HVI色杂组件多发故障分析及解决方法探究

韦超

摘要：通过对棉花公检实验室HVI色杂组件的故障分析，对颜色运动托盘汽缸的内部结构和工作原理进行探究，最终找到排除该故障的有效方法。

关键词：HVI；色杂组件；故障分析；解决方法

在棉花公证检验实验室中HVI设备维护保养工作的好坏直接影响到日常检验工作的进度。由于实验室每天的检验量较大，平均每天检验量都在30000个样品左右，实验室飘浮的棉短纤维对HVI检测设备的损耗较大，加之部分HVI设备超期服役与工作，机械故障率较高。HVI设备的机械故障，直接影响到操作人员的检验工作效率。为了保障HVI设备正常工作，样品不积压，研究分析HVI经常出现的机械故障，保证检测设备正常工作的运转率；其中以2008年及以后生产的HVI1000机型色杂组件中颜色托盘运行不畅导致一些机台运行时经常出现“托盘汽缸位置传感器错误”的信息提示，颜色托盘的运行就会停止，严重影响了HVI机检工作效率。针对此问题，美国乌斯特公司提供的解决方案为：对颜色托盘连接臂加装固定块，一套配件（含颜色托盘连臂、汽缸滑块各一个，螺丝、垫圈若干）费用为862.40元。但更换后运行情况没有明显改善。为了提高工作效率，通过不断摸索研究颜色托盘汽缸的内部结构和工作原理，最终找到了解决方案，消除了多年来一直困扰在HVI设备维护人员心中的心结。

现就实验室HVI故障率普遍较高，故障排除较为困难的HVI色杂组件中颜色托盘运动汽缸为例，进行故障分析并作拆解维护讲解，供实验室维护人员维修设备、排除机械故障时作为参考。

图1 HVI1000C型颜色运动托盘

由于大量的棉块及棉短纤维、棉纤维中的杂质在颜色托盘前后运行中进入滑轨，导致滑轨中摩擦阻力增大，经常出现颜色托盘前进缓慢或后退缓慢。本身在HVI组件中运行时间很短、速度很快的色杂组件经常“拖后腿”，显示屏不断跳出“颜色托盘传感器位置错误”的报错提示，只有操作人员把出错信息消除后，颜色托盘才能继续工作，因此这严重影响了检测工作的顺利进行，极大降低了检测工作效率。

实验室HVI维护人员通常解决的办法是消除报警出错提示，调整颜色托盘位置传感器的固定位置。可是这样处理，好的话能维持半个多小时的正常工作，有时刚调整完传感器位置，维护人员还未出实验室，颜色托盘就又出现了相同运行故障。同时这还有一个弊端，经常调整传感器的位置，固定传感器的固定螺丝会很快滑丝，托盘运动会更加糟糕。

通过观察分析，造成上述颜色托盘运动故障主要是两方面的原因。一是HVI设备在维护保养时，颜色托盘轨道平行度不正确，轨道与托盘隔距间隙不一致。但这个只要掌握好调整方法很容易解决。二是检测颜色时使用的两块棉样含有较多的杂质，棉样随着托盘前后运行中棉短纤维极易进入托盘汽缸滑道，阻力增大所致。解决颜色托盘传感器故障的方法有两种。一是维修人员每隔半个小时，用吸尘器清洁每个机台的颜色托盘机械组件，同时用不太油的油布轻微打磨颜色托盘L形的导轨，减轻机械之间的摩擦阻力。需要说明的是，部分维修人员将机械润滑油直接滴到滑轨上，造成滑轨阻力过小，颜色托盘剧烈撞击停止杆，停止杆汽缸寿命降低，同时仍然会出现传感器位置错误。如果此时调节传感器位置，虽然可暂时正常工作，可是随着检验的进行，一些肉眼不易看见的棉尘会很快积聚在带有油膜的滑轨上，阻力逐渐增大，故障仍然无法消除。二是严重影响到检验工作时，购买新的颜色托盘轨道总成[配件编号：256770-00970，售价7685元（2014年3月价格）]。HVI配件均从美国USTER公司上海售后服务公司购买，价格较高。如何能从根本上解决托盘的故障问题，同时降低维修设备的成本，成为棉花公检实验室维修人员面临的共同难题。本人曾经也与USTER公司HVI维修工程师交流过，就解决颜色托盘问题进行探讨。HVI1000C型设备2008年以前颜色托盘位于马克隆箱体内部，由于更换托盘颜色汽缸和传感器时空间位置较为狭小，才将托盘轨道改为马克隆箱体外部。但是外部设计存在弊端。颜色托盘的运动靠的是与托盘拐臂相连的汽缸，同时托盘没有采用滑杆式或滑轨式，托盘采用的是L形燕尾槽设计。由于托盘金属面接触面积较大，同时拐臂连接部位均是由螺丝固定，受力不均，L形轨道间隙增大，经常憋着劲，加之工作环境较差，造成现在的HVI故障频发，严重影响了检验速度和工作效率。这种设计暂时还不会进行更改和完善。机械设计既然无法更改，能否对现有颜色托盘汽缸进行拆解清洁呢？得到的答复是：颜色托盘汽缸是易损易耗配件，不能进行拆解维护，拆解后无法正常工作，只能购买新配件进行更换、维护。

通过对报废、更换下来的颜色托盘汽缸内部进行研究分析，发现颜色托盘汽缸拆解后，对其内部进行清洁，组装后安装到原来的位置，故障从根本上得到了解决。但是拆解要遵循一定的方法，清洁要有一些技巧，否则将会造成机械的彻底损坏。本人现就颜色托盘汽缸的拆解、清洁维护过程进行讲解，供实验室广大维护人员参考借鉴。

1.拆卸工具的准备。需要准备300mm活动扳手一把、一字口螺丝刀一把、HVI维修配备的套筒一把、镊子一把、弯头钳一把。

2.拆解方法和步骤：

图2 颜色托盘汽缸拆解图（1） 图3 颜色托盘汽缸拆解图（2）

先将图1中的颜色托盘的气管拔下，传感器连线拆下，将固定传感器的螺丝拆卸下来得到图2的状态。用一字口螺丝刀将颜色托盘汽缸总成两端的密封螺丝1打松或取下，颜色汽缸立起，用准备好的活动扳手夹住汽缸固定座4，用弯头钳子插入滑杆两端的固定螺母2的圆孔，逆时针旋转，将丝口打松，取下固定螺母，得到图3的状态。红色箭头所指的是汽缸内部的磁铁，也是整个颜色托盘汽缸的核心。彻底拆卸出来的永磁体为图4红色圈内所示。

图4 颜色托盘汽缸拆解图（3）

它是由6片正负极性相反的永磁体组成，两端是汽缸活塞装置，带有汽缸密封塞。注意：取的时候把汽缸固定组件4直接拔下后不能将汽缸连接组件6直接拔下，否则永磁体将很难放入汽缸内部。即使放进去，也会造成磁体与汽缸内壁的磨损，汽缸塞密闭性会受到很大影响。此外保养维护时不能加太多的油脂在汽缸塞壁上，否则将大大降低汽缸的使用效率和使用寿命。

图5 颜色托盘汽缸拆解图（4）

图6 颜色托盘汽缸拆解图（5）

将图5中准备的套筒工具插入汽缸内，用力顶住永磁体，当听到咯噔的声音时，汽缸连接组件6与永磁体就分离了。拿下汽缸一端的固定座组件4，就可以清晰地看见颜色汽缸内部与汽缸滑杆接触的地方堵塞有大量的棉絮。这就是HVI颜色托盘汽缸运动受阻，出现传感器位置错误，导致颜色托盘运动不畅，不能正常工作的根本原因见图6和图7。

图7 颜色托盘汽缸内部构造

颜色托盘汽缸内部构造及清洁见图8所示。

图8 颜色托盘汽缸内部构造及清洁

绿色的橡胶密封圈内的凹槽内塞有大量的棉短纤维，由于长期受力挤压，棉短纤维已经成为棉块（棉绳）。注意事项：平常在工作中发现有棉尘进入汽缸内绿色橡胶密封圈，不能用牙签或金属的针或钩子往外掏。金属钩子容易划伤汽缸滑杆，造成永久机械损伤，同时会将橡胶密封圈划破，影响密封效果。另外，不能将润滑油滴在颜色托盘汽缸的滑杆上，否则滑杆表面会很快附着大量的棉短纤维，棉尘在托盘的前后运行下会逐渐进入汽缸内部，汽缸所受摩擦阻力过大，最终导致抱死而无法运行。

清洁完毕后安装时需注意顺序及汽缸两端的固定座4及密封螺母3。固定座4内部有密封圈，方向向内。密封螺母3上有气孔应检查是否有堵塞，检查密封螺母3上的一字密封螺丝上的橡胶密封垫是否破损，如破损要及时更换，否则将会影响汽缸的气密性，影响安装后的使用效果。

HVI1000颜色运动托盘汽缸的拆解维护可以延长该组件的使用周期，提高工作效率，但建议不要频繁拆卸。仅建议HVI1000设备检验量过大时颜色托盘内部太脏，严重影响正常检验时进行拆解清洁。每年还是要根据设备使用情况适当进行颜色托盘汽缸总成的购买。拆解维护可以大大降低维护保养HVI的成本费用，仅这一项每年可为我所棉花公检实验室节省配件资金77000余元。这一技术难题的攻克，确保了棉花公检实验室HVI设备的正常运转，解决了实验室样品积压、检验出证延后的难题，为保证实验室按期出具公证检验结果提供了有力的技术保障。

（作者单位：新疆巴州纤维检验所）endprint