壓棒機異常停機分析及改進

廉 超，田 浩，胡國汾

（山西昆明煙草有限責(zé)任公司卷包車間，山西 太原 030001）

Y80C-D 型壓棒機是目前煙草行業(yè)卷包車間主流的特種除塵設(shè)備[1]，在壓棒機運行過程中，液壓油溫度過高會導(dǎo)致與液壓油接觸的部件溫度升高，誘發(fā)壓棒機異常停機，降低了設(shè)備的運行效率[2-4]。結(jié)合企業(yè)和設(shè)備生產(chǎn)實際情況，在滿足生產(chǎn)及可靠性的同時，改進了油冷卻循環(huán)系統(tǒng)，減少了因為該原因造成的停機次數(shù)，提高了生產(chǎn)效率。

1 Y80C-D 型壓棒機結(jié)構(gòu)組成及工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)組成

該種型號壓棒機由料倉總成、續(xù)料機總成、層壓總成、液壓系統(tǒng)、機座、電器控制系統(tǒng)、液壓油油冷系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)等部分組成，如圖1 所示。液壓式壓棒機的核心是液壓系統(tǒng)，其液壓壓強最高可達25 MPa，穩(wěn)定運行時液壓壓強為16 MPa。

圖1 壓棒機組成

1.2 工作原理

除塵器收集到的煙土廢料由螺旋輸送機或風(fēng)送管道送到Y(jié)80C-D 型液壓壓棒機的儲料倉內(nèi)。經(jīng)儲料倉內(nèi)的螺旋輸料機構(gòu)在減速電機的驅(qū)動下不停旋轉(zhuǎn)，將儲料倉中的煙土廢料分送到左右2 個螺旋給料裝置的垂直料斗中，由液壓馬達驅(qū)動的水平螺旋輸送機間歇交替地再將這些煙土廢料送進層壓總成的成型模腔內(nèi)，在層壓油缸和模套油缸共同作用下把煙土廢料擠壓成圓柱形密實塊狀。

1.3 液壓油冷卻系統(tǒng)簡介

該型號壓棒機液壓油冷卻系統(tǒng)采用液壓油水冷，由循環(huán)冷卻水和油冷卻器組成。液壓油通過油冷卻器實現(xiàn)與冷卻水的冷熱交換，降低工作油溫度。

2 壓棒機停機機理研究

2.1 壓棒機停機原因調(diào)查分析

壓棒機在運行過程中出現(xiàn)異常停機現(xiàn)象，降低了生產(chǎn)效率，增加了能耗。經(jīng)過連續(xù)3 個月的跟蹤檢測排查，列出了壓棒機停機次數(shù)及停機原因，對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計。改造前停機原因及頻次調(diào)查如表1 所示。從表1 中可以看出，3 個月內(nèi)的停機總次數(shù)分別為19 次、17 次、20 次，在各個月中“液壓油溫度較高”是造成壓棒機停機的主要原因，因該原因造成的停機次數(shù)達46 次，在所有停機故障中占比達82%。壓棒機正常運行時，液壓油的合理溫度范圍為30～50 ℃[5-6]，從理論上分析，液壓油溫度長期超標(biāo)會造成液壓油粘度下降，加快油的老化，使機構(gòu)各部件之間磨損加重，造成設(shè)備停機，因此控制液壓油溫度是改善Y80C-D 壓棒機停機次數(shù)的關(guān)鍵。

表1 改造前停機原因及頻次調(diào)查

2.2 液壓油溫度較高原因分析

結(jié)合車間生產(chǎn)實際與設(shè)備狀況，對造成液壓油溫度較高的原因進行進一步追蹤，匯總可能造成液壓油溫度高的因素如下，并逐一對其進行分析：①生產(chǎn)環(huán)境溫度太高。壓棒機的適宜環(huán)境溫度為10～43 ℃，測量壓棒機生產(chǎn)環(huán)境壓棒間實際溫度發(fā)現(xiàn)，其實際工作溫度為36 ℃左右，符合要求。②冷卻系統(tǒng)作用不明顯。到現(xiàn)場進行實地調(diào)查，利用液壓油溫度計對出油管溫度進行測量，油管溫度為63 ℃時，回油管的溫度為56 ℃，冷卻系統(tǒng)降溫作用不明顯。③油壓不符合標(biāo)準(zhǔn)。觀察發(fā)現(xiàn)，機器運行時壓力值穩(wěn)定在16 MPa，符合《Y80C-D 型層壓式液壓壓棒機使用說明書》中的規(guī)定值。④油位較低。車間規(guī)定每個班次的操作及維修人員應(yīng)對油位進行觀察，一般不會出現(xiàn)油位降低的現(xiàn)象。⑤液壓體系元件磨損。壓棒機維修人員定期對液壓元件進行檢測，發(fā)現(xiàn)磨損會立即替換。在液壓系統(tǒng)其他元件正常工作情況下，初步推測，冷卻系統(tǒng)對油溫降低不明顯是造成液壓油溫度較高的原因。

連續(xù)幾日對出油口和回油口油溫進行追蹤測量，結(jié)果如表2 所示。從表2 中發(fā)現(xiàn)，出油口與回油口油溫?zé)o明顯差異，說明冷卻系統(tǒng)作用發(fā)揮不明顯，油溫長期保持在50 ℃以上，對液壓系統(tǒng)其他元件造成了損害，誘發(fā)壓棒機異常停機。

表2 改造前液壓油溫度測量

3 壓棒機異常停機優(yōu)化改進及效果

依據(jù)前文的分析結(jié)果，對引起Y80C-D 型壓棒機異常停機的（液壓油冷卻系統(tǒng)降溫作用不明顯）這個因素進行改進，并統(tǒng)計改善后壓棒機異常停機的數(shù)據(jù)，檢驗改善效果。

3.1 “液壓油冷卻系統(tǒng)作用不明顯”改善

經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，車間壓棒機原有的冷卻系統(tǒng)中并沒有可有效對冷卻水進行降溫的裝置，因此經(jīng)過多次循環(huán)后，冷卻水的換熱效果明顯下降，造成液壓油溫度升高，長時間運行會造成壓棒機異常停機。因此決定停用原有機型配置的液壓油水冷卻系統(tǒng)，接入動力車間的空調(diào)循環(huán)冷卻水。通過管道改造，將動力車間輸送來的空調(diào)冷卻水走向分為2 支，一支接入原機的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，將風(fēng)冷式冷卻器由原來的散熱工作變成制冷工作，釋放冷氣到壓棒間，進一步降低壓棒間溫度，改善了壓棒機的工作環(huán)境；另一支冷卻水進入原冷卻系統(tǒng)中的油冷卻器，與液壓油進行能量置換，達到降低液壓油溫度的目的，最后通過水泵將冷卻水回流到空調(diào)冷卻水的循環(huán)管路中。

3.2 改造效果

改造完成后，連續(xù)多日追蹤冷卻系統(tǒng)降低油溫的效果，記錄回油口溫度，具體如表3 所示。經(jīng)過改造，冷卻系統(tǒng)將油溫穩(wěn)定控制在40 ℃左右，改造效果顯著。

表3 改造后液壓油溫度統(tǒng)計

連續(xù)3 個月對壓棒機的工作情況、停機頻次進行統(tǒng)計，繪制成表4。從表4 中可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過改造后，壓棒機停機次數(shù)明顯下降，因為“液壓油溫度高”造成的停機次數(shù)為2 次，比改造前下降了91%。

4 結(jié)論

此次研究針對Y80C-D 型壓棒機異常停機故障中占比較大的“液壓油溫度高”這一故障，在平時生產(chǎn)中對停機數(shù)據(jù)及油溫數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，并研究其機理，針對統(tǒng)計結(jié)果中的故障因素（液壓冷卻系統(tǒng)對液壓油降溫不明顯），對壓棒機進行技術(shù)改造，停用原機配置的冷卻系統(tǒng)，接入動力車間空調(diào)冷卻水系統(tǒng)，進行管路改造，改善效果最為明顯。降低了因解決異常停機而造成的配件成本與人力成本，保障了卷包車間的正常生產(chǎn)。

表4 改造后壓棒機停機頻次統(tǒng)計