уровень защиты от коррозии, обеспечиваемый MODENGY 1014, достигает 672 часов в соляном тумане. В отличие от пластичных смазочных материалов, АТСП не выдавливается из зоны контакта под воздействием высоких нагрузок и давления рабочей среды. Разделительный слой, формируемый им, практически не зависит от внешних факторов.

Покрытие на внутренней поверхности гильзы выполняет уплотняющую и антифрикционную функции, а снаружи служит как защитой, так и декоративным элементом.

Распространенные неисправности пневмоцилиндров и пути их устранения

Долговечность и надежность работы пневматических приводов во многом зависят от качественного технического обслуживания.

В ходе технического обслуживания стоит проверять состояние гильз пневмоцилиндров, правильность работы распределительной аппаратуры, герметичность соединений трубопроводов и стыков, плотность крепления крышек и т.д.

Рассмотрим наиболее распространенные неисправности, с которыми могут столкнуться в процессе обслуживания пневмоцилиндров.

В первую очередь, к ним относятся:

• Износ внутренней поверхности гильз
• Несоответствие уплотнений поршня, в результате чего возникают протечки
• Повреждение резьбовых соединений
• Искривление штока и др.

Часто при выполнении однообразных работ ход поршня ограничивается. В результате изнашивается центральная часть гильзы, цилиндр становится бочкообразным. Это серьезная проблема, которая может вызвать деформацию других деталей и поломку всего механизма.

Восстановлению внутреннее зеркало не подлежит, и выборочный ремонт в этом случае нецелесообразен. Чтобы снизить риск поломки пневмоцилиндра, потребуется провести его комплексный ремонт.

Использование специальных покрытий, о которых было упомянуто ранее, помогает предотвратить износ внутренней поверхности. За счет твердых смазочных компонентов, которые эффективно снижают трение, они обеспечивают более плавное движение привода.

Один из основных преимуществ использования покрытий заключается в предотвращении прилипаний резиновых уплотнительных элементов к металлу. Это облегчает движение подвижных частей привода, сохраняя уплотнения в целости и их герметизирующие свойства.

Без покрытия стенок гильзы уплотнения в цилиндре должны постоянно смазываться. В противном случае они высыхают и выходят из строя, что может привести к серьезным последствиям.

Наиболее частой причиной выхода из строя пневматического цилиндра является боковая нагрузка, возникающая из-за неправильной установки в системе. Давление, прикладываемое сбоку к оси цилиндра, создает ряд критических проблем: забивание трубок, искривление штока, износ подшипников, повреждение уплотнений и т.д.

При разборке и сборке пневмоцилиндра необходимо соблюдать чистоту и защищать поверхности деталей от повреждений. Особенно важно уделять внимание мерам предосторожности при монтаже эластомерных компонентов, которые могут быть повреждены о острые кромки отверстий и пазов.

Герметичность соединений, трубопроводов и уплотнительных устройств контролируется визуальным осмотром или с помощью специальных технических средств, позволяющих обнаружить утечки. Если необходимо, соединения, уплотнения и трубопроводы подтягивают или заменяют.

Техническое обслуживание

В настраиваемых и регулируемых устройствах следует проверять соответствие параметров заданным значениям, в пневматических двигателях — скорость перемещения выходного звена и создаваемое усилие.

Если в сжатый воздух добавляется масло для смазывания трущихся поверхностей пневматических устройств, часть этого масла осаждается на стенках воздухопроводов. Из нагретого масла испаряются летучие компоненты, что приводит к образованию слоя карбонизированных коксообразных отложений. Гудронообразные продукты окисления, которые не растворяются в масле, смешиваются с окислами железа и пылью из окружающей среды.

Осевшие отложения на стенках воздухопровода удаляются с помощью продувки сжатым воздухом или промывки — водой или химическими составами. Первый способ не всегда позволяет полностью удалить налеты, ржавчину и окалину, поэтому внутренние поверхности воздухопроводов очищаются с использованием растворов синтетических моющих средств не реже одного раза в полгода.

Гибкие трубопроводы проверяются на наличие целостности и отсутствия опасных перегибов.

Организация технического обслуживания пневмоцилиндров является одним из ключевых факторов для повышения надежности работы приводов.

Осмотры оборудования проводятся ежедневно и периодически: ежеквартально (раз в три месяца) и ежегодно.

Частота проведения таких мероприятий определяется видом устройств, характером их работы и условиями эксплуатации.

На основе результатов ежедневных и периодических осмотров и данных о коэффициенте загрузки оборудования за сутки, месяц и другие периоды, технические службы анализируют причины простоев и планируют мероприятия для их сокращения.