條并卷聯(lián)合機故障分析及排除方法

張慶軍，吳月榮，陳改玲，楊效青，程桂芳

(東營市宏遠(yuǎn)紡織有限公司，山東 東營 257500)

0 引言

國產(chǎn)條并卷聯(lián)合機可實現(xiàn)自動化運行，具有故障診斷和自動報警等功能，觸摸屏式人機界面操控過程簡單、可視和智能，可顯示當(dāng)前工作狀態(tài)并進行產(chǎn)量統(tǒng)計，在線數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)可實現(xiàn)速度、工藝參數(shù)在線設(shè)定，方便維修與操作。條并卷聯(lián)合機以可編程控制器(PLC)作為控制中心，以變頻電機作為驅(qū)動，以傳感器、動作開關(guān)作為狀態(tài)檢測裝置，通過人機界面調(diào)節(jié)各種工藝參數(shù)的輸入信號至可編程控制器，由可編程控制器對輸入信號進行智能判斷，輸出動作指令有序控制并規(guī)范電磁閥、氣控閥、氣缸等控制執(zhí)行部件。由于這些控制部件多且雜，機械、電氣、氣控元件動作結(jié)合點多且密切關(guān)聯(lián)，稍有不良就會引發(fā)各種故障，且維修時故障原因很難判斷[1];因此，維護人員要全面掌握條并卷聯(lián)合機構(gòu)造原理，熟知機械、電氣、氣控元件故障成因，才能根據(jù)不同故障類型采取快速維修方法，減少故障維修時間，保證設(shè)備完好運轉(zhuǎn)。

條并卷聯(lián)合機故障一般分為電氣故障、氣動部件故障和機械故障3種。

1 電氣故障及檢修點

1.1 顯示屏故障

經(jīng)常性黑屏故障。檢修點：牽伸保護接點絕緣套破裂短路，檢查各線路接點更換破損絕緣套；接線盒上插頭或插座引腳短路，逐個插拔插頭排查，檢查引腳接線。

1.2 變頻器故障

變頻器是由IC、電阻、電容、晶體管等電子元件及冷卻風(fēng)扇、繼電器等眾多零件組成。這些零件即使在正常環(huán)境中運行，若超過使用年限也易發(fā)生故障。如變頻器的工作溫度為-10 ℃～+50 ℃，相對濕度小于90%，而棉紡車間溫度高、濕度大、短絨塵屑多，所以飛入變頻器的短絨、塵屑需要定期清理、保持干凈，否則會影響變頻器散熱，造成其發(fā)熱損壞。

檢修點：檢查變頻器鍵盤面板顯示是否正常；檢查變頻器是否有異常噪聲、振動和異臭；檢查變頻器風(fēng)扇是否正常以及有無積花；需打開外蓋檢查時，必須先切斷電源，但濾波電容器上仍有充電電壓，需先放電一段時間、等充電指示燈熄滅后方可去掉外蓋檢修。

1.3 電磁閥故障

國產(chǎn)FA系列條并卷設(shè)備中配有多種電磁閥。作為動作執(zhí)行部件，受控于PLC的動作指令，電磁閥工作時一般處于打開或關(guān)閉狀態(tài)；氣動電磁閥的閥芯位置是由線圈通電后產(chǎn)生磁力控制閥芯規(guī)范工作，在不同工作狀態(tài)中，通過電磁閥控制各氣動部件，利用電磁閥在打開時持續(xù)給氣，使各氣動執(zhí)行件內(nèi)部產(chǎn)生壓力，受壓氣缸活塞推動活塞桿做往復(fù)運動，準(zhǔn)確完成機械要求的各項規(guī)范動作指令。電磁閥故障點一般有：線路、線圈受熱燒損，閥體氣路堵塞，電磁閥及相關(guān)元件漏氣，等。

檢修點：檢查電磁閥通電后的工作狀態(tài)、信號輸出、信號輸入是否正常；主氣路供給管道中含有雜質(zhì)、壓縮空氣含水分過多，會造成電磁閥體內(nèi)孔堵塞或密封環(huán)腐蝕老化；固定螺絲松動；時刻保持氣泵房內(nèi)壓縮空氣干燥潔凈、壓力穩(wěn)定，各氣路管道盡可能選擇優(yōu)質(zhì)且不易生銹管材，以免產(chǎn)生雜質(zhì)造成電磁閥或氣動閥堵塞。

1.4 傳感器故障

1.4.1光電傳感器是利用光的各種性質(zhì)，檢測有無受控元件及其表面狀態(tài)變化，主要分為反射式和對射式。

反射式光電傳感器是由發(fā)光的投光部與接受光線的受光部構(gòu)成，如果投射光線因監(jiān)測物體不同而被遮掩或出現(xiàn)反射，到達受光部的距離因異物影響發(fā)生變化就會被傳感器檢測出，傳感器將檢測出的實物變化及時轉(zhuǎn)換成電氣信號后，快速傳遞給工控系統(tǒng)[2]。

檢修點：反復(fù)調(diào)整光電傳感器安裝位置，確保棉條從檢測區(qū)內(nèi)順利通過，傳感器檢測面應(yīng)經(jīng)常用軟織物進行清潔，防止飛花和灰塵污染。

1.4.2動態(tài)光電傳感器可檢測物體在運動中的工作形態(tài)，此裝置在條并卷聯(lián)合機的喂入棉條檢測中被廣泛采用。FA368型條并卷聯(lián)合機采用GD-5822B型光電檢測器，該傳感器具有輸出短路保護和喂入棉條動態(tài)、靜態(tài)的自動監(jiān)測功能，檢測距離為8 mm，當(dāng)喂入棉條斷條或斷條后棉條在光電監(jiān)測中靜止不動時會報警停車，確保喂入棉條根數(shù)正確。

檢修點：反復(fù)調(diào)整動態(tài)傳感器安裝位置，確保喂入棉條能從檢測區(qū)內(nèi)順利通過，應(yīng)經(jīng)常檢查傳感器安裝位置有無偏離、松動、歪斜，是否有飛花、塵屑等雜物粘附、積聚，用軟織物進行清潔，避免造成傳感器監(jiān)測點損傷而影響檢測靈敏度。

1.4.3磁感應(yīng)傳感器主要檢測磁性介質(zhì)，一般用于檢測氣缸運行位置，使用時應(yīng)使其接觸面緊貼氣缸壁，保證檢測效果可靠。

檢修點：應(yīng)經(jīng)常檢查磁感應(yīng)傳感器磁力檢測點位置正確，保證傳感器無積花、塵屑。

1.4.4壓力傳感器以膜片裝置為媒介，用感應(yīng)元件對氣體和液體壓力進行測量，并轉(zhuǎn)換成電氣信號進行輸出。

檢修點：壓力值按技術(shù)要求設(shè)定，不可過大，以免損壞壓力傳感器，按時清潔、保持無塵屑積花。

以陜西恒鑫精密紡織機械有限公司(中國)HXFA368型條并卷聯(lián)合機為例：全機采用28套光電傳感器、22套不同種類的接近開關(guān)和磁感應(yīng)傳感器做為信號檢測點，控制18個執(zhí)行氣缸進行工作；采用可編程控制器(PLC)作為控制中心，控制全機各種復(fù)雜程序及各部件動作的正確指令，并把傳感器在線監(jiān)測的結(jié)果快速轉(zhuǎn)換為輸入信號及時上傳至編程控制器，編程控制器對輸入信號做出智能判斷，下達輸出動作指令控制氣動執(zhí)行元件做規(guī)范化動作。如出現(xiàn)異常及設(shè)備動作故障，會在人機界面顯示屏中顯示，方便維修人員快速處理。

2 氣動部件故障及檢查點

2.1 氣缸故障

氣缸是條并卷聯(lián)合機氣動控制中的執(zhí)行部件，其作用是把壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機械動能，通過氣缸活塞運動來驅(qū)動機械作直線往復(fù)運動、擺動或旋轉(zhuǎn)運動；條并卷聯(lián)合機中多采用雙作用單活塞桿氣缸，其原理均是利用壓縮空氣使活塞做往復(fù)運動。工作氣缸的主要故障點為密封圈磨損或者損壞，使機械自動控制失效。密封圈多用在缸蓋、氣缸兩端、活塞與活塞桿處，由于活塞桿在缸體內(nèi)壁做頻繁的往復(fù)動作，使密封圈因長期摩擦而損壞，造成氣缸泄漏，影響氣缸規(guī)范動作的精準(zhǔn)度，嚴(yán)重時甚至無法正常完成氣缸規(guī)定動作。處理故障時，需要對故障氣缸進行快速判斷、拆裝維修，清除缸體內(nèi)雜質(zhì)，按規(guī)格更換密封圈(環(huán))，安裝時缸筒內(nèi)要加適量氣缸油脂，盡量減少內(nèi)摩擦；上機安裝前要進行通氣試驗，檢查整修后的氣缸是否存在內(nèi)漏和外漏問題。

檢修點：檢查各氣缸工作狀態(tài)、缸體有無漏氣、氣缸接頭與氣路管密封狀況、氣缸檢測信號位置是否正確等；定期清理氣缸表面及活塞桿處積花、塵雜。

2.2 氣控閥故障

氣動控制元件通過改變壓縮空氣的流向、壓力和流量實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)的規(guī)定運動，如條并卷聯(lián)合機氣動控制裝置中的減壓閥、安全閥和氣控閥等。減壓閥也稱調(diào)壓閥，是減壓和穩(wěn)壓的控制元件，加裝水分過濾裝置后通常被稱為復(fù)合式減壓閥。安全閥也稱溢流閥，是防止氣動裝置和氣壓超過設(shè)定值而起保護作用的壓力控制閥。氣控閥種類很多，按壓差控制可分二位三通閥、二位五通閥等，按動作可分為電控閥、手控閥、機控閥，而電控閥又分為常通式和常閉式2種。執(zhí)行元件(氣缸)通常只有通過氣控閥才能進行工作。氣控閥分類及動作狀態(tài)見表1。

表1 氣控閥分類及動作狀態(tài)

檢修點：檢查各種氣控閥的動作狀態(tài)、閥體密封有無內(nèi)泄或外漏，定期清潔各控制閥，掌握各氣控閥的功能原理、動作技術(shù)要求以及氣控裝置的故障原因，及時排除故障隱患，保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。

3 機械故障及平時檢修點

3.1 夾盤上升1 mm故障

3.1.1故障表現(xiàn)：送完空管后，夾盤上升1 mm動作未實現(xiàn)，導(dǎo)致自動動作停止。

3.1.2檢修點：反壓太大，適當(dāng)調(diào)小反壓數(shù)據(jù)；比例閥氣缸上的白色滑套磨損嚴(yán)重，更換滑套；F4電磁閥損壞，更換并檢查與其相連的氣管是否漏氣，如有漏氣則更換氣管；調(diào)節(jié)送空管氣缸上的節(jié)流閥或增大送空管超時設(shè)定時間，將送空管時間延長3 s～5 s。

3.2 經(jīng)常性無故障停車

3.2.1故障表現(xiàn)：經(jīng)常性無故障停車。

3.2.2檢修點：牽伸壓輥位置檢測調(diào)節(jié)不合適，瞬間棉網(wǎng)過厚或過薄導(dǎo)致停車，調(diào)整傳感器感應(yīng)距離，使其距感應(yīng)片1 mm，且感應(yīng)面積約為傳感器端面面積的1/3；安全門行程開關(guān)調(diào)節(jié)不合適，設(shè)備運行中偶爾振動會導(dǎo)致行程開關(guān)瞬間斷開使設(shè)備停止運行，當(dāng)調(diào)整設(shè)備停止后，行程開關(guān)又瞬間閉合使觸摸屏無法顯示故障，應(yīng)檢修、調(diào)整行程開關(guān)安裝位置，確保不松動、感應(yīng)信號靈敏。

3.3 棉卷夾盤夾空管故障

3.3.1故障表現(xiàn)：在自動落卷過程中，夾盤未能在規(guī)定的時間內(nèi)打開或關(guān)閉，造成自動動作停止。

3.3.2檢修點：檢查左右夾盤輸出、輸入氣管是否破損；檢查氣路縮頸頭聯(lián)接處有無松動；檢查電磁閥是否損壞，導(dǎo)致氣控閥換位不準(zhǔn)確；檢查氣缸活塞桿動作是否受阻；檢查夾盤、夾管位置是否不正或筒管變形；檢查夾盤氣缸內(nèi)的密封圈(環(huán))是否老化破損、氣管是否破裂漏氣(夾盤氣缸有漏氣聲或當(dāng)夾盤打開或關(guān)閉時，該氣缸及氣管處排氣量劇增)。

維修夾盤氣缸時，必須嚴(yán)格按照本工序安全操作要求進行，同時注意拆裝順序：將夾盤上升到高位并固定后，用專用工具拆卸夾盤，然后松開氣缸固定螺栓，將氣缸整體拆下，在缸體和缸蓋上做好標(biāo)記，然后按順序依次分解；該氣缸密封圈為硬質(zhì)有機材料，較難套于活塞桿上，可先用潤滑油脂或肥皂水潤滑氣缸和密封圈，以免更換操作不當(dāng)易造成密封圈(環(huán))表面劃傷或新件損壞；單向密封圈安裝，要注意裝配方向正確，最好在拆卸時做好標(biāo)記以免裝反；氣缸按順序裝校完成并聯(lián)接氣管后，將夾盤氣缸放于水中，手動測試氣缸打開、閉合動作以檢查新裝氣缸有無漏氣問題，確定缸體動作完好后，將氣缸上車固定到規(guī)定位置，重新調(diào)整夾盤高低位置，確保夾盤在打開、閉合時筒管無夾偏問題。

3.4 夾盤上升到高位時動作停止故障

3.4.1故障表現(xiàn)：達到滿卷定長時，夾盤上升到最高點、動作停止，設(shè)備無法進入下一程序。

3.4.2檢修點：棉卷夾盤上升超時時間一般設(shè)定為3 s～10 s，超時會報警停車，檢查上升氣路是否漏氣；適當(dāng)延長夾盤上升超時時間，檢查總氣路壓力是否滿足開車要求；夾盤上升限位傳感器位置過高或傳感器有異物遮擋，夾盤升到高位后傳感器感應(yīng)不到，適當(dāng)降低上升限位傳感器的感應(yīng)位置，定期清潔傳感器；夾盤下降控制電磁閥損壞，在上升到高位時，電磁閥轉(zhuǎn)換失效，檢查電磁閥是否完好，閥體內(nèi)有無異物造成氣孔堵塞，定期檢查電磁閥及氣控部件工作狀態(tài)，保證供氣氣源潔凈。

3.5 夾盤開閉動作不一致

3.5.1故障表現(xiàn)：在自動運轉(zhuǎn)時，1個或2個夾盤未能在規(guī)定時間內(nèi)打開或一邊快、一邊慢。

3.5.2檢修點：檢查總氣路壓力不小于0.6 MPa；逐項排除夾盤氣缸密封圈損壞、氣管架破裂出現(xiàn)泄漏、氣管有異物堵塞、氣缸電磁閥動作受阻或電磁閥線圈損壞、節(jié)流閥氣壓調(diào)節(jié)不當(dāng)、左右氣缸內(nèi)有污物導(dǎo)致活塞桿動作受阻等情況；及時更換問題氣缸密封件、氣動元件、氣管，確保電磁閥動作良好，調(diào)整節(jié)流閥氣壓，按順序拆卸氣缸并清理氣缸內(nèi)雜物。

3.6 送空管上升故障

3.6.1故障表現(xiàn)：空管上升未達到設(shè)定位置，有時上升后偏斜，夾盤閉合時將空管夾偏，造成自動功能失靈。

3.6.2檢修點：送空管上升位置不正確，空管上升支架位置過高或過低；左右夾盤位置不同軸；送空管氣缸及電磁閥控制不良，送空管架變形開焊、送空管架左右高低不一致；送管速度過快或過慢，導(dǎo)致筒管未達到預(yù)定位置。調(diào)節(jié)空管夾持位置，保證空管與棉卷羅拉間隙為1 mm，整修變形上空管架或更換新件，調(diào)節(jié)氣缸節(jié)流閥的氣壓大小，確保送管架上升、下降動作輕柔，避免因動作過大而導(dǎo)致送管架變形開焊。

3.7 機后棉條斷條或涌條故障

3.7.1故障表現(xiàn)：機后牽伸與臺面壓輥出現(xiàn)牽伸不良，呈波浪式運轉(zhuǎn)。

3.7.2檢修點：定期檢查傳動帶松緊，不當(dāng)時應(yīng)及時調(diào)節(jié)；保持傳動帶及傳動輪上無油污及棉蠟，避免沾污打滑；杜絕牽伸齒輪箱軸承損壞而造成的箱體密封圈變形、損壞，否則會出現(xiàn)漏油；定期檢查傳動帶運行狀態(tài)，對齒輪箱結(jié)合揩車檢修時定期清潔棉蠟；杜絕各傳動機件運轉(zhuǎn)不良、羅拉膠輥速度不同步、有斷棉網(wǎng)問題[3]；檢查各傳動軸、輪、軸承、萬向軸節(jié)是否正常，如有異常立即更換；檢查羅拉膠輥隔距是否走動，如有用隔距塊重新校正；檢查氣動加壓部件是否正常，加壓氣囊是否漏氣，如有異常更換新件。

3.8 滿卷時機后斷條或涌條故障

3.8.1故障表現(xiàn)：在自動換卷時，機后出現(xiàn)斷條、涌條問題，重新接頭后又在下次動作時重復(fù)出現(xiàn)此故障。一般原因是由于條并卷傳動系統(tǒng)中的 2個電磁離合器出現(xiàn)故障，在受電狀態(tài)下吸合不緊密、斷電脫開時有粘連。

3.8.2檢修點如下所述。

a) 一般維修方法：清洗電磁離合器，檢查電磁線圈是否燒損、軸承是否缺油損壞、吸合面是否不良，如有異常則進行部分維修或更換新電磁離合器。

b) 替換改造維修方法：由于這2種離合器使用壽命短、故障率高，間隙調(diào)節(jié)費時費力，故對其進行替換改造，將原機的摩擦片式和齒輪式電磁離合器均改為干式單片電磁離合器。干式單片電磁離合器的特點如下：① 扭力傳遞快、動作響應(yīng)速度高；② 散熱性好，高頻率、高能量工況下使用耐久性強；③ 屬于滾柱軸承內(nèi)藏的磁場線圈靜止形，組裝維護時無需將中蕊裝置取出也不必利用碳刷，使用維修簡單；④ 動作確實，使用板狀彈片，雖有強烈振動亦不會產(chǎn)生松動，耐久性佳。改造單片吸合式電磁離合器后故障明顯減少，更換維修方便，效果良好。

4 結(jié)語

國產(chǎn)系列條并卷聯(lián)合機自動化、一體化水平高，自動監(jiān)控能力強，利用傳感器準(zhǔn)確監(jiān)測、控制各氣控元件準(zhǔn)確動作，所以正確信號的輸出、輸入是設(shè)備有效控制自動動作完成的關(guān)鍵；若某動作傳感器位置不正確、電磁閥動作不到位、氣動元件動作異常，均會導(dǎo)致自動動作在某個動作位失靈而使自動程序無法進行。日常維護要從設(shè)備的基礎(chǔ)管理做起，將周期維護與狀態(tài)維護相結(jié)合，認(rèn)真檢修、細(xì)心保養(yǎng)，盡量減少保養(yǎng)漏點。同時，加強崗位技能培訓(xùn)，讓員工熟練掌握機械、電氣及氣動元件構(gòu)造原理，全面了解各種故障成因，準(zhǔn)確快速找到故障原因，并根據(jù)維修技術(shù)要求，熟練排除各種隱性故障，不斷創(chuàng)新改造，確保設(shè)備高效完好運轉(zhuǎn)，以滿足高速高效生產(chǎn)需求。