涂装机空气马达故障分析
空气马达由三部分构成： 一部分为壳体部分来固定空气马达、 一部分为端盖、另一部分为轴承，由压缩空气驱动。其工作原理为首先轴承部分通过 0.85Mpa 以上的轴承空气使其悬浮后接通涡轮空气驱动轴承转动达到相应的转速。 制动空气则保证轴承能在设定转速上。如图 1 所示空气马达各部分结构及空气流向。
喷涂用气动马达转速的精确控制对涂料雾化的效果有着至关重要的影响。因此，对气动马达的精确控制就显得格外重要。系统通过对涡轮空气压力大小的控制来控制
旋杯转速的快慢。用户可直接从上位机输入所需要的旋杯转速， 该数据经过 PLC 的 D／A 转换模块被转换成模拟电流，转速控制器接收模拟电流并将其同转速反馈系统送回的电流信号进行比较后，送出一个最终控制电流给 E／P 转换器， 从而提供相应压力的涡轮气体来控制旋杯的转速，如图 2 所示
该涂装机采用一种高精度的转速控制方式，即光测转速控制方式。 该方式中运用了光纤这种新型通讯材料。 将光纤探头安装在旋杯涡轮的后侧大约 lOmm 处，正对涡轮轮片。 光纤探头由两根光纤组成，一根光纤提供光源，另一根用来接收光反射。旋杯涡轮片的一半保持光亮，而另一面被涂黑进行光吸收。 从而每次轮片从黑面转到亮面时形成方波信号。 信号经光电转换器处理转换成电流信号。 该信号被送到转速控制器同设定转速对应的电流进行比较来实现对旋杯转速的闭环控
制 , 如图 3 所示。
空气马达对平衡有严格的要求， 对动平衡的要求极为严格。 一旦平衡别被打破必然造成不可逆转的损坏。 其主要故障现象和主要磨损位置如图 4 所示。
根据故障现象及工作原理， 我们从以下几个方面来分析造成马达故障的原因。
1 、驱动源 - 压缩空气，由于空气马达的驱动力来源于压缩空气因此压缩空气的品质直接决定空气马达的使用寿命，根据制造厂商要求：固体杂质含量 <5mg/m 3 ； 含油浓度 <2mg/m 3 ； 含油量 <0.11ppm ；含水量 <2mg/m 3 ；常压露点低于 -10℃ ；压力露点低于 2℃ ；空气压力为 7×105Pa 以上。为确实保证空气压力我们采用增压罐将普通空气增至0.85Mpa 。 在导入初期我们在空气管路上安装了 2个空气过滤器以保证空气品质但实际运行中还是会在马达上发现细微颗粒。 经现场调查发现若0.85Mpa 高压空气管路被污染时就会直接进入空气马达造成损伤。 因此在高压管路支路上追加小型空气过滤器以保证直接进入马达的为合格空气，如图 5 所示。
2 、轴承空气压力，空气马达的轴承空气相当于轴承的润滑油功效， 因此轴承空气压力必须达到 0.85Mpa 以上， 轴承压力不足时必然使轴承失衡，此时启动空气马达必然会造成空气马达损坏如图 6 所示。为避免该情况发生指定两个方案：
第一， 在机械设计上增加压力表并在开机前人工点检轴承空气压力。
第二， 在电器回路上安装压力传感并与启动回路连锁当轴承空气压力不足上禁止启动空气马达。
3 、喷杯与涡轮机最好配对使用，不宜随便更换，这样可以延长空气马达的寿命。因为空气马达是经过动平衡调整的， 一旦发现动平衡不好的空气马达，必须立即停止使用并进行修理。喷杯要牢靠的拧紧在空气马达上经过一个批次或一段时间
后，也要进行清洗，否则黏在喷杯上的漆渣会破坏空气马达的动平衡。 如图 7 所示清洗喷杯的方法。
4 、光纤的弯折，由于转速是通过直径为 2mm的光纤检测的因此光纤安装是不能有直角的位置。 并且为避免振动造成松动必须定期检查光纤的牢靠性。 另外由于光纤很细测量面也极易受到污染，也要定期检查光纤表面洁净度，当转速监视出现很大波动而马达无损坏时就应检查光纤，若已经污染必须用专用工具将其截断污染部分剪掉。
作者：李 彬 陈坤 曾 卓
