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一、热/冷UV固化技术
近几年,柔印行业中应用得较为成功的一种新技术就是UV(紫外线)/EB(电子束)固化技术,在提高柔印产品的质量方面,起到了至关重要的作用。
我们知道UVFlexo在国外应用相当广泛,且在中国的发展推广也相当,可谓柔印行业中有影响力的技术革新。
水墨或醇性墨的成分中含有:色剂、树脂、胺、表面活性剂、溶剂等;而UV固化墨中含有色剂、树脂、表面活性剂、光引发剂、稀释剂(一种反应单体,不挥发)。我们可以看到UV墨和水性墨的区别所在,UV墨色泽鲜艳,几乎为固含量,不挥发,只有遇到波长一定、功率足够的紫外光时才会固化(Curing)。由液体变成固体的这个短暂过程称之为固化。它与干燥不同。干燥(Drying)是指油墨中所含的可挥发性溶剂(水、醇)在外界作用下(热量、红外线等),从油墨中挥发出来,剩余部分缓慢变成固体的过程。
柔印机上采用的UV光源就是紫外线固化系统,一般由三部分组成:灯箱(灯管、反光镜等)电源控制器、操作面板。当高压电通过UV灯时,灯管就会发出紫外光和红外线、可见光等。一般UV灯管工作时温度会很高,会导致薄膜材料收缩而影响套印精度,对一些热敏材料尤其不适合,因此冷UV技术应运而生。冷UV采用二向色性反光镜,它可以反射紫外光而吸收红外线(热量),此外在光源与承印物之间增加透明的冷却板。冷UV技术多可以减少80%的热量,保证承印物表面温度不会过45度。冷UV技术既解决了油墨附着力的问题,也避免了薄膜材料受热收缩而引发的套印精度的问题。
EB固化技术与紫外线固化相似,油墨受到一定程度的电子束照射后而快速固化。由于EB固化的应用成本较高,所以尚未大规模普及。
二、快速换技术
这里所指的快速换技术已经延伸到包含快速换油墨及网纹辊,快速换印版、压印滚筒、模切。采用快速换技术可以大大缩短每个工艺环节所需时间,大限度地减少停机准备时间,提高机器的利用效率。
快速换网纹辊及清洗油墨技术,一般都采用抽屉式结构,将网纹辊及墨盘一同拉出,移出网纹辊,清洗提墨辊和墨盘后,即可放入新的网纹辊和油墨。AQUAFLEX柔印机在拉出抽屉的同时,立驱动网纹辊的电机不停止工作,可以防止油墨在网纹辊上面干燥。
快速换印版,指的是在同样尺寸的版滚筒而不同印版的情况下,完成一个定单后快速换印版,一般对于数量有限的版滚筒,可以采用薄形套筒(1mm)配以气胀式滚筒芯结构。个定单的印刷期间,后一个定单的印版已经在线外粘贴到套筒上。换时,每一色印版所需的时间只有两三分钟。这种快速换印版的新技术对于尺寸固定而图案变化的印件(烟包、啤酒标)尤为方便。
快速换压印滚筒技术是为了增大柔印机的承印范围,既能引薄膜、又能印纸张和厚卡纸。
电源是各种电子设备必不可缺的组成部分,其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否地工作。由于开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态,功耗小,转化,且体积和重量只有线性电源的20%—30%,故目前它已成为稳压电源的主品。电子设备电气故障的检修,本着从易到难的原则,基本上都是先从电源入手,在确定其电源正常后,再进行其他部位的检修,且电源故障占电子设备电气故障的大多数。故了解开头电源基本工作原理,熟悉其维修技巧和常见故障,有利于缩短电子设备故障维修时间,提高个人设备维护技能。
二.开关电源的组成
开关电源大至由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成,见图1。
1. 主电路
冲击电流限幅:限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。
输入滤波器:其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。
整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。
逆变:将整流后的直流电变为高频交流电,这是高频开关电源的部分。
输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定的直流电源。
2. 控制电路
一方面从输出端取样,与设定值进行比较,然后去控制逆变器,改变其脉宽或脉频,使输出稳定,另一方面,根据测试电路提供的数据,经保护电路鉴别,提供控制电路对电源进行各种保护措施。
3. 检测电路
提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。
4. 辅助电源
实现电源的软件(远程)启动,为保护电路和控制电路(PWM等芯片)工作供电。
三.开关电源的工作原理
开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件,通过周期性通断开关,控制开关元件的占空比来调整输出电压。开关元件以一定的时间间隔重复地接通和断开,在开关无件接通时输入电源Vi通过开关S和滤波电路向负载RL提供能量,当开关S断开时,电路中的储能装置(L1、C2、二管D组成的电路)向负载RL释放在开关接通时所储存的能量,使负载得到连续而稳定的能量。
VO=TON/T*Vi
VO 为负载两端的电压平均值
TON 为开关每次接通的时间
T 为开关通断的工作周期
由式可知,改变开关接通时间和工作周期的比例,VO间电压平均值也随之改变,因此,随着负载及输入电源电压的变化自动调整TON和T的比例便使输出电压VO维持不变。改变接通时间TON和工作周期比例亦即改变脉冲的占空比,这种方法称为“时间比率控制”(TimeRationControl,缩写为TRC)。
按TRC控制原理,有三种方式:
1. 脉冲宽度调制(Pul*ithModulation,缩写为PWM)
开关周期恒定,通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。
2. 脉冲频率调制(PulseFrequencyModulation,缩写为PFM)
导冲宽度恒定,通过改变开关工作频率来改变占空比的方式。
3. 混合调制
导冲宽度和开关工作频率均不固定,彼此都能改变的方式,它是以上二种方式的混合。
四.开关电源的维修技巧和常见故障
1.维修技巧
开关电源的维修可分为两步进行:
断电情况下,“看、闻、问、量”
看:打开电源的外壳,保险丝是否熔断,再观察电源的内部情况,如果发现电源的PCB板上有烧焦处或元件破裂,则应检查此处元件及相关电路元件。资产管理
闻:闻一下电源内部是否有糊味,是否有烧焦的元器件。
问:问一下电源损坏的经过,是否对电源进行违规操作。
量:没通电前,用万用表量一下高压电容两端的电压先。如果是开关电源不起振或开关管开路引起的故障,则大多数情况下,高压滤波电容两端的电压未泄放悼,此电压有300多伏,需小心。用万用表测量AC电源线两端的正反向电阻及电容器充电情况,电阻值不应过低,否则电源内部可能存在短路。电容器应能充放电。脱开负载,分别测量各组输出端的对地电阻,正常时,表针应有电容器充放电摆动,后指示的应为该路的泄放电阻的阻值。
加电检测
通电后观察电源是否有烧保险及个别元件冒烟等现象,若有要及时切断供电进行检修。
测量高压滤波电容两端有无300伏输出,若无应查整流二管、滤波电容等。
测量高频变压器次级线圈有无输出,若无应查开关管是否损坏,是否起振,保护电路是否动作等,若有则应检查各输出侧的整流二管、滤波电容、三通稳压管等。
如果电源启动一下就停止,则该电源处于保护状态下,可直接测量PWM芯片保护输入脚的电压,如果电压出规定值,则说明电源处于保护状态下,应检查产生保护的原因。
2.常见故障
保险丝熔断
一般情况下,保险丝熔断说明电源的内部线路有问题。由于电源工作在高电压、大电流的状态下,电网电压的波动、浪涌都会引起电源内电流瞬间增大而使保险丝熔断。应检查电源输入端的整流二管,高压滤波电解电容,逆变功率开关管等,检查一下这此元器件有无击穿、开路、损坏等。如果确实是保险丝熔断,应该查看电路板上的各个元件,看这些元件的外表有没有被烧糊,有没有电解液溢出,如果没有发现上述情况,则用万用表测量开关管有无击穿短路。需要特别注意的是:切不可在查出某元件损坏时,换后直接开机,这样很有可能由于其它高压元件仍有故障又将换的元件损坏,一定要对上述电路的所有高压元件进行检查测量后,才能排除保险丝熔断的故障。
无直流电压输出或电压输出不稳定
如果保险丝是完好的,在有负载情况下,各级直流电压无输出。这种情况主要是以下原因造成的:电源中出现开路、短路现象,过压、过流保护电路出现故障,辅助电源故障,振荡电路没有工作,电源负载过重,高频整流滤波电路中整流二管被击穿,滤波电容漏电等。在用万用表测量次级元件,排除了高频整流二管击穿、负载短路的情况后,如果这时输出为零,则可以肯定是电源的控制电路出了故障。若有部分电压输出说明前级电路工作正常,故障出在高频整流滤波电路中。高频滤波电路主要由整流二管及低压滤波电容组成直流电压输出,其中整流二管击穿会使该电路无电压输出,滤波电容漏电会造成输出电压不稳等故障。用万用表静态测量对应元件即可检查出其损坏的元件。例:某一24伏直流电机供电电源通电后无直流24伏输出 ,拆开电源外壳,观察保险丝未烧断且电路板无明显的烧焦处或破裂元件,在未通电情况下量AC输入端阻值和DC输出端阻值正常,量开关管、整流桥、整流管等重要元件正常,故判断不存在内部严重短路的可能,估计保护电路动作。经检查此开关电源采用U3842 PWM控制芯片,经查找相关的资料得知,当U3842芯片的3端电压1伏时,内部电流敏感比较器输出高电平,将PWM锁存器复位使输出关闭。通电测量U3842的3端1伏,6端无输出,经检查相关电路,发现稳压管D2击穿,如图3,故PC1导通,致使U3842的3端为高电平,故6端无输出,开关管不工作,直流侧无直流输出。换同型号稳压管D2,故障解除。
电源负载能力差
电源负载能力差是一个常见的故障,一般都是出现在老式或工作时间长的电源中,主要原因是各元器件老化,开关管的工作不稳定,没有及时进行散热等。应检查稳压二管是否发热漏电,整流二管损坏、高压滤波电容损坏等。例:我厂近红处激光光谱仪(VECTOR 22),开机后无法完成自检并报警且主板指示灯不断闪烁。经检查,供光谱仪主板的直流5V电源仅剩2.3伏左右,脱开5V直流电源的负载,通电再次测量5V直流电源,这时则有5V,初步判断此5V直流电源带载能力差,拆开电源外壳进行检修,由于没有带负载时,通电有直流5V输出,故检查次级线圈侧的输出整流电路,给5伏电源接上负载通电进行测量发现三通稳压7805的1、2脚之间电压为5.2伏,2、3脚之间却剩2.3伏,如图4,故判断三通稳压管7805性能变坏,换三通稳压管7805故障解决。
二、引进Lenze变频器控制可实现设备来回行程自动识别,同时控制往复式自动抓棉机来回行程的电机运行频率分别可调,以改变往复式自动抓棉机来回行程的运行速度。亦可对变频器能耗制动进行准确控制,以使变频器适应该运行工况。从而提高了生产效率。同时达到满足抓棉工艺要求。
三、往复式自动抓棉机抓棉辊采用变频调速后可以有效控制双抓棉辊变频电机速度,从而可以保了对棉束的轻抓、细抓、抓匀、抓全,满足了棉纺织生产的工艺要求。
四、通过往复式自动抓棉机电气控制系统中PLC对Lenze变频器的控制,可以保证连续为后序设备提供均匀稳定的棉束,保证整条清输联连续稳定高质量生产。
4.LENZE变频器具体特应用和参数设置:
随着现代电力电子技术的发展,LENZE变频器已是十分成熟的电气产品,并且其价格也已经大幅度下降,在纺织设备上大量推广变频调速节能改造已经成为可能。
目前,在国内的纺织行业所采用的自动化设备中,采用变频调速进行控制的节能效果十分可观。伦茨(Lenze)公司是欧洲将变频技术应用于交流调速系统开发的厂家,并于20世纪90年代建成了欧洲条全自动化变频器生产线。在变频器及其他所有产品的设计和制造过程中,伦茨始终遵循通用性、开放性、灵活性兼备的原则。完整的产品体系,合理的等级搭配,以及强大的普适性使伦茨变频器广泛应用于纺织印染行业的各种机械。伦茨系列变频器的品质,众多的功能,紧凑的设计,简易的操作安装,代表了当代变频器发展新潮流。的性能表现在转矩特征曲线中。伦茨系列变频器可提供2倍额定转矩、1.5倍额定电流。根据拖动与再生运动状态限电流的分别设定,给出每个操作点的制动保护。因此驱动系统可承受大负荷并可提供高动态性能。在5~50Hz的频率范围内,在无速度传感器方式下,速度控制精度可高达1%以内。两套参数集可通过端子切换以适应不同工艺要求,每套参数集可提供4个频率段,的FTC控制方式,可在任意频率下制动单元进行直流制动,内置PID调节器、皮带监控(-V020版本)。以下是符合EMC标准的LENZE变频器控制回路图
下面是往复式自动抓棉机变频器,驱动及转向变频器主要参数具体设定表
5 结语:
清梳联是提高纺纱质量的“心脏”型系统设备,清梳联装备控制水平的高低,是完成中国棉纺行业结构调整、设备改造和技术升级的关键所在。国外工业国家清梳联装备控制水平达到50%以上,以此为标准我国清梳联自动化控制系统还发展潜力。随着电力电子技术的发展,变频器价格也将进一步降低,而性能将进一步提高。变频调速这一技术正越来越广泛的深入到各行各业中。应用变频调速技术也是企业改造挖潜、增加企业效益的一条有效途径。
近几年,采用网络技术、变频技术、在线检测技术、计算机技术的清梳联主要特点是向制造精度高,控制水平智能化,流程短,产量高方向发展。通过PLC和变频集中控制及连续喂棉技术确保全流程协调运转和系统稳定,并具备远程诊断功能。前期,国产清梳联产品与国外设备相比存在系统不够稳定,电气控制水平不高,设备运转性偏低的缺陷,特别是流程长,且产量难以大幅度提高。针对清梳联市场和现状,青岛宏大纺机厂确定开发高产新型短流程清梳联设备,主要包括往复式自动抓棉机、大容量混棉机、新型高产梳棉机等主要设备和电气控制技术在内的清梳联系统。变频器在这些设备的控制系统中起着举足轻重的作用,青岛宏大纺机厂结合变频技术的应用,研制了“全流程无停车跟踪连续无级喂棉控制系统”。本文主要论述了Lenze变频器在往复式自动抓棉机的应用中需要注意的一些问题,借此和**们商榷。
2、往复式自动抓棉机介绍及相关工艺需求:
往复式自动抓棉机在整条清输联生产线上占据地位。由于微机技术的应用,在技术上突破了清梳联只能生产单一品种的关键。采用单、双侧抓棉,可作各种动作如往复、升降、转向等和智能化抓棉。混棉包数增多,多可以达到180包。开松度高,并有故障自诊功能,显示屏显示工艺参数和人机对话等,这些都大地推动了清梳联自动化控制技术的发展。我们使用的往复式自动抓棉机属于单抓臂、双抓棉辊结构,由于肋条凸出,压住棉包,抓取平稳,同时抓取的是受肋条压而浮起的棉层,达到均匀而小的棉束,尤其对松包时,为明显。另外抓棉机采用卷绕式覆盖带无磨损,它在转塔中有一个电机。随转塔往复时卷取或铺盖覆盖带。主要优点是覆盖带受的张力小,不易疲劳,使用寿命较长。同时通过变频控制系统对抓棉量控制,1700mm、2300mm、3100mm三种机幅以及可供选择的分包抓取功能。1700mm机幅单机实际产量可达1000kg/h以上,2300mm机幅单机实际产量可达1500kg/h以上,3100mm机幅单机实际产量可达2000kg/h以上。往复抓棉机的速度可根据多仓混棉机的需用量变频调节,使棉仓储棉量及棉层密度基本保持均衡.
3.往复式自动抓棉机采用Lenze变频调速系统后性能分析:
在抓棉工艺要求上,现在往复抓棉机在抓取棉包总量上,2300mm幅宽20m长的可排100包~110包,棉束重量在500kg/h,产量时一般可达30mg/个~50mg/个,已经达到精细抓棉、多包取用的要求。从实际生产中,我们注意到抓棉辊速度和短绒增长有一定关系,当抓棉辊速度由1650r/min下降到1300r/min时短绒率可下降1%左右;将抓棉辊速度由1565r/min降到1340r/min后,生条短绒率也由20.9%下降到19.72%,降低1.18个百分点。所以我们认为对抓棉机的要求应该是轻抓、细抓、抓匀、抓全。一是对棉束重量不宜过度要求,不是越小越好,一般控制在30mg/个~50mg/个即可;二是对减小棉束重量,不要单从提高抓棉辊速度入手,而要在保供应条件下,以降低抓臂往复速度,提高小车运转率为宜。因此,在设备上,对抓棉辊传动电机及小车往复运动电机都采用了变频电机,通过整机变频控制系统便于使用厂工艺调整。
往复式自动抓棉机采用Lenze变频调速技术后,有如下几个方面的显著效果:
?电网冲击小,起动时能耗大为降低。
目前,网络集成式全分布控制系统现场总线控制系统(FCS)。随着计算机技术、通讯技术和电子技术等领域的高速发展,PAC在原有概念上的PLC和工控机的控制系统吸纳新技术,形成一种分散度高的PAC现场总线控制系统。它将在中、小规模的应用中大大过了传统的DCS。它的主要特点有:
1)引入WEB技术,将控制向远程监控发展,实现远方数据浏览、过程监视、组态维护等功能。
2)引入ETHERNET局域网技术,使控制系统能与管理网资源共享。
3)引入现场总线技术,将系统硬件由集中布置转向分散布置,使之高度分散化。
4)提高系统的抗干扰能力,降低控制系统对接地系统及环境的要求,降低工程造价。
正是由于这种新型的过程控制系统的上述特点,使其比较适合于垃圾焚烧发电机组的控制应用。
4、工程应用情况介绍
垃圾焚烧发电厂安装两条垃圾焚烧线(每条垃圾焚烧线日处理垃圾能力为225吨),一台6兆瓦凝汽式汽轮发电机组,母管制。全厂设置一场总线控制系统(FCS),以全厂集中操作与各工段分散控制相结合的系统运行模式实现垃圾焚烧发电厂整体生产过程的状态监视、生产操作、过程控制、事件报警、运行联锁、保护。完成数据采集(DAS)、模拟量控制(MCS)、顺序控制(SCS)和联锁保护(PRO)等系统功能。
垃圾焚烧发电厂的其他生产过程,如焚烧线燃烧控制、烟气处理系统、汽机数字电调和垃圾吊控制等系统将通过数据通讯方式分别接入现场总线控制系统(FCS),建立全厂生产运行管理。
根据系统性能价格比尽可能高、系统性能稳定和系统组态维护方便的要求,同时针对本机组的特点和控制要求,经过广泛调研和论证,终确定采用北京硕人时代科技有限公司的STEC系列的PAC控制系统完成其控制功能。此系统在本工程的基本结构为:
系统共配置3台操作员站(其中一台兼工程师站),全部才用STEC系列的控制器:因为PAC控制器具有了传统的工控机加上传统的PLC的功能,所以控制器主要控制余热锅炉及垃圾焚烧线辅助部分以及控制汽轮机及其辅助设备。本系统采用了STEC2000系列主板及I/O模件,通过以太网实现控制器与控制器相连。系统配置的总I/O点数达1800点左右。系统配置了5台打印机,其中报表打印机3台、图形打印机1台、工程师站配打印机1台。
控制器主机均通过以太网口和现场的冗余以太环网的现场总线相连,各种I/O扩展模块直接插入STEC2000的主机。该系统按工艺流程分成共配置26个STEC2000的控制器主机,控制器主机间的通讯是通过现场以太网总线完成的,传输介质为光纤,控制器主机速率10Mbit/s。
1)操作员站按服务器――客户机方式配置,一对冗余服务器通过冗余的工业以太网(速率100MHz)与三台客户机相连。 2)CPU由控制器STEC2000控制器主机组成,CPU之间、CPU与冗余服务器间的数据通讯是通过冗余工业以太网来实现的,工业以太网务器完成操作员站与CPU以及CPU间的数据交换功能。
3)控制器主机均通过冗余的现场以太网总线,控制主机的各个扩展插槽带一定数量的I/O扩展模件。
机组投产后,运行人员在主控室,就可以完成全厂各部分的控制,包括焚烧锅炉、余热锅炉、蒸汽轮机等等。并且可以通过INTERNET网络,从任何地方对全厂的运行状况进行监控。该机组的自动化水平在全国的垃圾焚烧发电机组中处于地位。
该系统经过紧张的组态设计、调试阶段后投入使用,目前已稳定运行了一年。
5、结束语
随着垃圾焚烧发电技术的发展,控制系统性能的不断提高,可以预见,STEC2000控制系统在垃圾焚烧机组控制领域具有广阔的应用前景。随着对现场总线控制系统(FCS)的了解和研究的深入,智能化现场仪表和设备将应用到电厂,构成完整的FCS,会进一步提高垃圾焚烧发电机组的自动化和管理水平。
近年来,人们对发电机组的环保要求越来越高,垃圾焚烧发电技术在世界范围内得到了迅猛发展和普遍应用。由于垃圾焚烧发电技术具有率处理生活垃圾、节约能源、建设以及有利于环保等特点,我国目前正在逐步加大垃圾焚烧发电机组的资金投入。
随着科技的发展和人们生活水平的提高,人类对能源的消耗不断增加,由此到来的环境污染问题也日益严重。对能源需求的增加与对污染排放的控制这一矛盾迫使科技工作者不断寻求低污染的燃烧技术,加快新型燃烧装置及环保设备的开发。降、提高性、降低污染排放成为电力行业的追求目标。
垃圾焚烧发电技术作为传统行业派生的新行业,由于其燃料主要是生活垃圾等,因此,燃烧过程可以实现垃圾无害化,而且使垃圾容量大幅缩减,清洁环保;垃圾焚烧机组还有建设,节约能源且环保等优点。故该项技术目前越来越受视,并得到推广和不断发展。
2、垃圾焚烧发电机组的控制系统要求
垃圾焚烧发电机组的主要组成部分有:焚烧锅炉、余热锅炉、蒸汽轮机、发电机等设备。
同常规的火电机组相比,垃圾焚烧发电中以发电为辅,垃圾燃烧为主。反映在燃烧系统上,燃烧的热值变化较慢,燃料成份中非可控因素较多,蒸汽负荷的变动较小,压力的变化较大。因而,对于垃圾焚烧发电,传统的火电燃烧系统的机理和控制方法并不适应于垃圾焚烧发电。垃圾焚烧发电的特之处决定了其对控制系统的要求既等同于常规要求,又在常规要求中有着大的变通性。
1)对分系统强烈的立性的要求:
对于垃圾焚烧,以垃圾焚烧为主,发电为辅,在整个控制系统的构成上,立性的要求明显常规的火电机组。采用分布式的控制系统,不但可以减少整个控制系统的成本,分布式系统的大的灵活性保证了垃圾焚烧发电的现实可操作性和管理的灵活性。从国内已经正式投运的垃圾焚烧电厂的情况看,分布式控制系统的选用是垃圾焚烧电厂的选择方案。
2)对系统网络传输特性的、高要求:
现代化的垃圾焚烧发电厂,对信息的传输与交换比常规的火电机组大。采用的高速控制网络,对整个控制系统的协调、管理系统的交互运作,都可提供强有力的传输网络的支持。
3)对运行成本的迫切的要求:
在垃圾焚烧发电中,对低运行成本的要求集中在两个方面:①灵活、方便的硬件配置可保证系统的功能性要求与硬件系统的合理的配合,从而构成合理的性能价格比②低的设备维护成本和系统管理成本,这就要求选择的自动化控制系统具备良好的可扩充性、开放性(可大限度的利用现有的成熟的信息资源)和长期工业恶劣场所运行的稳定性和性。
3、自动控制系统在垃圾焚烧发电机组的应用
毫无疑问,已在国内外许多大型发电机组上成功应用的分散控制系统(DCS)是可以应用于联合循环发电机组的控制的
由于热式压铸机是在高温、高压、高速下工作,工作条件较为恶劣,在连续长时间工作后,难免会出现故障,如异响、动作不平稳、甚至机器停在某一位置不动、循环进行不下去。这些故障情况一旦出现,操作者就应引起高度重视,仔细观察,判断故障发生部位及可能之原因,及时排除故障,以保证正常生产。对于一般PLC控制的压铸机,由于没有故障揭示,只能根据故障前后出现的现象、PLC控制程序所需的条件来判断,排除故障的难度较大一些;对于制的压铸机,由于具有较丰富的自诊断功能,即故障揭示及监控报警功能,正常情况下,报警与所监控的部位有关,比较容易诊断处理。总之,压铸机一旦出现故障,都需要操作者或维修者及时进行综合分析,查找原因,予以排除。
压铸机常见故障为:动作不灵、无动作、无压力、动作失误等,排除这些故障的关键在于区分它是属于电气、液压还是机械故障,而掌握压铸机的结构和工作原理以及每个动作相关的输入、输出条件,压铸机液压系统工作原理以及压力、速度调整方法是排除故障的基础。任何不正常的声响、紧固件松动、零件变形、不正常的移位都需要及时检查维修。下面分析、介绍热式压铸机常见的10种故障现象的可能原因及排除。
1 不能锁模或锁模一段后自停,不能锁到位,能开模
可能的原因及排除
(1)锁模条件被破坏
①前或后门未关
排除:关门或检查门吉掣是否压到位?是否有信号输出或吉掣损坏?
②锁模油阀无动作
排除:a.检查各输出点是否有信号输出或接线是否松脱?
b.检查锁模油路中相关油阀,如:锁模油阀、比例阀、方向阀等是否卡死或电磁铁线圈是否损坏?
c.输出压力、流量(速度)是否正常?
③针未回原位
排除:检查出行程调整是否过大,感应不到?近接开关是否无信号或损坏?针油路中相关油阀动作不灵或卡死?
④机械手未回原位
排除:检查接近开关是否失效?或气阀动作不灵?卡死?在不使用气动打头时应将机械手扎住,以免震松,机械手下垂导致误报警。
⑤锁模参数变化
排除:a.检查锁模是否有信号输出或损坏而无法计数?
b.连接锁模的齿轮、齿条是否损坏、松动或支架是否松动导致计数不准确?
c.突然停电、停机导致锁模显示值与实际监控状态发生变化,需重新调整原始值。
(2)低压锁模故障
排除:a.检查模具内是否有异物或闭合不好。
b.低压锁模相关参数设置不当,如:低压报警时间、压力、位置等参数设置是否恰当?
(3)机铰、铰边、钢司严重磨损,运动至此部位卡住
排除:换严重磨损零件。
(4)锁模油缸后段内有异物或磨损、拉花阻住
排除:清洗 或换。
总结:出现故障,利用机器的报警、检视功能,判断故障部位,从该动作的相关输入、输出条件分析,通过检查电气控制元件及接点,检查液压传动的控制,执行元件及部件,检查机械部位的零件及装配状态,查找故障原因,予以排除。
2 不能开模或打不开模具
可能的原因及排除:
(1)开模相关条件被破坏
①开模油阀无动作
排除:a.检查各输出点是否有信号输出或接线位是否松脱?
b.检查开模油路中相关油阀是否卡死或电磁线圈是否损坏?
c.开模动作相应输出压力、流量(速度)是否正确?
②射料油缸未回位
排除:参考射料油缸不回锤之检查方法排除。
③锁模参数发生变化而导致计数不准确
排除:参考锁模故障排除相关部分。
(2)安装模具未按操作要求调整,锁模过紧、锁模停机时间过长
(3)模具升温膨胀后未重调容模量、致锁模力增大,开模困难
分析:不能开模,在排除开模相关条件破坏引起的故障原因后,应考虑是否由于调模不当、锁模过紧、锁模时间过长、模温等因素影响?如图1所示,由于模具的厚薄不一样,采用机铰锁模的压铸机都由调模机构来调模空间,先调模空间,后调整锁模力。当机铰几乎伸直(α>0)时,模具刚好合拢,此时锁模力为零;进一步锁模,当机铰伸直(α=0)时,产生大锁模力,并自锁。经过锁模油缸,机铰作用将模具压缩E,同时哥林柱(拉杆)被拉长F(两者应在其弹性范围内)。此时如果锁模过紧、锁模时间过长,机铰处的润滑油被挤出,在锁模产生的静压力及无润滑的干摩擦状态下,开模一段的速度及压力往往不足以打开模具。另一方面,当模具升温膨胀后,热膨胀的变形量导致了锁模力的额外增加,从而产生了开模困难的故障。
图1
排除方法:
①检查排除开模相关条件引起的故障。
②加大开模一段压力及速度,润滑后,重新在手动状态下开模。
③在系统额定压力内调高系统压力,手动状态下打开模具后,恢复原系统压力及各相应参数。
④调模是在无负荷状态下进行的,上述两种方法未奏效时,松开头板前哥林柱螺母,松开模具后重新安装螺母,调整动、定板间平行度。不要试图用调模机构在锁模状态下强行开模,否则会导致锁模机构无谓损坏,如:断链条、损坏链轮,甚至损坏调模马达。
⑤严格按照调模步骤调模空间及锁模力大小,当装模试啤一段时间,模具升温膨胀,锁模力增大后,注意及时调模量,使锁模力回到原来的值,避免开模故障。
⑥减少锁模停机时间,停机前切记将模具打开,万勿在锁紧模具的情况下停机。
(4)肘杆(或曲肘)机构零件严重磨损或损坏
排除:换严重磨损或损坏的零件。
3 飞料
飞料在生产中时有发生,一旦出现飞料,要立即停机检查,查明原因并解决后才能继续生产。飞料发生的部位及可能的原因:
(1)射嘴身与鹅颈接合部位飞料
①模具入水口与射嘴出现偏差,工作一段时间后,由于反复冲击,导致射嘴身与鹅颈接合部位松动而飞料。
排除:重调。建议模具设计时加装与头板预射孔相符的定位圈。
②制造质量问题。射嘴身与鹅颈锥面配合不好,导致飞料。
排除:拆下射嘴身,先清理干净射嘴身锥度表面锌料,再清理干净鹅颈锥孔内表面锌料,适当研配两配合锥面,再重新安装射嘴身。若发现有底现象,应适当截去射嘴身端部再研磨之。
③射嘴身安装方法不正确导致锥面配合不好而飞料。
排除:正确的安装方法是将鹅颈锥孔加热到一定温度(约300℃以上),再将射嘴身紧套入锥孔中。加热温度不够或常温安装会导致高温工作时配合锥面的松动而飞料。
(2)射嘴与模具入水口接合处飞料
①模具入水口与射嘴出现偏差,未对正。
排除:重调。
②模具入水口与鹅颈射嘴不相符;其入水口角度、孔的圆度及尺寸可能不吻合。
排除:修整模具入水口或换射嘴。加工模具入水口及射嘴时,应按标准制作。
③射料时扣咀力不够。
排除:检查排除扣嘴油路故障,适当增大扣嘴力。
④离嘴后,射嘴头部有锌液滴漏。
排除:清理滴漏锌液,适当延长离嘴延迟时间或设法改善入水口处冷却条件。
(3)模具分型面处飞料
①容模位置未调好,模具未锁紧。
排除:重新调整锁模力。
②机铰部分严重磨损,使模板锁模力下降。
排除:换或修复严重磨损的机铰部分零件。
③模具本身平行度不好或者模具多次使用后严重磨损。
排除:修复模具。
④动、定板间平行度未调整好或使用后出现偏差。
排除:重调动、定板间平行度至符合要求。
4 锤头卡死
分析:锤头与司筒在室温状态下制造,配合间隙约为0.15mm左右,工作时在410℃左右,由于升温热胀,锤头外径会膨胀,而司筒与鹅颈因壁厚,胀大趋势很微小,这样高温工作情况下,锤头与司筒工作间隙仅为0.03~0.06mm左右。如果温度过高(450℃以上)会导致锤头与司筒间隙进一步减小,以至由间隙配合变为过盈配合,发生锤头卡死之故障。所以锤头卡死可能的原因有:
(1)压室、炉温过高导致锤头卡死
预防方法:严格控制料温。导致料温失控的原因有几方面:①热电偶②温控器③燃烧机。三者任何一方面出现故障都会导致料温失控,所以压铸时应根据锌液表面情况判断料温;扒去锌液表面浮渣,如果液面清亮,呈银白色,不挂铁枝,表面比较缓慢氧化结渣,则表明料温合适;若液面暗红,表面很快氧化结渣,则表明炉温过高,或用便携式测温仪复测料温,当发现过430℃时,应从上述三个方面查找造成温度过高的原因,予以排除。
(2)坩埚内锌液面浮渣过多,液面过低
排除:应扒去浮渣,及时添加锌料,保证液面不坩埚表面1寸。
(3)机器安装误差,压射油缸轴线与鹅颈司筒偏差过大
排除:与生产厂商联系处理。
(4)制造质量问题
如:锤头与司筒配合间隙过小,鹅颈制造的位置精度不够。
排除:与生产厂商联系处理。
5 不能射料
(1)射料相关条件被破坏
①前、后门未关。
排除:关门或检查门吉掣是否压到位?吉掣是否有信号或损坏?
②射料位置未回原位。
排除:参考射料油缸不回锤之检查方法排除。
③锁模行程未终止。
排除:a.检查锁模行程终止开关是否压到位或损坏、无信号?
b.检查锁模终止确认开关是否压到位或损坏、无信号?
c.锁模参数变化,需重新调整参数。
(2)扣咀前限吉掣没有压到位或损坏
排除:a.扣咀前限吉掣没有到位:调节压块,压住扣咀前限吉掣。
b.检查扣咀前限吉掣是否无信号输出或损坏?否则换或修复。
(3)射料参数设置不当
如:射料压力不够或射料时间没设置。
排除:设置相关参数正确值。
(4)射料油路故障
如:两个阀、两个插装阀等卡死。
排除:a.检查储能器(氮气樽)充压是否正常?有无泄漏等故障?
b.检查相应油阀各输出点是否有信号输出、接线有无松脱?
c.检查射料油路中相关油阀是否卡死,电磁线圈是否损坏?确认后清洗或换。
6 射料不正常,有时不射或射料无力
(1)氮气压力不够
排除:检查、氮气。长时间使用后应排除窜漏到氮气樽气腔部分的液压油,并重新充氮气,一般氮气充压4~5MPa。
(2)射料相关参数设置不当
如:射料时间太短,造成充填不足或产生回抽。
排除:输入正确射料参数。
(3)回料时间不够,储能压力达不到要求值
排除:给足回料时间。
(4)射料相关油阀动作不灵
如:脏物堵塞、卡住。
排除:检查、清洗或换。
(5)充压油阀动作不灵或手动放油阀未关死,储能压力不够
排除:清洗或换充压油阀或关死放油阀。
(6)只有一速,没有快速射料
排除:a.检查压射吉掣是否工作正常?否则换。
b.检查二速射料油阀及相关电路是否工作正常?
(7)一速、二速调节不当
如:一速行程过长。
分析:热室压铸机一般都通过调整射料压力,并采用二级射料速度来控制压射。通过一速将合金熔液压至入水口附近,排出流道内的部分空气;再通过二速将熔液调整注满整个型腔,从而保证产品的质量。如果一速行程过长,转入二速后,压射速度还未提升起来,已完成射料,无法获得合格的产品。一、二速具体调整应视产品所需合金量及压铸效果来确定,以啤出合格产品为宜。
排除:重新调整一速射料时间、将二速射料开始时间提前。如图2所示,向上调节压射吉掣板,以缩短一速射料时间。
图2
(8)压射速度调节手轮(速度阀)的开启度太小
排除:重新调整调节手轮(速度阀)的开启度、增大。
(9)鹅颈或射咀内有堵塞
排除:适当提高发热套、发热饼温度,并清理堵塞处。
(10)鹅颈有穿漏现象或锤头、钢呤、司筒磨损引致反料
排除:反修或换相应磨损零件。
(11)自制锤柄过长、鹅颈入料口堵塞
排除:换或返修。
7 射料油缸不能回锤(不回料)
(1)射料油路故障
排除:a.检查射料油路相关输出点是否有信号、工作是否正常?
b.检查相关油阀是否卡住或损坏?确认后清洗或换。
(2)锤头卡死
排除:检查锤头卡死原因,排除故障,换相应磨损零件。
总结:发生射料故障,应检查相关电路各输出点是否正常?如确认正常,再检查油路中相关油阀是否卡死、有脏物堵塞?如是,则需拆下清洗或换。
8 针机构故障(出或退后故障)
(1)电路故障
排除:检查接近开关是否无信号输出或损坏?如是,调整位置,妥善接驳或予以换。
(2)针相关油路故障
排除:检查针油路中相应油阀是否卡住或损坏(如电磁线圈坏)?否则清洗或换油阀。
(3)针机械部分故障
排除:a.检查接近开关固定板是否松动、移位,使接近开关感应失效?
b.检查出行程调整是否过大而致接近开关感应不到?
c.检查出板导杆、针、针法兰板等相应机械零件是否变形、移位或损坏?
9 无法正确调模
调模应在无负荷状态(即开模状态)下进行,引起调模故障可能的原因:
(1)开模未终止,调模条件被破坏
排除:参照不能开模之故障排除方法排除相关故障。
(2)调模电眼计数故障
排除:a.检查电眼是否有信号输出或损坏失效?
b.检查安装电眼的相应机械零件是否松脱,感应距离调整不当等引起电眼感应失效,计数不准?
(3)调模马达负荷
排除:a.检查相关机械零件是否损坏或卡死而引起过电流保护?如是,则换相关零件或修复。
b.检查三相电源是否缺相或电压不稳而引起过电流保护继电器跳掣?
(4)机械故障
排除:检查链轮、链条传动系统有无卡死或零件损坏,予以排除。
10 系统无总压
(1)三相电源缺相,电机无法启动或油泵、电机、连轴器损坏
排除:系统无总压时,若油泵不工作,应检查三相供电情况,再检查、修复及换油泵、电机或连轴器。
(2)电磁比例阀无电到,起压条件被破坏
排除:检查电路是否有信号输出?接线是否松脱?阀芯是否卡住或损坏?
(3)油箱油面过低或进油滤网堵塞
排除:添加液压油或清洗、换滤网。
(4)整个液压系统回路中有液压阀被异物卡住或电磁线圈损坏而不能复位
排除:检查、清洗油路或油阀,换损坏之液压阀。
总之,压铸机的故障,除系统故障外,偶发性故障很多,原因也是多方面的,有阀的故障、泵压力故障、各密封件磨损、老化失效、机械及电器故障等。解决方法各不相同。关键在于熟悉机器工作原理,掌握动作的输入、输出相关条件,充分利用电脑辅助诊断,找出原因,排除故障。千万要注意的是,在排除射料方面的故障时,应先将锤头拆除;在排除液压故障时,应关停油泵,开启手动放油阀,将回路卸荷。