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(zhuǎn)產(chǎn)生剪切力使塑料破碎，螺桿轉(zhuǎn)動產(chǎn)生推動力，使破碎的塑料連續(xù)前進，并因此產(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)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(jié)擠塑機的故障現(xiàn)象與維修方法。

1 烘料系統(tǒng)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(xiàn)烘干實際溫度始終達不到設(shè)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(yù)熱，擠塑機也因此無法全速運行，影響生產(chǎn)效率。

針對此故障，由于實際測量溫度遠高于環(huán)境溫度且沒有出現(xiàn)溫度下降的情況，首先排除主回路沒電的情況，其次確認(rèn)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(xiàn)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(dǎo)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(fā)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(wǎng)電壓會較夜間電壓稍低，但都在正常電壓波動范圍內(nèi)，由此造成的誤差也屬正?，F(xiàn)象，且與加熱棒本身無關(guān)，因此判斷不成立。

根據(jù)擠塑機烘料裝置的工作原理（圖1），烘料裝置是通過風(fēng)機將加熱棒產(chǎn)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(dāng)料筒里的料粒較少的時候，料粒無法對進出風(fēng)量形成有效阻隔，導(dǎo)致料筒出風(fēng)口排風(fēng)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(fēng)機的進風(fēng)量調(diào)小從而減少整個系統(tǒng)的通風(fēng)量，這樣料筒里的溫度就能很快升高到設(shè)定溫度。

圖1 烘料裝置

2 加熱系統(tǒng)故障分析及處理方法

對于擠塑機來說，溫控系統(tǒng)是最基礎(chǔ)的組成部分，擠塑機常見故障肯定是繞不開溫控系統(tǒng)的故障。根據(jù)近1 年的維修數(shù)據(jù)統(tǒng)計，溫控系統(tǒng)的故障占比超過70%。1 臺擠塑機需要6 套以上的溫控系統(tǒng)，主回路長期通過大電流，加熱器長期維持高溫高熱的狀態(tài)，容易發(fā)生故障。

以使用溫控表控制的溫控系統(tǒng)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(nèi)部繼電器觸點的輸出形式。當(dāng)溫度控制器工作時，內(nèi)部觸點接通，實現(xiàn)對外部回路的控制（圖2）。因為繼電器內(nèi)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(fù)載時，可通過控制外部電磁開關(guān)（MC）控制負(fù)載通斷。

圖2 繼電器輸出控制

優(yōu)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(fù)載。

缺點：使用觸點開閉的輸出方式，觸點開閉次數(shù)有壽命限制。

（2）電壓輸出：輸出DC 電壓的ON/OFF 信號，驅(qū)動設(shè)置于外部的固態(tài)繼電器（SSR）等元件控制負(fù)載（圖3）。

圖3 電壓輸出控制

優(yōu)點：利用外部SSR 可以直接開閉大容量負(fù)載。

缺點：主回路負(fù)載發(fā)生短路故障時，固態(tài)繼電器容易發(fā)生擊穿，使主回路一直導(dǎo)通。

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

圖4 電流輸出控制

優(yōu)點：適用于精密控制。

缺點：除溫度控制器外，還需電力調(diào)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(tǒng)為例，當(dāng)溫控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，常見現(xiàn)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(shè)定溫度（SV），此時應(yīng)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(xiàn)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(xiàn)stop 的字樣則說明溫控表的運行開關(guān)被關(guān)閉，具體打開方法：菜單里找到參數(shù)R-S，然后將設(shè)置從stop 改成run。

（1）檢查主回路：確認(rèn)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(yīng)的電壓，測量電壓在額定電壓的±10%內(nèi)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(fù)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(dāng)出現(xiàn)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(dǎo)通、檢查保險絲是否燒毀導(dǎo)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(shè)定溫度。在接觸器控制的系統(tǒng)中，接觸器的線圈失電，接觸器內(nèi)部的反力機構(gòu)沒有將動鐵芯彈起，導(dǎo)致主回路一直通電，加熱器持續(xù)加熱。在使用固態(tài)繼電器控制的系統(tǒng)中經(jīng)常會因為主回路發(fā)生短路，造成固態(tài)繼電器擊穿，導(dǎo)致主回路持續(xù)通路，固態(tài)繼電器不受控制。

（2）溫控表顯示測量溫度與設(shè)定溫度一致，但使用水銀溫度計測量數(shù)據(jù)遠高于顯示溫度。這種情況下判斷是測溫裝置出現(xiàn)故障，以使用熱電偶為例，當(dāng)偶絲發(fā)生折疊、扭曲等塑性變形使熱電偶的偶絲產(chǎn)生應(yīng)力時，其熱電特性就會發(fā)生改變，從而使測量結(jié)果的準(zhǔn)確性受影響。將熱電偶絲拉直以后再測量，如果測出來的結(jié)果與水銀溫度計測量結(jié)果相差不大，并且溫控表上的實際溫度顯示數(shù)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(tǒng)的故障分析及處理方法

擠塑機的傳動系統(tǒng)是其重要的組成部分。傳動系統(tǒng)由電機、皮帶、減速箱、螺桿及電機控制器構(gòu)成。當(dāng)發(fā)生螺桿不轉(zhuǎn)的故障時，通常有下列3 種故障情況。

3.1 電機故障

當(dāng)電機損壞時會引發(fā)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(fā)生短路。除此之外，電機上面安裝的測速機如果發(fā)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(rèn)測速機的外部線路開路還是測速機的線圈開路，然后根據(jù)實際情況進行處理。

3.2 電機控制器故障

擠塑機出現(xiàn)螺桿不轉(zhuǎn)的情況很多時候是由于電機控制器出現(xiàn)報警導(dǎo)致的，控制器報警后需要進行手動復(fù)位或斷電重啟才能消除。擠塑機發(fā)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(zhuǎn)，導(dǎo)致電機負(fù)載電流過大而造成控制器報警。這種情況下只需將報警復(fù)位，并且等待塑料充分加熱以后擠塑機就可以正常運轉(zhuǎn)。

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

3.3 皮帶與減速箱損壞

當(dāng)傳動發(fā)生故障時，如果電機正常轉(zhuǎn)動而螺桿不轉(zhuǎn)，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(fā)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(jié)能措施

4.1 料筒上料吸料機的節(jié)能措施

吸料機的工作過程是利用風(fēng)泵將儲料倉內(nèi)空氣往外抽，形成負(fù)壓狀態(tài)將袋子里的料粒吸進儲料倉，然后利用時間繼電器使風(fēng)泵在運行設(shè)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(fēng)泵抽出的空氣流量越來越小，現(xiàn)象為：在風(fēng)泵運行的一個周期內(nèi)，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(shè)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(fēng)泵停止運行，減少吸料機的低效率運行時間，從而實現(xiàn)節(jié)能的目的。

4.2 螺膛加熱冷卻的節(jié)能措施

擠塑機的螺膛加熱系統(tǒng)中，每一組溫度控制都配備有冷卻風(fēng)機，當(dāng)采集到的實際溫度偏高時，風(fēng)機便會運行，吹風(fēng)散熱。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)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(jīng)過擠壓摩擦，產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致靠近喂料口的螺膛溫度一直高于設(shè)定溫度，散熱風(fēng)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(tǒng)，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(tǒng)，應(yīng)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(fēng)機運行時間便會大大減少，起到良好的節(jié)能效果。

4.3 冷卻成型系統(tǒng)的節(jié)能措施

以線纜行業(yè)的擠出機應(yīng)用場景來講，線纜絕緣成型以后，需要經(jīng)過水槽冷卻成型，多臺擠塑機生產(chǎn)線一般會共用外部的水泵供水，但是由于某些產(chǎn)品工藝需求，很多生產(chǎn)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?qū)崴涞乃訜嵋院蟪榈綗崴劾镆怨┊a(chǎn)品使用。然而大多數(shù)產(chǎn)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(jié)能的目的。

5 結(jié)語

由于生產(chǎn)的產(chǎn)品需要一次成型，要求擠塑設(shè)備具有較高的穩(wěn)定性，對擠塑設(shè)備的管理應(yīng)以保養(yǎng)預(yù)防為主，維修為輔，降低生產(chǎn)損失，提高生產(chǎn)效率。因此需要設(shè)備管理人員具有良好的維修技能與經(jīng)驗，并對故障問題進行總結(jié)記錄，系統(tǒng)提升擠塑機的設(shè)備管理工作，進一步提高設(shè)備運行的穩(wěn)定性及經(jīng)濟性。