數(shù)控螺旋壓力機(jī)下頂料裝置的故障分析與改進(jìn)

趙永生，李成榮，白光明，田 忠，張 瑋

（內(nèi)蒙古第一機(jī)械集團(tuán)股份有限公司，內(nèi)蒙古包頭 014032）

0 引言

數(shù)控螺旋壓力機(jī)是內(nèi)蒙古第一機(jī)械集團(tuán)股份有限公司1989 年從德國SPS 公司引進(jìn)的大型數(shù)控設(shè)備，該設(shè)備承擔(dān)著集團(tuán)公司車輛曲軸的加工生產(chǎn)任務(wù)，是集團(tuán)公司數(shù)控設(shè)備的關(guān)重設(shè)備。在設(shè)備使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)下頂料桿無動作、控制與反饋線路有斷路、位置反饋單元報警，嚴(yán)重影響設(shè)備使用及零部件的生產(chǎn)加工，分析數(shù)控螺旋壓力機(jī)下頂料故障產(chǎn)生的主要原因，制定解決改進(jìn)措施并通過國產(chǎn)化改造，成功地解決了數(shù)控螺旋壓力機(jī)下頂料故障。

1 設(shè)備故障狀態(tài)調(diào)查

1.1 數(shù)控螺旋壓力機(jī)下頂料桿故障統(tǒng)計

數(shù)控螺旋壓力機(jī)下頂料桿故障頻數(shù)和其他故障頻數(shù)對比柱狀圖如圖1 所示。

圖1 壓力機(jī)下頂料桿故障頻數(shù)和其他故障頻數(shù)

1.2 下頂料桿故障頻數(shù)占總故障頻數(shù)（圖2）

圖2 下頂料桿故障頻數(shù)

從折線圖可以算出下頂料桿故障率高達(dá)71.39%。

2 原因分析

2.1 因果分析樹圖

引起設(shè)備故障的原因較多，分析發(fā)生故障的原因并確認(rèn)關(guān)鍵原因?，F(xiàn)場進(jìn)行檢查和測試，繪制出的因果分析樹如圖3所示。

圖3 因果分析樹

2.2 要因分析（表1）

表1 要因分析

3 改進(jìn)措施

3.1 清理下頂料桿底座內(nèi)的石墨粉

由于該機(jī)床是用石墨粉對原材料進(jìn)行防粘處理并且用氣、水混合物對機(jī)床進(jìn)行降溫，因此長期積累的石墨粉沖刷到下頂料桿底座內(nèi)，致使下頂料桿被石墨粉堵死，不能自由上升或下降，將石墨粉清理干凈并對下頂料桿底座側(cè)面增加護(hù)罩，以保證石墨粉不再進(jìn)入下頂料桿底座內(nèi)，下頂料桿改進(jìn)前后如圖4 所示。

圖4 下頂料桿改進(jìn)前后

3.2 測量編碼器反饋線并重新焊接插頭

該機(jī)床的下頂料桿位置反饋編碼器在機(jī)床下頂料桿底座的側(cè)面安裝，由于該機(jī)床長期用石墨粉對原料進(jìn)行防粘處理并用氣水混合物對機(jī)床進(jìn)行降溫，使得編碼器長期被水與石墨混合物浸泡，導(dǎo)致編碼器反饋線腐蝕斷路。測量該反饋線路，確定斷路線號，重新將線路與插頭進(jìn)行焊接如圖5 所示。

圖5 編碼器插頭接線圖

3.3 進(jìn)行電氣改造

由于該機(jī)床下頂料桿位置反饋編碼器長期被水腐蝕并受高溫影響。已失去其測量功能。因此在保證該編碼器在上電檢測當(dāng)前位置正確的前提下對其運動時的測量功能進(jìn)行改造。具體步驟如下：

3.3.1 繪制改造電氣圖及PLC 手動程序圖

通過仔細(xì)研究原下頂料桿的電氣圖、程序控制圖、液壓原理圖，掌握其工作原理及保護(hù)措施后，繪制了下頂料桿的改造電路如圖6 所示，手動操作程序如圖7 所示。

圖6 下頂料桿的改造電路

圖7 手動操作程序

X100：下頂料桿上升按鈕K1

X101：下頂料桿下降按鈕K2

X102：上升到位感應(yīng)開關(guān)B1

X103：下降到位感應(yīng)開關(guān)B2

X104：滑塊下降按鈕

X105：滑塊下降腳踏開關(guān)1

X106：滑塊下降腳踏開關(guān)2

Y500：下頂料桿上升電磁閥

Y501：下頂料桿上升、下降加速電磁閥

Y502：下頂料桿上升、下降加速電磁閥

Y503：下頂料桿下降電磁閥

Y504：中間繼電器K3

Y505：中間繼電器K4

Y506：滑塊下降電磁閥。

3.3.2 改造電路的線路布置及與原電路的連接

為了不影響原機(jī)床的工作，在機(jī)床的電氣柜與控制面板及電氣柜與地坑內(nèi)下頂料桿之間重新布置兩根電纜。在控制面板處增加了一個手動控制下頂料桿上升（K1）、下降（K2）的手動按鈕控制單元盒，用手動按鈕直接控制由原PLC 控制的電磁閥Y42、Y43、Y44、Y45 動作，以達(dá)到下頂料桿的上升、下降，增加保護(hù)措施后的PLC 輸出如圖8 所示。

圖8 增加保護(hù)措施后的PLC 輸入接線

4 改進(jìn)效果

與改進(jìn)前相比，下頂料位置檢測準(zhǔn)確度完全符合加工要求如圖9 所示，曲軸單位數(shù)量生產(chǎn)時間如圖10 所示。

圖9 下頂料位置檢測準(zhǔn)確度

圖10 曲軸單位數(shù)量生產(chǎn)時間

5 結(jié)語

通過對下頂料裝置的技術(shù)改進(jìn)，可以有效提高設(shè)備加工生產(chǎn)的使用率，提高設(shè)備加工能力，同時也豐富了此類進(jìn)口設(shè)備的維修及改造經(jīng)驗，使用國產(chǎn)元器件、重新編輯控制程序?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)化改造可有效降低維修成本，也為其他類似設(shè)備的改造修理提供了很好的思路。