馬磊 劉金盛

摘要：本文結(jié)合管排鋸的基本組成與管排鋸的運行情況兩方面內(nèi)容，在全面分析管排鋸滑座下滑故障出現(xiàn)原因的基礎(chǔ)上，分別從液壓系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)兩個角度，對故障處理策略提出具體的建議。

關(guān)鍵詞：管排鋸;滑座下滑;故障分析

管排鋸是工業(yè)生產(chǎn)中常用的一類器械，受到運行工作環(huán)境、操作方式等諸多因素的影響，使得管排鋸運行過程中，容易出現(xiàn)諸多故障問題。管排鋸滑座下滑便是其中較為典型的一類故障問題。一旦出現(xiàn)管排鋸滑座下滑的情況，不僅會影響工作效率，對于運行安全性也會產(chǎn)生較大的影響，因此需要高度重視。

一、管排鋸的基本組成與運行情況分析

（一）管排鋸的基本組成

管排鋸主要是由三個關(guān)鍵部分組成，即進給系統(tǒng)、鋸片旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)以及夾緊系統(tǒng)。其中進給系統(tǒng)主要包括交流變頻器、交流電機、液壓平衡杠以及絲杠傳動機構(gòu)等幾個部分，其作用主要在于通過控制管排鋸，支撐管排鋸實現(xiàn)相應(yīng)的滑座垂直運動。鋸片旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)涉及直流整流器、直流電機、鋸片以及鋸片傳動齒輪箱等等，其中常用的鋸片直徑大多在1600mm[1]。這部分的作用，主要在于支撐管排鋸控制鋸片實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)操作。夾緊系統(tǒng)涉及兩組垂直夾具和三組水平夾具，在管排鋸運行過程中，夾緊系統(tǒng)作用的發(fā)揮，主要是依靠有液壓缸驅(qū)動夾具這一方式，使管排夾緊，從而達到有效預(yù)防管排鋸實施鋸切操作時鋸片打齒問題的出現(xiàn)。除了以上三部分外，管排鋸還配備了相應(yīng)的液壓站以及控制柜等等[2]。本文研究對象為HKA 2000L160圓盤管排鋸機，具體應(yīng)用了西門子S7-300PLC、進給軸由伺服電機驅(qū)動，611U系統(tǒng)控制、主軸鋸片旋轉(zhuǎn)采用Siemens 6SE70矢量變頻器。

（二）管排鋸的運行情況

在管排鋸實際運行過程中，當管排鋸確定為自動運行狀態(tài)后，首先觀察到管排鋸的鋸座處于上升狀態(tài)，并且在上限位的起始點。其次，在鋸片旋轉(zhuǎn)過程中，等待管排的到來，此時管排達到自后，在夾緊系統(tǒng)的輔助下，管排鋸會隨之將管排夾緊，便于后續(xù)鋸切操作的進行。最后，當夾緊條件滿足操作要求后，系統(tǒng)會開始進行鋸切操作。在完成一次管排鋸切操作之后，管排鋸滑座會隨之重新返回到上限位起始點，等待下一排鋼管的到來，然后重復(fù)之前的動作。通常情況下，管排鋸鋸座上限位起始位，由ZI0接近開關(guān)確定[3]。

二、管排鋸滑座下滑故障與處理

（一）管排鋸滑座下滑故障現(xiàn)象

綜合分析管排鋸組間組成情況，可以發(fā)現(xiàn)管排鋸本身具有相應(yīng)的液壓站，其液壓系統(tǒng)的實際壓力數(shù)值一般控制在18MPa，流量數(shù)值控制在120L/min，在液壓泵的出口位置處，設(shè)置了蓄能器，其容積為20L[4]。以某廠管排鋸為例，在運行過程中出現(xiàn)了管排鋸滑座下滑故障問題，具體故障檢測數(shù)據(jù)如下：

液壓回路主要是由液壓平衡回路與液壓夾緊回路兩個部分共同組成，在故障分析過程中，考慮到液壓平衡回路是通過平衡杠輔助，進而實現(xiàn)電機驅(qū)動管排鋸滑座完成上下運動。對此，當管排鋸控制器輸出Q56.1為“1”時，電磁閥的電磁鐵處于得電狀態(tài)，此時管排鋸滑座隨著向上運動。如果管排鋸控制器輸出056.0為“l(fā)”時，則另一端電磁鐵得電，此時管排鋸滑座隨著向下運動。但是當此時管排鋸滑座回到上限位起始點時，三組水平夾緊缸隨之打開，由于三組水平夾緊缸打開瞬間沒有負載，所以會導(dǎo)致管排鋸液壓系統(tǒng)的壓力大幅下降，進而容易出現(xiàn)“失壓”的情況。由于管排鋸本身的自重較大，其平衡力要求標準一般在7MPa以上，假設(shè)管排鋸上升的速度在5500mm/min左右，那么在電機斷電之后，受到慣性的影響，管排鋸仍舊會繼續(xù)向上移動一段距離。此時，加上液壓系統(tǒng)的“失壓”影響，使得液壓缸處于吸空狀態(tài)。所以，在管排鋸上升速度減低到0時，在支撐力不足的情況下，會在短時間內(nèi)突然下降lOmm左右的距離，直到最后可以在平衡力的支撐下保持穩(wěn)定。

本次故障，通過測量發(fā)現(xiàn)，當管排鋸滑座返回時，電機電流從原本的18A下降到0，最后降低至-37A，最后恢復(fù)到0，這一現(xiàn)象也進一步證實了此時的電機處于被動發(fā)電狀態(tài)。

（二）管排鋸滑座下滑故障處理

對于管排鋸滑座下滑故障的處理，為了保證故障處理效率，要求在具體的操作中，從管排鋸液壓系統(tǒng)這一角度出發(fā)考慮，結(jié)合實際確定故障解決方案。針對上述故障問題，確定選擇“切割法”與“恒源法”兩種方式，通過向管排鋸液壓系統(tǒng)平衡杠供油這一方式，有效應(yīng)對了故障問題[5]。但是考慮到這種處理方式的工作量相對較大，加上處理操作工作不易開展，所以進一步提出了以下處理方案。

從管排鋸電氣系統(tǒng)這一角度入手分析，對于上述管排鋸滑座下滑的故障問題，可以通過靈活改變?nèi)M水平夾緊杠的打開時間這一方式來實現(xiàn)。觀察發(fā)現(xiàn)，在改變?nèi)M水平夾緊杠打開時間的情況下，使得水平夾緊缸的打開時間向后延遲大概1s左右的時間，這樣可以有效規(guī)避水平夾緊缸打開瞬間的液壓系統(tǒng)“失壓”問題。

事故處理之后，對管排鋸運行情況實施跟蹤，發(fā)現(xiàn)近一年內(nèi)未發(fā)現(xiàn)此類滑座下滑的故障問題，證明故障處理方式具有可行性，其應(yīng)用價值較為突出。

三、總結(jié)

綜上所述，管排鋸滑座下滑是其運行過程中常見的一類故障問題，對于運行安全性與穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的影響。在具體的故障處理過程中，為了保證故障處理的科學(xué)性，需要結(jié)合實際情況，從液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等多個方面考慮，從而最大程度上保證故障判斷與處理操作，可以滿足故障處理要求。

參考文獻：

[1]林志樹，黃輝，鄭生龍.多線往復(fù)武線鋸切割中單位長度材料去除量的理論分析與試驗研究[J].機械工程學(xué)報，2018，54（13）：208-214

[2]梅克明，柴曉艷，馬魯豪，等基于ADAMS仿形飛鋸機鋸切功率的分析與研究[J].重型機械，2017（06）：50-54

[3]沈劍云.硅片超聲鋸切機理及斷面損傷的研究[A]中國機械工程學(xué)會特種加工分會、廣東工業(yè)大學(xué)特種加工技術(shù)智能化與精密化——第17屆全國特種加工學(xué)術(shù)會議論文集（摘要）[C]，2017：1

[4]任星，張玉華，宋新環(huán)，等.鋼管仿形銑切飛鋸機鋸片的研究[J]重型機械，2016（01）：33-38.

[5]郝清軍，梁義維，黃宏臣.基于LS-DYNA的鋼管排鋸機的力學(xué)參數(shù)研究[J]濟南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2014，28（06）：4521455