壓棒機(jī)異常停機(jī)分析及改進(jìn)

廉 超，田 浩，胡國(guó)汾

（山西昆明煙草有限責(zé)任公司卷包車間，山西 太原 030001）

Y80C-D 型壓棒機(jī)是目前煙草行業(yè)卷包車間主流的特種除塵設(shè)備[1]，在壓棒機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，液壓油溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致與液壓油接觸的部件溫度升高，誘發(fā)壓棒機(jī)異常停機(jī)，降低了設(shè)備的運(yùn)行效率[2-4]。結(jié)合企業(yè)和設(shè)備生產(chǎn)實(shí)際情況，在滿足生產(chǎn)及可靠性的同時(shí)，改進(jìn)了油冷卻循環(huán)系統(tǒng)，減少了因?yàn)樵撛蛟斐傻耐C(jī)次數(shù)，提高了生產(chǎn)效率。

1 Y80C-D 型壓棒機(jī)結(jié)構(gòu)組成及工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)組成

該種型號(hào)壓棒機(jī)由料倉(cāng)總成、續(xù)料機(jī)總成、層壓總成、液壓系統(tǒng)、機(jī)座、電器控制系統(tǒng)、液壓油油冷系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)等部分組成，如圖1 所示。液壓式壓棒機(jī)的核心是液壓系統(tǒng)，其液壓壓強(qiáng)最高可達(dá)25 MPa，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)液壓壓強(qiáng)為16 MPa。

圖1 壓棒機(jī)組成

1.2 工作原理

除塵器收集到的煙土廢料由螺旋輸送機(jī)或風(fēng)送管道送到Y(jié)80C-D 型液壓壓棒機(jī)的儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)。經(jīng)儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)的螺旋輸料機(jī)構(gòu)在減速電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下不停旋轉(zhuǎn)，將儲(chǔ)料倉(cāng)中的煙土廢料分送到左右2 個(gè)螺旋給料裝置的垂直料斗中，由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的水平螺旋輸送機(jī)間歇交替地再將這些煙土廢料送進(jìn)層壓總成的成型模腔內(nèi)，在層壓油缸和模套油缸共同作用下把煙土廢料擠壓成圓柱形密實(shí)塊狀。

1.3 液壓油冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)介

該型號(hào)壓棒機(jī)液壓油冷卻系統(tǒng)采用液壓油水冷，由循環(huán)冷卻水和油冷卻器組成。液壓油通過(guò)油冷卻器實(shí)現(xiàn)與冷卻水的冷熱交換，降低工作油溫度。

2 壓棒機(jī)停機(jī)機(jī)理研究

2.1 壓棒機(jī)停機(jī)原因調(diào)查分析

壓棒機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)異常停機(jī)現(xiàn)象，降低了生產(chǎn)效率，增加了能耗。經(jīng)過(guò)連續(xù)3 個(gè)月的跟蹤檢測(cè)排查，列出了壓棒機(jī)停機(jī)次數(shù)及停機(jī)原因，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。改造前停機(jī)原因及頻次調(diào)查如表1 所示。從表1 中可以看出，3 個(gè)月內(nèi)的停機(jī)總次數(shù)分別為19 次、17 次、20 次，在各個(gè)月中“液壓油溫度較高”是造成壓棒機(jī)停機(jī)的主要原因，因該原因造成的停機(jī)次數(shù)達(dá)46 次，在所有停機(jī)故障中占比達(dá)82%。壓棒機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，液壓油的合理溫度范圍為30～50 ℃[5-6]，從理論上分析，液壓油溫度長(zhǎng)期超標(biāo)會(huì)造成液壓油粘度下降，加快油的老化，使機(jī)構(gòu)各部件之間磨損加重，造成設(shè)備停機(jī)，因此控制液壓油溫度是改善Y80C-D 壓棒機(jī)停機(jī)次數(shù)的關(guān)鍵。

表1 改造前停機(jī)原因及頻次調(diào)查

2.2 液壓油溫度較高原因分析

結(jié)合車間生產(chǎn)實(shí)際與設(shè)備狀況，對(duì)造成液壓油溫度較高的原因進(jìn)行進(jìn)一步追蹤，匯總可能造成液壓油溫度高的因素如下，并逐一對(duì)其進(jìn)行分析：①生產(chǎn)環(huán)境溫度太高。壓棒機(jī)的適宜環(huán)境溫度為10～43 ℃，測(cè)量壓棒機(jī)生產(chǎn)環(huán)境壓棒間實(shí)際溫度發(fā)現(xiàn)，其實(shí)際工作溫度為36 ℃左右，符合要求。②冷卻系統(tǒng)作用不明顯。到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，利用液壓油溫度計(jì)對(duì)出油管溫度進(jìn)行測(cè)量，油管溫度為63 ℃時(shí)，回油管的溫度為56 ℃，冷卻系統(tǒng)降溫作用不明顯。③油壓不符合標(biāo)準(zhǔn)。觀察發(fā)現(xiàn)，機(jī)器運(yùn)行時(shí)壓力值穩(wěn)定在16 MPa，符合《Y80C-D 型層壓式液壓壓棒機(jī)使用說(shuō)明書》中的規(guī)定值。④油位較低。車間規(guī)定每個(gè)班次的操作及維修人員應(yīng)對(duì)油位進(jìn)行觀察，一般不會(huì)出現(xiàn)油位降低的現(xiàn)象。⑤液壓體系元件磨損。壓棒機(jī)維修人員定期對(duì)液壓元件進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)磨損會(huì)立即替換。在液壓系統(tǒng)其他元件正常工作情況下，初步推測(cè)，冷卻系統(tǒng)對(duì)油溫降低不明顯是造成液壓油溫度較高的原因。

連續(xù)幾日對(duì)出油口和回油口油溫進(jìn)行追蹤測(cè)量，結(jié)果如表2 所示。從表2 中發(fā)現(xiàn)，出油口與回油口油溫?zé)o明顯差異，說(shuō)明冷卻系統(tǒng)作用發(fā)揮不明顯，油溫長(zhǎng)期保持在50 ℃以上，對(duì)液壓系統(tǒng)其他元件造成了損害，誘發(fā)壓棒機(jī)異常停機(jī)。

表2 改造前液壓油溫度測(cè)量

3 壓棒機(jī)異常停機(jī)優(yōu)化改進(jìn)及效果

依據(jù)前文的分析結(jié)果，對(duì)引起Y80C-D 型壓棒機(jī)異常停機(jī)的（液壓油冷卻系統(tǒng)降溫作用不明顯）這個(gè)因素進(jìn)行改進(jìn)，并統(tǒng)計(jì)改善后壓棒機(jī)異常停機(jī)的數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)改善效果。

3.1 “液壓油冷卻系統(tǒng)作用不明顯”改善

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，車間壓棒機(jī)原有的冷卻系統(tǒng)中并沒有可有效對(duì)冷卻水進(jìn)行降溫的裝置，因此經(jīng)過(guò)多次循環(huán)后，冷卻水的換熱效果明顯下降，造成液壓油溫度升高，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)造成壓棒機(jī)異常停機(jī)。因此決定停用原有機(jī)型配置的液壓油水冷卻系統(tǒng)，接入動(dòng)力車間的空調(diào)循環(huán)冷卻水。通過(guò)管道改造，將動(dòng)力車間輸送來(lái)的空調(diào)冷卻水走向分為2 支，一支接入原機(jī)的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，將風(fēng)冷式冷卻器由原來(lái)的散熱工作變成制冷工作，釋放冷氣到壓棒間，進(jìn)一步降低壓棒間溫度，改善了壓棒機(jī)的工作環(huán)境；另一支冷卻水進(jìn)入原冷卻系統(tǒng)中的油冷卻器，與液壓油進(jìn)行能量置換，達(dá)到降低液壓油溫度的目的，最后通過(guò)水泵將冷卻水回流到空調(diào)冷卻水的循環(huán)管路中。

3.2 改造效果

改造完成后，連續(xù)多日追蹤冷卻系統(tǒng)降低油溫的效果，記錄回油口溫度，具體如表3 所示。經(jīng)過(guò)改造，冷卻系統(tǒng)將油溫穩(wěn)定控制在40 ℃左右，改造效果顯著。

表3 改造后液壓油溫度統(tǒng)計(jì)

連續(xù)3 個(gè)月對(duì)壓棒機(jī)的工作情況、停機(jī)頻次進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，繪制成表4。從表4 中可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)改造后，壓棒機(jī)停機(jī)次數(shù)明顯下降，因?yàn)椤耙簤河蜏囟雀摺痹斐傻耐C(jī)次數(shù)為2 次，比改造前下降了91%。

4 結(jié)論

此次研究針對(duì)Y80C-D 型壓棒機(jī)異常停機(jī)故障中占比較大的“液壓油溫度高”這一故障，在平時(shí)生產(chǎn)中對(duì)停機(jī)數(shù)據(jù)及油溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并研究其機(jī)理，針對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果中的故障因素（液壓冷卻系統(tǒng)對(duì)液壓油降溫不明顯），對(duì)壓棒機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，停用原機(jī)配置的冷卻系統(tǒng)，接入動(dòng)力車間空調(diào)冷卻水系統(tǒng)，進(jìn)行管路改造，改善效果最為明顯。降低了因解決異常停機(jī)而造成的配件成本與人力成本，保障了卷包車間的正常生產(chǎn)。

表4 改造后壓棒機(jī)停機(jī)頻次統(tǒng)計(jì)