浅析气缸在垃圾发电厂双层卸灰阀中的应用

    前言
    气缸不仅在制造行业应用广泛，大放异彩；在自动化领域也深受爱戴，独占鳌头。本文就气缸在成都九江垃圾环保发电厂双层卸灰阀中的应用进行深入剖析，以便在今后项目中扬长避短，同时为同行提供参考、借鉴。
    一、提出问题
    该双层卸灰阀采用直行程双作用气缸来提供动力，气缸参数￠50*200；活塞检测传感器为普通磁性接近开关，自投运三月来存在以下问题：
    1、气缸震动非常厉害。在伸缩时候能够清晰听见阀体敲打阀壁的声音，而且敲打力度非常大，甚至有阀体被敲打过猛而损坏。
    2、活塞检测传感器时常检测不到到位信号。传感器不能准确、可靠检测活塞到位信号，导致自动控制无法投入。
    二、气缸及检测传感器选型原则
    1、气缸选型
    根据工作所需力的大小来确定活塞杆上的推力和拉力，由此来选择气缸时应使气缸的输出力稍有余量。选型原则如下：
    F=n*P*S
    F是所需要的输出力，P是系统压力，S就是活塞面积了，n是安全系数，气缸水平使用n取0.75，垂直使用n取0.5
    2、检测传感器选型
    对于不同的材质的检测体和不同的检测距离，应选用不同类型的接近开关，以使其在系统中具有高的性能价格比，为此在选型中应遵循以下原则：
    （1）当检测体为金属材料时，应选用电感式高频振荡型接近开关；
    （2）当检测体为非金属材料时，应选用电容型接近开关。
    （3）金属体和非金属要进行远距离检测和控制时，应选用光电型接近开关
    （4）对于检测体为永久磁铁，粉尘较多的环境，则选用磁性接近开关
    三、问题剖析      
    1、气缸震动大问题剖析
    根据本文前部分对气缸选型的认识，结合现场气缸震动过大，伸缩到位时阀体对阀壁敲打过猛等现象，初步判断为
    （1）压缩空气压力过大
    气源压力为0.8Mpa，为了验证以上问题，特在气缸前增加调压阀，调压方式为降压调节，即从0.8Mpa往下调，在降压调节的过程中，明显感觉气缸的震动呈减缓趋势，当低于0.3Mpa时，气缸伸缩过缓，故将现场气压通过调节后设定在0.3Mpa；
    （2）选型错误，气缸横截面积过大
    根据现场对双层卸灰阀的开关拉力进行测量，仅需30kf的力就能可靠控制该阀的开闭。再结合现场气源压力（0.8Mpa）实际情况，依据经验，通过调压阀后的压力应取0.5Mpa；然后根据上文气缸选型中力的计算公式（F=n*P*S）得出气缸直径为￠32，而现在的选型为￠50。故选型不当，偏大。
    2、传感器检测不可靠问题剖析
    在使用工程中发现传感器检测不可靠，甚至有时无法识别活塞到位信号。经过一段时间的观察，初步判定为：
    （1）传感器移位
    为验证是否是传感器移位导致检测不可靠，我们将传感器调试好，调到能够准确、可靠检测活塞到位位置后固定好，进行数次气缸伸缩后，发现该传感器不能有效检测到活塞到位信号，然后经过人工修整位置后，该传感器又能正常工作。故得出结论为传感器安装问题。
    （2）传感器无法识别信号
    为验证是否为传感器质量问题导致无法识别活塞信号，我们挑选一个出现该问题的传感器，就在该环境中，通过手动方式，将该传感器贴着气缸表面，从气缸一段移动到另一端，重复数次后发现：该传感器能够识别活塞位置，但范围较短，不到10mm。结合现场实际情况，分析得之，活塞到位位置重复精度不高，再加之传感器检测范围有限（不到10mm），故不能有效检测活塞到位信号。
    四、解决问题
    1、气缸震动问题解决
    针对气缸震动过大，发力过大问题，并结合现场实际情况，考虑更换气缸会增加成本，且工作量较大，故采取折中的方法，即在气缸前增设调压阀来解决该问题。
    2、传感器问题解决
    针对传感器不能有效、可靠检测活塞到位位置问题，结合现场实际情况，考虑更换传感器会增加成本等因素，故采用多次找活塞到位位置，利用统计的方法，将传感器采用专业固定夹固定在活塞到位位置最密集的地方来进行检测。
    五、总结
    通过以上整改，该垃圾发电厂的双层卸灰阀投入自动控制已三月有余，还没发现异常情况，运行良好。
    回顾该卸灰阀的整改，我们收获颇丰。首先在气缸的选型上，应严格按照选型公式进行计算，得出理论活塞直径，然后根据厂家产品靠标，在外形的选择上，要与检测传感器配套，便于传感器的安装，推荐采用嵌入式安装，即气缸选用带5.2毫米T型槽的类型，推荐品牌SMC，该品牌的方型气缸能够很好解决传感器安装问题；其次，传感器选择抗电磁干扰能力强，检测范围宽，且与气缸配套，便于牢固安装在气缸T型槽内的类型，推荐品牌图尔克BIM-UNT型，该品牌的小型传感器能很好的与SMC方型气缸匹配，且检测范围达28mm，采用埋入式安装，尾部螺丝固定，是目前市场上首选产品。