關于輪對磁粉探傷機勵磁線圈無法夾緊的研究分析

卞森虎

摘要：輪對磁粉探傷機主要用于軌道車輛輪軸的磁粉探傷作業。在探傷作業過程中，設備經常會出現縱向勵磁線圈無法夾緊，導致無法進行輪對探傷作業的情況，影響了車間的生產進度，故通過此篇文章來研究分析勵磁線圈無法夾緊的原因及處理方法。

關鍵詞：磁粉探傷；勵磁線圈；夾緊

隨著國民經濟的不斷發展，軌道車輛運行速度不斷提升，輪對作為軌道車輛轉向架重要部件，其質量好壞至關重要，直接影響著列車的安全運行。輪對磁粉探傷機主要用于軌道車輛輪軸的磁粉探傷作業，能高效、準確、清晰地檢測到輪軸外露表面或近表面的裂紋（缺陷）。

輪對磁粉探傷機主要有輪對上料機構、緩沖機構、滾動機構、下料機構、產生輪對周向磁場的電極傳動夾緊機構、產生輪對縱向磁場的勵磁線圈機構、磁懸液噴淋機構等組成。

上料結構用于將輪對推入磁化區域，當輪軸碰到上料檢測開關時，緩沖推桿緩慢的回收，緩沖機構將輪軸緩慢平穩的放到旋轉驅動機構的滾輪上，滾動結構用于驅動輪對進行滾動翻轉，以便于全方位對輪軸進行探傷，電極機構和勵磁線圈機構主要用于產生探傷輪對所需的周向磁場和縱向磁場，磁懸液噴淋機構主要用于將磁懸液均勻的噴淋在輪軸上，下料機構用于將磁化探傷完后的輪軸推出磁化工位，使輪軸順利沿軌道線自動進入下道工序。

在日常生產過程中，經常出現輪對經上料機構推入磁化區域后，勵磁線圈未自動進行夾緊，導致無法進行下一步探傷工序，影響了生產效率。

本文結合設備的機械結構、電氣原理圖以及內部PLC程序詳細分析了導致磁粉探傷機勵磁線圈無法自動夾緊的原因以及相應的處理方法，以方便現場維修人員及時解決相關故障，保證生產線的暢通，提高作業效率。

1 勵磁線圈夾緊動作原理

磁粉探傷機磁化原理采用了二路復合磁化技術，即周向磁場采用軸向直接通電法、縱向磁場采用線圈法，經一次性通電即可全方位復合磁化輪軸的表面或近表面的裂紋（缺陷）。

產生縱向磁場的勵磁線圈機構主要由勵磁線圈、防水罩、推動氣缸等組成，勵磁線圈通過齒輪齒條機構連接在氣缸上，由氣缸推動齒條動作帶動齒輪轉動，從而使線圈完成夾緊和松開的動作。夾緊和松開的到位監測通過相應的行程開關控制。每組磁化線圈之間通過活動卡夫連接，磁化時線圈夾緊同時通過鎖緊氣缸鎖緊卡夫，以保證電流的順利通過。

整個控制系統通過歐姆龍PLC控制完成，由PLC采集操作臺各按鈕開關以及現場各限位開關狀態，輸出控制各電磁閥，再由電磁閥控制相應氣缸的推出與縮回，從而控制線圈的夾緊和松開。

2 勵磁線圈無法夾緊的原因分析

2.1 機械原因導致

齒輪、齒條、轉動軸等傳動機構存在脫落或者卡滯情況導致線圈無法夾緊，此時應重點檢查各傳動機構的連接情況，排除連接脫落和異物卡滯的原因。

2.2 氣壓不足

勵磁線圈完成夾緊動作需要滿足0.45MPa的氣壓壓力要求，此時需檢查空壓機的壓力輸出是否正常，壓力表顯示壓力是否達到相應要求，以及供氣管路是否存在漏氣情況。

2.3 相應電信號缺失，導致控制線圈的電磁閥未得電輸出

根據線圈夾緊程序段分析可知，線圈夾緊輸出需要的電信號如下：

①環合輸入信號；

②手動模式下：手動信號輸入，緩沖限位到位，下料未輸出，上料/緩沖未輸出，PC復位未觸發；

③自動模式下：自動信號輸入，緩沖限位到位，下料未輸出，上料/緩沖未輸出，PC復位未觸發。

將設備切換到手動模式，進行環合操作，若設備無動作。以此判斷故障可能原因如下：

①環合輸入信號按鈕失靈，PLC無法采集到環合信號；

②緩沖限位開關失靈（左右兩組緩沖限位開關）；

③PC復位按鈕失靈，導致一直給PLC復位信號。

可做如下處理：

①手動按壓環合按鈕，觀察PLC相應點位有無信號，若無信號，則檢查按鈕是否損壞，以及相應連接線路是否有異常；

②手動觸發緩沖限位開關，觀察PLC相應點位有無信號，設備上緩沖限位開關有左右兩組，兩組開關分別接在PLC的輸入點位上，程序內兩組緩沖限位開關采用串聯形式連接，只有在兩組緩沖限位均觸發的情況下，勵磁線圈才能進行夾緊動作，若分別手動觸發兩組緩沖限位開關，對應的PLC點位無信號，則檢查緩沖限位開關是否損壞以及對應的連接線路是否有異常；

③點動復位按鈕，觀察PLC上PC復位信號是否靈敏。

2.4 環合氣閥損壞

若PLC有對應的輸出信號，則檢查環合氣閥是否燒壞及其連線是否脫落，消聲器是否有嚴重的漏氣聲，如有漏氣則可能原因是氣閥損壞，否則為環合的三只氣缸有一只或多只內部活塞密封圈漏氣。

2.5 PLC模塊損壞

若環合輸入信號按鈕及緩沖限位開關正常，連接線路也正常，而PLC對應的輸入點卻無信號，則PLC輸入模塊可能發生異常，同理若輸入信號均正常，PLC輸入點位也正常，PLC卻無輸出，則PLC內部程序可能出錯或者輸出模塊可能發生異常。

2.6 氣缸損壞

若氣源供氣正常，電磁閥工作正常，氣缸卻未推出，則檢查氣缸是否損壞或有異物卡滯。

3 總結

本文從機械、氣壓以及電氣控制方面研究分析了導致勵磁線圈無法夾緊的原因及相應處理方法，希望在日后的生產工作中，當設備出現相關問題時能為檢修人員提供一定的思路，以提高故障處理效率。

參考文獻：

[1]張君霞，時蕾.PLC在輪對磁粉探傷設備中的應用[J].機械制造與自動化，2009，38（01）：142143.