Пневмоцилиндр травит воздух: где искать утечку

Пример, условный: толкатель на упаковочной линии шипит, не дожимает коробку и иногда отходит назад. Сменили распределитель, шипение не ушло. На остановленной линии мыльный раствор показал сухой шток, сухие крышки и фитинги, а проверка полостей нашла перетекание через поршень.

Струю сжатого воздуха ищут без рук

Место утечки на пневмоцилиндре находят мыльным раствором, ультразвуковым течеискателем или по пузырям в воде на снятой детали. Ладонь и пальцы к шипящей точке не подносят: тонкая струя сжатого воздуха способна пробить кожу и загнать воздух под неё, а это травма, которая требует врача.

Второе правило: цилиндр с поданным воздухом может двинуться в любой момент. Перед поиском утечки у штока исполнительный механизм останавливают, пуск линии блокируют по инструкции предприятия, груз опускают или фиксируют, руки держат вне зоны хода штока и прижима. Шланги и штуцеры отсоединяют только после того, как воздух отсечён и стравлен из линии.

Шипение у цилиндра указывает на узел

Мыльный раствор кистью наносят последовательно на шток у передней крышки, на стыки крышек с гильзой, на регулировочные винты демпферов и на все штуцеры и фитинги. Пузыри на штоке говорят о манжете штока или грязесъёмнике, на стыке крышки о статическом кольце крышки или гильзы, у винта о демпферном уплотнении, у штуцера о кольце фитинга.

Шипение из выхлопа распределителя в покое указывает либо на перетекание через поршень, либо на сам распределитель. Отличить их помогает отдельная проверка полостей, потому что на слух они звучат одинаково.

Перетекание через поршень снаружи не видно и не слышно у цилиндра. Его признаки другие: цилиндр не держит положение под нагрузкой, теряет усилие в конце хода, медленно отходит назад, когда распределитель в среднем положении с закрытыми полостями.

Как определить, что травит поршень пневмоцилиндра?

Перетекание через поршень пневмоцилиндра выдаёт открытый штуцер противоположной полости. Шток упирают в крышку, воздух стравливают, шланг этой полости снимают, затем давление подают только в рабочую полость. На свободный штуцер надевают прозрачную трубку, второй конец которой опущен в стакан с водой. Цепочка пузырей означает, что уплотнение поршня пропускает. Стакан спокоен, а выхлоп шипит: ищут износ в распределителе.

Манометр показывает утечку точнее слуха

Слух и мыльная плёнка находят место, но не говорят, насколько велика утечка. Для этого полость отсекают и смотрят, как быстро падает давление. Перед проверкой порты закрывают заглушками или запорными кранами, ставят манометр, накачивают полость до рабочего давления, перекрывают подачу и засекают время падения на 1 бар.

Пример расчёта, условный: цилиндр диаметром 63 мм с ходом 200 мм имеет полость около 0,62 л (π/4 × 0,063² × 0,2 м). Чтобы давление в ней упало на 1 бар, должно уйти около 0,6 л свободного воздуха. При утечке 0,5 л/мин это займёт около 74 секунд, при 2 л/мин около 18 секунд, при 10 л/мин меньше 4 секунд. Расчёт изотермический и без учёта объёма шлангов, которые растягивают время.

На схеме три значения из того же примера: 74 секунды при 0,5 л/мин, 18 секунд при 2 л/мин и около 4 секунд при 10 л/мин. Замер записывают до ремонта и после него, и тогда разница в секундах превращается в довод для планирования, а не в спор на слух. Утечка 10 л/мин на одном цилиндре, если давление на нём держат круглые сутки, даёт около 14 м³ свободного воздуха в сутки. По цеху такие потери складываются из многих точек, и утечки сжатого воздуха ищут обходом всей сети.

Износ уплотнений начинается с воздуха и нагрузки

Если причину износа не найти, свежие манжеты повторят путь старых. Начинают с воздуха: слив конденсата из фильтра перед линией после выходных, цвет и запах того, что вышло, рыжие частицы на стенках стакана фильтра. Капли воды в шланге у цилиндра и рыжая пыль на штоке подтверждают, что уплотнения работают в грязной среде. Требования к воздуху для своих цилиндров изготовители пневматики пишут классами ISO 8573-1, три цифры которых относятся к частицам, воде и маслу.

Вторая группа: смазка. Многие современные цилиндры собраны с заводской смазкой и рассчитаны на несмазанный воздух. Если в линию поставили маслораспылитель, масло постепенно вымывает заводскую смазку, и потом цилиндр без масла работает всухую. Можно ли вернуться к сухому воздуху, смотрят в руководстве изготовителя цилиндра.

Третья группа: механика. Боковая нагрузка на шток и изношенная направляющая втулка дают перекос, манжета штока изнашивается с одной стороны, а на штоке появляются задиры. Риски и коррозия на штоке быстро режут новую манжету.

Почему пневмоцилиндр травит после замены уплотнений?

Пневмоцилиндр травит после замены уплотнений, если при сборке повредили кромку манжеты о резьбу или канавку, поставили манжету кромкой в сторону от давления, собрали детали всухую или оставили на штоке и в гильзе задиры. Вторая группа причин: неверный размер или профиль нового уплотнения, подобранного по изношенной детали вместо канавки. Третья: в цилиндр попала грязь из шлангов. Начинают с осмотра снятой новой манжеты.

Снятые уплотнения подсказывают причину

После разборки уплотнения раскладывают по местам и сравнивают. Манжета штока, изношенная с одной стороны, указывает на перекос и боковую нагрузку. Кромки, срезанные мелкими рисками по кругу, говорят об абразиве в воздухе или риске на штоке. Затвердевшие, потрескавшиеся манжеты перегрелись от соседнего оборудования или трения при сухом ходе. Набухшие, мягкие манжеты контактировали с маслом или моющим средством, к которому их материал не стоек.

Гильзу и шток осматривают так же внимательно: продольные риски на гильзе, коррозия от конденсата, следы ударов в крайних положениях от износа демпферов. Деталь с повреждённой поверхностью меняют или восстанавливают, иначе новые уплотнения повторят судьбу старых.

Распределитель проверяют отдельно от цилиндра

Если цилиндр держит давление в обеих полостях, а выхлоп шипит, проверяют распределитель: его выходы отсоединяют от цилиндра после стравливания, глушат и подают питание. Шипение из выхлопа при заглушенных выходах означает износ уплотнений золотника. Распределители ремонтируют комплектами изготовителя или меняют; часто это решение дешевле, чем поиск утечки через поршень, которой нет.

Разборный и завальцованный цилиндр ремонтируют по-разному

Разборный цилиндр со стяжками или съёмными крышками ремонтируют заменой комплекта уплотнений. Компактные и малые цилиндры часто завальцованы, и после вскрытия их не собрать заводским способом, поэтому их меняют целиком. Если завальцованных цилиндров на линии много и они дорогие, выгоднее со временем перейти на разборные модели с доступными комплектами.

Комплект для разборного цилиндра включает манжету штока, грязесъёмник, уплотнение поршня, демпферные манжеты и кольца крышек. Профили этих позиций зависят от типа цилиндра, и уплотнения пневматики подбирают по канавкам, а для старых цилиндров отечественного образца размеры манжет по ГОСТ 6678-72 сверяют с таблицами стандарта.

Ресурс нового комплекта подтверждает наработка

Уплотнение из подобранного материала и по размерам канавки возвращает цилиндру герметичность, но срок его службы в вашей линии без испытаний не назовёт никто. Он зависит от числа циклов, скорости, качества воздуха, смазки и боковой нагрузки, и даже одинаковые цилиндры на соседних позициях живут по-разному.

Поэтому новый комплект, особенно из другого материала или по образцу импортного, ставят сначала на один-два цилиндра, записывают замер падения давления после установки и число циклов, а через оговорённый срок повторяют замер. Если падение не выросло, комплект заказывают на остальные цилиндры. Ориентиры по материалам (NBR, полиуретан, FKM, морозостойкие марки) действуют для марок общего назначения, а окончательный материал фиксируют в КП.

Данные для комплекта снимают с канавок

Изношенная манжета для обмера плохой эталон: кромка стёрта, а материал за годы мог набухнуть в масле или сесть. Поэтому штангенциркулем меряют гильзу, шток и каждую канавку, а снятые манжеты едут к изготовителю как образец профиля. В заявку на пневмоцилиндр добавляют то, что влияет на выбор материала: давление сети, температуру у цилиндра, циклы в минуту, смазку в воздухе, мойку и мороз. Отдельной строкой пишут, сколько на линии цилиндров этого типоразмера.

По таким данным изготавливают манжеты, сальники и грязесъёмники для пневмоцилиндров, а профили, которых нет в каталогах, относятся к нестандартным уплотнениям. Для парка цилиндров на упаковочных линиях удобно завести таблицу типоразмеров с датой замены и замером падения давления.