挤塑机常见故障维修方法及节能措施

沈志祥

（中天科技装备电缆有限公司，江苏南通 226000）

0 引言

挤塑机通过螺杆的旋转产生剪切力使塑料破碎，螺杆转动产生推动力，使破碎的塑料连续前进，并因此产生挤出力。在挤出压力作用下，过滤板和压力所及的其他部位产生反作用力，造成塑料的回流和搅拌。塑料的挤出特性主要表现在塑化阶段，温度控制是塑化阶段最重要的部分。本文从温度控制方向切入，总结挤塑机的故障现象与维修方法。

1 烘料系统故障分析及处理方法

挤塑机的烘料装置在冬季气温较低时，会出现烘干实际温度始终达不到设定温度的情况，造成料粒无法得到充分干燥，且没有得到足够的预热，挤塑机也因此无法全速运行，影响生产效率。

针对此故障，由于实际测量温度远高于环境温度且没有出现温度下降的情况，首先排除主回路没电的情况，其次确认加热装置是否用了多组加热棒，如果用了多组加热棒，是否其中一组或者多组加热棒出现了损坏或者是加热线路断路的情况。

如不存在上述情况，则判断加热棒是否由于老化，导致加热功率降低。通过公式P=UI=可知，对于一根加热棒来说，其阻值基本是恒定的，虽然电热丝可能随着时间的延长发生氧化，但其对于阻值的影响很小，可以忽略不计。再者白天的电网电压会较夜间电压稍低，但都在正常电压波动范围内，由此造成的误差也属正常现象，且与加热棒本身无关，因此判断不成立。

根据挤塑机烘料装置的工作原理（图1），烘料装置是通过风机将加热棒产生的热量吹进料筒里，对料筒里的塑料粒起到烘干加热的作用。而当料筒里的料粒较少的时候，料粒无法对进出风量形成有效阻隔，导致料筒出风口排风量过大，排掉大量的热能，使料筒里面的温度一直加热不上来，因此处理这个问题的方法是将风机的进风量调小从而减少整个系统的通风量，这样料筒里的温度就能很快升高到设定温度。

图1 烘料装置

2 加热系统故障分析及处理方法

对于挤塑机来说，温控系统是最基础的组成部分，挤塑机常见故障肯定是绕不开温控系统的故障。根据近1 年的维修数据统计，温控系统的故障占比超过70%。1 台挤塑机需要6 套以上的温控系统，主回路长期通过大电流，加热器长期维持高温高热的状态，容易发生故障。

以使用温控表控制的温控系统为例展开故障排查方法。温控表有3 种常见的输出类型，分别为：继电器输出、电压输出、电流输出。

（1）继电器输出：利用温度控制器内部继电器触点的输出形式。当温度控制器工作时，内部触点接通，实现对外部回路的控制（图2）。因为继电器内置于控制器中，所以无法具备大开闭容量，需要控制高于额定电流的负载时，可通过控制外部电磁开关（MC）控制负载通断。

图2 继电器输出控制

优点：因为是继电器触点的输出形式，所以可控制多种电压类型的负载。

缺点：使用触点开闭的输出方式，触点开闭次数有寿命限制。

（2）电压输出：输出DC 电压的ON/OFF 信号，驱动设置于外部的固态继电器（SSR）等元件控制负载（图3）。

图3 电压输出控制

优点：利用外部SSR 可以直接开闭大容量负载。

缺点：主回路负载发生短路故障时，固态继电器容易发生击穿，使主回路一直导通。

（3）电流输出：连续输出DC 电流，接线至周期控制器、电力调整器、变频器、电动阀等输入端对负载进行连续控制（图4）。

图4 电流输出控制

优点：适用于精密控制。

缺点：除温度控制器外，还需电力调整器，成本较高。

以继电器输出，利用温控表控制交流接触器进行加热的温控系统为例，当温控系统出现故障时，常见现象有：不加热、实际温度过高和实际温度不显示等。

2.1 不加热故障

不加热的故障是表显实际温度（PV）远小于设定温度（SV），此时应该观察温控表面板上的out 指示灯是否常亮。如果是欧姆龙温控表出现out 指示灯不亮的情况，注意检查温控表是否有stop 的字样显示。如果出现stop 的字样则说明温控表的运行开关被关闭，具体打开方法：菜单里找到参数R-S，然后将设置从stop 改成run。

（1）检查主回路：确认加热装置的额定电压后，直接在最靠近加热器的地方使用多用表交流电压档测量线路是否有相应的电压，测量电压在额定电压的±10%内都属正常。如果电压正常，可判断加热圈烧毁，更换加热圈就可处理故障点。反之则沿着主回路往上测量，测量接触器的输出端（近负载端）是否有电压，测量接触器的输入端（近电源端）是否有电压，在接触器吸合的情况下，输入端有电压而输出端无电压则说明接触器损坏需更换。还需检查断路器是否跳闸，测量断路器是否有缺相的情况。

（2）检查控制回路：当出现交流接触器没有吸合的状况，故障原因可能在控制回路上。测量接触器的线圈是否有额定电压给定、测量线圈阻值（正常值为几百欧姆）、测量温控表输出端常开触点是否吸合导通、检查保险丝是否烧毁导致控制回路失电。

2.2 实际温度过高故障

（1）温控表显示的实际测量温度远高于设定温度。在接触器控制的系统中，接触器的线圈失电，接触器内部的反力机构没有将动铁芯弹起，导致主回路一直通电，加热器持续加热。在使用固态继电器控制的系统中经常会因为主回路发生短路，造成固态继电器击穿，导致主回路持续通路，固态继电器不受控制。

（2）温控表显示测量温度与设定温度一致，但使用水银温度计测量数据远高于显示温度。这种情况下判断是测温装置出现故障，以使用热电偶为例，当偶丝发生折叠、扭曲等塑性变形使热电偶的偶丝产生应力时，其热电特性就会发生改变，从而使测量结果的准确性受影响。将热电偶丝拉直以后再测量，如果测出来的结果与水银温度计测量结果相差不大，并且温控表上的实际温度显示数字不会乱跳则为正常，如故障不能消除建议更换热电偶。

2.3 实际温度不显示的故障

温控表面板上的PV 显示0000，说明温控表连接的测温装置开路，处理方法为检查测温装置。

3 传动系统的故障分析及处理方法

挤塑机的传动系统是其重要的组成部分。传动系统由电机、皮带、减速箱、螺杆及电机控制器构成。当发生螺杆不转的故障时，通常有下列3 种故障情况。

3.1 电机故障

当电机损坏时会引发电机控制器报警并停止工作。测量电机绕组电阻是否正常，绕组对外壳是否发生短路。除此之外，电机上面安装的测速机如果发生开路故障，控制器会显示速度反馈故障，面板显示为SPEED FEEDBACK。需先确认测速机的外部线路开路还是测速机的线圈开路，然后根据实际情况进行处理。

3.2 电机控制器故障

挤塑机出现螺杆不转的情况很多时候是由于电机控制器出现报警导致的，控制器报警后需要进行手动复位或断电重启才能消除。挤塑机发生最多的故障报警为过载报警，报警原因是螺膛里的塑料粒未被充分加热就启动了电机使其运转，导致电机负载电流过大而造成控制器报警。这种情况下只需将报警复位，并且等待塑料充分加热以后挤塑机就可以正常运转。

根据控制器的报警情况和故障提示，排查外部相应的异常情况后，对控制器进行复位操作。如果出现断电—上电后控制器仍然报警的情况，则认定为控制器内部故障。对于控制器的维修，不建议非专业人员私自进行拆卸维修。

3.3 皮带与减速箱损坏

当传动发生故障时，如果电机正常转动而螺杆不转，检查电机到螺杆间的传动部分。包括皮带轮与轴连接是否有异常；皮带是否发生断裂、脱落、打滑的情况；盘动减速箱是否有卡滞或者脱齿的情况。

4 挤塑机节能措施

4.1 料筒上料吸料机的节能措施

吸料机的工作过程是利用风泵将储料仓内空气往外抽，形成负压状态将袋子里的料粒吸进储料仓，然后利用时间继电器使风泵在运行设定时间后断电，储料仓的真空破坏，下料口挡板打开将料粒落进料筒。在吸料过程中，料粒会慢慢将储料仓填满，也就造成风泵抽出的空气流量越来越小，现象为：在风泵运行的一个周期内，刚开始吸料效率很高，到后面吸的料越来越少。这时候需要设置时间继电器的断开时间，在吸料机吸料效率开始明显下降时，让风泵停止运行，减少吸料机的低效率运行时间，从而实现节能的目的。

4.2 螺膛加热冷却的节能措施

挤塑机的螺膛加热系统中，每一组温度控制都配备有冷却风机，当采集到的实际温度偏高时，风机便会运行，吹风散热。当螺杆转速越来越快时，喂料口由于塑料没有被充分加热就进入螺膛，经过挤压摩擦，产生大量的热量，导致靠近喂料口的螺膛温度一直高于设定温度，散热风机便会长时间工作，造成大量电能浪费。尽管挤塑机厂家针对喂料口的温度异常情况增加了水冷散热系统，但是由于水垢、生锈等原因造成水冷管道堵塞或者流量减小，散热效果大打折扣。因此对于水冷散热系统，应该定期清理管道，保证其流量足够大，这样靠近喂料口的散热风机运行时间便会大大减少，起到良好的节能效果。

4.3 冷却成型系统的节能措施

以线缆行业的挤出机应用场景来讲，线缆绝缘成型以后，需要经过水槽冷却成型，多台挤塑机生产线一般会共用外部的水泵供水，但是由于某些产品工艺需求，很多生产线会在前端增加一个热水箱、热水槽和一台小水泵，在有需要的时候将热水箱的水加热以后抽到热水槽里以供产品使用。然而大多数产品是利用常温水冷却，这时候如果还利用小水泵抽取水箱的水进行冷却的话，需要额外增加电耗，并缩短小水泵使用寿命，增加成本。通过给前端热水槽接入外部供水的管路，在需要用常温水冷却的时候，切换水阀使用外部水泵集中供水，有效地降低小水泵的使用频率，达到节能的目的。

5 结语

由于生产的产品需要一次成型，要求挤塑设备具有较高的稳定性，对挤塑设备的管理应以保养预防为主，维修为辅，降低生产损失，提高生产效率。因此需要设备管理人员具有良好的维修技能与经验，并对故障问题进行总结记录，系统提升挤塑机的设备管理工作，进一步提高设备运行的稳定性及经济性。