石蠟低位碼垛機(jī)故障淺析

張海飛(蘭州石化公司煉油廠，甘肅 蘭州 730060)

1 故障分析

根據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，碼垛機(jī)故障主要集中在多氣缸故障，傳動(dòng)系統(tǒng)故障和光電控制及PLC 程序控制故障等三個(gè)方面。為了徹底解決設(shè)備運(yùn)行難題，車間領(lǐng)導(dǎo)和專業(yè)技術(shù)人員堅(jiān)守現(xiàn)場(chǎng)查找問(wèn)題，并聯(lián)系維護(hù)保運(yùn)單位共同配合，以期徹底解決問(wèn)題。

2 碼垛機(jī)多氣缸故障

2.1 左右整形氣缸故障

碼垛機(jī)左右整形氣缸為雙氣缸單推板的結(jié)構(gòu)形式（圖1），這樣的結(jié)構(gòu)形式，使得2組氣缸在不同步運(yùn)行的狀況下，極易形成不同大小的拉力，當(dāng)拉力過(guò)大時(shí)，2組氣缸運(yùn)行中相互別勁，造成氣缸活塞桿或前推板斷裂，給安全操作和正常生產(chǎn)帶來(lái)極大的隱患。

圖-1 雙氣缸單推板的結(jié)構(gòu)形式（左右整形氣缸）

經(jīng)分析研究，決定對(duì)左右整形方式進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，將原雙氣缸單推板結(jié)構(gòu)形式，變更為單氣缸單推板整形方式。

原氣缸型號(hào)為：SC63×200S 時(shí)，在裝置儀表風(fēng)壓力為0.4～0.6 MPa下，經(jīng)過(guò)計(jì)算可得單個(gè)氣缸的水平推力為（0.7為折算系數(shù)）：

所以，雙氣缸的水平推力為：

F2=2*F1=（1744～2616）N

為保證氣缸水平推力一樣，經(jīng)過(guò)重新反算可知，所需同樣大小推力狀況下的最小缸徑為：

根據(jù)上述計(jì)算式可知，重新選用的單氣缸在同樣的工況下，缸徑最小要選擇74.53 mm。經(jīng)與氣缸廠家溝通，最終選擇缸徑為80mm的左右整形氣缸，型號(hào)為：SC80×350S。

由于單氣缸在前推板重力的作用下，徑向穩(wěn)定性較差，會(huì)產(chǎn)生徑向力，在氣缸往復(fù)運(yùn)行時(shí)，絲桿會(huì)朝重力大的一面旋轉(zhuǎn)，這樣將帶來(lái)新的左右整形故障，所以還需增加氣缸導(dǎo)桿和定位裝置（圖-2）。

圖-2 氣缸導(dǎo)桿和定位套裝配圖

2.2 推包機(jī)氣缸故障

和左右整形氣缸的情況類似，2 組推包氣缸在同一推板的作用下，在運(yùn)行過(guò)程中也非常容易相互別勁，極易造成氣缸活塞桿或前推板斷裂，給安全操作和正常生產(chǎn)帶來(lái)極大的隱患。

現(xiàn)需要對(duì)推包氣缸推板進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，變雙氣缸單推板推包方式為雙氣缸雙推扳的推包方式；為節(jié)約成本，考慮選擇在保留原有氣缸不變的情況下，只需重新設(shè)計(jì)制作推板和徑向支撐輥即可。

作為日后可選擇更換配件的氣缸，經(jīng)計(jì)算可知，最小可選擇缸徑為39.5mm的氣缸，計(jì)算過(guò)程如下：

經(jīng)過(guò)與廠家溝通，此工況下可選擇的氣缸型號(hào)為：SC40×800S。與原SC63×800S的氣缸相比，可有效降低備件氣缸的采購(gòu)成本。

2.3 垛盤倉(cāng)底氣缸故障

碼垛機(jī)垛盤倉(cāng)由于底部的4 個(gè)氣缸不同步，經(jīng)常造成托盤托板上升和下降時(shí)不平、傾斜，進(jìn)而影響蠟盤孔和托盤叉錯(cuò)位，出現(xiàn)卡托盤的現(xiàn)象，導(dǎo)致托盤無(wú)法正常輸出，給安全操作和正常生產(chǎn)帶來(lái)極大的隱患。碼垛機(jī)托盤庫(kù)機(jī)構(gòu)示意圖如下（圖-3）：

圖-4 碼垛機(jī)托盤庫(kù)機(jī)構(gòu)示意圖

垛盤倉(cāng)底部的4 個(gè)氣缸型號(hào)為：SC100×300S，在裝置儀表風(fēng)壓力為0.4～0.6 MPa下，經(jīng)過(guò)計(jì)算可得單個(gè)氣缸的徑向推力為（0.7為折算系數(shù)）：

所以，4氣缸的徑向推力為：

F4=4*F3=（8792～13188）N

為保證氣缸徑向推力一樣，經(jīng)過(guò)重新反算可知，所需氣缸的最小缸徑為：

根據(jù)上述計(jì)算式可知，重新選用的單氣缸在同樣的工況下，缸徑最小要選擇167.33 mm。經(jīng)與氣缸廠家溝通，最終選擇缸徑為200mm 的垛盤倉(cāng)底部氣缸，型號(hào)為：CDS1GN200-WAX0109-300-M9BL。

由于大直徑單氣缸在上部推板重心不均勻的作用力下，水平方向穩(wěn)定性會(huì)變的較差，運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生水平方向的力，在氣缸上下往復(fù)工作時(shí)，推板會(huì)朝重心偏移的方向水平旋轉(zhuǎn)，這樣會(huì)使氣缸的推板在旋轉(zhuǎn)時(shí)極易卡在托盤庫(kù)框架上，造成氣缸本體損壞，形成新的設(shè)備故障，所以還需增加氣缸導(dǎo)向裝置。

為節(jié)約成本和方便設(shè)計(jì)，考慮選擇利用原有氣缸作為導(dǎo)向裝置，在儀表風(fēng)線不接的前提下，只需固定原有氣缸即可達(dá)到新氣缸的導(dǎo)向作用。

3 傳動(dòng)系統(tǒng)故障

3.1 小車運(yùn)行故障

碼垛機(jī)小車皮帶在小車運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)跑偏的情況，極易造成皮帶單側(cè)撕裂，影響正常生產(chǎn)，經(jīng)分析研究，決定對(duì)小車皮帶前后傳動(dòng)輥進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，制作加裝皮帶限位輥，軸向、徑向調(diào)節(jié)螺栓（圖-4），確保皮帶在安全可控范圍內(nèi)運(yùn)行，徹底減少小車運(yùn)行故障。

圖-4 限位輥，軸向、徑向調(diào)節(jié)螺栓

改造后，小車皮帶在正常運(yùn)行時(shí)，跑偏的情況發(fā)生率較小，如發(fā)現(xiàn)跑偏時(shí)，根據(jù)位移量大小，只需輕松調(diào)節(jié)軸向或徑向調(diào)節(jié)螺栓即可將跑偏的皮帶調(diào)整過(guò)來(lái)。

3.2 龍門升降系統(tǒng)故障

由于龍門架徑向軌道上左右只有一套定位機(jī)構(gòu)，小車上滿蠟包（4 袋蠟包200kg）后，會(huì)沿徑向軌道上下反復(fù)運(yùn)動(dòng)，原定位軸套在這種反復(fù)運(yùn)動(dòng)中受力較大，容易造成軸承損壞，間接導(dǎo)致龍門架傾倒顛覆，給安全操作和正常生產(chǎn)帶來(lái)極大的隱患。

經(jīng)過(guò)深入的原因分析，決定對(duì)升降機(jī)升降系統(tǒng)進(jìn)行改造，在龍門架的左右軌道上各加裝一套定位偏心軸承（圖5），既方便調(diào)節(jié)又可以有效解決原有軸承受力過(guò)大的問(wèn)題，提高了升降機(jī)平臺(tái)的穩(wěn)定性，減少運(yùn)行故障的發(fā)生。

圖-5 定位軸承加裝前后示意圖

4 結(jié)語(yǔ)

此次對(duì)石蠟裝置低位碼垛機(jī)的改造，是在石蠟成品銷售整體劃歸中國(guó)石油西北化工銷售的背景下進(jìn)行的，這樣的改造，既提高了設(shè)備的長(zhǎng)周期運(yùn)行能力，也有效的增加了石蠟的產(chǎn)量，為車間及煉廠總體效益的提升提供了強(qiáng)有力的保障。