空压机的性能检测

1、1空压机的概述1.1NPT5空压机的组成结构和工作原理(1)组成结构NPT5空气压缩机是一种常用的空气压缩机，目前为止，它也是机车中使用最多的一种空气压缩机。当环境温度小于300C时，它能够连续稳定运转。前面也介绍了，它主要用于铁路机车的制动系统，还包括其它的气源部件，如鸣笛等。NPT5是三缸，立式，风冷，两级压缩的活塞式空气压缩机。其结构图如图1所示。图1空压机的结构图NPT5主要由运动部件，空气压缩系统，润滑系统和冷却系统组成，下面分别对各个部分作简单的介绍。1) 运动部件曲轴是空压缩机中很重要的一个部件。原动机经由曲轴带动，使电机的旋转运动转换成活塞的上下来回运动。在曲轴的一端装有油泵的

2、联轴器带动油泵旋转。连杆是受力部件。活塞环是个密封部件，主要负责布油和导热。2) 空气压缩系统曲轴由原动机带动作规律的旋转，通过连杆使活塞作规律的往复运动。在活塞不断运动的过程中，气缸内工作容积也在随之不断变化。因为气阀的原因，空气也会按照一定规律在运动，从而形成对空气的压缩作用。3) 润滑系统对于空压机的运行，润滑系统是一个必不可少也非常关键的系统分。NPT5空压机主要是采用压力润滑的解决办法。4) 冷却系统压缩机的冷却系统是非常有必要的，不然超过了它的运行温度，会导致空压机不能正常的工作。空压机的冷去系统主要包括对压缩空气的冷却和受热机件的冷却。本压缩机采用了强迫通风的冷却装置，结构很简单

3、，主要部件为风扇和冷却器。(2)NPT5空压机的工作原理电动机通过联轴器将动力输入，然后带动空压机的曲轴按指定的方向作旋转运动。由于连杆的作用，然后带动装在连杆小端的活塞在气缸内做活塞运动。在活塞的不停运动中，活塞的顶部与气缸之间形成进气和排气的空气压缩过程。气阀的工作原理如图2所示。f压缩空乞图2气阀的工作原理1.2NPT5空压机的主要参数表1为NPT5的主要参数表1NPT5的主要参数型式立式宜式排气绘出/iliici2.42.0排气压丿丿MPa0.90.N排气温度-C180W1如转速rpm1()00y?o片却方式两级、喷池、凤冷福滑池漏度C70荃70稠滑汕就量g/h7070轴功率KWSL噪

4、芦声功率级）dB(.A)105105活銮行程mm130130龊匆方向从油泵端看反时针艮时針气缸直径mm一级2X(p125二级lX(p1QL6级5Xqj115二缢IXiplOL.h夕卜心R寸仪X宽X高1032X56BX91017<K)X56SX11501.3NPT5空压机常见的故障及处理方式NPT5空压机在运行中常见的故障、原因和处理方式如下表2表2NPT5空压机在运行中可能产生的故障及其原因和处理方式If故障可能原园处理方式1川气呈降低J吒測泄漏或圾胡气阀失风;"检査气歟岡片阀座密2'活塞FI1过大：3）转遼低：封面】2）检査活塞环岂缸、换活塞.门检査转巡12保安阀开时

5、1）:級气阀卡死或损坏；2':级r阀垫损坏*）检條肆糾:门更换吒浏垫"排花温度过高）冷却器1®塞或过脏】2）一錢排T阀卡死或损坏1清沽冷却春*2）捡備一蛰T側.4吒缸內的异音门T缸余隙弄积小、活塞撞击阀厳】2）X肛内的异物：1活塞笛与連杆出咄铜套间擁过大1）抑吒阖下垫调林；"打M缸盖代劃检査排D更眾活墓箱或连杯衬套.5T缸过尅）气缸議面有拉伤：2'润滑J浪.门修楼，嘏伤真至衆新吏换；2）检査润滑油压力6呼理孔排代菸活峑环怩效.更换活塞环.7if懈油涯戎扃】）连杆瓦饶加】2）PL議面拉伤1）检修逵杆瓦:门检修代讥茂活塞“活塞环.8釉泵无油或压力过低1

6、）艇特方向不对:吸油筲路漏代：3）油呆闸慷过大：4）压力我损坏或我管席塞:P摊油网堵塞.）检査调撷嫌向：2）检査吸轴管粘的邂封性:：.门懈林检儂油泵：4）检査农省，检验压力我：门酒洗滤油网"2NPT5性能测试试验台的设计依据根据NPT5空压机组实际的工况条件，以及NPT5空压机性能检测的具体要求，NPT5空压机性能检测试验台需要对它的各个性能参数进行检测。按照其用户的要求，其性能检测试验台具体设计要求如下:（1）空压机性能检测试验台要能对轻轨列车用NPT5空压机性能检测试验，可以选择自动和手动，根据需要系统将采集记录的相关参数，存入数据库，便于以后的查询或者打印。（2）测试试验过程前

7、配置测试项的时间，电机的转速，还有些试验要能记录试验的时间，测试中能够实时显示，空压机有关的压力、温度、电机输入电压、电机电流及转速等实时参数的值，而且参数值超出预设的上限值时，试验台应立即给出报警，并快速作出相应的报警处理。（3）测试试验台主控设备须采用稳定可靠的工业控制控制系统，手动或自动选择试验，手动试验时可以任意的执行某一个子测试项，能够对试验数据进行自动采集和处理、能自动生成试验报表，以及实现试验过程中的自动调节和控制。（4）检测试验台需易于安装和维护，试验台还应预留一些接口，以备口后试验台的升级和扩展。3NPT5性能测试测控系统的总体方案3.1NPTS性能测试的测试试验试验台根据G

8、B3853-83空气压缩机机性能试验方法和JTNPT5NPT5型空气压缩机试验及验收技术条件总结出了需要做的测试实验，主要包括磨合试验，泄露试验，温度试验、风量试验和超负荷试验。下面将对各试验试的测试指标和要求分别在下面作详细的介绍。3.2 测试内容和要求（1）磨合试验。打开泄压阀和两个手动闸阀，测量转速、电流、电压、室温、油温、出风口温度。磨合试验主要按下列步骤进行:1）在电机转速达到450rpm（转/分）后，保持转速，并持续运行30min;2）在电机转速达到600rpm后，保持转速，并持续运行20min;3）在电机转速达到800rpm后，保持转速，并持续运行l0min;4）在电机转速达到1

9、000rpm后，保持转速，并持续运行30min;磨合试验要求磨合后期出风口不许有喷油现象，油压应在350-600kPao（2）温度试验。在进行磨合试验完成后进行。首先关闭泄压阀，在试验过程中不断开启与关闭泄压阀，使风缸保压在900kPa士l0kPa（可设置）。1）当转速为1000rpm时，使风缸保持在在900kPa,测量出口温度，要求其不能超过40°C;2）在连续运转30分钟后，在排气接管处测实际排气温度，要求不大于190C;3）测空压机机体内润滑油温度，要求其不大于80Co（3）泄漏试验。测试开始使泄压阀处于关闭状态，当风缸的空气压力达到900kPa后，使电机停止运转，在接下来的1

10、0分钟内监测风缸压力的下降量，要求测得气缸压力下降量不大于100kPao风量试验。停机，开启泄压阀，使空压机的气缸压力降为0；开启电机，提高转速，使到电机转速达到1000rpm，关闭泄压阀，开始计时，计算当压力到900kPa时的时间。在转速达到1000rpm时，如果空压机风缸容积为400升时，风缸压力从0上升到900kPa所需的时间要求不能大于100秒;如果空压机风缸容积为1600升时，风缸压力从0上升到900kPa所需的时间要求不能大于420秒。（5）超负荷试验。在风量试验完成后进行，在试验过程中不断开启与关闭泄压阀，使风缸保压在990kPa士5kPa（可设置）。维持转速为1000rpm，使

11、风缸压力维持在990-1000kPa之间，然后连续运转2分钟。要求不允许有异音或其它异常现象。超负荷试验完后，立即测量油温，要求油温不超过800CX11Co3.3 测试项及指标在试车台和压缩机接口处的风管上装有压力变送器和温度变送器，在润滑油箱的入口处插入温度变送器，可以在空压机运行实时测量并记录出气口的温度和压力，工作时的润滑油温度以及空压机的转速。打开试车台出风口的电空阀，排出网管中的压缩空气，延时5秒后关闭电空阀，实现压缩机启动前及启动过程中的空载状态，保证压缩机的正常启动。本系统可自动控制采用充罐法测试空压机的排气量。表3为具体的待测量及其质量标准。表3测试项目指标3.4试验的参数设置

12、空压机的性能测试，上面已经说明了要具体的测试项目，以及各测试的指标和具体要求，为了明确试验的目的，方便得到试验结果，还要必须对于个测试项的测试运行参数和限度参数进行说明。(1) 空载磨合试验工况设置工况转速JPJH时间min抽压kP且工况145030>200工况260020)200工况380020>200一况4100030IQOK'(2) 风量试验参数设置:(储风缸500L)最大压力:900kPa;加压时间:<125s;(3)泄露试验参数设置:泄露试验时间:IOmin;泄露试验压力:900kPa;压力泄露量:<100kPa;(4)温度试验参数设置:空压机转速:1

13、000rpm;储风缸压力:900kPa;运转时间:30min;排气口温度W190°C;油温80C;(5)超负荷试验参数设置:储风缸压力:900kPa;空压机转速:1000rpm;运转时间:2min;油温80C;(6) 其他参数，如三相电压、电流、转速等由变频器直接读取。4NPT5性能测试试验台的结构和工作原理本试验台设备组成主要由操作台、试车台、陪试电机、及储风缸四部分。操作台包含有工控机、变频器、PLC、各类传感器、气路等，可以分为四部分构成:操作台，电气及仪表柜，试车台及储风缸四部分。试验台的结构组成如下图3所示:图3试验台的组成结构测试试验台的整体设计及结构如下图4所示：变频器

14、电动机N.'tNPT-5冷牛-图4测试试验台的整体设计及结构下面是对试验台三个重要组成部分作如下的介绍。(1)操作控制台图5为本系统的操作控制台平面图。从图中也可以看到，整个操作台包含有微机控制系统(PC)和人工控制系统(PLC)。当试验台处于微机控制时，在计算机上位机软件系统的控制下，试验台将自动按预先设置的程序完成按JTNPT5要求的出厂试验。还可以按GB3853-83空气压缩机性能试验方法的规定完成一般空气压缩机的性能试验或给定的其他特定的规范要求的测试试验。在试验测试过程中，根据相关的技术和试验要求，需要适时的采集试验的数据，显示数据和处理数据。按GB3853-83空气压缩机机

15、性能试验方法中给出的相关公式计算出空压机的排气量，并打印输出给定格式的测试试验报表。图5系统操作控制台对空压机的性能测试,其中空压机的排气量是空压机最主要的待测量之一,因为它直接说明当前待测空压机的性能。试验中，排气量的测试方法，是要需通过测量空压机一定时间的排气量,计算单位时间的排气量，就可以直接而且的判断电机的负荷以及空压机工作情况。在测试试验中,从系统启动操作界面的微控制器开始，系统始终在对待测的温度和压力进行实时检测，而且包括检测电机的运行状态，也是开机就在实时的监测。通过计算机同一时刻采集的测试数据来计算当前空压机的排气量,排气量测试的准确度也有很好的保证。(2) 试车台试车台主要由

16、机座、主电机等组成，其中机座部分安装在试验车间的厂房内。机座上安装了一台30kW可调速电机，用于驱动空压机运转。被测试的NPT5型空压机当然也安装在这个机座上。在一般时候，对空压机的进行出厂试验的时后，空压机和配饰电机用弹性联轴节直接相联。此外，机座上还布置了测试空压机排气温度、机油温度的温度变送器，和测试空压机试验中各压力测点及压力表管路，设置了各温度测点。(3) 储风缸测控系统，储风缸被安装在试验台以外厂房外，由通气管道把空压机及喷嘴和储风缸相连。在本测试台中，用到的储风缸的容积为400L，其容积符合JTNPTS的要求，也可满足用充罐法测定空压机的排气量.储风缸上装有一个安全阀和一个指示储

17、风缸压力的压力表及一个排气通道。5NPT5性能测试试验台执行流程空压机性能测试试验台主要目的就是为了对空压机的各个运行参数状态进行准确的测量，通过判断测试合格与否，进而判断和能保证空压机能够安全可靠的运行。当空压机组处于运行状态时，测试系统需要时刻对电机电流、电机转速，电机电压、排气压力和温度、缓冲气罐与储气罐的压力和温度等参数进行实时检测与监测，并将参数和直接的显示给用户和操作人员。NPT5空压机性能检测系统工作时的内容主要有以下几项:(1)开机准备。在确保电源己经切断的情况下，首先连接好电机的电源线，注意区分电枢绕组励磁绕组，不能接反(连接线上有标号);安装连接好光电速度传感器;连接好左右

18、轴箱和轴承的温度传感器；PLC与各部之间的连线，要连接好，不能松动;至此，可以合上控制柜空气开关及面板上的电源开关，系统进入操作界面首画面。(2) 启动控制器:启动控制器主要是给PLC、变频器和电机上电。PLC上电之后处于默认的运行状态，时刻在进行数据采集，同时处于监测电机的运行状态，包括电机的电流，转速以及待检测的空压机的相关压力和温度量。同时PLC随时都在监测上位机的命令状态信息，如果收到上位机的动作指令，PLC根据相应的试车台命令，做出相应的动作。如开始试验，选择试验类别，停止试验，结束试验等。(3) 系统停机:测试的过程中，待测监控量其中有一个或多个不在测试试验规定的范围指标时，测试试验台的上位机系统便会产生相应的报警信息，操作台也会有报警提示。技术人员和用户可以就要根据现场的实际情况，结合上位机提供的报警信型，判断测试是否要继续，是否要结束整个试验，如果是则紧急停机按钮作，达到对整个系统的断电操作。如果在空压机测试试验的过程中出现了技术人员事先没有考虑的特殊问题时，如电机堵转，排气管赌赛，操作人员可以立即按下急停按钮，作出相应的调整，以避免重要损失和也避免对空压机组和整个系统的损坏。试验台需要正常停机时，正常的是在上位机试验界面上操作，上位机发出停止和结束试验。当下发停止指令时，PLC会断开变频器的电源。当然