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聯系我們1.壓縮空氣的使用
1.1 壓縮空氣的優點
由于壓縮空氣具有下列的特點，所以被廣泛使用在工業各個領域及輪胎行業。
（1）可以按需要很容易地貯存大容量的壓縮空氣；
（2）設計和控制簡單，與氣動控制的自動控制系統配合簡單；
（3）氣動元件易于實現無級調速的直線和回轉運動；
（4）壓縮空氣的主要生產成本就是空氣壓縮機的運行費用及設備折舊，整套裝置費用較低，所以運行、維護費用較低；
（5）氣動元件價格合適且有很長的工作壽命，所以系統有很高的可靠性；
（6）壓縮空氣在很大程度上不受高溫、灰塵、腐蝕的影響，對惡劣環境的適應性較強，這一點是其他介質所不能比的；
（7）氣動元件是清潔的，且有特殊的排出空氣處理方法，對環境污染少；
（8 ）壓縮空氣在危險地區不會引起火災；若系統過載，執行元件只會停車或打滑，其安全性能較好。
1.2 輪胎廠對壓縮空氣的要求
輪胎廠對壓縮空氣的要求可分為以下幾個方面：
（1）壓力的要求。根據工序的不同要求，在生產輪胎的任何工序、任何需要壓縮空氣的地方，對壓縮空氣的壓力都是有要求的。在實際使用時，必須滿足壓縮空氣的要求壓力。如果壓力過低，就達不到以壓縮空氣的壓力產生作用力的要求；相反，如果壓力過高，則會對設備或執行元件容易造成損害。
（2）流量的要求。在實際使用壓縮空氣的場合，對壓縮空氣的流量也是有要求的，其流量的大小應與需要相匹配。如果流量過小，就不會達到以壓縮空氣的流量產生速度的要求；
相反，如果流量過大，則相應的速度就會過快，不但存在不安全因素，而且還會造成壓縮空氣的浪費。
（3）干燥度（即含水量或露點溫度）的要求。輪胎生產的不同工藝和工序對壓縮空氣的露點溫度要求也不同，在多數場合，對壓縮空氣的露點溫度要求在 0 ℃以上就已足夠。壓縮空氣的露點要求通常由干燥機來實現。在輪胎生產的過程中，炭黑輸送和胎面吹風等工序對壓縮空氣的干燥度要求較高。
（4）清潔度的要求。這是對壓縮空氣的品質要求，相對比較復雜，要求壓縮空氣中的固體物、油霧、微生物、有害氣體等不能超出規定的范圍。要達到清潔度的要求，一般由壓縮
空氣過濾器、油霧分離器等裝置來完成。
1.3 輪胎廠壓縮空氣的使用和管理
在輪胎生產的各個工序都需用壓縮空氣，以達到不同的目的。
1.3.1 煉膠工序
在 煉 膠 工 序 ，壓 縮 空 氣 主 要 用 在 炭 黑 輸送，密煉機上、下頂栓的動作，膠片浸泡隔離劑后的吹干以及氣動元件的動作等。
在炭黑輸送及氣動元件的操作時，壓縮空氣必須干燥、清潔、壓力穩定。這就要求氣力系統中，必須配置空氣吸附干燥器或冷凍式干燥器，并安裝容積合適的儲氣罐，這樣才能保
證輸送管道的噴嘴及氣動元件不易堵塞、炭黑輸送暢通。在炭黑輸送時，炭黑壓送罐和日儲斗的壓力調整一定要合適，做到壓送罐正壓輸送、日儲斗負壓牽引的要求；超高壓要及時報警，以免因輸送壓力過高引起炭黑噴罐或堵塞管道。
對密煉機上、下頂栓的動作及膠片浸泡隔離劑后的吹干所用的壓縮空氣，應保證其壓力穩定、流量合適。若流量過小，膠片表面的隔離劑殘液會吹不干凈；流量過大，則不但造成
壓縮空氣的浪費，還有可能造成膠片易粘連。
壓力不穩定會造成密煉機上、下頂栓的速度及壓力不一致，對設備的正常運行及膠料質量都會產生一定的影響。煉膠時要求密煉機上頂栓必須達到規定的壓力，因此上頂栓風缸的直徑較大。同時由于在一個煉膠周期內上頂栓要起落數次，上頂栓的用風量比較大。為節約壓縮空氣，可對上頂栓控制系統進行改造，對壓縮空氣進行部分回收。具體做法是：在上頂栓的升、降管路上各增加 1 套單向閥組，將上頂栓在上升和下降時排出的壓縮空氣，利用上頂栓氣缸內的壓力差分別進入相反的氣缸內，到壓力接近時停止進氣，再靠氣力系統的壓縮空氣完成相關的動作，這樣可以節省 25% 左右的壓縮空氣，而且可以降低壓縮空氣在排放時的噪音 。
1.3.2 壓延壓出工序
在壓延工序，壓縮空氣主要用在氣動元件動作的執行方面，只要壓力、流量合適即可。
在壓出工序，壓縮空氣主要用于經冷卻水槽浸泡或噴淋后的胎面吹干、氣動元件動作的執行等。胎面吹干所用的壓縮空氣必須清潔、干燥，不能含有油、水或其他雜質，以免在胎
面使用時產生隔離作用。氣動元件所用的壓縮空氣除要求清潔外，還要求壓力和流量必須穩定，以保證氣動元件動作的準確性。為此，可在氣力系統上增加一套儲氣過濾器即可滿足使用要求。
1.3.3 成型工序
在成型工序，壓縮空氣的用途比較廣泛，在臥式裁斷機、立式裁斷機 / 多刀縱裁機、鋼絲圈包布機、層布貼合機、輪胎成型機等設備上都需要壓縮空氣，有的是用作動力，有的是用作氣動元件的執行。
對臥式裁斷機、立式裁斷機 / 多刀縱裁機等設備，主要用在無桿風缸及氣動元件的動作上，要求壓縮空氣必須清潔、無雜質，壓力和流量穩定，以保證無桿風缸和氣動元件動作的正常。
對鋼絲圈包布機和層布貼合機等設備，主要利用壓縮空氣使風缸產生壓力，完成鋼絲圈包布和層布貼合等工序。
對輪胎成型機則主要用在簾布筒擴布器、成型棒風筒、正包器、下壓輥、后壓輥等部位，要求壓縮空氣流量和壓力必須穩定。簾布筒擴布器在動作時，所用的壓縮空氣不能含油、水等雜質，以免在成型時造成簾布筒之間的隔離。
為達到成型機的使用要求，可在氣力系統上增加一套過濾器及儲氣罐。
1.3.4 硫化工序
在硫化工序，壓縮空氣主要用于胎坯的定型，輪胎硫化后的充氣冷卻以及氣動元件的控制等。在空氣定型機上對胎坯定型時，要求壓縮空氣除壓力穩定外，還應同時保證流量，以
便于胎坯在定型時膠料和簾布得到充分的舒展。如果壓力太低或流量太小，容易造成胎坯定型不充分，在硫化時出現缺膠、起褶等缺陷的幾率會增加。
硫化機用壓縮空氣的壓力一般分 3 類，儀表控制用壓縮空氣為 0.343 MPa 左右，動力用壓縮空氣為 0.686 MPa 左右，后充器用壓縮空氣為0.98 MPa 左右。可以根據壓縮空氣用量和供應情況，按壓力等級單獨敷設管道或將高壓風降壓后使用。為保證壓縮空氣壓力的穩定，特別是減少后充器用壓縮空氣壓力的波動，可在壓縮空氣管網中加設容積合適的儲氣罐。其容積大小可以根據氣態方程以及進氣壓力、使用壓力和瞬間zui大用氣量等參數進行計算確定。
1.3.5 內胎工序
在內胎工序，主要用于內胎的壓出冷卻吹干、定型、氣動元件的控制等。在內胎定型時，要適當控制壓縮空氣的流量，以免流量過大，使內胎半成品膨脹太快而造成內胎硫化后厚薄不均。
2.壓縮空氣的計量
為規范能源管理，降低能耗成本，必須取得準確的考核數據。而準確的考核數據又與科學的計量方法分不開。對壓縮空氣的計量，由于是壓縮性流體，要求儀表必須將工作狀況下
的體積流量換算成標準狀況下的對應體積流量。為此，我們對壓縮空氣的計量摸索了許多方法，經反復比較，采用了壓縮空氣流量計對壓縮空氣進行計量。經過幾年的使用，效果比較理想。
2.1 壓縮空氣流量計的基本特點
（1）結構簡單，無可動部件，使用壽命長，便于安裝和維修；
（2）檢測元件封裝在探頭中，與被測介質不接觸，對被測介質要求不高，工作穩定可靠；
（3）輸出脈沖信號與流量呈線性關系，其頻率與流速成正比；
（4）輸出脈沖信號不受流體的溫度、壓力、密度、成分、粘度、導電率等的影響；
（5）與孔板、渦輪流量計相比較，壓力損失小，節能*，量程比寬。
2.2 壓縮空氣流量計的工作原理
在管道流體內放置一非流線型物體，會在物體的后面發生一個規則的振蕩運動，即在物體 2 側交替地形成旋渦，并隨著流體運動。其結果是在物體后面形成 2 列非對稱的旋渦列，稱為卡門渦列。一側旋渦頻率與流體流速成正比，與非流線型物體的寬度成反比。
表達式為 ： f=S t ×v/d （1）
式中：
f ——側卡門旋渦頻率；
St——斯特勞哈爾數；
V ——流體平均流速；
d ——非流線型物體的寬度或直徑。
斯特勞哈爾數是無因次量綱數，是壓縮空氣流量計的重要系數。它與雷諾數 R e 的關系如圖 1所示。當柱體的幾何形狀一定時，在一定的雷諾范圍內，St是一個常數（線性范圍內） ，例如對于三角柱，S t =0.17。
由于在一定的雷諾數區域內，St為一常數，所以從流量方程式可知，體積流量與頻率之間呈線性關系。
2.3 流量測量系統的選擇、 安裝和調試
依據我公司壓縮空氣管網布局圖，并通過咨詢生產壓縮空氣流量計的廠家，經過比質比價, 我們采用了威海三新智能儀表有限公司生產的LUGB2 型渦街流量傳感器，及 LXJ- Ⅲ型定值補償流量積算儀共同組成的渦街流量測量系統。
2.3.1 系統組成
測量系統儀表主要由表體、旋渦發生體、檢測探頭、轉換器、屏蔽罩組成。該型號的檢測探頭與旋渦發生體分離，抗振能力強，壓電晶體封裝件可拆卸，可進行不斷流維修。安裝
完畢后，只須進行簡單的調試就可穩定運行。
2.3.2 安裝與接線
安裝結構圖如圖 2 所示。
安裝時可按下列步驟進行安裝：
（1）將法蘭焊接在前后直管段上。檢查管內是否有凸出部分，要保持管內光滑無雜物；
（2 ）法蘭的凹槽內裝上石棉密封墊；
（3）將測量儀表夾裝在焊有法蘭的前后直管段上，并檢查流量方向是否正確；
（4）把裝好儀表的前后直管段通過法蘭盤分別用雙頭螺栓固定在被測量的管道上。
儀表安裝完畢后，就可以進行接線。傳感器為三線制；電源線提供電源電壓，電壓為+5~+12 V 均可工作；信號線輸出脈沖，地線為公用地線；與流量積算儀連接時，應采用屏蔽電纜。
2.3.3 參數確定
（1 ）儀表常數 K
流經傳感器單位體積流量所產生的脈沖數稱為儀表常數，儀表常數 K 由生產廠家實際測定后直接給出。
（2 ）空氣壓縮系數 Km對壓縮性流體進行流量測量，應將工作狀況下的體積流量（Qg ）換算成標準狀況（壓力P = 0.101 325 MPa，溫度 t = 20 ℃）下的對應體積流量（Q ） 。如果壓縮空氣的工作壓力為 Pg ，環境溫度為 tg ，根據氣體方程得：Q(273.15+t g )P =Q g (273.15+t)·(P+P g )那么空氣壓縮系數 Km = Q/ Q g =(273.15+t )(P+P g )/(273.15+t g )P例如當 P g = 0.686 MPa，t g =40 ℃時，0.98 MPaK m =[(273.15+20)×(0.101 325+0.686)]/[0.101 325×(273.15+40)]≈ 7.274當 P g =0.98 MPa，t g = 40 ℃時，K m =[(273.15+20)×(0.101 325+0.98)]/[0.101 325×(273.15+40)]≈ 9.990（3）儀表參數 K1因為儀表采用公式 Q=3 600 f/K 進行積算，在測量不可壓縮流體時直接將儀表常數置入參數 K1就可進行積算。現在用來測壓縮空氣，須將儀表常數進行換算，即用儀表常數 K 與壓縮系數 Km 的比值置入參數 K 1進行積算，得到標準狀況下的體積流量。
2.3.4 調試
調試前先檢查傳感器流量方向與管道內壓縮空氣流向是否一致，傳感器放大板與流量積算儀接線是否正確，電源線連接是否可靠，特別是儀表的接地線應注意與儀表外殼和管道連
接，以消除外界的干擾。各項工作檢查無誤后，即可進行調試。調試時，使用通用示波器作為調試儀器。在管道中通入壓縮空氣，調節閥門使流量減少，大體在量程的 10%~20%。調節電位器 W1，如圖 3 所示，使放大器放大倍數適當。調節觸發靈敏度電位器 W 2，使之無增波和掉波，見圖 4。再調節閥門使流量為零時應無波形輸出。調節完畢即可投入試運行。
2.3.5 示值誤差調整
壓縮空氣流量計在投入試運行后，從使用情況看效果比較好，數據穩定，儀表沒有出現故障。但是通過對所測得的數據進行分析、比對，發現儀表誤差較大。為此我們利用示波器再對放大器進行檢測，發現放大器存在有增波、掉波現象。這是由于放大器觸發電平調整不當所致。通過調整觸發靈敏度電位器 W 2，使放大器輸出正確波形，我們重新按以下方式進行了調試。
（1）關閉閥門，使管道內無壓縮空氣流動，流量積算儀瞬時流量顯示應為零，累計值無變化；用木塊輕敲管道，此時瞬時流量有微小變化，瞬即消失，即可以認為正常。
（2）調節閥門使管道中壓縮空氣流量大體在量程的 10%~20%，觀察輸出波形是否正常；若不正常則調節觸發靈敏度電位器 W 2，使之無增波和掉波；再調節閥門使流量為零時，應無波形輸出。放大器在下*程工作正常。
（3）調節閥門使管道中通入正常流量壓縮空氣后，檢測放大器輸出方波脈沖信號，顯示儀表的指示值與實際流量的變化相對應，當穩定在某*量時，瞬時流量指示平穩，無突跳忽高忽低現象，示波器觀察波形正常，則放大器工作正常。
調節完畢，再次投入運行，經數據分析后證實，問題得到解決。
2.4 使用效果評價
壓縮空氣流量計自投入使用以來，通過對數據進行分析、對比，我們認為達到了使用要求。由于我們地處北方，冬夏氣溫變化較大，對壓縮空氣流量計的測量數據有一定的影響。但是在我們摸索出規律后，依據冬夏季節環境溫度的變化對儀表參數作了適當的調整，測量數據基本達到穩定可靠。
我公司現在已經配備了 16 臺壓縮空氣流量計，使用情況比較穩定，故障率很低，只做一些簡單的維護即可，基本達到了長周期、高精度運行。通過對測量數據進行認真的分析，我們制定了較為科學合理的壓縮空氣消耗定額考核指標，為規范能源管理，降低能耗成本、提高經濟效益打下了基礎。
由于自身具有的特點，使壓縮空氣的使用范圍比較普遍。在生產過程中，由于壓縮空氣生產簡單，各企業對壓縮機的配置、運行控制以及管道的敷設等方面都不同程度地存在一些
問題，從而影響著壓縮空氣的生產成本；在使用過程中，由于壓縮空氣無色無味、泄漏后不易發現，還存在浪費和回收不到位的現象，從而造成壓縮空氣的使用效果不理想；而對壓縮空氣的計量如何服務于企業的管理和考核，相比而言需要做的工作更多。這些問題解決的好，就會在無形中降低能耗成本并能提高企業的管理水平；相反，如果這些問題不被重視或處理的不好，就會使能耗成本上升，而且不利于企業的管理和考核。因此，如何以zui低的成本生產壓縮空氣、以*的效果使用和管理壓縮空氣、以zui科學的方法計量壓縮空氣就是每個輪胎廠時刻關注和控制的問題。當然，本文中的觀點只是作者將在工作中所觀察到的現象和所做的一些工作加以總結而得到的，不一定正確或全面，僅供同行參考。
