故障樹分析法在注塑機(jī)液壓系統(tǒng)維修中的應(yīng)用

史新民

(常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，江蘇常州 213164)

注塑機(jī)是機(jī)械、電控、液壓一體化的結(jié)晶，電氣復(fù)雜，油壓管路交叉林立，控制器五花八門，產(chǎn)品從20世紀(jì)80年代至今，故障現(xiàn)象也是千奇百怪，各不相同。注塑機(jī)維修工作涉及知識面廣，復(fù)雜程度大，既要有機(jī)械設(shè)備維修經(jīng)驗(yàn)，又要有電氣維修知識，還必須熟悉液壓維修常識［1］。所以要求維修人員必須具有一定深度的綜合專業(yè)知識水平。針對注塑機(jī)的維修，困難之處在于查找和分析故障點(diǎn)，而故障樹分析技術(shù)是一種能幫助維修人員快速查找設(shè)備故障的有效方法，可以盡量縮短注塑機(jī)排障時間和維修周期。

1 注塑機(jī)的液壓控制原理

注塑機(jī)一般為液壓控制，其基本原理是粒狀塑料通過料斗進(jìn)入螺旋推進(jìn)器，通過螺桿外裝的電加熱器將塑料融化成黏液狀態(tài)，并通過轉(zhuǎn)動的螺桿將料高壓快速注射到閉合的模具型腔中，經(jīng)一定時間的保壓冷卻后，開模、頂出成型的塑料制品［2］。根據(jù)塑料注射成型工藝要求，注塑機(jī)的工作循環(huán)流程如圖1所示。

圖1 注塑機(jī)的工作循環(huán)流程

圖2所示現(xiàn)為企業(yè)比較常用的某類250 g小型塑料注塑機(jī)的液壓系統(tǒng)原理圖，其動作循環(huán)見表1所示。

2 注塑機(jī)故障樹的建立

2.1 故障樹分析法的基本概念

故障樹分析法是一種需要整體、綜合、定量地考慮系統(tǒng)異常行為的系統(tǒng)方法［3］。故障樹是圍繞特定的系統(tǒng)故障，逐層分析，將系統(tǒng)可能出現(xiàn)故障的基本原因與故障之間的邏輯關(guān)系連成樹狀的邏輯圖，從而有利于快速準(zhǔn)確的查找系統(tǒng)的故障和薄弱環(huán)節(jié)，便于設(shè)備的故障診斷，也可用于分析和預(yù)測系統(tǒng)產(chǎn)生的故障原因以便于進(jìn)行改進(jìn)系統(tǒng)。

圖2 注塑機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖

表1 電磁鐵動作表

2.2 故障樹分析原理

如圖3所示，在建立故障樹之前，必須首先熟悉設(shè)備的系統(tǒng)工作原理，全面分析系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障形式。將采集到的常見故障類型作為頂事件建立故障樹模型。隨后進(jìn)行故障樹定性分析，根據(jù)故障出現(xiàn)路徑逐步建立故障樹的最小割集。

圖3 故障樹分析原理圖

設(shè)備故障樹建立后，還可幫助企業(yè)維護(hù)人員進(jìn)行分析，對設(shè)備相應(yīng)的薄弱環(huán)節(jié)增加關(guān)注度，起到預(yù)測、診斷故障和指導(dǎo)設(shè)備運(yùn)行的作用，從而提高設(shè)備的可靠性。

2.3 注塑機(jī)故障樹的建立

要建立注塑機(jī)的故障樹，首先應(yīng)系統(tǒng)了解注塑機(jī)系統(tǒng)的基本組成和工作原理，并熟悉整機(jī)的控制過程、各個元器件的作用和元件之間的連接情況，再結(jié)合平時積累的維修管理經(jīng)驗(yàn)，對系統(tǒng)原理圖、電氣接線圖、控制邏輯流程圖等進(jìn)行綜合分析。

以注塑機(jī)合模注塑效果不理想作為頂事件，4種常見的故障模式為中間事件，循序漸進(jìn)地找出每層事件所有可能出現(xiàn)的原因，逐步分解到基本事件為止。圖4所示是注塑機(jī)合模注塑效果不理想的故 障樹圖。

圖4 注塑機(jī)合模注塑不理想故障樹圖

3 注塑機(jī)故障分析與排除

根據(jù)注塑機(jī)合模注塑不理想故障樹，故障的原因可能是機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)故障以及工藝參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)惹闆r造成的，一般按照“由簡到繁”的原則，進(jìn)行故障分析與排除［4］。

(1)機(jī)械部分的故障排查。主要排查合模連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動過程是否合適、固定模具的模板是否存在安裝不到位或者損壞、模具或者注塑材料內(nèi)是否有異物導(dǎo)致注塑問題產(chǎn)生、注塑機(jī)的機(jī)械保險是否存在異常等現(xiàn)象。

(2)電氣部分的故障排查。通過傾聽電磁閥的吸合聲音和用手觸摸電磁閥來排查電磁鐵是否損壞，排查行程開關(guān)能否吸合、附加繼電器和其他電器是否存在故障。

(3)液壓系統(tǒng)的故障排查。根據(jù)液壓原理圖，要分析合模注塑不理想是模鎖增壓無力還是塑料充不滿模腔造成的，可以分別對照故障樹圖逐步檢查各個液壓元器件，排除故障所在。

(4)工藝參數(shù)設(shè)置不當(dāng)。注塑不理想也極有可能是因?yàn)樽⑺芄に噮?shù)設(shè)置不當(dāng)造成的，可以通過調(diào)整低壓位置、壓力、速度和時間等參數(shù)來改變注塑工藝。

注塑機(jī)的故障一般比較復(fù)雜，故障判斷模糊，一時很難區(qū)分是機(jī)械故障、電氣故障還是液壓故障，所以在維修過程中，維修思路通常是逐步分析電路、油路、機(jī)械部件動作過程是否失靈。而調(diào)校工作則反過來進(jìn)行，如機(jī)械動作和鎖模壓力出現(xiàn)故障，可首先排查油路和電路，如電路輸出正常，則調(diào)校油路閥。若油路能正常工作則調(diào)校電路。最后進(jìn)行統(tǒng)調(diào)，但三者關(guān)系相互依賴、相互控制。正確使用儀器儀表、調(diào)校檢測電路，檢修油路，調(diào)試機(jī)械部分的位置及動作，是判斷故障的重要手段［5］。在維修過程中，要利用眼看、耳聽、手摸、鼻聞和嘴問等方法充分收集注塑機(jī)的有關(guān)資料，對照故障樹分析注塑機(jī)的運(yùn)行動作及其表現(xiàn)狀況，推斷出與其相關(guān)的機(jī)械、電氣和液壓部分是否工作正常［6］。

4 結(jié)束語

注塑機(jī)的維修必須要有深厚的專業(yè)知識和一定的認(rèn)識深度，維修不僅要能及時處理當(dāng)前的故障，還要能對故障進(jìn)行有效防范，進(jìn)行預(yù)防性的保養(yǎng)與維護(hù)，讓問題在萌芽狀態(tài)還未出現(xiàn)故障停機(jī)時就解決掉。實(shí)踐證明，故障樹分析法是對復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行故障排除直至維修成功的一種好方法，用它來預(yù)測和診斷故障、甚至指導(dǎo)設(shè)備的正常運(yùn)行同樣能收到良好的效果。

［1］王宏穎，彭二寶.注塑機(jī)常見故障及維修方法［J］.液壓與氣動，2011(1):100－102.

［2］周士昌.液壓系統(tǒng)設(shè)計［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004:18－22.

［3］賈雪峰.故障樹分析法在門式起重機(jī)維修中的應(yīng)用［J］.機(jī)電工程技術(shù)，2012(1):72 －74.

［4］魏廣華，張玉峰.利用故障樹排除攤鋪機(jī)料斗不能合攏故障［J］.建筑機(jī)械，2009(9):107－108.

［5］馬希望.淺談注塑機(jī)的維修［J］.致富時代，2010(9):291.

［6］陳德億.注塑機(jī)故障維修［J］.機(jī)械工人，2003(12):39－40.