擠塑機常見故障維修方法及節能措施

沈志祥

（中天科技裝備電纜有限公司，江蘇南通 226000）

0 引言

擠塑機通過螺桿的旋轉產生剪切力使塑料破碎，螺桿轉動產生推動力，使破碎的塑料連續前進，并因此產生擠出力。在擠出壓力作用下，過濾板和壓力所及的其他部位產生反作用力，造成塑料的回流和攪拌。塑料的擠出特性主要表現在塑化階段，溫度控制是塑化階段最重要的部分。本文從溫度控制方向切入，總結擠塑機的故障現象與維修方法。

1 烘料系統故障分析及處理方法

擠塑機的烘料裝置在冬季氣溫較低時，會出現烘干實際溫度始終達不到設定溫度的情況，造成料粒無法得到充分干燥，且沒有得到足夠的預熱，擠塑機也因此無法全速運行，影響生產效率。

針對此故障，由于實際測量溫度遠高于環境溫度且沒有出現溫度下降的情況，首先排除主回路沒電的情況，其次確認加熱裝置是否用了多組加熱棒，如果用了多組加熱棒，是否其中一組或者多組加熱棒出現了損壞或者是加熱線路斷路的情況。

如不存在上述情況，則判斷加熱棒是否由于老化，導致加熱功率降低。通過公式P=UI=可知，對于一根加熱棒來說，其阻值基本是恒定的，雖然電熱絲可能隨著時間的延長發生氧化，但其對于阻值的影響很小，可以忽略不計。再者白天的電網電壓會較夜間電壓稍低，但都在正常電壓波動范圍內，由此造成的誤差也屬正常現象，且與加熱棒本身無關，因此判斷不成立。

根據擠塑機烘料裝置的工作原理（圖1），烘料裝置是通過風機將加熱棒產生的熱量吹進料筒里，對料筒里的塑料粒起到烘干加熱的作用。而當料筒里的料粒較少的時候，料粒無法對進出風量形成有效阻隔，導致料筒出風口排風量過大，排掉大量的熱能，使料筒里面的溫度一直加熱不上來，因此處理這個問題的方法是將風機的進風量調小從而減少整個系統的通風量，這樣料筒里的溫度就能很快升高到設定溫度。

圖1 烘料裝置

2 加熱系統故障分析及處理方法

對于擠塑機來說，溫控系統是最基礎的組成部分，擠塑機常見故障肯定是繞不開溫控系統的故障。根據近1 年的維修數據統計，溫控系統的故障占比超過70%。1 臺擠塑機需要6 套以上的溫控系統，主回路長期通過大電流，加熱器長期維持高溫高熱的狀態，容易發生故障。

以使用溫控表控制的溫控系統為例展開故障排查方法。溫控表有3 種常見的輸出類型，分別為：繼電器輸出、電壓輸出、電流輸出。

（1）繼電器輸出：利用溫度控制器內部繼電器觸點的輸出形式。當溫度控制器工作時，內部觸點接通，實現對外部回路的控制（圖2）。因為繼電器內置于控制器中，所以無法具備大開閉容量，需要控制高于額定電流的負載時，可通過控制外部電磁開關（MC）控制負載通斷。

圖2 繼電器輸出控制

優點：因為是繼電器觸點的輸出形式，所以可控制多種電壓類型的負載。

缺點：使用觸點開閉的輸出方式，觸點開閉次數有壽命限制。

（2）電壓輸出：輸出DC 電壓的ON/OFF 信號，驅動設置于外部的固態繼電器（SSR）等元件控制負載（圖3）。

圖3 電壓輸出控制

優點：利用外部SSR 可以直接開閉大容量負載。

缺點：主回路負載發生短路故障時，固態繼電器容易發生擊穿，使主回路一直導通。

（3）電流輸出：連續輸出DC 電流，接線至周期控制器、電力調整器、變頻器、電動閥等輸入端對負載進行連續控制（圖4）。

圖4 電流輸出控制

優點：適用于精密控制。

缺點：除溫度控制器外，還需電力調整器，成本較高。

以繼電器輸出，利用溫控表控制交流接觸器進行加熱的溫控系統為例，當溫控系統出現故障時，常見現象有：不加熱、實際溫度過高和實際溫度不顯示等。

2.1 不加熱故障

不加熱的故障是表顯實際溫度（PV）遠小于設定溫度（SV），此時應該觀察溫控表面板上的out 指示燈是否常亮。如果是歐姆龍溫控表出現out 指示燈不亮的情況，注意檢查溫控表是否有stop 的字樣顯示。如果出現stop 的字樣則說明溫控表的運行開關被關閉，具體打開方法：菜單里找到參數R-S，然后將設置從stop 改成run。

（1）檢查主回路：確認加熱裝置的額定電壓后，直接在最靠近加熱器的地方使用多用表交流電壓檔測量線路是否有相應的電壓，測量電壓在額定電壓的±10%內都屬正常。如果電壓正常，可判斷加熱圈燒毀，更換加熱圈就可處理故障點。反之則沿著主回路往上測量，測量接觸器的輸出端（近負載端）是否有電壓，測量接觸器的輸入端（近電源端）是否有電壓，在接觸器吸合的情況下，輸入端有電壓而輸出端無電壓則說明接觸器損壞需更換。還需檢查斷路器是否跳閘，測量斷路器是否有缺相的情況。

（2）檢查控制回路：當出現交流接觸器沒有吸合的狀況，故障原因可能在控制回路上。測量接觸器的線圈是否有額定電壓給定、測量線圈阻值（正常值為幾百歐姆）、測量溫控表輸出端常開觸點是否吸合導通、檢查保險絲是否燒毀導致控制回路失電。

2.2 實際溫度過高故障

（1）溫控表顯示的實際測量溫度遠高于設定溫度。在接觸器控制的系統中，接觸器的線圈失電，接觸器內部的反力機構沒有將動鐵芯彈起，導致主回路一直通電，加熱器持續加熱。在使用固態繼電器控制的系統中經常會因為主回路發生短路，造成固態繼電器擊穿，導致主回路持續通路，固態繼電器不受控制。

（2）溫控表顯示測量溫度與設定溫度一致，但使用水銀溫度計測量數據遠高于顯示溫度。這種情況下判斷是測溫裝置出現故障，以使用熱電偶為例，當偶絲發生折疊、扭曲等塑性變形使熱電偶的偶絲產生應力時，其熱電特性就會發生改變，從而使測量結果的準確性受影響。將熱電偶絲拉直以后再測量，如果測出來的結果與水銀溫度計測量結果相差不大，并且溫控表上的實際溫度顯示數字不會亂跳則為正常，如故障不能消除建議更換熱電偶。

2.3 實際溫度不顯示的故障

溫控表面板上的PV 顯示0000，說明溫控表連接的測溫裝置開路，處理方法為檢查測溫裝置。

3 傳動系統的故障分析及處理方法

擠塑機的傳動系統是其重要的組成部分。傳動系統由電機、皮帶、減速箱、螺桿及電機控制器構成。當發生螺桿不轉的故障時，通常有下列3 種故障情況。

3.1 電機故障

當電機損壞時會引發電機控制器報警并停止工作。測量電機繞組電阻是否正常，繞組對外殼是否發生短路。除此之外，電機上面安裝的測速機如果發生開路故障，控制器會顯示速度反饋故障，面板顯示為SPEED FEEDBACK。需先確認測速機的外部線路開路還是測速機的線圈開路，然后根據實際情況進行處理。

3.2 電機控制器故障

擠塑機出現螺桿不轉的情況很多時候是由于電機控制器出現報警導致的，控制器報警后需要進行手動復位或斷電重啟才能消除。擠塑機發生最多的故障報警為過載報警，報警原因是螺膛里的塑料粒未被充分加熱就啟動了電機使其運轉，導致電機負載電流過大而造成控制器報警。這種情況下只需將報警復位，并且等待塑料充分加熱以后擠塑機就可以正常運轉。

根據控制器的報警情況和故障提示，排查外部相應的異常情況后，對控制器進行復位操作。如果出現斷電—上電后控制器仍然報警的情況，則認定為控制器內部故障。對于控制器的維修，不建議非專業人員私自進行拆卸維修。

3.3 皮帶與減速箱損壞

當傳動發生故障時，如果電機正常轉動而螺桿不轉，檢查電機到螺桿間的傳動部分。包括皮帶輪與軸連接是否有異常；皮帶是否發生斷裂、脫落、打滑的情況；盤動減速箱是否有卡滯或者脫齒的情況。

4 擠塑機節能措施

4.1 料筒上料吸料機的節能措施

吸料機的工作過程是利用風泵將儲料倉內空氣往外抽，形成負壓狀態將袋子里的料粒吸進儲料倉，然后利用時間繼電器使風泵在運行設定時間后斷電，儲料倉的真空破壞，下料口擋板打開將料粒落進料筒。在吸料過程中，料粒會慢慢將儲料倉填滿，也就造成風泵抽出的空氣流量越來越小，現象為：在風泵運行的一個周期內，剛開始吸料效率很高，到后面吸的料越來越少。這時候需要設置時間繼電器的斷開時間，在吸料機吸料效率開始明顯下降時，讓風泵停止運行，減少吸料機的低效率運行時間，從而實現節能的目的。

4.2 螺膛加熱冷卻的節能措施

擠塑機的螺膛加熱系統中，每一組溫度控制都配備有冷卻風機，當采集到的實際溫度偏高時，風機便會運行，吹風散熱。當螺桿轉速越來越快時，喂料口由于塑料沒有被充分加熱就進入螺膛，經過擠壓摩擦，產生大量的熱量，導致靠近喂料口的螺膛溫度一直高于設定溫度，散熱風機便會長時間工作，造成大量電能浪費。盡管擠塑機廠家針對喂料口的溫度異常情況增加了水冷散熱系統，但是由于水垢、生銹等原因造成水冷管道堵塞或者流量減小，散熱效果大打折扣。因此對于水冷散熱系統，應該定期清理管道，保證其流量足夠大，這樣靠近喂料口的散熱風機運行時間便會大大減少，起到良好的節能效果。

4.3 冷卻成型系統的節能措施

以線纜行業的擠出機應用場景來講，線纜絕緣成型以后，需要經過水槽冷卻成型，多臺擠塑機生產線一般會共用外部的水泵供水，但是由于某些產品工藝需求，很多生產線會在前端增加一個熱水箱、熱水槽和一臺小水泵，在有需要的時候將熱水箱的水加熱以后抽到熱水槽里以供產品使用。然而大多數產品是利用常溫水冷卻，這時候如果還利用小水泵抽取水箱的水進行冷卻的話，需要額外增加電耗，并縮短小水泵使用壽命，增加成本。通過給前端熱水槽接入外部供水的管路，在需要用常溫水冷卻的時候，切換水閥使用外部水泵集中供水，有效地降低小水泵的使用頻率，達到節能的目的。

5 結語

由于生產的產品需要一次成型，要求擠塑設備具有較高的穩定性，對擠塑設備的管理應以保養預防為主，維修為輔，降低生產損失，提高生產效率。因此需要設備管理人員具有良好的維修技能與經驗，并對故障問題進行總結記錄，系統提升擠塑機的設備管理工作，進一步提高設備運行的穩定性及經濟性。