注塑机故障形成原因分析

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注塑机故障形成原因分析

第一节       故障形成原因及分类

要有好的制品，必须要有好的设备。设备的磨损和腐蚀是一种自然规律，人们掌握了这种规律，就可以预防或减少设备的磨损和腐蚀，延长设备的使用周期，保证设备的完好率。

为加强塑料机械的使用、维护和管理工作，我国有关部门已制订了有关标准和实施细则，要求各设备管理部门和生产企业对设备的管理和使用做到“科学管理、正确使用、合理润滑、精心维护、定期保养、计划检修。”提高设备完好率，使设备经常处于良好状态。

下面讲解; 关于注塑机维护、保养的有关知识和技术资料可供设备管理部门和生产企业的管理人员和技术人员参考。

塑料注射成型技术是根据压铸原理从十九世纪末二十世纪初发展起来的,是目前塑料加工中最普遍采用的方法之一。该法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料（约占塑料总量的1/3）。

不论是进口还是国产注塑机都具有以下特点：

1.注塑机固定资产投资大，生产规模大，消耗原料多，劳动生产率高，创产值大。是一种劳动效率较高的生产组织形式。

2.注塑机由机械、液压、电器、专用配套件等，按照注塑加工工艺技术的需要，有机地组合在一起，自动化程度高，相互之间关联紧密；注塑机可3班24h连续运转。若注塑机的某个元件发生故障，将导致停机。


3、注塑机上虽然操作简单，工人少，但注塑机管理和维修的技术含量高，工作量也大。所以要保证注塑机经常处于完好状态，就必须加强注塑机管理工作，严格控制注塑机的故障发生。以达到降低故障率，减少维修费用，延长使用寿命的目的。

注塑机故障，一般是指注塑机或系统在使用中丧失或降低其规定功能的事件或现象。注塑机是企业为满足注塑制品生产工艺要求而配备的。注塑机的功能体现着它在注塑制品生产活动中存在的价值和对注塑生产的保证程度。在现代化注塑机生产中，由于注塑机结构复杂，自动化程度很高，液压、电控及机械的联系非常紧密，因而注塑机出现故障，那怕是局部的失灵，都会造成整个注塑机的停产。注塑机故障直接影响注塑产品的数量和质量

注塑机故障的分类
　　注塑机故障是多种多样的，可以从不同角度对其进行分类。

1.按故障发生状态，可分为：
(1）渐发性故障。是由于注塑机初始性能逐渐劣化而产生的，大部分注塑机的故障都属于这类故障。这类故障与电控、液压机械元配件的磨损、腐蚀、疲劳及蠕变等过程有密切的关系。

(2）突发性故障。是各种不利因素以及偶然的外界影响共同作用而产生的，这种作用超出了注塑机所能承受的限度。例如：因料筒进入铁物出现超负荷而引起螺杆折断；因高压串入而击穿注塑机电子板。此类故障往往是突然发生的，事先无任何征兆。
　　突发性故障多发生在注塑机使用阶段，往往是由于设计、制造、装配以及材质等缺陷，或者操作失误、违章作业而造成的。

2.按故障性质划分，可分为：
(1）间断性故障。注塑机在短期内丧失其某些功能，稍加修理调试就能恢复，不需要更换零部件。
(2）永久性故障。注塑机某些零部件已损坏，需要更换或修理才能恢复使用。

3.按故障影响程度划分，可分为：
(1）完全性故障。导致注塑机完全丧失功能。
(2）局部性故障。导致注塑机某些功能丧失。

4.按故障发生原因划分，可分为：
(1）磨损性故障。由于注塑机正常磨损造成的故障。
(2）错用性故障。由于操作错误、维护不当造成的故障。
(3）固有的薄弱性故障。由于设计问题，使注塑机出现薄弱环节，在正常使用时产生的故障。

5.按故障的危险性划分，可分为：
(1）危险性故障。例如安全保护系统在需要动作时因故障失去保护作用，造成人身伤害和注塑机故障；液压电控系统失灵造成的故障等。
(2）安全性故障。例如安全保护系统在不需要动作时发生动作；注塑机不能启动时启动的故障。

6.按注塑机故障的发生、发展规律划分，可分为；
(1）随机故障。故障发生的时间是随机的。

(2）有规则故障。故障的发生有一定规律。
　　每一种故障都有其主要特征，即所谓故障模式，或故障状态。各种注塑机的故障状态是相当繁杂的，但可归纳出以下数种：异常振动、机械磨损、输入信号无法让电脑接受、电磁阀没有输出信号、机械液压元件破裂、、比例线性失调、液压压降、液压渗漏、油泵故障、液压噪音、电路老化、异常声响、油质劣化、电源压降、放大板无输出、温度失控及其它。不同类型注塑机的各种故障模式所占比例有所不同。

根据故障的表现形式大致可以分为：电器类故障、动作类故障、工艺类故障、机械类故障、其它，以上分类便于查找和分析，各类故障之间可能互有重叠。

一、电器类故障可分为：程序、电机、电脑、位置、温度、显示、其它

1、程序类常见故障有：异常报警，数据乱，死机，动作乱，程序版本不对，特殊程序，等
故障原因及处理方式：系统重置，系统清空，换程序，重传程序等，
（也有可能是电脑问题）

2、电机类常见故障有：电机烧毁，电机过载，不能启动，电机跳闸，等
故障原因及处理方式：线路短路，电机过载，空开或配线太小，供电功率不够，启动线路断路或其它线路问题，接触器坏，联轴器坏，电机冷却不正常，电机问题，等

3、电脑类常见故障有：各种型号电脑硬件或软件问题，问题表现形式比较多，
故障原因及处理方式：电脑硬件或软件故障，也可能程序问题。

4、位置类常见故障有：位置数据跳，数据无显示，数据显示不正常，无法控制，等
故障原因及处理方式：电子尺坏，干扰（外部干扰或接地不良），电脑板问题

5、温度类常见故障有：977，988，999，加热不正常，某段加问上不去或温度不正常，温冲，温差，等
故障原因及处理方式：977温度板电源故障，988热电偶断路或接反，999超过理论温度（450度），加热回路断路或热电偶问题引起加热故障，加热圈故障，螺杆或原料引起的温冲或温度偏差，电脑板故障，等

6、显示类常见故障有：不显示，显示不正常
故障原因及处理方式：显示器坏，线路故障，电脑故障

二、动作类故障可分为：开关模，注射，储料，脱模，调模，座台，中子，压力流量，其它等

1、开关模常见故障有：电器，液压，机械，其它

故障原因及处理方式：开模过冲（调整开关模参数、调整刹车阀阻尼、开关模阀芯复位不好加垫片、电子尺问题、），推力座会弹开让模（关模终行程开关没调好、锁模活塞杆垫片太薄、大机梭阀故障油路泄露等油路问题、开关模方向阀复位不良、高压时间太短位置太小等参数问题、），开关模有声音或震动（关节润滑没到、开关模参数设定不合理、液压保险问题、）开关模动作不会来（电脑输出无或线断等电器问题、阀芯卡或油路堵塞等油路问题**、01与02部分控制油管接反、涨模引起不会开关模、模具卡死引起不会开关模、锁模活塞脱落、安全门行程开关问题、低压高压内部参数为0等参数问题、液压保险问题、），做其它动作或系统起压会开关模（控制油或底泵压力不足、开关模是叠加阀Y型先导阀芯装反或装错阀、大机梭阀等油路问题、），关节磨损

2、注射射退储料常见故障有：电器，液压，机械，其它

故障原因及处理方式：注射射退不会来（电脑输出无、参数设定不合理、阀卡死等油路问题**、螺杆卡死、注射油缸问题、），储料不会动（电脑输出无、参数设定不合理温度压力流量位置时间上限等、阀卡死装反等油路问题**、联轴节马达座问题、螺杆卡死弯曲等问题、背压太高、储料马达太小、螺杆配置或尼龙等原料问题、螺杆包料、），注射或储料不稳定（下料不稳定引起的、止逆环或螺杆磨损、阀复位不良等油路问题、温度设定不合理、原料或螺杆问题、）储料慢或不下料（流量电流不够等电脑板问题、流量阀卡阀芯磨损等油路问题、背压调节不当、储料马达小泄露等问题、阀卡复位不良等油路问题、参数设定不当、CACO3沉积等原料或螺杆问题、），背压问题（阀卡、油路堵塞、），注射时漏料（喷嘴中心没对好、座台单向阀问题、喷嘴与模具浇口配合问题、）

3、脱模中子常见故障有：电器、液压、机械、其它

故障原因及处理方式：脱模未到定位（脱模电子尺归零、脱模接近开关调整、线断、），脱模不会进退（电脑输出、阀卡、中子未到定位、活塞杆断、）大机顶出有撞击声（两顶出活塞杆长短不一样、）

4、座台调模常见故障有：电器、液压、机械、其它

故障原因及处理方式：调模不动（电脑输出无、阀卡、齿轮卡死、齿轮间隙没调好、），

5、压力流量常见故障有：
故障原因及处理方式：

6、其它

三、工艺类故障可分为：产品缺陷，机器参数，机器配置，
1、  产品缺陷（参考其它资料）
2、  机器参数：

第二节  故障分析方法

　　注塑成型机是机、电、液、气一体自动化设备，自动化程度比较高的机器，制造制品的过程基本已实现自动化，机器的任何一部分发生故障，都可能引起机器无法工作。对于客户来说，时间就是金钱，如果机器发生故障，多少都会造成损失。准确、快速的排除故障就是我们当务之急。
　　故障可能是由哪部分引起的，是液压，电气，还是机械部分？我们怎么一步一步去分析解决问题？这就有一个分析的过程，。我们先对注塑机的机械、电气、液压这三部分做一个简单的介绍。

一、机械部分
　　机械部分是注塑机的执行系统，机器的各种动作最终都是由机械部分来完成。它主要由合模装置和注射装置组成，我们分别称它们为02部分和01部分。

1.合模装置：其作用是实现模具的启闭，在注射时，提供足够的模具合紧力并保证成型且不产生飞边，以及顶出制品。合模装置有曲肘式、液压式、电动式等形式。海天机器合模装置的形式主要是双曲肘五支点斜排列合模机构，它主要由前中后三块模板，四根拉杆，曲肘连杆机构，调模装置及顶出机构等部分组成。

2.注射装置：其作用是将塑料均匀的塑化，并以足够的压力和速度将一定量的溶料注射到模具的型腔中。我们的注射装置是双缸平衡式注射机构，它主要由料筒、螺杆、注射油缸、座台油缸、储料马达及马达座等部分组成。

二、电器部分
　　电器部分是机器的大脑，所有机器的动作都是由它发出指令。注塑机电器部分由控制器、动作控制、加热、马达启动等部分组成。
1.控制器：海天电器部分的控制器有台湾弘讯、日本富士、奥地利KEBA、德国西门子等，以台湾弘讯和日本富士为主。
2.动作控制：由电脑发出指令PC输出信号由PB接受信号电脑输出压力流量来实现对某个动作进行控制。注塑机动作主要有开模、关模、脱模进、脱模退、中子进、中子退、座台进、座台退、注射、射退、调模进、调模退、储料等。
3.加热：由电脑进行PID控制固态继电器的开合来控制加热圈的加热又通过热电偶将温度反馈给电脑。主要由温度板、固态继电器、温度转接板、加热圈、热电偶等组成。
4.马达启动：有直接启动和星型三角启动来启动电机。

三、液压部分
　　以具有压力能的液体为工作介质，来传递能量和进行控制的装置叫做液压传动。整个液压传动系统由五个部分组成：
1.动力部分：油泵，它将电动机输出的机械能转换为油液的压力能转换为机械能，带动工作机构运动。我们使用的是叶片泵和齿轮泵。
2.执行机构部分：油缸或马达，它的功用是将油液的压力能转化为机械能，带动工作机构运动。
3.控制装置：各种控制阀，包括压力控制阀，如溢流阀、减压阀等；流量控制阀，如节流阀、调速阀等；方向控制阀，如换向阀等。它们的功用是控制油流的压力、流量和方向以保证工作机构以一定的力（或力矩）和一定的速度按所要求的方向运动。
4.辅助装置：如油箱、冷却器、油管、管接头、滤油器、蓄能器、压力表、压力表开关等。
5.传动介质：液压油，一般用矿物油，我们建议使用黏度为46或68的品牌抗压液压油。
以上是注塑机各部分的简单介绍，如果机器出了问题，我们又如何分析解决呢？现在我们以一个案例来分析：机器储料动作不会来。

一、首先是电器部分
1.电器软件：有没有警报，警报是什么，如料温、油温、油位、各种行程开关等；参数设定是否正确，模具参数主要有压力、流量、位置、时间以及一些功能选择参数，内部参数等。储料不会来可能的问题有料温、油温、油位不对，未过防冷启动时间，储料位置设定值比实际停留位置小，内部参数储料警报时间为0或太小，设定压力流量不够大，进入自动警报系统后螺杆位置不对等。
   2.电器硬件：查电脑控制器：主板、面板等工作是否正常，输出的比例压力流量电流是否正常，动作控制输入PC和输出PB是否正常等。看配电箱内压力流量电流表，通过PB和PC来判断故障。

二、液压部分
　　如果电器部分均正常，再查液压部分。
1.先看液压动力部分：电机是否启动，油泵工作是否正常，如果是两个以上油泵叠加，要看流量输出顺序是否正确，油泵输出压力是否正确（看油泵是否损坏）。
2.再判断各控制元件工作是否正常，如比例压力阀、比例流量阀、方向阀、插装阀、溢流阀、顺序阀、单向阀、节流阀等。如储料不动作，应查储料方向阀、回油背压阀等是否正常。
3.分析油路：看液压原理图，分析油路。

三、机械部分
　　机械部分是机器的执行机构，如果电器部分和液压部分都正常，最后才应该看是否是机械部分本身零部件的损坏或其它故障。当然有一些机械问题，一开始就可以从表面看出。如储料不动作，电器和液压部分均正常，我们先将螺杆与马达分离，看是否是螺杆包料或卡死，如果马达还是不动，再将马达与马达座分离，看是否是马达座内轴承损坏。
综上所叙，我们排查故障，一般先查电器,然后液压,最后机械。并且我们需对机器电器、液压、机械等部分都比较熟，了解它们的工作原理，能通过电器原理图、液压原理图分析问题，在各种问题面前才能处变不惊。

第三节故障管理

一、故障分析与故障排除程序
　　为确保故障分析与排除的快捷、有效，必须遵循一定的程序，这种程序大致如下。
　　第一步保持现场的情况下进行症状分析

1.询问操作人员
　　（1）发生了什么故障？在什么情况下发生的？什么时候发生的？
　　（2）注塑机巳经运行了多久？
　　（3）故障发生前有无任何异常现象？有何声响或声光报警信号？有无烟气或异味？有无误操作（注意询问方式）？
　　（4）控制系统操作是否正常？操作程序有无变动？在操作时是否有特殊困难或异常？

2.系统检测
　　采用最适合于系统结构的技术检测。在合适的测试点，根据输入和反馈所得结果与正常值或性能标准进行比较，查出可疑位置。

　第四步修理或更换
1.修理

　　查找故障原因，针对注塑机故障进行修理并采取预防措施；检查相关零件，防止故障扩散。
2.更换
　　正确装配调试更换零件，并注意相关部件。换下的零件进行修理或报废。

第五步进行性能测定

1.起动注塑机
　　零部件装配调试后起动注塑机，先手动（或点动），然后进行空载和负载测定。

2.调节负载变化速度由低到高，负载由小到大，系统压力最高不能超过140kg/cm2，按规定标准测定性能。

3.扩大性能试验范围
　　根据需要，由局部到系统逐步扩大性能试验范围。注意非故障区系统运行状况。如性能满足要求则交付使用，如不满足要求则重新确定故障部位。
　　第六步记录并反馈

1.收集有价值的资料及数据，如注塑机故障发生的时间、故障现象、停机时间、修理工时、修换零件、修理效果、待解决的问题、结算费用等，按规定的要求存入档案。
2.统计分析
　　定期分析注塑机使用记录，分析停机损失，修订备忘目录，寻找减少维修作业的重点措施，研究故障机理，提出改进措施。
3.按程序反馈有关故障上报主管部门，并反馈给注塑机制造单位。

二、故障管理的展开程序
要做好注塑机故障管理，必须掌握发生故障的原因，积累常发故障和典型故障的资料和数据，开展故障分析，重视故障规律和故障机理的研究，加强日常维护、检查和预修。故障管理的展开程序有以下8个方面。

1.做好宣传教育工作，使操作工人和维修工人自觉地对注塑机故障进行认真的记录、统计、分析，提出合理化建议。

2.紧密结合注塑生产实际和注塑机状况特点，把在用注塑机分成A、B、C三类，以确定故障管理的重点。

3.采用监测仪器，对重点注塑机的重点部位进行有计划的监测，以及时发现故障的征兆和劣化的信息。

　　一般注塑机也要通过人的感官及一般检测工具进行日常点检、巡回检查、定期检查（包括精度检查）、完好状态检查等，着重掌握易出故障的部位、机构及零件的技术状态和异常现象的信息。同时要制订检查标准，确定注塑机正常、异常、故障的界限。

4.开展故障分析，培训注塑机维修工掌握故障分析方法。

5.故障记录是实现注塑机故障管理的基础资料，又是进行故障分析、处理的原始依据，记录必须完整正确。注塑机维修工人在现场进行检查和故障修理后，应按照“注塑机故障修理单”的内容认真填写，车间机械员按月统计分析并报送注塑机管理主管。

6.车间注塑机维修员除日常掌握故障情况外，应按月汇集“故障修理单”和维修记录。通过对故障数据的统计、整理、分析，计算出各类注塑机的故障频率、平均故障间隔期，分析单台注塑机的故障动态和重点故障原因，找出故障的发生规律，以便突出重点采取对策，将故障信息整理分析资料反馈到计划部门，以便安排预防修理或改善措施计划，还可以作为修改定期检查间隔期、检查内容和标准的依据。

　　根据统计整理的资料，可以绘出统计分析图表，如单台注塑机故障动态统计分析表是维修班组对故障及其它进行目视管理的有效方法，既便于管理人员和维修工人及时掌握各类型注塑机发生故障的情况，又能在确定维修对策时有明确目标。

7.通过维修工人的日常巡回检查和注塑机状态检查，取得的状态信息和故障征兆，以及有关记录、分析资料，由车间注塑机维修员或修理组长针对各类型注塑机的存在问题，及时安排日常维修，充分利用生产空隙时间或节假日，做到预防在前，以控制和减少故障发生。对某些故障征兆、隐患，日常维修无力承担的，则反馈给计划部门安排计划修理。

8.制订故障信息管理流程图。

三、注塑机故障规律

　　研究故障规律对制定维修对策，以至建立科学的维修体制都是十分有利的。注塑机在使用过程中，其性能或状态随着使用时间的推移而逐步下降。很多故障发生前会有一些预兆，这就是所谓潜在故障，其可识别的物理参数表明一种功能性故障即将发生，功能性故障表明注塑机丧失了规定的性能标准。

　　注塑机故障率随时间的变化规律，常被叫做浴盆曲线。注塑机的故障率随时间的变化大致分三个阶段：早期故障期、偶发故障期和耗损故障期。

   1.4.4.3 机筒的清洗

    新购进的注塑机初用之前，或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注塑机机筒进行清洗或拆洗。
清洗机筒一般采用加热机筒清洗法。清洗料一般用塑料原料（或塑料回收料）。对于热敏性塑料，如聚氯乙稀的存料，可用低密度聚乙烯、聚苯乙烯等进行过渡换料清洗，再用所加工的新料置换出过渡清洗料。

   1.4.4.4 脱模剂的选用
    脱模剂是能使塑料制品易于脱模的物质。硬脂酸锌适用于除聚酰胺外的一般塑料；液体石蜡用于聚酰胺类的塑料效果较好；硅油价格昂贵，使用麻烦，较少用。
使用脱模剂应控制适量，尽量少用或不用。喷涂过量会影响制品外观，对制品的彩饰也会产生不良影响。

1.5 注塑机操作过程注意事项
    养成良好的注塑机操作习惯对提高机器寿命和生产安全都大有好处。

   1.5.1 开机之前：（1）检查电器控制箱内是否有水、油进入，若电器受潮，切勿开机。应由维修人员将电器零件吹干后再开机。（2）检查供电电压是否符合，一般不应超过±15%。（3）检查急停开关，前后安全门开关是否正常。验证电动机与油泵的转动方向是否一致。查各电气接头是否松动。（4）检查各冷却管道是否畅通，并对油冷却器和机筒端部的冷却水套通入冷却水。（5）检查各活动部位是否有润滑油（脂），并加足润滑油。（6）打开电热，对机筒各段进行加温。当各段温度达到要求时，再保温一段时间，以使机器温度趋于稳定。保温时间根据不同设备和塑料原料的要求而有所不同。（7）在料斗内加足足够的塑料。根据注塑不同塑料的要求，有些原料最好先经过干燥。（8）要盖好机筒上的隔热罩，这样可以节省电能，又可以延长电热圈和电流接触器的寿命。

1.5.2 操作过程中：（1）不要为贪图方便，随意取消安全门的作用。（2）注意观察压力油的温度，油温不要超出规定的范围。液压油的理想工作温度应保持在45~50℃之间，一般在35~60℃范围内比较合适。（3）注意调整各行程限位开关，避免机器在动作时产生撞击。

   1.5.3 工作结束时：（1）停机前，应将机筒内的塑料清理干净，预防剩料氧化或长期受热分解。（2）应将模具打开，使肘杆机构长时间处于闭锁状态。（3）车间必须备有起吊设备。装拆模具等笨重部件时应十分小心，以确保生产安全。