德国SIGMA3-30K高速冷冻离心机的常见故障及维修

SIGMA3-30K高速冷冻离心机是一种带低温控制系统的高速旋转 机械,它是利用离心力、不同物质在离心场中的沉淀速 度差异,分离液体与固体颗粒或液体与液体混合物中各 个组分的机械, 适用于微量样品快速分离合成, 是医学、 药物学、生物学、化学等科研生产部门使用的重要设备。 工程师掌握离心机常见故障的维修和维护方法知识,是 保障相关科研生产部门正常运行的基础。

SIGMA3-18K离心机
SIGMA3-30K离心机

1   高速冷冻离心机的结构

1.1  电机驱动系统

驱动电机是离心机中的主要部件之一,驱动转子部 分以产生离心力 / 场,在生物医用制药领域中,离心机 系统中电机应用类型主要有有刷电机、无刷电机及变频 电机。

1.2  制冷系统

冷冻离心机中的制冷系统一般由压缩机、冷却介质 管路系统、热交换器构成,为离心室提供降温功能。

1.3  机械系统

高速离心机的机械系统由机壳, 机盖, 机盖锁紧机构、 密封圈、离心室组成、起到支撑、密封、降噪的作用。   1.4  转子体

离心机的转子体是固定在电机主轴上用于装配离心 容器的机械部件,伴随着电机主轴旋转,常见的有甩平 式和角式两种。

1.5  电子控制系统

高速冷冻离心机电子控制系统由控制主板、电机转 速传感器、温度传感器、信息显示面板和控制面板组成。 电子控制系统为驱动电机、制冷系统,机盖电磁锁紧机 构提供转速、温度、锁紧动作的监测和驱动控制功能。

1.6  电源在生物医用制药领域中,冷冻离心机所选用的电源

将输入的交流市电变压整流为各个系统、部件所需的直流电和交流电。

2  德国SIGMA3-30K高速冷冻离心机的常见故障及维修

2.1  故障一

(1)故障现象:离心机不能开机。

(2)故障原因 分析:电源线、电源开关、保险丝、电源模块、控制主 板、信息显示面板或控制面板损坏或者接触不良。

(3)  故障排除与维修:首先,通过目视检查,电表测量电源 线是否有断裂、开胶, 电源机械开关弹性部件是否损坏、 触点是否接触不良、保险丝是否熔断或松脱。电源线损 坏视情况通过锡焊连接修复, 或者更换整条电源线修复。 开关机械弹性部位损坏通过更换修复,触点松脱,脱焊 则通过重新安装,重新锡焊触点修复。保险丝如熔断, 通过更换修复,松脱则重新安装修复。如果以上部件经 检查正常或者维修后不能排除故障,则进一步拆卸电源 模块、控制主板、显示面板、控制面板。通过目视检查 拆卸下的部件电路板上有无烧焦, 电路板上的电阻、电容、 电感、集成电路模块等器件有鼓包烧毁来诊断故障点, 当目视不易诊断故障点时,通过电表测量电路板上的电 容、电阻、电感等器件来诊断故障点。确定故障器件后, 重新焊接好的元器件修复。当以上办法无法诊断故障点 以及更换部分元器件不能修复故障时,通过置换法诊断 故障点。故障时,更换新的整部件或模块修复。

2.2  故障二

(1)故障现象:离心机报错不工作。

(2)故障原 因分析:控制主板故障损坏、主板对应部件损坏、机盖 未锁紧,锁紧信号错误。

(3)故障排除与维修:首先, 通过设备错误代码表确定故障范围,故障点范围在驱动 电机、制冷系统、机盖电磁锁紧机构时, 检查驱动电机、 制冷系统、机盖电磁锁紧机构与主板接口之间的电缆、 信号线有无松脱,断裂,接口有无损坏。有松脱时重新连接,电缆断裂通过锡焊连接修复,信号线断裂,接口损坏通过更换修复。线缆和信号线无明显损伤时,通过 电表测量诊断,如损坏则通过更换线缆和信号线修复。 当部件与控制主板之间的电缆、信号线、接口均正常时, 通过通电测试、电表测量驱动电机、制冷压缩机、机盖 锁紧电磁驱动器有无故障。当不易诊断部件是否正常时, 通过置换法诊断部件是否正常。如上述部件故障,通过 更换部件修复。故障点范围在控制主板本身、转速传感 器和温度传感器时, 通过目视检查控制主板上有无烧焦, 主板上的电阻、电容、电感,集成电路模块等部件有无 鼓包、烧毁来判断主板是否故障。当目视不易诊断故障 点时,通过置换法来诊断,如故障则更换修复。对于转 速传感器的检查判断,如果是电磁式的传感器部件如霍 尔元件, 通过置换法来诊断故障, 故障时通过更换修复。 如果是机械计数式的,则检查机械触点是否正常,置换 法检查计数模块是否正常,故障时更换部件修复。对于 温度传感器故障的检测和修复,通过置换法诊断,故障 时更换修复。当故障代码指示机器未锁紧密封时,先目 视检查锁紧机械机构有无变形损坏, 出现变形损坏时更 换修复。当锁紧机械机构正常时,找到锁紧触发电路模 块与电磁驱动器, 检查其电缆连接是否正常, 有无损坏。 电缆正常时,通过置换法诊断,如故障则更换修复。

2.3  故障三

(1) 故障现象:离心机工作时振动和噪声异常。

(2) 故障原因分析:转头与主轴不同轴, 离心容器装配不平衡, 机壳连接部位松动, 减震部件变形松动, 电机老化故障, 压缩机老化故障。

(3)故障排除与维修:先目视检查离 心机放置是否水平,不水平时调节脚座至平衡。检查转 子体安装是否和主轴同轴,不同轴时重新安装或更换转 子体排除故障。检查转头上装配的离心容器是否平衡, 不平衡则重新安装至平衡。当离心机水平,转子体和离 心容器安装正确且故障存在时,检查机器壳体连接是否 松动,如松动则重新紧固。如机器壳体连接正常,拆卸 机壳检查驱动电机和压缩机基座与减震件是否变形或松 动,出现松动时重新紧固修复,对于基座和减震件变形 失效的情况, 用工具矫正修复, 难以修复时更换部件修复。 当驱动电机和压缩机基座与减震件均正常故障存在时, 则拆卸驱动电机目视检查电机主轴是否变形,电机轴连 接头是否磨损,电机绕组是否老化烧毁,转子轴承是否 锈蚀和润滑缺失,如电机烧毁通过更换电机修复,对于 转子轴承出现锈蚀和润滑缺失时可抛光和补充润滑油修复。驱动电机正常时,拆卸制冷压缩机检查其转子是否 正常,压缩机电机部位绕组是否老化烧毁,转子轴承是 否锈蚀和润滑缺失。对于转子微小变形的情况,可以通 过工具校正修复。转子轴承出现锈蚀和润滑缺失时,可通过抛光和补充润滑油修复, 当压缩机损坏较为严重时, 通过更换修复。

3-30K离心机
3-30K离心机

2.4  故障四

(1)故障现象:SIGMA3-30K离心机实际转速和实际温度异常。

(2) 故障原因分析:电机轴霍尔元件、温度传感器老化异常, 主板、驱动电动机、压缩机工作异常, 制冷管路、蒸发器、 冷凝器泄漏,冷冻离心室密封泄漏。

(3)故障排除与维 修:当实际转速异常时,先通过置换法诊断转速传感器 是否正常,如故障则更换修复。当转速传感器正常时, 检查电机绕组是否老化, 局部烧毁, 如损坏通过更换修复。 转速监测,电机部分均正常时,通过置换法诊断主板是 否故障, 如故障则通过更换修复。出现温度异常故障时, 先通过置换法诊断温度传感器,如故障则更换修复。温 度传感器正常时,拆卸制冷压缩机检查其转子压缩部件 是否正常,压缩机电机绕组是否老化烧毁,转子轴承是 否锈蚀和润滑缺失。对于压缩机转子微小变形的情况, 可以通过工具校正修复。转子轴承出现锈蚀和润滑缺失 导致转速下降时,可通过抛光和补充润滑油修复。当压缩机损坏较为严重时,通过更换修复。当压缩机也正常 时, 检查制冷系统管路是否泄漏, 如泄漏通过更换修复。 检查蒸发器和冷凝器导热片积灰肮脏程度,对其进行清 洁,恢复导热能力。制冷系统检测后无异常时,应检查 冷冻离心室密封情况, 如果密封失效导致绝热能力下降, 通过更换密封胶条,填充绝热材料修复。以上部件检查 均正常且温度异常时,故障点应在控制主板上,通过置 换法诊断和修复。

2.5  故障五

(1) 故障现象:离心机转子体与主轴卡死不能拆卸。

(2) 故障原因分析:部位锈蚀。

(3) 故障排除与修复: 遇到转子体与主轴卡死的故障,用滴管沿着转子体与主 轴连接的缝隙处滴入除锈剂,再用合适工具进行敲击振 动使其松脱,敲击方向应沿主轴轴向,以免主轴变形。

2.6  故障六

(1) 故障现象:离心机机盖不能锁紧或者解锁。

(2)故障原因分析:机械机构变形,接线故障,电磁驱动器 故障,主板故障。

(3)故障排除与维修:当机盖不能锁紧时,检查锁紧机械机构有无变形损坏,损坏时,用工 具校正或者更换。当锁紧机械机构正常时,检查电磁锁 紧驱动器电缆连接是否正常,有无损坏。电缆正常时, 通电测量或者置换法诊断电磁驱动器是否故障,如故障 则更换修复。以上部件均正常时,故障点应在主板上, 通过置法诊断和修复。当机盖锁紧后不能解锁时,先通 过备用机械解锁装置解锁,然后,按照无法锁紧故障时 的流程处置。当备用机械解锁装置也故障不能打开机盖 时,拆卸壳体手动解锁,检查整个解锁装置机械部件有 无故障, 对出现的故障部件, 通过重新安装, 工具校正, 更换部件进行修复。

2.7  小结

遇到此种设备的各种故障时, 要快速排查修复设备, 关键在于熟悉设备的结构、部件原理和各个部件之间的 联系。在此基础上判断可能性高的故障点,快速拆卸检 查后修复。

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