关于轮对磁粉探伤机励磁线圈无法夹紧的研究分析

卞森虎

摘要：轮对磁粉探伤机主要用于轨道车辆轮轴的磁粉探伤作业。在探伤作业过程中，设备经常会出现纵向励磁线圈无法夹紧，导致无法进行轮对探伤作业的情况，影响了车间的生产进度，故通过此篇文章来研究分析励磁线圈无法夹紧的原因及处理方法。

关键词：磁粉探伤；励磁线圈；夹紧

随着国民经济的不断发展，轨道车辆运行速度不断提升，轮对作为轨道车辆转向架重要部件，其质量好坏至关重要，直接影响着列车的安全运行。轮对磁粉探伤机主要用于轨道车辆轮轴的磁粉探伤作业，能高效、准确、清晰地检测到轮轴外露表面或近表面的裂纹（缺陷）。

轮对磁粉探伤机主要有轮对上料机构、缓冲机构、滚动机构、下料机构、产生轮对周向磁场的电极传动夹紧机构、产生轮对纵向磁场的励磁线圈机构、磁悬液喷淋机构等组成。

上料结构用于将轮对推入磁化区域，当轮轴碰到上料检测开关时，缓冲推杆缓慢的回收，缓冲机构将轮轴缓慢平稳的放到旋转驱动机构的滚轮上，滚动结构用于驱动轮对进行滚动翻转，以便于全方位对轮轴进行探伤，电极机构和励磁线圈机构主要用于产生探伤轮对所需的周向磁场和纵向磁场，磁悬液喷淋机构主要用于将磁悬液均匀的喷淋在轮轴上，下料机构用于将磁化探伤完后的轮轴推出磁化工位，使轮轴顺利沿轨道线自动进入下道工序。

在日常生产过程中，经常出现轮对经上料机构推入磁化区域后，励磁线圈未自动进行夹紧，导致无法进行下一步探伤工序，影响了生产效率。

本文结合设备的机械结构、电气原理图以及内部PLC程序详细分析了导致磁粉探伤机励磁线圈无法自动夹紧的原因以及相应的处理方法，以方便现场维修人员及时解决相关故障，保证生产线的畅通，提高作业效率。

1 励磁线圈夹紧动作原理

磁粉探伤机磁化原理采用了二路复合磁化技术，即周向磁场采用轴向直接通电法、纵向磁场采用线圈法，经一次性通电即可全方位复合磁化轮轴的表面或近表面的裂纹（缺陷）。

产生纵向磁场的励磁线圈机构主要由励磁线圈、防水罩、推动气缸等组成，励磁线圈通过齿轮齿条机构连接在气缸上，由气缸推动齿条动作带动齿轮转动，從而使线圈完成夹紧和松开的动作。夹紧和松开的到位监测通过相应的行程开关控制。每组磁化线圈之间通过活动卡夫连接，磁化时线圈夹紧同时通过锁紧气缸锁紧卡夫，以保证电流的顺利通过。

整个控制系统通过欧姆龙PLC控制完成，由PLC采集操作台各按钮开关以及现场各限位开关状态，输出控制各电磁阀，再由电磁阀控制相应气缸的推出与缩回，从而控制线圈的夹紧和松开。

2 励磁线圈无法夹紧的原因分析

2.1 机械原因导致

齿轮、齿条、转动轴等传动机构存在脱落或者卡滞情况导致线圈无法夹紧，此时应重点检查各传动机构的连接情况，排除连接脱落和异物卡滞的原因。

2.2 气压不足

励磁线圈完成夹紧动作需要满足0.45MPa的气压压力要求，此时需检查空压机的压力输出是否正常，压力表显示压力是否达到相应要求，以及供气管路是否存在漏气情况。

2.3 相应电信号缺失，导致控制线圈的电磁阀未得电输出

根据线圈夹紧程序段分析可知，线圈夹紧输出需要的电信号如下：

①环合输入信号；

②手动模式下：手动信号输入，缓冲限位到位，下料未输出，上料/缓冲未输出，PC复位未触发；

③自动模式下：自动信号输入，缓冲限位到位，下料未输出，上料/缓冲未输出，PC复位未触发。

将设备切换到手动模式，进行环合操作，若设备无动作。以此判断故障可能原因如下：

①环合输入信号按钮失灵，PLC无法采集到环合信号；

②缓冲限位开关失灵（左右两组缓冲限位开关）；

③PC复位按钮失灵，导致一直给PLC复位信号。

可做如下处理：

①手动按压环合按钮，观察PLC相应点位有无信号，若无信号，则检查按钮是否损坏，以及相应连接线路是否有异常；

②手动触发缓冲限位开关，观察PLC相应点位有无信号，设备上缓冲限位开关有左右两组，两组开关分别接在PLC的输入点位上，程序内两组缓冲限位开关采用串联形式连接，只有在两组缓冲限位均触发的情况下，励磁线圈才能进行夹紧动作，若分别手动触发两组缓冲限位开关，对应的PLC点位无信号，则检查缓冲限位开关是否损坏以及对应的连接线路是否有异常；

③点动复位按钮，观察PLC上PC复位信号是否灵敏。

2.4 环合气阀损坏

若PLC有对应的输出信号，则检查环合气阀是否烧坏及其连线是否脱落，消声器是否有严重的漏气声，如有漏气则可能原因是气阀损坏，否则为环合的三只气缸有一只或多只内部活塞密封圈漏气。

2.5 PLC模块损坏

若环合输入信号按钮及缓冲限位开关正常，连接线路也正常，而PLC对应的输入点却无信号，则PLC输入模块可能发生异常，同理若输入信号均正常，PLC输入点位也正常，PLC却无输出，则PLC内部程序可能出错或者输出模块可能发生异常。

2.6 气缸损坏

若气源供气正常，电磁阀工作正常，气缸却未推出，则检查气缸是否损坏或有异物卡滞。

3 总结

本文从机械、气压以及电气控制方面研究分析了导致励磁线圈无法夹紧的原因及相应处理方法，希望在日后的生产工作中，当设备出现相关问题时能为检修人员提供一定的思路，以提高故障处理效率。

参考文献：

[1]张君霞，时蕾.PLC在轮对磁粉探伤设备中的应用[J].机械制造与自动化，2009，38（01）：142143.