故障树分析法在注塑机液压系统维修中的应用.pdf

2 0 1 4年 7月 第 4 2卷 第 1 3期 机床与液压 MACHI NE TO0L ＆ HYDRAUL I CS J u 1 ． 2 01 4 Vo 1 ． 42 No ． 1 3 D O I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 3 8 8 1 ． 2 0 1 4 ． 1 3 ． 0 4 7 故障树分析法在注塑机液压系统维修中的应用 史新 民 常州信 息职业技术学院机 电工程 学院，江苏常州 2 1 3 1 6 4 摘要介绍了注塑机的液压控制原理和动作过程，利用故障树分析法 ，通过逐层分析及故障之间的逻辑关系，对注塑 机的系统故障进行了诊断。实践证明，应用故障树分析法对注塑机等复杂设备进行故障诊断， 其速度快 、 效率高，并可以 用来预测和诊断故障、指导设备的正常运行和预防性维保。 关键词故障树；注塑机；维修 ， 中图分类号T H1 3 7 文献标识码B 文章编号1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 4 1 31 8 6 3 A p p l i c a t i o n o f F T A i n Hy d r a u l i c S y s t e m Re p a i r o f I n j e c t i o n Mo l d i n g Ma c h i n e SHI Xi n mi n S c h o o l o f M e c h a n i c a l a n d E l e c t r o n i c a l E n g i n e e r i n g ，C h a n g z h o u C o l l e g e o f I n f o r ma t i o n T e c h n o l o g y ， C h a n g z h o u J i a n g s u 2 1 3 1 6 4，C h i n a A b s t r a c t T h e h y d r a u l i c c o n t r o l p r i n c i p l e a n d m o v e me n t p r o c e s s o f t h e i n j e c t i o n m o l d i n g m a c h i n e w e r e i n t r o d u c e d ．T h e F a u l t T r e e A n a l y s i s r T Am e t h o d w a s u s e d t o d i a g n o s e s y s t e m f a i l u r e o f t h e i n j e c t i o n mo l d i n g m a c h i n e ，t h r o u g h ana l y z i n g l a y e r b y l a y e r a n d l o g i c a l r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e f a u l t s ． P r a c t i c e h a s p r o v e d t h a t F T A m e t h o d c a n e ffic i e n t l y a n d r a p i d l y d i a g n o s e f a u l t s o f t h e i n j e c t i o n mo l d i n g ma c h i n e an d o t h e r c o mp l e x e q u i p me n t ．Mo r e o v e r F TA c a n b e u s e d t o f o r e c a s t an d d i a g n o s e f a u l t s ，g u i d e n o r ma l r u n n i n g a n d p r e v e n t i v e ma i nt e n a nc e o f e q ui p me nt ． Ke y w o r d s F a u l t t r e e ； I n j e c t i o n m o l d i n g m a c h i n e ；M a i n t e n a n c e 注塑机是机械、电控、液压一体化的结晶，电气 复杂 ，油压管路交叉林立 ，控制器五花八 门，产 品从 2 0世纪 8 0年代至今 ，故障现象也是千奇百怪 ，各不 相同。注塑机维修工作涉及知识面广，复杂程度大 ， 既要有机械设备维修经验，又要有电气维修知识 ，还 必须熟悉液压维修常识⋯。所以要求维修人员必须具 有一定深度 的综合专业知识水平。针对注塑机的维 修，困难之处在于查找和分析故障点，而故障树分析 技术是一种能帮助维修人员快速查找设备故障的有效 方法 ，可以尽量缩短注塑机排障时间和维修周期。 1 注塑机的液压控制原理 注 塑机一般 为液压 控 制 ，其 基本 原理 是 粒状 塑 料通过料斗进入螺旋推进器，通过螺杆外装的电加 热器将塑料融化成黏液状态 ，并通过转动的螺杆将 料高压快速注射到闭合 的模具型腔中，经一定时间 的保压冷却后，开模、顶 出成型的塑料制 品 。根 据塑料注射成型工艺要求 ，注塑机的工作循环流程 如 图 1所示 。 合模 卜 _ 注射座前移 卜 _ 注射 卜 保压、冷却卜 _ 预塑 顶出缸后退 顶出制品 1． 开模 注射座后退 图 1 注塑机的工作循环流程 图 2 所示现为企业 比较 常用 的某类 2 5 0 g小型塑 料注塑机的液压系统原理图，其动作循环见表 1 所 示。 2 注塑机故障树的建立 2 ． 1 故障树分析法的基本概念 故障树分析法是一种需要整体、综合、定量地考 虑系统异常行为的系统方法 。故障树是围绕特定的 系统故障，逐层分析，将系统可能出现故障的基本原 因与故障之间的逻辑关系连成树状的逻辑图，从而有 利于快速准确的查找系统的故障和薄弱环节，便于设 备的故障诊断，也可用于分析和预测系统产生的故障 原因以便于进行改进系统。 收稿 日期 2 0 1 3 0 5 2 4 作者简介史新民 1 9 7 2 一 ，男，工学硕士，副教授，研究方向为机械电子技术，机械设计及理论。Em a i l s x ml 2 0 4 第 l 3期 史新民故障树分析法在注塑机液压系统维修中的应用 1 8 7 1 、2 、3 、4 、5 、6 、1 9 一换向阀7 、8 、9 一溢流阀l 0 、l 1 、1 2 、l 3 一单 向阀l 4 一可调节流阀l s 、l 6 一调速阀1 7 、l 8 一平衡单 向顺序阀 图2 注塑机液压系统原理图 表 1 电磁 铁动作表 动作电磁铁 1 Y A 2 Y A 3 Y A 4 Y A 5 Y A 6 Y A 7 Y A 8 Y A 9 Y A 1 0 Y A 快速合模 慢速合模 增压锁模 注射座前进 注射 注射保压 减压 再增压 预塑进料 注射座后退 、 慢速开模 快速开模 系统卸荷 2 ． 2 故障树分析原理 如图3 所示，在建立故障树之前 ，必须首先熟悉 设备的系统工作原理 ，全面分析系统可能出现的故障 形式。将采集到的常见故障类型作为顶事件建立故障 树模型。随后进行故障树定性分析 ，根据故障出现路 径逐步建立故 障树 的最小割集 。 耋 1 l 赫 f I 集 I 募 图3 故障树分析原理图 设备故障树建立后 ，还可帮助企业维护人员进行 分析 ，对设备相应的薄弱环节增加关注度，起到预 测、诊断故障和指导设备运行的作用，从而提高设备 的可靠性 。 2 ． 3 注塑机故障树的建立 要建立注塑机的故障树，首先应系统了解注塑机 系统的基本组成和工作原理，并熟悉整机的控制过 程 、各个元器件 的作用 和元件之 间的连接情况 ，再结 合平时积累的维修管理经验 ，对系统原理图、电气接 线图、控制逻辑流程图等进行综合分析。 以注塑机合模注塑效果不理想作为顶事件，4 种常见的故障模式为中间事件 ，循序渐进地找 出每 层事件所有可能出现的原因，逐步分解到基本事件 1 8 8 机床与液压 第 4 2卷 为止。图4所示是注塑机合模注塑效果不理想的故 障树图。 图4 注塑机合模注塑不理想故障树图 3 注塑机故障分析与排除 根据注塑机合模注塑不理想故障树，故障的原因 可能是机械系统、液压系统和电气系统故障以及工艺 参数设置不当等情况造成的，一般按照 “ 由简到繁” 的原则，进行故障分析与排除 。 1 机械部分的故障排查。主要排查合模连杆 机构的运动过程是否合适、固定模具的模板是否存在 安装不到位或者损坏、模具或者注塑材料内是否有异 物导致注塑问题产生、注塑机的机械保险是否存在异 常等现象。 2 电气部分的故障排查。通过倾 听电磁阀的 吸合声音和用手触摸电磁阀来排查电磁铁是否损坏 ， 排查行程开关能否吸合、附加继电器和其他电器是否 存在故 障。 3 液压 系统的故 障排查。根据液压原理 图， 要分析合模注塑不理想是模锁增压无力还是塑料充不 满模腔造成的，可以分别对照故障树图逐步检查各个 液压元器件 ，排除故障所在。 4 工艺参数设置不当。注塑不理想也极有可能 是因为注塑工艺参数设置不当造成的，可以通过调整 低压位置 、压力 、速度和时间等参数来改变注塑工艺。 注塑机的故障一般比较复杂，故障判断模糊 ，一 时很难区分是机械故障、电气故障还是液压故障，所 以在维修过程中，维修思路通常是逐步分析电路、油 路、机械部件动作过程是否失灵。而调校工作则反过 来进行 ，如机械动作和锁模压力出现故障，可首先排 查油路和电路 ，如电路输出正常，则调校油路阀。若 油路能正常工作则调校电路。最后进行统调，但三者 关系相互 依赖 、相互控制 。正确使用仪器仪 表 、调 校 检测电路，检修油路，调试机械部分的位置及动作， 是判断故障的重要手段 。在维修过程中，要利用眼 看 、耳 听、手摸 、鼻 闻和嘴问等方法充分收集 注塑机 的有关资料，对照故障树分析注塑机的运行动作及其 表现状况，推断出与其相关的机械、电气和液压部分 是否工作正常 。 4结束语 注塑机的维修必须要有深厚的专业知识和一定的 认识深度，维修不仅要能及时处理当前的故障，还要 能对故障进行有效防范，进行预防性的保养与维护， 让问题在萌芽状态还未出现故障停机时就解决掉。实 践证明，故障树分析法是对复杂系统进行故障排除直 至维修成 功的一 种好方法 ，用 它来 预测和 诊断故 障 、 甚至指导设备的正常运行 同样 能收到 良好 的效果 。 参考文献 [ 1 ]王宏颖 ， 彭二宝． 注塑机常见故障及维修方法[ J ] ． 液压 与气动， 2 0 1 1 1 1 0 01 0 2 ． [ 2 ]周 士昌． 液压系统设计 [ M] ． 北京 机械工业出版社 ， 2 00 4 1 82 2． [ 3 ]贾雪峰． 故 障树分析法在 门式起重机维修中的应用 [ J ] ． 机电工程技术， 2 0 1 2 1 7 27 4 ． [ 4 ]魏广华， 张玉峰． 利用故障树排除摊铺机料斗不能合拢 故障[ J ] ． 建筑机械 ， 2 0 0 9 9 1 0 7 1 0 8 ． [ 5 ]马希望． 浅谈注塑机 的维修 [ J ] ． 致富时代 ， 2 0 1 0 9 291 ． [ 6 ]陈德亿． 注塑机故障维修[ J ] ． 机械工人， 2 0 0 3 1 2 3 9 4 0．