王 福，冯广明

（广西南南铝加工有限公司，广西南宁 530031）

0 引言

广西南南铝加工有限公司现有1台EBNER辊底式淬火炉，设定工作温度为540℃，炉温均匀性要求在±1.5℃。采用气动执行器驱动蝶阀开启冷风管送风来调节温度。新设备在使用半年后，陆续出现气动执行器不工作，蝶阀不能开关的情况，导致炉区温度异常，辊底炉不能正常工作。将气动执行器拆卸后，研究分析气动执行器的原有结构及损坏原因，制定解决方案并付诸实施，很好地解决了气动执行器易损坏的问题。

1 改进前状况

齿轮齿条式气动执行器主要由铝合金缸体，两端的端盖，带齿条的左、右铝合金活塞和贯穿缸体的齿轮轴组成（图1）。2个活塞与齿轮轴连接，齿轮轴外部连接蝶阀，蝶阀控制辊底炉的进风量。活塞推动齿轮齿条的啮合运动带动轴的旋转，实现对蝶阀的控制。在使用一段时间后，辊底炉控制系统检测出气动执行器不工作。将气动执行器拆卸后发现缸体内壁有擦划伤（严重时胶合），活塞卡死，导向环脱落和O形密封圈严重磨损等现象。辊底炉有10个炉区，每个炉区有4个气动执行器。辊底炉投入使用了4 a，40台气动执行器陆续损坏（报废），全部换新。增加了维护工作量和维护费用，给辊底炉的生产和维护带来严重影响。

2 原因分析

（1）齿条不在活塞的中心，活塞运动时，作用在活塞上的压力不均匀、产生弯矩并使活塞倾斜。由于辊底炉工作时的温度需要维持在一定范围内，气动执行器要频繁动作驱动蝶阀控制冷风进风量来调节温度。长期频繁的活塞往复运动，使得活塞工况恶化。

（2）活塞与缸体内壁的间隙过小，当活塞出现微小倾斜时，就使得活塞边缘与缸体内壁接触、摩擦，缸体内壁出现严重擦划伤，严重时发生胶合。

（3）活塞密封圈槽宽过小，密封圈受到两侧槽壁挤压变形。密封圈变形后外径过度增大，造成密封圈与缸体内壁之间的摩擦力过大。长期的往复运动使密封圈急剧磨损，失去密封作用，气动执行器发生内泄。

3 改进措施

改进实施参照图1、图2。

图1 气动执行器结构

图2 活塞

（1）活塞外径单边减小1 mm，增大活塞和缸体的间隙，避免活塞发生微小倾斜时与缸体内壁摩擦。

（2）减小导向环内径，增加导向环的厚度来消除原导向环易脱槽的缺点。

（3）密封圈槽宽增加0.8 mm，达到规范要求宽度。消除密封圈的过度变形，使密封圈与密封面接触压力适中。

4 改进效果

改进前辊底炉投入使用了4 a，更换40台气动执行器，花费48万元人民币。通过对活塞结构的改进，彻底根治原外方的设计缺陷，避免铝合金缸体擦伤后难以修复、气动执行器陆续损坏（报废）的情况发生。改进后，每半年更换1次导向环及O形圈，延长了气动执行器的使用寿命。导向环和O形圈价格低廉，相比改进前每年可节省12万元人民币，维护费用和维护工作量大幅度减少。