空气压缩机原理.docx
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空气压缩机原理
空气压缩机原理
空气压缩机的种类及特点、用气量的确定
回转式空气压缩机
0.85M3/min--85M3/min回转式空压机是变容式压缩机,最普通的回转式空压机是单级喷油螺杆式空压机,这种压缩机在机腔内有两个转子,通过转子来压缩空气,内部没有阀门。
这种空压机一般为油冷(冷却介质是空气或水),这种油起到了密封的作用。
由于冷却在空压机内部进行,因此部件不会有很高的温度,因此,回转式空压机是连续工作制可设计成风冷或水冷机组。
由于结构简单易损件少,回旋式螺杆空压机很容易维护,操作,并具有安装灵活的特点。
回转式空压机可安装在任何能支撑重量的地面。
两级喷油回转式螺杆空压机在主机部件里带有两对转子,压缩过程由第一级和第二级串接压缩完成。
两级回转式空压机具有结构简单和灵活性以及高效率的特点,两级回转式螺杆式空压机可是风冷和水冷以及全封装式。
无油回转式螺杆空压机使用特别设计的主机无需喷油就可进行压缩,从而产生无油压缩空气。
无油回旋螺杆式空压机有风冷和水冷两种,并具有和喷油一样的灵活性。
如你所看到的,回转式螺杆空压机有风冷、水冷、喷油、无油、单级和两级、在压力、气量、结构上有广泛的适用性。
离心式空气压缩机
11.2M3/min--420M3/min离心式空压机是一动力型空压机,他通过旋转的涡轮完成能量的转换,转子通过改变空气的动能和压力来实现以上的转换。
由静止的扩压器降低空气的流速来实现动能向压力的变换。
离心式空压机是无油空压机,运动齿轮的润滑油由轴密封和空气隔离。
离心式是连续工况式压缩机,移动件很少,特别适用于大气量无油的要求。
离心式空压机是水冷式的,典型机组包括后冷却器和所有的控制装置。
确定一个新厂的压缩空气要求的传统方法是将所有用气设备的用气量(m3/min)加起来,再考虑增加一个安全、泄漏和发展系数。
在一个现有工厂里,你只要作一些简单的测试便可知道压缩空气供给量是否足够。
如不能,则可估算出还需增加多少。
一般工业上空气压缩机的输出压力为0.69MPa(G),而送到设备使用点的压力至少0.62MPa。
这说明我们所用的典型空气压缩机有0.69MPa(G)的卸载压力和0.62MPa(G)的筒体加载压力或叫系统压力。
有了这些数字(或某一系统的卸载和加载值)我们便可确定。
如果筒体压力低于名义加载点(0.62MPa(G))或没有逐渐上升到卸载压力(0.69MPa(G)),就可能需要更
多的空气。
当然始终要检查,确信没有大的泄漏,并且压缩机的卸载和控制系统都运行正常。
如果压缩机必须以高于0.69MPa(G)的压力工作才能提供0.62MPa(G)的系统压力,就要检查分配系统
的管道尺寸也许太小,或是阻塞点对于用气量还需增加多少气量,系统漏气产生什么影响以及如何确
定储气罐的尺寸以满足间歇的用气量峰值要求。
用气量的确定
一、测试法——检查现有空气压缩机气量
定时泵气试验是一种比较容易精确的检查现有空气压缩机气量或输出的方法,这将有助于判断压缩
空气的短缺不是由于机器的磨损或故障所造成的。
下面是进行定时泵气试验的程序:
A(储气罐容积,立方米
B(压缩机储气罐之间管道的容积立方米
C((A和B)总容积,立方米
D(压缩机全载运行
E(关闭储气罐与工厂空气系统之间的气阀
F(储气罐放气,将压力降至0.48MPa(G)
G(很快关闭放气阀
H(储气罐泵气至0.69MPa(G)所需要的时间,秒
现在你已有了确定现有压缩机实际气量所需要的数据,公式是:
V(P2-P1)60
C=---------------------------
(T)PA式中,
C=压缩机气量,m3/min
V=储气罐和管道容积,m3(C项)
P2=最终卸载压力,MPa(A)(H项,PA)
P1=最初压力,MPa(A)(F项,PA)
PA=大气压力,MPa(A)(海平面上为0.1MPa)
T=时间,s
如果试验数据的计算结果与你厂空气压缩机的额定气量接近,你可以较为肯定,你厂空气系统的负
荷太高,从而需要增加供气量。
二、估算法
V=V现有设备用气量,V后处理设备用气量,V泄漏量,V储备量三、确定所需的增加压缩空气
根据将系统压力提高到所需要压力的空气量,就能确定需要增加的压缩空气供气量,
P2
需要的m3/min=现有的m3/min---------
P1
式中,需要的m3/min=需要的压缩空气供气量
现有的m3/min=现有的压缩空气供气量
P2=需要的系统压力,MPa(A)
P1=现有的系统压力,MPa(A)
需增加的m3/min=需要的m3/min,现有的m3/min
结果就告诉你为满足现有的用气需求所要增加多少气量。
建议增加足够的气量以便不仅满足目前的用气要求,还把将来的需求和泄漏因素考虑进去。
四、系统漏气的影响
供气量不足经常是由于或肯定是由于系统的泄漏,空气系统漏气是损失动力的一个连续根源,所以最好应当使其尽量少一些。
几个相当于1/4英寸小孔的小漏点,在0.69MPa压力下可能漏掉多至2.8M3的压缩空气,这等于你损失一台18.75Kw的空气压缩机的气量,以电力每度0.75元,每年运行8000小时(三班制)计算,这些漏掉的空气使你白白损失112500元。
大多数工厂都会提供维护人员和零件来筑漏。
损坏的工具。
阀、填料、接头、滴管和软管应及时检查和修理。
工厂整个系统的泄漏可通过在不供气情况下测定系统压力(在储气筒体上侧)从0.69MPa(G)降到0.62MPa(G)所需要的时间来诊断。
利用泵气试验我们就可以算出整个系统的泄漏量:
V(P2-P1)60
泄漏量m3/min=------------------------------
90(PA)
如漏气率超过整个系统气量的百分之五,就必须筑漏。
五、选择压缩机的规格
你一旦确定工厂用气的气量(m3/min)和压力(MPa(G))要求,便可选择空气压缩机的规格。
在选择时你可能要考虑的因素包括:
目前的用气量是多少?
工厂扩建后的用气量要求是多少,一般来说,用气量的年增长率为10,。
是否考虑将来要用特殊的制造工艺和工具,
理想的做法是回转螺杆式压缩机和离心式压缩机所定的规格应保证在调制和调节控制范围正常工作。
单作用风冷往复式空气压缩机所确定的规格应保证在恒速控制系统的基础上有30~40,的卸载时间。
水冷往复式空气压缩机可以连续工作,但选规格时最好考虑有20~25,缓冲或卸载时间。
研究各种型号的空气压缩机性能特点以估算动力成本,从而确定哪一种是满足你厂目前和将来要求要求的最佳选择。
工厂漏气严重吗,是否要筑漏计划以便最终能减轻压缩空气系统的负荷,
你对所选空气压缩机的运行、维护、安装和性能特点感到满意吗,
在选择空气压缩机及其附加设备(如干燥机和过滤器)你是否已考虑到压缩空气的质量要求,附加设备对你选择空气压缩机有何影响,
你是否考虑过万一主空气压缩机故障时的备用气量,
各个班次是否需要用同样气量的压缩空气,
所选用的空气压缩机在用气量较低时运转情况怎样,
可能要考虑用一台较小的空气压缩机以便节约能源,避免主空气压缩机过多的循环和磨损。
工厂是否有需加已考虑的不寻常间歇峰值要求载荷,
螺杆压缩机常见故障排除指南
故障现象:
机组排气温度高(超过100oC)
机组冷却剂液位太低(应该从油窥镜中能看到,但不要超过一半);,油冷却器脏;,油过滤器芯堵塞;,温控阀故障(元件坏);,断油电磁阀未得电或线圈损坏;,断油电磁阀膜片破裂或老化;,风扇电机故障;,冷却风扇损坏;,排风管道不畅通或排风阻力(背压)大;
环境温度超过所规定的范围(38?
C或46?
C);,温度传感器故障(Intellisys控制机组);,压力表是否故障(继电器控制机组)。
故障现象:
机组油耗大或压缩空气含油量大
冷却剂量太多,正确的位置应在机组加载时观察,此时油位应不高于一半;,回油管堵塞;,回油管的安装(与油分离芯底部的距离)不符合要求;
机组运行时排气压力太低;,油分离芯破裂;,分离筒体内部隔板损坏;,机组有漏油现象;,冷却剂变质或超期使用。
故障现象:
机组压力低
实际用气量大于机组输出气量;,放气阀故障(加载时无法关闭);,进气阀故障;,液压缸故障;,负载电磁阀(1SV)故障,最小压力阀卡死;,用户管网有泄漏;,压力设置太低;,压力传感器故障(Intellisys控制机组);
压力表故障(继电器控制机组);,压力开关故障(继电器控制机组);,压力传感器或压力表输入软管漏气。
故障现象:
机组排气压力过高
进气阀故障;,液压缸故障;,负载电磁阀(1SV)故障;,压力设置太高;,压力传感器故障(Intellisys控制机组);,压力表故障(继电器控制机组);,压力开关故障(继电器控制机组)。
故障现象:
机组电流大
电压太低;,接线松动;,机组压力超过额定压力;,机组运行时排气压力太低;,油分离芯堵塞;,接触器故障;,主机故障;,主电机故障。
故障现象:
机组无法启动
熔断丝坏;,温度开关坏;,接线松开;,主电机热继电器动作;
风扇电机热继电器动作;,变压器坏;
Intellisys无电源输入(Intellisys控制机组);,故障未消除(Intellisys控制机组);,Intellisys控制器故障。
故障现象:
机组启动时电流大或跳闸
用户空气开关问题;,输入电压太低;,星-三角转换间隔时间太短(应为10~12秒);,液压缸故障(没有复位);,进气阀故障(开启度太大或卡死);,接线松动;,主机故障;,主电机故障;,1TR时间继电器坏(继电器控制机组)。
故障现象:
风扇电机过载
风扇变形;,风扇电机故障;,风扇电机热继电器故障(老化);,接线松动;,冷却器堵塞;,排风阻力大。
空压机故障排除参照表
故障现象可能产生的原因排除方法及对策
1(保险丝烧断
2(启动电器故障
3(启动按纽接触不良
4(电路接触不良
5(电压过低空压机无法启动请电气人员检修更换6(主电机故障
7(主机故障(主机有异常声,局部
发烫)
8(电源缺相
9(风扇电动机过载
运行电流高,空压机自动停机(主1(电压太低1(请电气人员检查
电机过热报警)2(排气压力过高2(检查/调整压力参数
3(油气分离器堵塞3(更换新件
4(压缩机主机故障4(机体拆检
5(电路故障5(请电气人员检查
1(温控阀失灵1(检修清洗或更换阀芯
2(空载过久2(加大用气量或停机排气温度低于正常要求3(排气温度传感器失灵3(检查、更换
4.进气阀失灵,吸气口未全打开4(清洗、更换
1(润滑油量不足1(检查添加油
2(润滑油规格/型号不对2(按要求更换新油
3(油过滤器堵塞3(检查更换新件
4(油冷却器堵塞或表面污垢严重4(检查清洗排气温度过高,空压机自动停机
(排气温度过高报警)5(温度传感器故障5(更换新件
6(温控阀失控6(检查清洗、更换新件
7.风扇及冷却器集灰过多7(拆下清洗、吹净
8(风扇电动机未运转8(检查电路及风扇电机
1、油气分离器破损1(更换新件
排出气体含油量大2、单向回油阀堵塞2(清洗单向阀
3、润滑油过量3(放出部分冷却油
1(空气滤清器堵塞1(吹除杂质或更换新件
2(油气分离器堵塞2(更换新件
3(电磁阀漏气3(清洗或更换新件空压机排气量低于正常要求4(气管路元件泄漏4(检查修复
5(皮带打滑、过松5(更换新件、张紧皮带
6(进气阀不能完全打开6(清洗、更换受损件
进气阀内的单向阀弹簧失效或单停机后从空气滤清器吐油更换损坏的元件向阀密封圈损坏
1、安全阀使用时间长,弹簧疲劳1(更换或重新调定
安全阀动作喷气2、油气分离器堵塞2(更换新件
3、压力控制失灵,工作压力高3(检查重新调定空压机的故障检修
【空压机不打气】
故障现象:
空压机无压力空气排出。
故障原因:
1、空压机松压阀卡滞。
阀片变形或断裂。
2、进、排气口积碳过多。
故障的判断与排除方法:
1、检查松压阀组件,清洗、更换失效件。
2、拆检缸盖,检查阀片,更换变形、断裂的阀片。
3、拆检缸盖,清理阀座板、阀片。
【空气压为不足】
故障现象:
在发动机运转,空压机向储气罐充气的情况下,气压表指示气压达不到起步压力值。
故障原因:
1、气压表失灵。
2、空压机与发动机之间的传动皮带过松打滑或空压机到储气罐之间的管路破裂或接头漏气。
3、油水分离器、管路或空气滤清器沉积物过多而堵塞。
4、空压机排气阀片密封不严,弹簧过软或折断,空压机缸盖螺栓松动、砂眼和气缸盖衬垫冲坏而漏气。
5、空压机缸套与活塞及活塞环磨损过甚而漏气。
故障的判断与排除方法:
1、观察气压表,如果指示压力不足,可让发动机中速运转数分钟,压力仍不见上升或上升缓慢,当踏下制动踏板时,放气声很强烈,说明气压表损坏,这时应修复气压表。
2、如果上述试验无放气声或放气声很小,就检查空压机皮带是否过松,从空压机到储气罐、到控制阀进气管、接头是否有松动、破裂或漏气处。
3、如果空压机不向储气罐充气,检查油水分离器和空气滤清器及管路内是否污物过多而堵塞,如果是堵塞,应清除污物。
4、经过上述检查,如果还找不到故障原因,则应进一步检查空压机的排气阀是否漏气,弹簧是否过软或折断,气缸盖有无砂眼、衬垫是否损坏,根据所查找的故障更换或修复损坏零件。
5、检查空压机缸套、活塞环是否过度磨损。
6、检查并调整卸荷阀的安装方向与标注(箭头)方向是否一致。
【空压机窜油】
故障现象:
1、在空气滤清器及排气口有机油溢出。
2、储气罐(湿)放水时有过量的机油溢出。
故障原因:
1、吸气受阻或进气过滤不好。
2、回油受阻。
3、空压机缸套与活塞及活塞环磨损过甚或油环装反、卡滞而润滑油上窜。
4、空压机冷却不完全。
5、脏物没有经常从储气罐内排出。
6、空压机运行时间过长。
7、发动机曲柄箱的压力过高。
8、发动机油压过高。
9、润滑油变质。
10、空压机有缺陷。
故障的判断与排除方法:
1、检查空压机滤清器,如果有损坏、缺陷或不干净的空气滤芯,及时更换损坏部件;检查空压机进气管是否有扭结或变形,保证进气管道具有最低要求的内圈直径(建议15.9毫米以上)。
2、检查回油管是否有过多的弯曲、扭结及障碍。
建议最小回油管内径为(12毫米)。
回油管道必须一直从空压机下降到发动机曲轴箱内。
3、检查并测量空压机缸套、活塞环磨损及损坏情况及装配情况,磨损严重的应予更换。
4、针对空压机的空气冷却部分,要:
清除在散热片上累积的油污、烟灰或不干净物。
发现损坏的零件要更换;检查损坏的散热片,发现损坏的零件要更换。
针对空压机的水冷却部分,要:
检查适当的冷却管道尺寸(建议管道的最小直径为9.5毫米),检查空压机的冷却剂流通情况,在发动机调节速度时候,最低允许的流量是每分钟5升。
如果冷却剂流量缓慢,检查冷却管道和配件积累的锈、扭结和限制因素。
5、检查水温不能超过93?
。
检查储气筒上的气阀,保证它们运行正常。
建议车辆装备自动排气阀。
并在储气筒前适当地配备使空气干燥的空气干燥装置。
6、车辆在刹车没有使用的情况下,泄露每分钟不能超过6.9千帕压力下降,在使用刹车情况下每分钟20.7千帕。
如果泄露过多,检查系统漏气并修理。
检查卸荷系统是否工作并修复。
7、测试发动机曲轴箱压力是否过高,更换或修理曲柄轴箱的通风设备。
油尺的松动或部分抬起表明曲轴箱的压力有问题。
8、检查发动机润滑压力(空压机进油口处),并与额定压力相比较。
9、更换合格润滑油。
10、只有在确认了上述诸原因都不存在的情况下,才能更换或修理空压机。
【空压机异响】
故障现象:
1、金属撞击声:
2、均匀的敲击声;
3、摩擦啸叫声。
故障原因:
1、连杆瓦磨损严重,连杆螺栓松动,连杆衬套磨损严重,主轴磨损严重或损坏产生撞击声;2、皮带过松,主、被动皮带槽型不符造成打滑产生啸叫;
3、空压机运行后没有立即供油,金属干摩擦产生啸叫;
4、固定螺栓松动;
5、紧固齿轮螺母松动,造成齿隙过大产生敲击声;
6、活塞顶有异物。
故障的判断与排除方法:
1、检查连杆瓦、连杆衬套、主轴瓦是否磨损、拉伤或烧损,连杆螺栓是否松动,检查空压机主油道是否畅通;建议更换磨损严重或拉伤的轴瓦、衬套、主轴瓦,拧紧连杆螺栓(扭力标准35-40N.m),用压缩空油孔对准空压机进油孔;气疏通主油道。
重新装配时,应注意主轴轴承。
2、检查主、被动皮带轮槽型是否一致,不一致请更换,并调整皮带松紧度(用拇指压下皮带,压下皮带距离以10毫米为宜)。
3、检查润滑油进油压力、机油管路是否破损、堵塞,压力不足应立即调整、清理、更换失效管路;检查润滑油的油质及杂质含量,与使用标准比较,超标时应立即更换;检查空压机是否供油,若无供油应立即进行全面检查。
4、检查空压机固定螺栓是否松功并给予以紧固。
5、齿轮传动的空压机还应检查齿轮有否松动或齿轮安装配合情况,螺母松动的拧紧螺母,配合有问题的应
予更换。
6、清除异物。
【空压机烧瓦】
故障现象:
1、皮带传动的空压机主轴抱死。
2、齿轮传动的空压机轴瓦或连杆瓦异常松旷。
故障原因:
1、润滑油变质或杂质过多。
2、供油不足或无供油。
3、轴瓦移位使空压机内部油路阻断。
4、轴瓦与连杆瓦拉伤或配合间隙过小。
故障的判断及排除方法:
1、检查润滑油的油质及杂质含量,与使用标准比较,超标时应立即更换。
2、检查空压机润滑油进油压力、机油管路是否破损、堵塞,压力不足应立即调整、清理或更换失效管路。
3、检查轴瓦安装位置,轴瓦油孔与箱体油孔必须对齐。
4、检查轴瓦或连杆瓦是否烧损或拉伤,清理更换瓦片时检查曲轴径是否损伤或磨损,超标时应更换。
5、检查并调整轴瓦间隙。
【空压机漏油】
故障现象:
空压机外表有润滑油溢出。
故障原因:
1、油封脱落或油封缺陷漏油。
2、主轴松旷导致油封漏油。
3、结合面渗漏,进、回油管接头松动。
4、皮带安装过紧导致主轴瓦磨损。
5、铸造或加工缺陷。
故障的判断与排除方法:
1、油封部位,检查油封是否有龟裂、内唇口有无开裂或翻边。
有上述情况之一的应更换;检查油封与主轴结合面有否划伤与缺陷,存在划伤与缺陷的应予更换。
检查回油是否畅通,回油不畅使曲轴箱压力过高导致油封漏油或脱落,必须保证回油管最小管径,并且不扭曲、不折弯,回油顺畅。
检查油封、箱体配合尺寸,不符合标准的予以更换。
2、用力搬动主轴检查颈向间隙是否过大,间隙过大应同时更换轴瓦及油封。
3、检查各结合部密封垫密封情况,修复或更换密封垫;检查进、回油接头螺栓及箱体螺纹并拧紧。
4、检查并重新调整皮带松紧程度,拇指按下10毫米为宜。
5、检查箱体铸造或加工存在的缺陷(如箱体安装处回油孔是否畅通),修复或更换缺陷件。
【空压机过热】
故障现象:
1、空压机排气温度过高。
2、运转部位发烫。
故障原因:
1、松压阀或卸荷阀不工作导致空压机无休息。
2、气制动系统泄露严重导致空压机无休息。
3、运转部位供油不足及拉缸。
故障的判断与排除方法:
1、进气卸荷时检查松压阀组件,有卡滞的清洗排除或更换失效件。
排气卸荷时检查卸荷阀有堵塞或卡滞的要清洗修复或更换失效件。
2、检查制动系统件和管路。
更换故障件。
3、活塞与缸套之间润滑不良、间隙过小或拉缸均可导致过热,遇该情况应检查、修复或更换失效件。
最全面的空压机安装维护手册
第一章一般规定
第1条本篇适用于往复活塞式、螺杆式、滑片式和膜式等容积式压缩机的安装。
第2条本篇是压缩机安装工程的专业技术规定,安装工程的通用技术要求,应按本规范《通用规定》的规定执行。
压缩机的拆卸和清洗应符合下列要求;
一、整体安装的压缩机一般应作下列拆洗工作;
1、往复活塞式压缩机应拆卸活塞、连杆、气阀和填料,并将设备表面和拆下的零、部件清洗干净,气阀和填料不应用蒸汽清洗;
2、用油封润滑油封存的往复活塞式压缩机,在设备技术文件规定的油封期限内安装时,除气阀外,其他零、部件均可不拆洗。
3、螺杆式压缩机和滑片式压缩机,在设备技术文件规定的油封期限内安装时。
可不拆洗,有特殊要求者按设备技术文件的规定执行;
4、膜式压缩机应拆洗虹盖、膜片和吸、排气阀。
二、现场组装的压缩机,应清洗主机零、部件和附属设备,气阀、填料和其他密封件不应用蒸汽清洗,清洗后应将清洗剂或水分除净,并检查零、部件和设备表面有无损伤等缺陷,全格后应涂一薄层润滑油(无润滑压缩机与介质接触的零、部件不涂油)。
第二章整体安装的压缩机
第3条压缩机的纵、横向不水平度均不应超过0.2/1000。
应在下列部位测量:
一、卧式压缩机(包括对称平衡型)在机身滑道面或其他基准面上测量;
二、立式压缩机拆去气缸盖,在气缸顶平面上测量;
三、其他型式压缩机,在主轴外露部分或其他基准面上测量。
第三章现场组装的往复活塞式压缩机
第4条组装机身和中体应符合下列要求:
一、用煤油注入机身内至润滑油的最高油面位置,经8小时不得有渗漏现象;
二、机身的纵、横向水平均不应超过0.05/1000。
并应在下列部位测量;
1、卧式压缩机(包括对称平衡型)的纵向不水平度在滑道的前、后两点位置上测量,横向不水平度在机身轴承孔处测量;
2、立式压缩机在机身接合面上测量。
3、L型压缩机在机身法兰面上测量。
三、两机身压缩机的主轴承孔轴心线的不同轴度不应超过0.05毫米。
第5条组装曲轴和轴承应符合下列要求:
一、曲轴和轴承的油路应畅通清洁,曲轴的堵油螺塞和平衡铁的锁紧装置必须紧固;
二、轴瓦钢壳与轴承合金层粘合应牢固,不应有脱壳和哑声现象;
三、轴瓦背面与轴瓦座应紧密贴合,其接触面积应小于70%;
四、轴瓦与主轴颈间的径向和轴向间隙应符合设备技术文件的规定;
五、对开式厚壁轴瓦的下瓦与轴颈的接触弧面不应小于900,其接触面积不应小于该接触弧面的70%;四开式轴瓦,轴颈与下瓦和侧瓦的接触面积不应小于每块瓦面积的70%;薄壁轴瓦组装时不需研刮,但其间隙应符合设备技术文件的规定;
六、曲轴的水平度不应超过0.1/1000,在曲轴每转900的位置上,用水平仪在主轴颈上测量;
七、曲轴轴心线对滑道轴心线的不垂直度不应超过01/1000;
八、检查曲柄之间上下左右四个位置的距离,其变动值应符合设备技术文件的规定,无规定时,不应大于万分之一行程值。
九、曲轴组装后,盘动数转,不应有阻滞现象。
第6条组装气缸应符合下列要求:
一、气缸组装后,水路应按设备技术文件规定进行严密性试验,不应有渗漏现象;
二、卧式气缸轴心线对滑道轴心线的不同轴度,应符合规定,其倾余方向应与滑道倾斜方向一致;在调整气缸