轴用磁粉探伤机的故障分析及排除方法

1、轴用磁粉探伤机的故障分析及排除方法单 位：中国北车集团西安车辆厂 转二车间 姓 名：周慧娟时 间：二零零六年七月轴用磁粉探伤机的故障分析及排除方法摘要：文章通过对轴用磁粉探伤机的工作方式、试验原理以及电路结构的分析，提出轴用磁粉探伤机常见故障分析及排除的方法。关键词：轴用磁粉探伤机，故障，分析，排除，方法1 概述转二车间是工厂新造事业部专门生产罐、货车走行部分的车间，由于近几年火车不断提速，使得车辆的行驶安全性显得十分重要。使得确保车轴无裂纹的轴用探伤机成为转二车间的关键设备，因此对探伤机的维护保养，及时维修，保证探伤机安全可靠的工作成为维修人员的重要日常工作。轴用探伤机作为专用设备，由于其使

2、用频率高，磁悬液腐蚀机床零件和电路元件，线圈上机械夹紧装置变形、夹紧不可靠，周向电极夹紧不可靠，另外其自身的工作电流大，使得探伤机的故障较多，特别是PLC控制程序的应用，给探伤机的故障分析和排除带来了一定的难度。经过这几年对探伤机的维修经验的积累，结合自学所掌握的一些新知识，在此针对轴用磁粉探伤机的工作方式，试验原理以及电路结构的分析，对探伤机电气故障的成因和排除方法，作简要阐述说明。2 轴用磁粉探伤机的工作方式CXW3000z型轴用磁粉探伤机是为列车用光轴表面缺陷（裂纹）检测而设计的磁粉探伤设备。它的工作方式为对工件的磁化采用复合化方式，即周向磁化和纵向磁化相搭配，一次性测出规定范围内工件表

3、面全方位缺陷。 周向磁化采用直接通电法，纵向磁化采用线圈法。周向磁化和纵向磁化均使用50赫兹工频交流电激磁，两路激磁电流相位差为120°，工件在复合磁化状态时，其表面建立一个随时间变化的椭圆形旋转磁场。其合成磁场方向均能和各种取向的缺陷垂直。由于交流电的趋肤效应，选用合适的磁化强度，即使形状较为复杂的工件，在其表面也可获得较均匀的磁场分配。1退磁方式是自动衰减式，纵向最大值衰减到零。3 试验原理当铁磁性工件放在磁场中时，磁力线便引向并通过工件。如果磁力线作用于裂纹，则磁力线便不会连续，从而溢出工作表面，这样在裂纹的两侧便产生磁极。将磁粉（或磁悬液）喷洒于有缺陷工件的表面，则磁粉在裂纹

4、处形成一明显可见的线状物。磁粉的颜色应尽可能选用与工件表面有较大对比度，这样有利于缺陷被人眼观察到。4 电路结构探伤机的电路主要由控制回路和主回路两部分组成。附图1为主回路的电路图，附图二为控制回路的电路图。控制回路采用了PLC（可编程序控制器）控制，从而提高了动作可靠性与安全性。主回路采用的是可控硅变流控制。本机调压方式采用可控硅（模块）调压，移相电路采用专用的集成电路，出厂前磁化电流已调整好。5 轴用探伤机电气故障分析及排除方法5.1 PLC的故障诊断及排除方法1. 可编程序控制器是一种工业控制计算机，它有很强的诊断功能。无论是自身故障还是外围设备故障，都可用可编程序控制器上具有自诊断指示

5、功能的发光二极管（LED）的亮灭来诊断。基本单元上有以下一些LED发光二极管。I. 电源指示灯（POWER）：当PLC电源接通，该发光二极管（LED）亮，说明电源正常。II. 运行指示灯（RUN）：编程器上的状态开关扳在监控“MONITOR”位置，基本单元的运行（RUN）开关合上，表明PLC处于运行状态，运行（RUN）指示灯LED亮。III. 锂电池指示灯（BATT·V）：当PLC编程或者运行正常时，这个灯是不亮的，当电池电压降低时，该发光二极管亮，提示该换锂电池了。 2IV. 程序出错指示灯（CPU·E）：PLC运行正常时，这个灯不亮。如果CPU·E常亮，说明外

6、来浪涌电压出现，引起程序执行出错，或者程序执行时间大于0.15s引起监控器动作时，也会使CPU·E灯常亮。锂电池电压跌落到一定值或者由于噪声干扰或导线线头落在PLC内引起 “求和”检查出错，CPU·E灯会闪烁。V. 输入指示灯：输入正常，输入端子对应指示灯亮；如果加上正常输入指示灯不亮，或未加输入而指示灯亮，则属于故障。VI. 输出指示灯：输出指示灯亮，而对应输出通道的继电器正常。灯亮而输出继电器不动作，就是出故障了；可能是输出触点由于过载短路而烧毁。2. PLC故障的查找是一件很麻烦的事，下面就用流程图来介绍查找排除故障的方法I. 故障检查流程图II. 电源检查流程图3I

7、II. 运行故障检查排除流程图4IV. 检查输入流程图V. 检查输出流程图55.2 磁化电流不正常的故障诊断及排除方法1. 电源启动周向或纵向即磁化，而且磁化电流达到最大值，这种故障的原因是由于可控硅击穿引起的，应更换同规格的可控硅。2. 一打开探伤机电源或合上工作线圈就烧电源保险或速熔保险，这主要是由于主变压器的一次绕组对地绝缘击穿，或者是一、二次绕组间绝缘击穿造成的。应首先检查主变压器地一、二次接线端有无对地，短路现象，如果有，可以进行恢复绝缘处理，一般情况下需更换主变压器。3. 磁化电流达不到磁化电流调节旋钮所设定值。当调节旋钮已调到最大，磁化电流还是达不到额定值时；如果是纵向出故障，需

8、要检查工作线圈之间地接触面，以及连接线，如果接触面有打火现象，应清理接触面，如果连接线腐蚀严重，应更换连接线；若是周向磁化故障，需要检查周向电极铜板和工件的接触面是否接触紧密，如果有打火现象，应修整打磨好，确保工件在通电磁化时和电极之间不打火。4. 磁化电流还没有调节到额定值，就烧速熔保险。出现这种故障一般是因为脉冲变压器匝间短路或同步变压器匝间短路造成的，通常用替代法找出故障元件。5. 探伤机无磁化电流应首先检查PLC充磁输出01001，01002有无输出信号，无输出信号说明是PLC控制回路出现问题，这时要结合PLC程序，或梯形图，分析与充磁输出有逻辑关系的各个相关的输入、输出口的工作状态是

9、否正常，这些I/O口包括磁化输入00010，总气压表压力继电器接点00100，线圈到位行程开关的常开触点00101等，找出工作不正常的I/O口后，查找与之相关的外部线路，找出故障发生的原因，予以排除，一般情况下00100无输入是由于气压不足，00101无输入是由于线圈未夹紧或行程开关故障引起的。如果PLC充磁输出正常，这时就应该检查主回路，确认保险完好后，可先检查工作线圈各个连接点，导致这种故障的原因一般是因为工作线圈受磁悬液长期喷淋，线圈开合所造成的机械性反复弯折，造成线圈接触不良，或者连接缆线折断引起工作线圈开路，从而导致无纵向磁化电流。接下来检查可控硅是否可靠导通，如果可控硅没有可靠导通

10、，就无电压变化。然后再检查触发脉冲，若触发 6脉冲正常，说明可控硅已坏，需更换可控硅；若触发脉冲不正常，则检修触发电路。有时，由于其他原因，也可造成无磁化电流。一次，车间探伤机纵向磁化正常，而无周向磁化。经过反复检查，确认电气方面一切正常。后决定换轴再试，换轴后，磁化正常了。将原有的轴上机试还是无周向磁化，再对这根轴进行反复检查，最后确认是由于这根车轴轴头有一层薄薄的漆膜未去除干净，漆膜去除后磁化终于正常。5.3 其他故障轴用磁粉探伤机除上述PLC和磁化电流不正常外，还经常出现一些其它如工件不转动、托架不上下、工件不夹紧、线圈不开合及膜片不锁紧等电气故障，现针对这些故障及排除方法作简要说明。5

11、.3.1 工件不转动应首先检查PLC工件转动01101有无输出，若无，应检查转动输入00008，电极松动到位00102输入是否正常，若都正常就应是PLC内部的问题。若转动输出01101输出正常，应再检查空气开关QF是否断开，或对应接触器主触点是否闭合良好，造成这种故障的原因一般是由于行程开关SQ2损坏或断路器跳闸造成的。5.3.2 托架不上下首先，检查PLC托架上下输出01006是否有输出，有则检查电磁阀吸合是否正常，无则检查托架上下输入00007，电极松到位限位00102是否正常，不正常则检查按钮SB11和限位SQ2。线圈合到位限位SQ1位置是否正常，这种故障大多是由于电极未缩到位，或线圈未分到位，或电磁阀故障造成的。5.3.3 工件不夹紧一般情况下是由于电磁阀烧坏或机械卡死造成的。5.3.4 线圈不开合7主要是由于线圈烧坏或机械卡死造成，有时也因为线圈位置配合不好，导致线圈不能正常开合。5.3.5 膜片不锁紧一般是由于电磁阀烧坏或线圈未合到位造成。上述故障都是在保证气压，按钮动作正常及线头无脱落情况下分析的，且都是在手动状态下出现的。若手动正常，自动出现的故障，大多是由于PLC内部继电器故障，结合梯形图认真分析，排除故障。6 总结以上仅为探伤机一些常见电气故障的电气分析和排除方法，当然在以后的工作中可能会