气动调节挡板风门的故障现象及失效模式分析
增压装置在现场运行一段时间后，会自动停止运行，活塞不再动作，储气罐内的压力持续降低。故障周期不固定，无规律可循。经过检查发现出现故障时主气动调节挡板风门停留在中间位置，气缸进气和排气均被截止。通过复位主气动调节挡板风门至左或右位，增压装置恢复正常，动作顺畅。但故障未消除，仍然会不定期停运。解体主气动调节挡板风门，未发现异常。后经过长期的跟踪和观察，发现增压装置均是在活塞在极低行走速度下发生的。
根据以上的现象，可以确认气缸本身是不存在问题的，气缸内部的活塞可以以极低的速度行走，说明气缸内的润滑情况较好，在增压装置故障后，活塞保持在原位未移动，说明活塞密封性良好。造成活塞不动作的直接原因是主气动调节挡板风门停在了一个设计预期之外的中间位置，在这个中间位置的时候，主气动调节挡板风门阀芯将气动调节挡板风门的所有通道截止，气缸内的进出气均受限。只要找出主气动调节挡板风门产生非预期动作的原因，即可找到问题的根源。
主气动调节挡板风门的动作是由磁控气动开关驱动气动调节挡板风门，再由气动调节挡板风门驱动完成换向动作。考虑到故障出现的时机均为活塞慢速动作时才发生，设计一套试验装置来模拟铁磁性材料慢速靠近磁控气动开关的方法是解决问题的突破口。
试验装置由车床和相关的气体管路组成。将磁控气动开关夹在车床卡盘上，并在磁控气动开关的P口接入气源，T口和V口均连出软管放入水中检测通断。将铁磁性材料夹在车床的刀架上，调整好其与磁控气动开关之间的间隙。缓慢摇动车床的横向进给手轮，模拟活塞慢速靠近的工况。
试验过程中，发现在铁磁性材料远离磁控气动开关时，T口、V口均未见气泡。缓慢靠近到某一距离时，T口、V口均出现气泡，并且随着距离缩短，T口的气泡量逐步增加，V口的气泡逐步减少。进一步缩短距离到某一临界点，听到磁控开关内部换向的声音，并且T口排气瞬间达到大值，V口气泡消失。
以上的试验结果表明，磁控气动开关存在一个介于开启和关闭的中间状态。在被探测的铁磁性材料慢速靠近的过程中，这个中间状态的时间被延长。磁控气动开关的T口连接的是主气动调节挡板风门的气动调节挡板风门。此气动调节挡板风门在这个中间状态时被缓慢打开，同时驱动主气动调节挡板风门缓慢换向，当主气动调节挡板风门的阀芯运动到中间位置时，气缸的进气、排气瞬间被关断，造成气缸活塞的抖动。存在相当大的概率导致活塞向相反的方向移动，使磁控气动开关失去感应而恢复到自然状态，即P口被截止，T口与V口连通，气动调节挡板风门失气关闭。终导致主气动调节挡板风门阀芯停留在中间位置。由于主气动调节挡板风门是双向气控结构，没有弹簧复位功能，一旦产生这种现象，将导致增压装置停机。