石蠟低位碼垛機故障淺析

張海飛(蘭州石化公司煉油廠，甘肅 蘭州 730060)

1 故障分析

根據分析發現，碼垛機故障主要集中在多氣缸故障，傳動系統故障和光電控制及PLC 程序控制故障等三個方面。為了徹底解決設備運行難題，車間領導和專業技術人員堅守現場查找問題，并聯系維護保運單位共同配合，以期徹底解決問題。

2 碼垛機多氣缸故障

2.1 左右整形氣缸故障

碼垛機左右整形氣缸為雙氣缸單推板的結構形式（圖1），這樣的結構形式，使得2組氣缸在不同步運行的狀況下，極易形成不同大小的拉力，當拉力過大時，2組氣缸運行中相互別勁，造成氣缸活塞桿或前推板斷裂，給安全操作和正常生產帶來極大的隱患。

圖-1 雙氣缸單推板的結構形式（左右整形氣缸）

經分析研究，決定對左右整形方式進行重新設計，將原雙氣缸單推板結構形式，變更為單氣缸單推板整形方式。

原氣缸型號為：SC63×200S 時，在裝置儀表風壓力為0.4～0.6 MPa下，經過計算可得單個氣缸的水平推力為（0.7為折算系數）：

所以，雙氣缸的水平推力為：

F2=2*F1=（1744～2616）N

為保證氣缸水平推力一樣，經過重新反算可知，所需同樣大小推力狀況下的最小缸徑為：

根據上述計算式可知，重新選用的單氣缸在同樣的工況下，缸徑最小要選擇74.53 mm。經與氣缸廠家溝通，最終選擇缸徑為80mm的左右整形氣缸，型號為：SC80×350S。

由于單氣缸在前推板重力的作用下，徑向穩定性較差，會產生徑向力，在氣缸往復運行時，絲桿會朝重力大的一面旋轉，這樣將帶來新的左右整形故障，所以還需增加氣缸導桿和定位裝置（圖-2）。

圖-2 氣缸導桿和定位套裝配圖

2.2 推包機氣缸故障

和左右整形氣缸的情況類似，2 組推包氣缸在同一推板的作用下，在運行過程中也非常容易相互別勁，極易造成氣缸活塞桿或前推板斷裂，給安全操作和正常生產帶來極大的隱患。

現需要對推包氣缸推板進行重新設計，變雙氣缸單推板推包方式為雙氣缸雙推扳的推包方式；為節約成本，考慮選擇在保留原有氣缸不變的情況下，只需重新設計制作推板和徑向支撐輥即可。

作為日后可選擇更換配件的氣缸，經計算可知，最小可選擇缸徑為39.5mm的氣缸，計算過程如下：

經過與廠家溝通，此工況下可選擇的氣缸型號為：SC40×800S。與原SC63×800S的氣缸相比，可有效降低備件氣缸的采購成本。

2.3 垛盤倉底氣缸故障

碼垛機垛盤倉由于底部的4 個氣缸不同步，經常造成托盤托板上升和下降時不平、傾斜，進而影響蠟盤孔和托盤叉錯位，出現卡托盤的現象，導致托盤無法正常輸出，給安全操作和正常生產帶來極大的隱患。碼垛機托盤庫機構示意圖如下（圖-3）：

圖-4 碼垛機托盤庫機構示意圖

垛盤倉底部的4 個氣缸型號為：SC100×300S，在裝置儀表風壓力為0.4～0.6 MPa下，經過計算可得單個氣缸的徑向推力為（0.7為折算系數）：

所以，4氣缸的徑向推力為：

F4=4*F3=（8792～13188）N

為保證氣缸徑向推力一樣，經過重新反算可知，所需氣缸的最小缸徑為：

根據上述計算式可知，重新選用的單氣缸在同樣的工況下，缸徑最小要選擇167.33 mm。經與氣缸廠家溝通，最終選擇缸徑為200mm 的垛盤倉底部氣缸，型號為：CDS1GN200-WAX0109-300-M9BL。

由于大直徑單氣缸在上部推板重心不均勻的作用力下，水平方向穩定性會變的較差，運行過程中會產生水平方向的力，在氣缸上下往復工作時，推板會朝重心偏移的方向水平旋轉，這樣會使氣缸的推板在旋轉時極易卡在托盤庫框架上，造成氣缸本體損壞，形成新的設備故障，所以還需增加氣缸導向裝置。

為節約成本和方便設計，考慮選擇利用原有氣缸作為導向裝置，在儀表風線不接的前提下，只需固定原有氣缸即可達到新氣缸的導向作用。

3 傳動系統故障

3.1 小車運行故障

碼垛機小車皮帶在小車運行中經常出現跑偏的情況，極易造成皮帶單側撕裂，影響正常生產，經分析研究，決定對小車皮帶前后傳動輥進行重新設計，制作加裝皮帶限位輥，軸向、徑向調節螺栓（圖-4），確保皮帶在安全可控范圍內運行，徹底減少小車運行故障。

圖-4 限位輥，軸向、徑向調節螺栓

改造后，小車皮帶在正常運行時，跑偏的情況發生率較小，如發現跑偏時，根據位移量大小，只需輕松調節軸向或徑向調節螺栓即可將跑偏的皮帶調整過來。

3.2 龍門升降系統故障

由于龍門架徑向軌道上左右只有一套定位機構，小車上滿蠟包（4 袋蠟包200kg）后，會沿徑向軌道上下反復運動，原定位軸套在這種反復運動中受力較大，容易造成軸承損壞，間接導致龍門架傾倒顛覆，給安全操作和正常生產帶來極大的隱患。

經過深入的原因分析，決定對升降機升降系統進行改造，在龍門架的左右軌道上各加裝一套定位偏心軸承（圖5），既方便調節又可以有效解決原有軸承受力過大的問題，提高了升降機平臺的穩定性，減少運行故障的發生。

圖-5 定位軸承加裝前后示意圖

4 結語

此次對石蠟裝置低位碼垛機的改造，是在石蠟成品銷售整體劃歸中國石油西北化工銷售的背景下進行的，這樣的改造，既提高了設備的長周期運行能力，也有效的增加了石蠟的產量，為車間及煉廠總體效益的提升提供了強有力的保障。