自動化產線當中,氣動系統故障會直接造成工位停機,影響生產進度,SMC氣動元件組成的氣動回路,故障誘因往往分散在氣源條件、選型匹配、裝配施工、日常運維、現場環境多個維度,很多故障現象表象相似,但根因并不相同,按照合理的排查邏輯逐層定位問題,能夠縮短故障處理時長,減少設備停機時間。氣動系統故障大致可以分為執行機構動作類故障、泄漏類故障、壓力異常類故障三大類別,結合從氣源端到執行端的順序開展排查,由外向內逐步縮小懷疑范圍,不要直接拆解元件本體,避免擴大故障范圍。
執行機構動作異常是現場出現頻次較高故障,具體表現包含氣缸或者氣爪動作卡頓、動作速度過慢、動作不到位、全無動作。遇到這類現象,第一步確認氣源壓力,前往氣源處理單元查看減壓閥壓力表,確認實際輸出壓力是否達到設備工藝要求。如果壓力讀數偏低,先查看過濾器濾芯狀態,濾芯堵塞會帶來較大壓力損失,后端壓力上不去;同時檢查空壓機供氣是否正常,管路有無大的泄漏點位。壓力數值確認無誤之后,觀察電磁閥工作狀態,給到電信號之后,電磁閥是否完成換向,可以借助閥體手動測試按鈕,手動驅動閥芯換向,觀察執行機構是否產生對應動作。手動操作之后機構可以正常動作,則故障偏向電氣信號、線圈供電方面;手動操作之后依舊沒有正常動作,問題偏向氣路管路、氣缸本體。
順著氣路管路查看,氣管是否出現彎折壓扁,管路內徑被擠壓之后,氣流流通截面變小,進氣排氣受阻,直接造成氣缸動作遲緩。接頭位置確認沒有堵塞,管路內部脫落的密封碎屑、雜質有可能卡在接頭節流口。氣缸本體方面,負載超出元件設計承載條件,會出現推不動、走不全行程;氣缸導向部位受到徑向側向力,活塞桿出現別勁,引發卡頓。潤滑狀態也會影響動作表現,如果系統配置油霧潤滑,油霧器失效不供油,內部密封摩擦阻力變大,動作會變得滯澀;無油規格氣缸,混入多余油液,油品不匹配,也會造成密封件異常。
泄漏故障分為外泄漏和內泄漏。外泄漏直觀可見,接頭縫隙、閥體拼接位置、氣缸活塞桿處有氣體逸出。接頭泄漏大多來自螺紋擰緊力矩不合適,O 型密封圈損傷、氣管切口不平整;三聯件模塊拼接位置泄漏,檢查卡扣裝配是否到位,密封墊圈有無老化破損;氣缸活塞桿位置漏氣,多是活塞桿防塵圈、密封圈磨損,或是活塞桿表面劃傷,雜質顆粒附著刮傷密封件。內泄漏無法肉眼直接觀察,氣體在閥體、氣缸內部兩個腔室之間竄氣,會出現氣缸保持不住位置,保壓失效,電磁閥斷電之后執行機構還會出現微動。內部竄氣大多來自密封件磨損,雜質顆粒進入腔體劃傷密封面,長時間反復運動之后密封件老化,介質當中水分加速密封件老化失效。
壓力異常的情況,包含壓力調不上去、壓力調不下來、運行過程壓力波動大。壓力調不上去,優先排查上游供氣能力,過濾器堵塞、管路大泄漏;減壓閥彈簧、膜片受到雜質卡滯,也會導致調壓功能失效。壓力調不下來,減壓閥內部閥芯被異物卡住,一直處于導通進氣狀態,無法關閉。壓力波動幅度大,除空壓機本身供氣不穩定之外,還需要檢查減壓閥選型,處理流量和實際用氣流量是否匹配,超出減壓閥處理流量區間,穩壓效果就會變差。
故障處置完成之后,需要回溯故障發生的根本誘因,不可以只簡單更換損壞配件。很多元件損壞,源頭來自氣源質量不達標,壓縮空氣含有大量水、油、固體雜質,會持續磨損各類密封件,即便更換新配件,短時間還會再次損壞,這種情況就要優化前端氣源處理配置,升級過濾等級,強化日常排水排污工作。選型不匹配也是重要誘因,負載、介質、流量、環境條件超出元件適配范圍,會加速元件損耗,需要結合實際工況核對選型是否合理。裝配施工留下隱患,比如管路拉扯應力施加在元件本體,安裝方向錯誤,配管進入雜質,接線電壓錯誤,這些在維修作業當中也要規避。
做好預防性維護,能夠減少故障發生概率。建立點檢計劃,氣源處理單元的排水、油位、濾芯,電磁閥接線緊固狀態,氣缸動作異響,接頭泄漏情況納入定期檢查。備件管理方面,把 O 型圈、濾芯等易損耗件做儲備,出現損壞可以快速更換。設備長期停機重啟的時候,不要直接加載生產,空載多次循環動作,觀察整套氣動回路動作狀態,確認無異常再投入生產。同時保存設備原始工藝壓力參數,出現故障時方便對照參考,提升排查效率。SMC氣動元件故障排查,講究從氣源、控制元件、管路、執行元件逐層驗證,區分電氣、氣源、機械三類誘因,找到根本原因再完成處置,能夠有效降低故障反復出現的概率。