卷取机下辊故障分析

霍 宏

(牡丹江恒丰纸业股份有限公司，黑龙江牡丹江，157013)

卷取机下辊故障分析

霍 宏

(牡丹江恒丰纸业股份有限公司，黑龙江牡丹江，157013)

介绍了Alimand卷取机在某特种纸机上应用过程发生的下辊故障和处理过程，并结合实际应用介绍了相关设备的维护经验、处理方法和注意事项。

卷取机;特种纸机;故障

在正常生产运行情况下，根据工艺要求，造纸机的卷取机达到规定的卷取米数时，操作工只要按动一下自动下辊按钮，就会自动将纸辊推到吊卸位置，同时将一个空辊放到卷取机的卷取位置。这个换辊过程从控制角度来说大致分成初始化控制、抱闸控制、等待抱闸控制、抱闸复位4个阶段［1-2］。但是当出现故障的时候，这个换辊过程就会停止在某个阶段，出现下辊失败现象，严重影响生产效率。

牡丹江恒丰纸业股份有限公司16#特种纸机的Alimand卷取机在生产使用过程中遇到过一些下辊故障，现就所遇到的故障进行分析，以供相关企业参考。

Alimand卷取机结构如图1所示。

1 卷取机下辊故障现象

卷取机最常见的下辊故障现象是:①卷好的纸辊不能正常推到吊卸抱闸位置;②空辊不能正常退回到正常的卷取位置。

卷取机由DCS控制、液压传动和机械执行3部分组成。这3部分任何环节出现问题都会导致下辊失败。在多年生产运行和维护中发现，DCS系统的逻辑控制程序运行、I/O控制模块和控制阀门线路都没有发生过故障，导致下辊故障大多是因为液压油和执行机构等。

图1 Alimand卷取机结构简图

2 卷取机下辊故障分析

2.1 DCS控制故障分析

当发生下辊故障的时候，首先查看DCS系统操作画面故障报警和设备运行条件信息。常见故障报警分别是2#臂装置传动侧和操作侧压力偏差过大和检测设备的接近开关状态信息与实际位置不符。

2.1.1 自动下辊条件

实现自动下辊功能，首先要保证卷取机处于爬行或运行状态。同时还要保证相对应的执行机构处于指定位置 (检测元件能够检测到相对应的执行机构)，就可以实现自动下辊功能。图2所示为逻辑与模块运行条件。图2分别显示了卷取机爬行条件、运行条件和自动下辊初始条件，必须保证图2中3个“and”模块输出指示处于绿色状态，如果发现哪个“and”模块输入端处于红色状态，相关人员就要到现场查看相对应执行机构或检测元件是否处于正常工作状态。

图2 逻辑与模块运行条件

2.1.2 下辊差压故障

图3 差压故障

下辊差压故障是最常发生的故障，故障原因也是多方面的。当2#臂将空辊压合到卷取缸的过程中，操作侧和传动侧的压力不一致就会发生差压故障，差压故障曲线如图3所示。由图3可以看出压力曲线和调节阀门曲线产生压力偏差的过程。通常发生差压故障有3种原因。

(1)调节阀门故障

调节阀门故障一般是调节阀门本身故障和阀门调节速度故障。而阀门本身故障很少发生，如果液压油中含有杂质会将阀门卡住，不能进行压力调节，DCS画面显示相对应压力不变。这时候如果阀门处于自动控制状态，设定压力与测量压力不一致，或阀门处于手动控制状态，长时间使阀门强制输出，会导致阀门控制电路或24 V供电电路烧坏。

图4 调节阀参数设定

如果更换一个新辊或两侧 (传动侧和操作侧)执行机构长时间运行发生了偏差，会导致下辊时操作侧和传动侧速度不一致产生差压故障。发生这种情况可以到如图4所示的调节阀参数设定画面进行相应设定，其中2nd Winding Pressure TS和2nd Winding Pressure DS分别代表控制2#臂操作侧和传动侧，Eject Setpoint、Back Setpoint和Slow Setpoint分别代表操作侧调节阀门和传动侧调节阀门控制辊的推出、推回和压合速度。

(2)液压油故障

在长期运行或不按使用周期进行更换时，液压油里会进入一些杂质(如铁屑)，或液压站空气排除设备不能正常运行及在更换调节阀门、执行液压缸活塞时液压油进入气体发生的油压故障。

从控制方面，液压油故障通常反映的是“下辊差压故障”。其原因是当液压油进入杂质后会堵住调节阀门调节口或油缸活塞差压油隙口 (油缸有杆侧和无杆侧之间的小油口);液压油里混入气体后，油和气体的压缩比不一致产生差压故障。这种故障比较多见，尤其是纸机在冬季长时间停机后，开机油站预热温度未达到40℃时，容易发生此类故障。

在卷取机液压系统中，调节阀对液压油的品质要求最严格。以美国穆格公司D633系列调节阀为例，根据国家颁布的液压油清洁度IOS 4406标准。即使是一般使用要求，调节阀需要液压油达到IOS 4406＜15/12标准:即1 mL液压油中大于6 μm颗粒数范围在160～120之间，大于14 μm颗粒数范围在20～40之间。牡丹江恒丰纸业采用欧洲生产的激光颗粒分析仪进行液压油品质检测，可以对每100 mL液压油中杂质直径为4、6、14、21、25、38、50、70 μm的颗粒进行检测。

(3)机械故障

机械故障一般是机械原因导致两侧差压故障，此种故障通常是空辊在压合过程中某一侧发生机械运行障碍引起的，这种故障下辊过程中需要相关人员在现场仔细观察方可发现。还有一种机械故障是卷取空辊因外力等原因导致变形发生的差压故障，从而导致自动下辊失败。

3 小结

笔者在应用Alimand卷取机的实际工作中，通过对卷取机下辊故障的检查和处理，总结出一些经验，从中也有一些故障处理的体会，介绍出来，以供同行参考。当然不同的卷取机所出现的故障会不一样，但是处理故障思路是可以借鉴的。

［1］ CHEN De-chuan，YANG Ya-jun．Control System of Reeling Machine Deviation Correction［J］．China Pulp ＆ Paper，1990，9(5):46．陈德传，杨娅君．造纸机卷取纠偏控制系统［J］．中国造纸，1990，9(5):46

［2］ YUAN You-xin，CHEN Biao．Self-control System of Compound Wingding Machine Tension［J］．China Pulp ＆ Paper，2001，20(1):50．袁佑新，程 彪．复卷机张力自动控制系统［J］．中国造纸，2001，20(1):50．

The Fault Analysis of Unloading Roll in Winder

HUO Hong
(Mudanjiang Hengfeng Paper Co．，Ltd．，Mudanjiang，Heilongjiang Province，157013)
(E-mail:mdj.lp@139.com)

The experience of application of an Alimand winder in Hengfeng PM16 special paper machine were introduced，it included the fault phenomena，troubleshooting procedures，equipment maintainence as well the points for attention in operation．

winder;special paper machine;fault

霍 宏先生，自动化工程师;主要从事自动化控制系统的维护设计工作。

TS734+.7

A

0254-508X(2015)06-0045-03

2015-12-18(修改稿)

(责任编辑:马 忻)