故障樹分析法在注塑機液壓系統維修中的應用

史新民

(常州信息職業技術學院機電工程學院，江蘇常州 213164)

注塑機是機械、電控、液壓一體化的結晶，電氣復雜，油壓管路交叉林立，控制器五花八門，產品從20世紀80年代至今，故障現象也是千奇百怪，各不相同。注塑機維修工作涉及知識面廣，復雜程度大，既要有機械設備維修經驗，又要有電氣維修知識，還必須熟悉液壓維修常識［1］。所以要求維修人員必須具有一定深度的綜合專業知識水平。針對注塑機的維修，困難之處在于查找和分析故障點，而故障樹分析技術是一種能幫助維修人員快速查找設備故障的有效方法，可以盡量縮短注塑機排障時間和維修周期。

1 注塑機的液壓控制原理

注塑機一般為液壓控制，其基本原理是粒狀塑料通過料斗進入螺旋推進器，通過螺桿外裝的電加熱器將塑料融化成黏液狀態，并通過轉動的螺桿將料高壓快速注射到閉合的模具型腔中，經一定時間的保壓冷卻后，開模、頂出成型的塑料制品［2］。根據塑料注射成型工藝要求，注塑機的工作循環流程如圖1所示。

圖1 注塑機的工作循環流程

圖2所示現為企業比較常用的某類250 g小型塑料注塑機的液壓系統原理圖，其動作循環見表1所示。

2 注塑機故障樹的建立

2.1 故障樹分析法的基本概念

故障樹分析法是一種需要整體、綜合、定量地考慮系統異常行為的系統方法［3］。故障樹是圍繞特定的系統故障，逐層分析，將系統可能出現故障的基本原因與故障之間的邏輯關系連成樹狀的邏輯圖，從而有利于快速準確的查找系統的故障和薄弱環節，便于設備的故障診斷，也可用于分析和預測系統產生的故障原因以便于進行改進系統。

圖2 注塑機液壓系統原理圖

表1 電磁鐵動作表

2.2 故障樹分析原理

如圖3所示，在建立故障樹之前，必須首先熟悉設備的系統工作原理，全面分析系統可能出現的故障形式。將采集到的常見故障類型作為頂事件建立故障樹模型。隨后進行故障樹定性分析，根據故障出現路徑逐步建立故障樹的最小割集。

圖3 故障樹分析原理圖

設備故障樹建立后，還可幫助企業維護人員進行分析，對設備相應的薄弱環節增加關注度，起到預測、診斷故障和指導設備運行的作用，從而提高設備的可靠性。

2.3 注塑機故障樹的建立

要建立注塑機的故障樹，首先應系統了解注塑機系統的基本組成和工作原理，并熟悉整機的控制過程、各個元器件的作用和元件之間的連接情況，再結合平時積累的維修管理經驗，對系統原理圖、電氣接線圖、控制邏輯流程圖等進行綜合分析。

以注塑機合模注塑效果不理想作為頂事件，4種常見的故障模式為中間事件，循序漸進地找出每層事件所有可能出現的原因，逐步分解到基本事件為止。圖4所示是注塑機合模注塑效果不理想的故 障樹圖。

圖4 注塑機合模注塑不理想故障樹圖

3 注塑機故障分析與排除

根據注塑機合模注塑不理想故障樹，故障的原因可能是機械系統、液壓系統和電氣系統故障以及工藝參數設置不當等情況造成的，一般按照“由簡到繁”的原則，進行故障分析與排除［4］。

(1)機械部分的故障排查。主要排查合模連桿機構的運動過程是否合適、固定模具的模板是否存在安裝不到位或者損壞、模具或者注塑材料內是否有異物導致注塑問題產生、注塑機的機械保險是否存在異常等現象。

(2)電氣部分的故障排查。通過傾聽電磁閥的吸合聲音和用手觸摸電磁閥來排查電磁鐵是否損壞，排查行程開關能否吸合、附加繼電器和其他電器是否存在故障。

(3)液壓系統的故障排查。根據液壓原理圖，要分析合模注塑不理想是模鎖增壓無力還是塑料充不滿模腔造成的，可以分別對照故障樹圖逐步檢查各個液壓元器件，排除故障所在。

(4)工藝參數設置不當。注塑不理想也極有可能是因為注塑工藝參數設置不當造成的，可以通過調整低壓位置、壓力、速度和時間等參數來改變注塑工藝。

注塑機的故障一般比較復雜，故障判斷模糊，一時很難區分是機械故障、電氣故障還是液壓故障，所以在維修過程中，維修思路通常是逐步分析電路、油路、機械部件動作過程是否失靈。而調校工作則反過來進行，如機械動作和鎖模壓力出現故障，可首先排查油路和電路，如電路輸出正常，則調校油路閥。若油路能正常工作則調校電路。最后進行統調，但三者關系相互依賴、相互控制。正確使用儀器儀表、調校檢測電路，檢修油路，調試機械部分的位置及動作，是判斷故障的重要手段［5］。在維修過程中，要利用眼看、耳聽、手摸、鼻聞和嘴問等方法充分收集注塑機的有關資料，對照故障樹分析注塑機的運行動作及其表現狀況，推斷出與其相關的機械、電氣和液壓部分是否工作正常［6］。

4 結束語

注塑機的維修必須要有深厚的專業知識和一定的認識深度，維修不僅要能及時處理當前的故障，還要能對故障進行有效防范，進行預防性的保養與維護，讓問題在萌芽狀態還未出現故障停機時就解決掉。實踐證明，故障樹分析法是對復雜系統進行故障排除直至維修成功的一種好方法，用它來預測和診斷故障、甚至指導設備的正常運行同樣能收到良好的效果。

［1］王宏穎，彭二寶.注塑機常見故障及維修方法［J］.液壓與氣動，2011(1):100－102.

［2］周士昌.液壓系統設計［M］.北京:機械工業出版社，2004:18－22.

［3］賈雪峰.故障樹分析法在門式起重機維修中的應用［J］.機電工程技術，2012(1):72 －74.

［4］魏廣華，張玉峰.利用故障樹排除攤鋪機料斗不能合攏故障［J］.建筑機械，2009(9):107－108.

［5］馬希望.淺談注塑機的維修［J］.致富時代，2010(9):291.

［6］陳德億.注塑機故障維修［J］.機械工人，2003(12):39－40.