轴用磁粉探伤机的故障分析及排除方法

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

CXW－3000z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。

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。

IV.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

III.运行故障检查排除流程图

IV.检查输入流程图

V.检查输出流程图

5.2 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，就无电压变化。然后再检查触发脉冲，若触发

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。

5.3.1 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

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出现这样或那样的故障，这就需要我们在维修前要掌握各个元件的用途、功能及其在该设备中所起的作用，在修理时要细心观察，认真听取操作者对故障发生过程的描述，结合日常巡检时观察的现象，采用科学的方法去判断，就可以快速、准确的判断，正确处理故障，确保设备的安全可靠的运转，从而保证工厂正常生产进度。

CXW-3000z主回路电路图

CXW-3000z控制回路电路图