給湯機(jī)手臂抖動(dòng)故障的處理

■崔愛(ài)軍，劉國(guó)新

一、給湯機(jī)的動(dòng)作流程

隨著壓鑄自動(dòng)化程度的不斷提高，給湯機(jī)的應(yīng)用也得到了較大的發(fā)展。在壓鑄系統(tǒng)中，給湯機(jī)與壓鑄機(jī)配套使用后，代替了傳統(tǒng)的人工取湯、注湯過(guò)程。給湯機(jī)的使用具有便于操作，提高注湯效率，保證取湯量的穩(wěn)定，以及減少人工操作危險(xiǎn)性等特點(diǎn)。

由于給湯機(jī)的使用條件比較惡劣，在給湯機(jī)使用過(guò)程中時(shí)常會(huì)發(fā)生一些異常故障，導(dǎo)致整個(gè)壓鑄系統(tǒng)不能正常供料，影響了壓鑄生產(chǎn)的正常進(jìn)行。在這些常見(jiàn)故障中，給湯機(jī)手臂抖動(dòng)故障的排除就顯得比較煩瑣，相對(duì)地復(fù)雜一些。下面就以尚富SL—65給湯機(jī)（采用富士5000G11S變頻器）為例，就給湯機(jī)手臂抖動(dòng)故障的排除做一個(gè)簡(jiǎn)述。

目前使用的給湯機(jī)，電氣系統(tǒng)采用的核心控制部件均為PLC及變頻器進(jìn)行動(dòng)作控制，由于采用PLC控制，使復(fù)雜的控制系統(tǒng)集成化、簡(jiǎn)單化，且具有占用空間小，安裝接線(xiàn)簡(jiǎn)單，使用維護(hù)方便，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，故障率低等特點(diǎn)；同時(shí)，采用文本顯示器面板設(shè)定各項(xiàng)時(shí)間及功能，具有故障顯示功能，便于檢修；給湯機(jī)手臂前進(jìn)/后退及注湯/取湯，由獨(dú)立變頻器控制，提高給湯之速度，增加生產(chǎn)速度，故障率低，操作容易。一般給湯機(jī)自動(dòng)運(yùn)行流程如圖1所示。

圖1 給湯機(jī)自動(dòng)運(yùn)行流程

二、給湯機(jī)動(dòng)作分析

1. 給湯機(jī)手臂動(dòng)作分解

在機(jī)械構(gòu)成方面，給湯機(jī)主體結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)單得分為四部分：主機(jī)、大臂、小臂和湯勺，如圖2所示。

其中，小臂的主要作用是完成湯勺的旋轉(zhuǎn)并進(jìn)行取湯和注湯動(dòng)作；從取湯位置到注湯位置的移動(dòng)是依靠主機(jī)帶動(dòng)大臂，大臂再帶動(dòng)小臂旋轉(zhuǎn)完成的，其動(dòng)作過(guò)程為：手臂高速前進(jìn)至前進(jìn)低速限位→手臂低速前進(jìn)至注湯位。

在這個(gè)動(dòng)作過(guò)程中，看似簡(jiǎn)單的兩個(gè)動(dòng)作，其速度的變化又可以分解為圖3所示的幾個(gè)步驟。

2. 給湯機(jī)手臂抖動(dòng)常見(jiàn)原因分析

在給湯機(jī)的相關(guān)資料中，一般都給出了下列常見(jiàn)的故障原因：

（1）手臂傳動(dòng)鏈條松動(dòng)。

（2）手臂傳動(dòng)齒輪磨損過(guò)大。

（3）給湯機(jī)中間鏈輪軸承卡滯。

（4）手臂限位調(diào)整不當(dāng)（低速限位開(kāi)關(guān)）。

（5）手臂變頻器參數(shù)設(shè)定不當(dāng)。

圖2 給湯機(jī)結(jié)構(gòu)示意

圖 3

3. 常見(jiàn)故障原因判斷處理

針對(duì)上述這些原因，日常維修的原則都是采取由易到難的順序，對(duì)給湯機(jī)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目檢查，以下就這些列出的原因給出了常用的檢查方法。

（1）軸承的檢查方法 在造成給湯機(jī)的抖動(dòng)故障原因中，因軸承損壞發(fā)生的抖動(dòng)較多，特別是湯勺轉(zhuǎn)軸處的銅石墨軸承，由于此處距離爐子中的金屬液面最近，受高溫輻射及湯勺內(nèi)金屬液的熱傳導(dǎo)影響，局部溫度較高，工作條件最差，一旦軸承內(nèi)的石墨粉消耗殆盡，此處旋轉(zhuǎn)軸的磨損將十分劇烈，湯勺旋轉(zhuǎn)軸處的阻力加大，很快將軸承磨壞，此時(shí)軸與軸承配合間隙變大，在動(dòng)作過(guò)程中，湯勺在旋轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)發(fā)生曠動(dòng)，導(dǎo)致鏈條運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)、致使給湯機(jī)動(dòng)作抖動(dòng)。

因此，在發(fā)生故障后，有必要對(duì)軸承做一個(gè)全面的檢查，其檢查方式有以下幾種：

第一，看晃動(dòng)。在熱機(jī)狀態(tài)下，晃動(dòng)取料湯勺，如果湯勺上下晃動(dòng)幅度大于3mm，就必須考慮該軸承磨損的可能性。如果損壞的軸承不能得到及時(shí)更換，還將導(dǎo)致軸承兩端的軸承蓋的磨損。

第二，聽(tīng)聲音。軸承即使有輕微的剝離等損傷，也會(huì)發(fā)出異常聲音。檢查時(shí)，可將給湯機(jī)動(dòng)作設(shè)為手動(dòng)后轉(zhuǎn)動(dòng)湯勺，觀(guān)察湯勺旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的狀態(tài)，是否轉(zhuǎn)速均勻，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中有無(wú)異響來(lái)判斷軸承工作狀態(tài)。

第三，摸振動(dòng)。軸承振動(dòng)對(duì)軸承的損傷很敏感，例如剝落、壓痕、銹蝕、裂紋、磨損等都會(huì)在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中表現(xiàn)出來(lái)。對(duì)給湯機(jī)中間鏈輪軸承的檢查，最好將傳動(dòng)鏈條取下，用手輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)給湯機(jī)中間鏈輪，不應(yīng)出現(xiàn)轉(zhuǎn)不動(dòng)、局部卡滯等現(xiàn)象，否則說(shuō)明鏈輪中的軸承發(fā)生了故障，需拆下來(lái)進(jìn)行維修。

第四，測(cè)溫度。軸承的溫度，一般由軸承室外面的溫度就可推測(cè)出來(lái)，通常軸承的溫度隨著運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始緩慢上升，1～2h后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。軸承的正常溫度因機(jī)器的熱容量、散熱量、轉(zhuǎn)速及負(fù)載而不同。如果潤(rùn)滑、安裝不合適，則軸承溫度會(huì)急驟上升，出現(xiàn)異常高溫，由于給湯機(jī)本身工作環(huán)境溫度較高，依靠測(cè)溫度的方式來(lái)判斷軸承故障需要一定的經(jīng)驗(yàn)。

另外，如果大臂前進(jìn)時(shí)小臂有突然抖動(dòng)現(xiàn)象，且大臂后退時(shí)手臂有滯后現(xiàn)象，則有可能是大臂與中間鏈輪之間軸承卡死或中間鏈輪與中間軸心之間軸承卡死，對(duì)軸承進(jìn)行檢查后更換損壞的軸承即可。

（2）對(duì)手臂鏈輪和鏈條的檢查 ①檢查傳動(dòng)鏈條的松緊程度。根據(jù)對(duì)設(shè)備的要求，鏈條的松緊程度為：從鏈條中部提起或壓下的距離，約為兩鏈輪中心距的2%～3%。此項(xiàng)檢查可以很方便地進(jìn)行確認(rèn)，如不符合要求，可適當(dāng)調(diào)整調(diào)節(jié)螺母，將鏈條松緊進(jìn)行必要的調(diào)整。②對(duì)手臂和湯勺傳動(dòng)鏈輪磨損進(jìn)行檢查。正常情況下，輪齒淬硬的鏈輪使用壽命至少應(yīng)能持續(xù)相當(dāng)于三根鏈條的壽命那樣長(zhǎng)的時(shí)間。因此，正常使用的給湯機(jī)鏈輪磨損的可能性不大，鏈輪磨損后的主要特征是：齒形局部變薄、變尖，通過(guò)對(duì)鏈輪進(jìn)行觀(guān)察就可以很容易地進(jìn)行判斷。

（3）手臂限位調(diào)整（低速限位開(kāi)關(guān)） 手臂限位調(diào)整不當(dāng)，也會(huì)造成給湯機(jī)的抖動(dòng)。如果手臂抖動(dòng)是剛剛出現(xiàn)的故障，可以觀(guān)察是否是行程開(kāi)關(guān)的固定螺釘發(fā)生了松動(dòng)，行程開(kāi)關(guān)位置發(fā)生了移動(dòng)，如是上述原因，可直接將行程開(kāi)關(guān)恢復(fù)到原來(lái)的位置即可，如無(wú)法判定原來(lái)的位置，可通過(guò)幾次調(diào)試就能解決，調(diào)試的方法為：①確認(rèn)低速開(kāi)關(guān)位置必須在停止限位開(kāi)關(guān)前動(dòng)作。②適當(dāng)移動(dòng)行程開(kāi)關(guān)，調(diào)整低速開(kāi)關(guān)提前量，調(diào)整后試運(yùn)行并觀(guān)察給湯機(jī)動(dòng)作情況。③動(dòng)作穩(wěn)定情況下，提前量越小越有利于提高工作效率。

通過(guò)上述檢查和調(diào)整，如果仍不能解決給湯機(jī)的抖動(dòng)故障，就需要考慮給湯機(jī)抖動(dòng)的特殊原因的處理了。

（4）特殊原因的處理 首先，手臂變頻器參數(shù)變更。通過(guò)上述這些檢查過(guò)程仍不能使此故障得到有效的解決時(shí)，就有必要對(duì)變頻器設(shè)定參數(shù)進(jìn)行修改（注意：修改參數(shù)的工作一定要慎重，一般應(yīng)由有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員來(lái)完成）。

由圖4可知，在手臂前進(jìn)和后退過(guò)程中，速度的變化都經(jīng)歷了慢速-快速-慢速的過(guò)程，從慢速到快速及從快速到慢速存在一個(gè)加速度的過(guò)程，如果加速度設(shè)置的不當(dāng)，就會(huì)使手臂在速度變換點(diǎn)上出現(xiàn)抖動(dòng)，造成合金液濺出；原有出廠(chǎng)時(shí)設(shè)定好的變頻器參數(shù)隨著給湯機(jī)的使用，各部位的磨損與機(jī)械部分的匹配性已不再完美，在給湯機(jī)工作過(guò)程中就會(huì)逐步出現(xiàn)手臂抖動(dòng)加劇，此時(shí)可適當(dāng)調(diào)整變頻器的加減速時(shí)間，調(diào)整各段速度的頻率值來(lái)解決。

其次，導(dǎo)向輪從U形槽中脫出。由于調(diào)整螺栓松動(dòng)，在給湯機(jī)工作過(guò)程中，當(dāng)大臂與小臂重合的瞬間（此時(shí)，大臂、小臂重合且垂直地面），如圖5所示的導(dǎo)向輪會(huì)從U形槽中脫出，由于定位偏差，導(dǎo)向輪再次進(jìn)入U(xiǎn)形槽時(shí)，出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象，造成給湯機(jī)手臂經(jīng)過(guò)垂直平衡點(diǎn)時(shí)運(yùn)行不暢，手臂出現(xiàn)抖動(dòng)。通過(guò)拆開(kāi)機(jī)殼觀(guān)察，很容易發(fā)現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象，通過(guò)調(diào)整垂直及水平拉簧的預(yù)緊力，使大臂與小臂重合的瞬間，導(dǎo)向輪能夠順暢地進(jìn)出U形槽，即可解決這個(gè)問(wèn)題。

圖4 變頻器速度調(diào)整示意

圖5 給湯機(jī)內(nèi)部示意

三、結(jié)語(yǔ)

總之，給湯機(jī)的抖動(dòng)原因是多種多樣的，在實(shí)際的維修過(guò)程中，要非常熟悉給湯機(jī)的工作過(guò)程、設(shè)備控制原理，掌握動(dòng)作的輸入、輸出條件，弄清各個(gè)動(dòng)作速度變化的控制點(diǎn)，才能找出故障發(fā)生的深層次原因，切記在沒(méi)搞清故障原因的情況下，切勿對(duì)設(shè)備進(jìn)行拆卸。

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