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一：脫管故障的發(fā)生原因和危害

脹管作業(yè)中最常見的一種故障就是脫管。脫管的意思是換熱器芯組的鋁管在脹管開始的一瞬間，從夾爪內(nèi)脫出的這種故障狀況。由于長期使用發(fā)生磨損，夾爪的夾持效果會慢慢變差，最終會使得鋁管在推脹開始的瞬間被脹球頂出夾爪。若這種故障沒有被發(fā)現(xiàn)，脹頭就會推動脫開的鋁管從換熱器芯組后方脫離出去。由于鋁管脫出的時候往往已經(jīng)脹粗了一小段，這段脹粗的管道在被推動的情況下，會將沿途的翅片孔全部擠壓變形，這樣一來一整套芯組就報(bào)廢了。脫管的芯組繼續(xù)推脹不但會使芯組整體報(bào)廢，還容易引發(fā)安全事故。驟然被推出的鋁管會對芯組末端負(fù)責(zé)穿插鋁管的工作人員造成人身威脅。由于故障的出現(xiàn)有很大的偶然性和突發(fā)性，工人往往反應(yīng)不及，而推脹力非常巨大且速度較快，在沒有報(bào)警系統(tǒng)的情況下這甚至?xí)C(jī)工人的生命安全。

二：脫管故障的檢測難點(diǎn)

脫管最常見于脹管作業(yè)啟動的一瞬間，這時候鋁管大部分還處于自由狀態(tài)。被夾爪固定的鋁管與脹球接觸的瞬間，無論是夾爪一開始就沒夾住，還是鋁管被脹粗一小節(jié)后被脹球頂出夾爪，都屬于脫爪。此時大部分結(jié)構(gòu)都在夾爪內(nèi)，難以被觀測到，而夾爪內(nèi)空間有限，因此脫管檢測裝置在目前的脹管機(jī)上非常少見，有很大的設(shè)計(jì)難度。國內(nèi)目前的脹管機(jī)普遍沒有脫管檢測裝置，由于大部分脹管機(jī)是供給空調(diào)和冰箱行業(yè)生產(chǎn)使用，推脹的管道材料主要是紫銅。這種材料具有鋁材無法比擬的延展性和自潤滑性，因此生產(chǎn)時并沒有這么頻繁的脫管事故

三：脫管檢測結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

新型脹管設(shè)備采用的邏輯處理器是三菱公司的Q系列中型PLC，指令處理速度為200納秒，即使是5000步的程序，掃描周期也僅為1毫秒。因此它能夠非常迅速的處理突發(fā)事件。只要能夠取得脫管的信號，就能很好的通過PLC作出應(yīng)對。脫管檢測主要在于信號的獲取。由于各排管道高度不同，而脫管時位移出現(xiàn)變化的就只有鋁管的位置，因此必須在夾爪內(nèi)的鋁管上取得信號。經(jīng)過反復(fù)的思考與查閱資料，最終設(shè)計(jì)出了如下的信號獲取結(jié)構(gòu)。

外套筒安裝在外套筒安裝板上，這是個活動機(jī)構(gòu)，通過兩側(cè)的氣缸推動，可以使十個外套筒同步前進(jìn)后退。夾爪與固定結(jié)構(gòu)相連接，不移動。自由狀態(tài)時保持張口，通過特殊工藝處理的每個金屬爪帶有彈性，通過控制外套筒的進(jìn)退可以使夾爪完成夾緊和放開兩個動作。內(nèi)套筒則與聯(lián)動機(jī)構(gòu)安裝在一起，由光軸做導(dǎo)向，通過控制檢測氣缸的動作，它與聯(lián)動機(jī)構(gòu)同進(jìn)退。而聯(lián)動機(jī)構(gòu)的頂部安裝有一個可以調(diào)節(jié)長度的調(diào)節(jié)旋鈕。調(diào)節(jié)旋鈕與微動開關(guān)相對應(yīng)。

脹管設(shè)備有十套夾爪，每套夾爪都有響應(yīng)的聯(lián)動機(jī)構(gòu)和微動開關(guān)。當(dāng)換熱器芯組組裝完畢后，工人會將鋁管用平板靠平，使所有管口處于同一個面。這樣夾爪在伺服電機(jī)的推動下進(jìn)行加緊時，每次夾住的鋁管長度是固定的。當(dāng)夾緊鋁管后，檢測氣缸推動聯(lián)動機(jī)構(gòu)，使內(nèi)套筒直接抵在鋁管管口上。調(diào)節(jié)旋鈕可以在調(diào)試階段就進(jìn)行調(diào)整，使得當(dāng)內(nèi)套筒與鋁管相抵時，旋鈕恰好與微動開關(guān)相接觸。這樣一來，一旦鋁管脫離夾爪，檢測氣缸會推動內(nèi)套筒繼續(xù)前進(jìn)，調(diào)節(jié)旋鈕就會觸動微動開關(guān)，向PLC發(fā)出信號。新型脹管設(shè)備中，微動開關(guān)選用的是歐姆龍D4MC一5000型限位開關(guān)，屬于面板安裝柱塞型。防護(hù)等級IP67，內(nèi)部繼電器壽命超過50萬次，動作力為5.88牛頓，1.6毫米的移動量即可產(chǎn)生信號，應(yīng)差距離小于0.2毫米。

因此，當(dāng)鋁管產(chǎn)生最多2毫米的位移時，傳感器就能給出可靠的脫管信號。PLC會立即做出響應(yīng)，對推脹電機(jī)發(fā)出指令。