噴砂設(shè)備故障診斷研究及改進(jìn)對策

劉鑫 高大友 何燕春 李艷 白羽

摘要：文章針對噴砂設(shè)備（CCR2000）不噴砂的故障現(xiàn)象進(jìn)行研究，對壓縮空氣不達(dá)標(biāo)、開門保護(hù)開關(guān)故障、備件質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、噴砂通道堵塞等可能引發(fā)不噴砂故障的因素進(jìn)行排查和分析；通過分析診斷，提出對關(guān)鍵參數(shù)實施顯性化改進(jìn)，使設(shè)備處于可以直觀掌握的狀態(tài)，便于高效判別易發(fā)故障；對設(shè)備維保管理采取預(yù)防性維修的改進(jìn)措施，從而保證噴砂設(shè)備始終處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：噴砂設(shè)備；故障；維修；改進(jìn)對策

中圖分類號：TG1? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ?文章編號：1674-0688（2023）04-0059-04

0 引言

設(shè)備是生產(chǎn)的必備條件和物質(zhì)基礎(chǔ)，目前很多企業(yè)花重金購買國外先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。但是，進(jìn)口的生產(chǎn)設(shè)備零部件繁多，操作復(fù)雜，存在一定的技術(shù)壁壘，加之維保經(jīng)驗缺乏，使此類設(shè)備故障頻繁發(fā)生?，F(xiàn)有一臺進(jìn)口CCR2000去涂層設(shè)備，近半年內(nèi)多次發(fā)生不噴砂故障，檢查維修多次后，故障仍無法完全排除。本文以該去涂層設(shè)備為例，對設(shè)備不噴砂故障進(jìn)行分析研究，提出相應(yīng)的改進(jìn)對策，旨在對此類設(shè)備的維保管理提供借鑒。

1 噴砂設(shè)備現(xiàn)狀及故障排查

經(jīng)了解，國內(nèi)CCR2000型號的去涂層設(shè)備市場保有量低，國內(nèi)缺乏廠家售后及技術(shù)支持。此設(shè)備包含電、氣控制及機(jī)械等不同機(jī)構(gòu)件，因此影響不噴砂故障的因素較多。噴砂去涂層的原理是將特殊的介質(zhì)（一般為有機(jī)玻璃或二氧化硅的微粒）導(dǎo)入壓縮氣流，在ESD 平衡離子風(fēng)的環(huán)境下，經(jīng)壓力系統(tǒng)將介質(zhì)噴射到所需清除三防涂層的部位，將PCB 電路板及元器件上的三防涂層快速、有效地清除［1］?，F(xiàn)對可能引起CCR2000去涂層設(shè)備不噴砂故障的主要原因按由簡到難、由外至內(nèi)的順序進(jìn)行排查和分析。

1.1 操作人員工作經(jīng)驗不足

噴砂崗位的3名員工在崗時間均超過3年，對設(shè)備操作及日常點檢、保養(yǎng)熟練，工作經(jīng)驗豐富，設(shè)備操作及使用方法正確，并未發(fā)現(xiàn)違規(guī)操作和誤操作的現(xiàn)象。設(shè)備不噴砂故障并非操作人員工作經(jīng)驗不足所導(dǎo)致，故排除此末端因素。

1.2 缺少噴砂

噴砂多次使用會出現(xiàn)損耗，塑料砂經(jīng)反復(fù)使用后砂粒破碎變小直至變成粉末，褪漆能力變?nèi)?。通常箱式噴砂設(shè)備均配有真空除塵裝置，設(shè)備產(chǎn)生的粉末與油漆粉末混雜，被抽入真空除塵裝置中，因此箱內(nèi)的塑料砂需要定期補(bǔ)充添加［2］。如果設(shè)備噴砂料罐缺少噴砂，無噴砂介質(zhì)的情況下無砂粒噴出，易判斷為設(shè)備不噴砂故障。打開設(shè)備噴砂料罐發(fā)現(xiàn)，料罐中噴砂并未消耗殆盡，仍有40%的料位。噴砂干凈，無引起管道堵塞的粉塵、多余物，因此可排除此末端因素。

1.3 壓縮空氣不達(dá)標(biāo)

CCR2000設(shè)備噴砂原理是將壓縮空氣作為動力源，將微粒介質(zhì)噴出。若設(shè)備所需的壓縮空氣的壓力及流量不滿足設(shè)備要求，無法推動微粒介質(zhì)，也會出現(xiàn)不噴砂故障。檢查設(shè)備壓縮空氣供給，管道壓力為0.8 MPa，空氣流量達(dá)14 m?/h；CCR2000設(shè)備壓縮空氣要求為大于0.6 MPa，空氣流量大于4 m?/h，可見外部壓縮空氣供給滿足設(shè)備的需求，不噴砂故障非壓縮空氣不達(dá)標(biāo)造成，故排除此因素。

1.4 開門保護(hù)開關(guān)故障

此臺設(shè)備前期因開門保護(hù)開關(guān)故障，發(fā)生過不噴砂的現(xiàn)象，現(xiàn)再次排查是否因為開門保護(hù)開關(guān)故障導(dǎo)致不噴砂。使用萬用表單獨(dú)測量設(shè)備的開門保護(hù)開關(guān)及電路，輸入電壓為直流24 V。開關(guān)接近閉合，輸出直流電壓為24 V；開關(guān)遠(yuǎn)離斷開，輸出電壓為0；經(jīng)多次測試，開門保護(hù)開關(guān)性能正常。關(guān)閉倉門試機(jī)，不噴砂故障依舊，而此時的噴砂設(shè)備發(fā)生了新的故障現(xiàn)象，吹掃管路失去了吹掃功能，吹掃管口感受不到壓縮空氣的吹掃壓力。根據(jù)設(shè)備原理及控制圖（如圖1所示），對設(shè)備新的故障點進(jìn)行排查。

吹掃管路的壓縮空氣氣源控制由電磁閥3的通斷實現(xiàn)，而電磁閥3的電路是由開門保護(hù)開關(guān)和腳踏開關(guān)串聯(lián)控制。開門保護(hù)開關(guān)經(jīng)排查性能完好，壓縮空氣達(dá)標(biāo)，因此需排查是否由腳踏開關(guān)引起故障，排查過程如下。

（1）拆卸腳踏開關(guān)連接器，使用萬用表測量腳踏開關(guān)控制引腳。經(jīng)測試，腳踏開關(guān)正常，開門保護(hù)開關(guān)和腳踏開關(guān)性能良好的情況下，管路卻無壓縮空氣，由圖1的管路圖分析可知，問題應(yīng)該出在控制電磁閥通斷的電路上，因此需要分段測量電磁閥控制電路輸入到輸出的供電情況。

（2）閉合倉門，測量開門保護(hù)開關(guān)至腳踏開關(guān)間的電路供電。多次閉合倉門測量輸出電壓，輸出時好時壞并無規(guī)律。開門保護(hù)開關(guān)自身性能良好，但倉門閉合時控制電路的電壓通斷不穩(wěn)定，唯一能導(dǎo)致此故障的原因就是開門保護(hù)開關(guān)未到達(dá)要求的感應(yīng)閉合位置，開關(guān)不吸合，控制電路無法實現(xiàn)無通斷控制。

（3）閉合倉門，觀察倉門機(jī)械構(gòu)件發(fā)現(xiàn)，閉鎖開關(guān)緊固螺母松動，機(jī)械閉鎖機(jī)構(gòu)變形，倉門閉合間隙大，導(dǎo)致開門保護(hù)開關(guān)無法到達(dá)感應(yīng)位置，由此可判斷控制電路的輸入電壓不穩(wěn)定是此原因造成。

（4）調(diào)整開門閉鎖機(jī)構(gòu)，緊固閉鎖開關(guān)螺母，倉門可完全閉合，控制電路供電工作正常。踩動腳踏開關(guān)試機(jī)，電磁閥2和電磁閥3吸合，吹掃動作正常，有吹掃壓縮空氣，但設(shè)備依舊不噴砂。故障未排除，仍需進(jìn)一步排查故障原因。

1.5 備件質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

經(jīng)了解，此噴砂設(shè)備此前發(fā)生過不噴砂故障，進(jìn)行了多次維修，現(xiàn)需要排除維修更換過的備件出現(xiàn)損壞，再次引發(fā)不噴砂故障的可能性。檢查設(shè)備近1年的維修記錄，更換的備件有濾網(wǎng)、視窗、接地手鏈、開門保護(hù)開關(guān)。維修記錄中的備件（濾網(wǎng)、視窗、接地手鏈）與設(shè)備不噴砂故障無關(guān)，開門保護(hù)開關(guān)與設(shè)備故障強(qiáng)相關(guān)，但此備件已在上述開門保護(hù)開關(guān)故障中排查。此設(shè)備維修更換所用備件質(zhì)量可靠，并非由此引起的故障，故排除備件質(zhì)量不達(dá)標(biāo)這項因素。

1.6 缺少點檢保養(yǎng)

通過相關(guān)人員對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行周期性檢查發(fā)現(xiàn)，機(jī)械設(shè)備安全隱患，及時排除故障，保證機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行。日常維修保養(yǎng)點檢制度的主要內(nèi)容是加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行、清潔、保養(yǎng)，檢查和處理簡單的機(jī)械故障，并做好日常點檢記錄工作，保障日常維修保養(yǎng)點檢制度的正常進(jìn)行［3］。點檢、保養(yǎng)規(guī)定執(zhí)行不到位，也會引起設(shè)備故障。CCR2000涂層設(shè)備編制有《CCR2000去涂層系統(tǒng)操作保養(yǎng)作業(yè)指導(dǎo)書》，其中規(guī)定了設(shè)備日常點檢、設(shè)備月度二級保養(yǎng)的要求。依據(jù)設(shè)備操作保養(yǎng)作業(yè)指導(dǎo)書要求，查設(shè)備近6個月的“CCR2000去涂層系統(tǒng)日常點檢及一級保養(yǎng)記錄表”“CCR2000去涂層系統(tǒng)定期點檢及二級保養(yǎng)記錄表”發(fā)現(xiàn)，設(shè)備點檢、保養(yǎng)均按要求進(jìn)行，因此可排除設(shè)備不噴砂故障是由缺少點檢保養(yǎng)造成。

1.7 噴砂通道故障

一般機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障之后，都會產(chǎn)生一些特殊的聲音，不同的聲音代表不同部位的不同故障。維修人員應(yīng)該對機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生的聲音仔細(xì)聽診，具體分析機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)的故障［4］。清空設(shè)備中的介質(zhì)顆粒，拆解噴砂管，檢查噴砂管路通暢無堵塞；復(fù)位管路連接，出砂、吹掃管路在通氣的情況下無漏氣聲，表明管路無老化破損，連接處無泄漏。試機(jī)依舊不噴砂，由設(shè)備控制圖（如圖1）可知，故障點若不在出砂、吹掃管路，那么就有可能在噴砂料灌的前端。排除故障過程如下：在安靜環(huán)境中，踩腳踏開關(guān)，可聽到噴砂電磁閥2和吹掃電磁閥3的吸合聲，電磁閥2吸合聲較電磁閥3弱小（對比電磁閥1吸合聲也較弱?。４诵吞栯姶砰y為雙線圈并聯(lián)設(shè)計，2個線圈并聯(lián)，阻值??；若電磁閥中一組線圈斷路，則實測阻值大。用萬用表分別測量電磁閥2、3的電阻（型號相同），噴砂電磁閥2電阻為299 Ω，吹掃氣路電磁閥3電阻為144 Ω，說明電磁閥2有一組線圈斷路。由此可判定，推動噴砂的壓縮空氣流量不足，噴砂時泄壓太快，無法保證噴砂所需壓力，是不噴砂的主要原因。這也說明了電磁閥2雖然有吸合動作，但是無法推動閥體行程全開，排查時發(fā)現(xiàn)管路中有壓力，容易忽略電磁閥故障，而將排查重點放在了管路和其他方面。更換損壞的電磁閥2，踩腳踏開關(guān)，閥體運(yùn)動全開，壓縮空氣輸出正常。加入噴砂試機(jī)，出砂穩(wěn)定，去除涂層質(zhì)量達(dá)標(biāo)，故障排除。

2 改進(jìn)對策

2.1 開門保護(hù)燈光指示改進(jìn)

為防止噴砂設(shè)備倉門誤開，噴砂帶壓傷害操作人員，廠家在手套箱增加了開門保護(hù)裝置。當(dāng)打開手套箱時，開門保護(hù)開關(guān)斷開進(jìn)氣電磁閥電路，噴砂系統(tǒng)就會被切斷氣源，防止噴砂傷及操作者。此種設(shè)計方法雖是有效的安全措施，但在實際應(yīng)用中，隨著閉門機(jī)構(gòu)磨損變形，開門保護(hù)開關(guān)損壞、閉合不到位，使設(shè)備噴砂狀態(tài)缺乏指示，給操作者的使用及維修帶來困擾?，F(xiàn)給噴砂設(shè)備接入“輔助指示燈電路”（如圖2所示），輔助指示燈電路由紅燈、綠燈及一個繼電器組成，接入開門保護(hù)開關(guān)電路。

綠燈接設(shè)備繼電器常閉引腳，當(dāng)開倉門（開門保護(hù)開關(guān)未吸合）時，噴砂電路、氣路斷開，無法噴砂。綠燈亮表示不噴砂，處于安全狀態(tài)，可開倉門。當(dāng)關(guān)倉門（開門保護(hù)開關(guān)吸合）時，輔助指示燈電路繼電器通電吸合，綠燈+24 V斷電，紅燈+24 V接通；噴砂電路接通，紅燈亮表示設(shè)備進(jìn)入噴砂狀態(tài)，處于非安全狀態(tài)，不可開倉門。

通過增加輔助指示燈電路，以簡單低成本的改造，將設(shè)備的電路控制狀態(tài)以紅綠燈光的形式直觀地顯示，避免了實際使用過程中，倉門開關(guān)不到位、保護(hù)開關(guān)未吸合造成的虛擬故障；同時，也讓操作者在使用噴砂設(shè)備時多了一道安全保障。

2.2 管路壓力指示改進(jìn)

如果在設(shè)備控制系統(tǒng)發(fā)生故障時即能第一時間發(fā)現(xiàn)故障點，則更容易采取適合的維修方法。因此，設(shè)備設(shè)計時需要考慮到設(shè)備操控系統(tǒng)的可測試性，例如在系統(tǒng)中加設(shè)合理的測試點，便于測試故障位置［5］。通過設(shè)備原理可知，設(shè)備噴砂動力源頭為壓縮空氣，噴砂在壓縮空氣的作用下開始流動、噴出，表現(xiàn)為噴砂作業(yè)。分析設(shè)備自身原因?qū)е碌墓收希?dāng)設(shè)備發(fā)生不噴砂故障，50%的原因是管路壓力不達(dá)標(biāo)造成。按照此思路，在設(shè)備料罐進(jìn)氣前端設(shè)置管路，安裝壓力表Y2，以表顯的方式監(jiān)控噴砂管道壓力（如圖3所示）。

當(dāng)發(fā)生不出砂故障時，以圖3為依據(jù)，通過管路壓力Y2表的讀數(shù)，作為故障排查的切入點。當(dāng)氣壓達(dá)標(biāo)，可判定為缺少噴砂，噴砂管堵塞；當(dāng)氣壓欠缺，可判定為電磁閥故障、管道破損。此方法將解決不噴砂的問題簡便化，使操作人員在日常使用中就可以簡單快捷地找到不噴砂的故障點。

2.3 維保制度改進(jìn)

當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障，使用部門目前只是將故障的機(jī)械型號、現(xiàn)象上報，缺乏設(shè)備日常工作狀態(tài)、運(yùn)行情況的統(tǒng)計。良好的維修檢測制度，可以很好地預(yù)防漸進(jìn)式故障，避免因檢查不到位和配件損耗而產(chǎn)生的故障［6］。隨著設(shè)備維保要求進(jìn)一步提升，設(shè)備故障的維修思路要逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)備故障預(yù)防。建議設(shè)備主管部門修訂相關(guān)“設(shè)備管理規(guī)定”，要求設(shè)備使用部門收集本月的設(shè)備運(yùn)行情況，以月報的形式反饋至設(shè)備主管部門。設(shè)備主管部門綜合各個設(shè)備故障記錄和設(shè)備運(yùn)行狀況月報，安排維修人員對設(shè)備進(jìn)行定期巡檢，以監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)的方法維護(hù)和保養(yǎng)設(shè)備，使設(shè)備故障問題得以通過預(yù)防措施解決，降低維修頻率，提升運(yùn)行效率。

3 結(jié)語

設(shè)備發(fā)生故障后，需要根據(jù)設(shè)備故障表現(xiàn)形式，逐條分析和排查影響因素，找到根本的故障點。設(shè)備出現(xiàn)的一部分系統(tǒng)故障很難直觀判斷，可采取設(shè)備參數(shù)顯性化及預(yù)防性維護(hù)等對策，提高操作人員、維修人員排查故障的準(zhǔn)確度與效率，保證噴砂設(shè)備始終處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。

4 參考文獻(xiàn)

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