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SMC氣控閥小信號難以動(dòng)作是有哪些原因造成

SMC氣控閥是指在氣動(dòng)系統(tǒng)中控制氣流的壓力、流量和流動(dòng)方向，并保證氣動(dòng)執(zhí)行元件或機(jī)構(gòu)正常工作的各類氣動(dòng)元件。控制和調(diào)節(jié)壓縮空氣壓力的元件稱為壓力控制閥。

在運(yùn)行中因閥體內(nèi)壁結(jié)疤、結(jié)晶、結(jié)垢導(dǎo)致閥卡、不動(dòng)作或動(dòng)作遲鈍，使系統(tǒng)不能進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的現(xiàn)象比較普遍，占調(diào)節(jié)閥故障總數(shù)的50%，給造成的影響較大；由調(diào)節(jié)閥填料老化、變硬導(dǎo)致閥動(dòng)作遲鈍或從閥桿處泄漏等故障達(dá)15%；由于膜片損 壞漏氣或硬芯碎裂導(dǎo)致閥不能調(diào)節(jié)的現(xiàn)象達(dá)12%；由于定位器、減壓閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等腐蝕導(dǎo)致閥門故障的現(xiàn)象占10%；其它原因?qū)е抡{(diào)節(jié)閥故障的概率占13%。

2 故障原因分析

根據(jù)多年來純堿現(xiàn)場使用的氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的故障分析，可歸納出常見故障及其原因如下：

2.1 閥不動(dòng)作

1）因調(diào)節(jié)器故障，使調(diào)節(jié)閥無電信號。

2）因氣源總管泄漏，使閥門定位器無氣源或氣源壓力不足。

3）定位器波紋管漏氣，使定位器無氣源輸出。

4）SMC氣控閥膜片損壞。

5）由于定位器中放大器的恒節(jié)流孔堵塞、壓縮空氣含水并于放大器球閥處集積導(dǎo)致定位器有氣源但無輸出。

6）由于下列問題使調(diào)節(jié)閥雖有信號、有氣源但閥仍不動(dòng)作： ① 閥芯與襯套或閥座卡死； ② 閥芯脫落（銷子斷了）； ③ 閥桿彎曲或折斷； ④ 執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障： ⑤ 反作用式執(zhí)行機(jī)構(gòu)密封圈漏氣； ⑥ 閥內(nèi)有異物阻滯。

2.2 閥的動(dòng)作不穩(wěn)定

1）因過濾減壓閥故障，使氣源壓力經(jīng)常變化。

2）定位器中放大器球閥受微粒或垃圾磨損，使球閥關(guān)不嚴(yán)，耗氣量特別增大時(shí)會(huì)產(chǎn)生輸出振蕩。

3）定位器中放大器的噴嘴擋板不平行，擋板蓋不住噴嘴。

4）輸出管線漏氣。

5）執(zhí)行機(jī)構(gòu)剛性太小，流體壓力變化造成推力不足。

1、SMC氣控閥由于湍流和摩擦激發(fā)的壓強(qiáng)擾動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生噪聲，特別是當(dāng)雷諾數(shù)Re>2400時(shí)的湍流狀態(tài)，這種含有大量不規(guī)則的微小旋渦的湍流，可以說自身就處于“吵"的狀態(tài)。尤其流經(jīng)節(jié)流或降壓閥門、截面突變的管道或急驟拐彎的彎頭時(shí)，湍流與這些阻礙流體通過的部分相互作用產(chǎn)生渦流噪聲，其聲功率級（dB）隨流速的變化關(guān)系可表示為：△Lw=60lg，若管路設(shè)計(jì)不當(dāng)還可以產(chǎn)生空化噪聲；

2、再說閥門，帶有節(jié)流或限壓作用的閥門，是液體傳輸管道中影響大的噪聲源。當(dāng)管道內(nèi)流體流速足夠時(shí)，若閥門部分關(guān)閉，則在閥門入口處形成大面積扼流，在扼流區(qū)域液體流速提高而內(nèi)部靜壓降低，當(dāng)流速大于或等于介質(zhì)的臨界速度時(shí)，靜壓低于或等于介質(zhì)的蒸發(fā)壓力，則在流體中形成氣泡。

SMC氣控閥在閥門扼流區(qū)下游流速逐漸降低，靜壓升高，氣泡相繼被擠破，引起流體中無規(guī)則的壓力波動(dòng)，這種特殊的湍化現(xiàn)象稱為空化，由此產(chǎn)生的噪聲叫空化噪聲。在流量大、壓力高的管路中，幾乎所有的節(jié)流閥門均能產(chǎn)生空化噪聲，這種空化噪聲順流而下可沿管道傳播很遠(yuǎn)，這種無規(guī)則噪聲能激發(fā)閥門或管道中可動(dòng)部件的固有振動(dòng)，并通過這些部件作用于其它相鄰部件傳至管道表面，產(chǎn)生類似金屬相撞產(chǎn)生的有調(diào)聲音。

SMC氣控閥的聲功率與流速的七次方或八次方成正比，因此為降低閥門噪音可采用多級串接閥門，目的是逐級降低流速。如我們經(jīng)常使用的截止閥，采用的是低進(jìn)高出的流向，因此當(dāng)流體流經(jīng)閥腔時(shí)，就會(huì)在控制閥瓣的下面（即扼流區(qū)內(nèi)）形成低壓高速區(qū)，產(chǎn)生氣泡。通過閥瓣后又形成高壓低速區(qū)，氣泡相繼被擠破產(chǎn)生空化噪音。

本系統(tǒng)中故障主要是源于仿真參數(shù)的變化，當(dāng)SMC氣控閥內(nèi)某一器件損壞或者磨損時(shí)其對應(yīng)的常量必然會(huì)發(fā)生改變，也就導(dǎo)致該SMC氣控閥的傳遞函數(shù)改變，終體現(xiàn)在輸入輸出曲線上，也就形成了相應(yīng)的故障。

本軟件研究的各種調(diào)節(jié)閥在其他參數(shù)一定的情況下變量與故障之間的關(guān)系(部分)如表1所示。例如當(dāng)設(shè)置故障為波紋管損壞，則參數(shù)變小，其故障表現(xiàn)在曲線上為輸入輸出曲線的斜率減小。

本系統(tǒng)在SMC氣控閥選型過程中，實(shí)現(xiàn)了：

(1)用戶在有幫助或無幫助情況下學(xué)習(xí)調(diào)節(jié)閥選型或自行測試。

(2)用戶可對所選調(diào)節(jié)閥進(jìn)行不同介質(zhì)下的試驗(yàn)，并形成輸入電流、電壓或壓力與輸出流量之間的關(guān)系曲線。

(3)用戶設(shè)置故障并觀察故障現(xiàn)象曲線。本選型系統(tǒng)可以起到很好的教學(xué)作用，具有經(jīng)濟(jì)、快捷、安全等優(yōu)點(diǎn)，并且與實(shí)際聯(lián)系緊密，對故障起到警示作用。

調(diào)節(jié)閥輸入與輸出特性仿真曲線的實(shí)現(xiàn)對調(diào)節(jié)閥選型教學(xué)方面有著重要意義，用戶根據(jù)選定工況下輸出曲線的情況，可以直觀判斷出所選調(diào)節(jié)閥的優(yōu)劣程度。而壓力調(diào)節(jié)閥仿真技術(shù)是得到輸入輸出曲線的關(guān)鍵。仿真可以理解為運(yùn)用物理模型或數(shù)學(xué)模型代替實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)和研究。過程系統(tǒng)與數(shù)學(xué)模型的關(guān)系稱為建模，數(shù)學(xué)模型與仿真機(jī)之間的關(guān)系稱為仿真[1]。

SMC氣控閥小信號難以動(dòng)作，大信號跳躍振動(dòng)，造成調(diào)節(jié)過程中SMC氣控閥波動(dòng)較大，參數(shù)難以穩(wěn)定。摩擦力大時(shí)造成氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥單向動(dòng)作甚至不動(dòng)。

1、由于閥桿的頻繁動(dòng)作使盤根的密封性變差使介質(zhì)外漏，若介質(zhì)是高粘介質(zhì)會(huì)附著在閥桿上加大了摩擦力，同時(shí)外泄介質(zhì)受冷凝固更加增大了摩擦力；

2、SMC氣控閥安裝管道前后管線不同心，使氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥有應(yīng)力且附加到閥桿上致使閥桿與盤根的摩擦力加大。

3、被調(diào)介質(zhì)的高溫高壓使氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的盤根膨脹老化加大對閥桿的摩擦力；

4、在處理盤根泄漏時(shí)盤根壓板太緊增大了閥桿的摩擦力；

在日常維護(hù)中應(yīng)該定期給氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥增加潤滑油或潤滑脂，盤根老化嚴(yán)重，泄露嚴(yán)重的應(yīng)該更換盤根。

SMC氣控閥小信號難以動(dòng)作是有哪些原因造成