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【機電設(shè)備維修培訓(xùn)】皮帶輸送機控制電路原理與故障維修
皮帶輸送機是帶式輸送機的簡稱,有固定式和移動式,結(jié)構(gòu)簡單,效率高。皮帶輸送機是連續(xù)運輸機中效率較高、使用很普遍的一種機型,廣泛應(yīng)用于采礦、冶金、建設(shè)工地、港口以及工業(yè)企業(yè)內(nèi)部流水線上。皮帶輸送機的軟起動是通過控制起動加速度的大小,保證輸送機按照要求的速度曲線平穩(wěn)起動,在設(shè)定的起動時間內(nèi)達到額定運行速度。一條無端的輸送帶環(huán)繞驅(qū)動滾筒和改向滾筒。兩滾筒之間的上下分支各以若干托輥支承。物料置于上分支上,利用驅(qū)動滾筒與帶之間的摩擦力曳引輸送帶和物料運行。
在散貨港口裝卸作業(yè),皮帶輸送機已成為不可或缺的重要裝卸輸送設(shè)備。在散糧、礦石等場合也適合采用長距離的皮帶輸送機。
本文介紹3條皮帶輸送機運輸系統(tǒng)的構(gòu)成、電氣工作原理及其故障維修。
一、三條皮帶輸送機的結(jié)構(gòu)
圖1示出的是由3條皮帶輸送機組成的運輸系統(tǒng),圖中左上角是物料箱,物料經(jīng)過漏斗下泄到1號輸送帶上,經(jīng)1號輸送帶運輸一定距離后,物料轉(zhuǎn)移到2號輸送帶上繼續(xù)傳輸,之后再經(jīng)3號輸送帶將物料運輸?shù)侥康牡?,完成輸送任?wù)。每一臺輸送帶均須由電機驅(qū)動,3條輸送機共使用3臺電機。
為了防止物料在皮帶上產(chǎn)生堆積現(xiàn)象,3條皮帶輸送機應(yīng)逆序啟動,即圖1中的3條皮帶輸送機的啟動順序應(yīng)為3號→2號→1號。皮帶機停機時,停機的順序是1號→2號→3號。無論哪一條輸送帶出現(xiàn)故障,都要把第一級皮帶停止,以防止繼續(xù)傳送物料,導(dǎo)致物料在傳送帶上堆積。
二、皮帶輸送機的電氣工作原理
3條皮帶輸送機的電氣控制原理圖見圖2。
圖2中使用了4只不同特性的時間繼電器。為了方便分析其工作原理,這里首先介紹電路中使用的時間繼電器。
1.時間繼電器
通常在電路中使用的時間繼電器是線圈通電即開始延時,延時時間到達,常開觸點閉合,常閉觸點斷開。而圖2中除了使用上述特性的時間繼電器KT1和KT2外,還使用了線圈斷電開始延時的時間繼電器KT3和KT4。如果一篇技術(shù)文檔或一幅電路圖中僅使用一種時間繼電器,則其線圈可使用普通繼電器線圈通用的圖形符號;如果一幅電路圖中兼有上述兩種或更多種類的時間繼電器,則為了有所區(qū)別,按照國家標準的規(guī)定,這些時間繼電器應(yīng)使用不同的圖形符號,如圖3所示。
圖3(a)是線圈通電開始延時的時間繼電器的圖形符號,包括線圈符號和觸點符號。其常開觸點須待延時結(jié)束才閉合,常閉觸點須待延時結(jié)束才斷開。
圖3(b)是線圈斷電開始延時的時間繼電器的圖形符號,包括線圈符號和觸點符號。觸點在線圈通電時瞬時動作;線圈斷電時,其常開觸點須待延時結(jié)束才斷開,常閉觸點須待延時結(jié)束才閉合。
圖3(c)是線圈通電和斷電均有延時的時間繼電器的圖形符號。其常開觸點在線圈通電時延時閉合,線圈斷電時延時斷開;其常閉觸點在線圈通電時延時斷開,線圈斷電時延時閉合。
2.皮帶輸送機電路工作原理
圖2電路包括皮帶輸送機的一次主電路和二次控制電路。下面分別給以介紹。
(1)皮帶輸送機主電路
圖2所示的皮帶輸送機使用了3臺電機M1、M2和M3,它們的啟動與停止由交流接觸器KM1、KM2和KM3控制。啟動順序是,首先啟動電機M3,然后啟動電機M2,最后啟動電機M1。停機時的順序是,先停止電機M1,然后停止電機M2,最后停止電機M3。
3臺電機均各自安裝有熔斷器和熱繼電器,用于短路保護和過載保護。
(2)二次電路對3臺電機的順序啟動與停止
皮帶輸送機的二次控制電路應(yīng)能滿足系統(tǒng)總的控制要求,即電機開機順序為M3→M2→M1,而停機順序為M1→M2→M3。
皮帶輸送機開機時點按啟動按鈕SB2(參見圖2),這時中間繼電器KA線圈得電,其3個常開觸點同時閉合,其中KA-1閉合實現(xiàn)自保持;KA-2閉合為接觸器KM3的線圈獲得電源作好了準備;KA-3閉合使4只時間繼電器KT1~KT4線圈得電開始工作。
由于KT4的觸點KT4-1是線圈通電瞬間動作閉合、線圈斷電延時斷開的,所以,KT4的瞬時閉合觸點KT4-1使接觸器KM3的線圈在點按啟動按鈕SB2的同時即獲得電源,KM3的主觸點閉合,電機M3驅(qū)動3號輸送帶首先開始運轉(zhuǎn)。KM3的線圈有電后,其輔助常開觸點KM3閉合實現(xiàn)自保持。該觸點的另一個作用就是停機時使電機M3最后停止運轉(zhuǎn),詳見后述。
之后應(yīng)該啟動電機M2??刂齐姍CM2啟動運轉(zhuǎn)與停機的是接觸器KM2,由圖2可見,其線圈回路中,在中間繼電器觸點KA-3閉合、時間繼電器KT3線圈獲得電源后,KT3瞬時動作的觸點KT3-1已經(jīng)閉合,之后時間繼電器KT2的延時閉合觸點KT2-1一旦延時閉合,接觸器KM2的線圈即可獲得電源,KM2的主觸點接通電機M2的工作電源,M2開始運轉(zhuǎn)。KM2吸合動作后,其輔助常開觸點閉合,實現(xiàn)自保持。由此看來,時間繼電器KT2的延時時間,就是電機M3和M2兩臺電機的啟動時間間隔。
時間繼電器KT1是線圈通電開始延時的繼電器,其延時結(jié)束后,延時閉合的常開觸點KT1-1閉合,接觸器KM1線圈得電,電動M1開始運轉(zhuǎn)。
顯然,只要時間繼電器KT1比KT2的延時時間長,就能保證電機M1比電機M2啟動的更晚一些。
綜上所述,皮帶輸送機的二次控制電路可以實現(xiàn)3臺電機正確的啟動順序。
(3)二次控制電路中的電機停機過程
皮帶輸送機停機時,點按圖2中的停機按鈕SB1,中間繼電器KA線圈斷電,其所有觸點釋放。時間繼電器KT1~KT4線圈斷電,KT1的線圈斷電后觸點KT1-1瞬間釋放,接觸器KM1線圈斷電,電機M1首先斷電停機。之后KT3線圈斷電后延時動作的觸點KT3-1延時斷開,接觸器KM2線圈斷電,電機M2斷電停機。這里要說明一下與時間繼電器的觸點KT2-1并聯(lián)的接觸器KM2的輔助常開觸點的作用,它在電機M2的啟動與運行中似乎均可有可無,但它是電機M2順序停機不可或缺的。因為停機時點按了停機按鈕SB1后,4只時間繼電器線圈均斷電,KT1和KT2的延時觸點KT1-1和KT2-1同時斷開,如果沒有觸點KM2輔助常開觸點的作用,那么接觸器KM1和KM2的線圈將同時斷電,導(dǎo)致電機M1和M2同時斷電停機。顯然這不符合系統(tǒng)控制的要求。另外,與中間繼電器的觸點KA-2并聯(lián)的接觸器KM3的輔助常開觸點,作用與上雷同,都是為了實現(xiàn)順序停機而設(shè)置的。
時間繼電器KT4也是線圈斷電后延時動作的,但其延時時間較KT3長一些,所以其觸點KT4-1稍后才使接觸器KM3線圈斷電,致使電機M3最后停機。這樣的停機過程也正是系統(tǒng)工作所需要的。
梳理4只時間繼電器的工作情況,如表1所示,它們相互配合,完成了皮帶輸送機的開機與停機的順序要求。
表1時間繼電器的特性、功能與調(diào)整要求
時間繼電器 |
動作特性 |
延時時間 |
功能用途 |
KT1 |
線圈通電開始延時 |
較KT2長 |
確保電機M1最后開機 |
KT2 |
線圈通電開始延時 |
較KT1短 |
確保電機M2早于M1、遲于M3開機 |
KT3 |
線圈斷電開始延時 |
較KT4短 |
確保電機M2早于M3、遲于M1關(guān)機 |
KT4 |
線圈斷電開始延時 |
較KT3長 |
確保電機M3最后關(guān)機 |
三、皮帶輸送機故障維修實例
一個由三條皮帶輸送機組成的運輸系統(tǒng),啟動開機時應(yīng)該按照3號→2號→1號的順序啟動,但近期出現(xiàn)故障,每次啟動都是啟動到2號機,啟動程序就停止了,1號機不能啟動。
根據(jù)分析,1號機的正常啟動,依賴于二次控制電路中的時間繼電器KT1、交流接觸器KM1的器件本身完好,接線規(guī)范,壓線螺釘無松動;一次電路中的熔斷器FU1正常,接觸器KM1的主觸點未嚴重燒蝕并未見接線松動。而隔離開關(guān)QS的工作情況可以暫緩考慮,因為如果它工作異常,則2號和3號皮帶機也不能正常工作。另外熱繼電器FR1也應(yīng)是正常的,因為它的常閉觸點串聯(lián)在二次控制電路的公用電路中,影響的是3臺接觸器、電機的控制與運行。
檢修該例故障時,暫時停止向傳送帶上投放物料,然后點按啟動按鈕SB2,發(fā)現(xiàn)3號和2號輸送帶可以啟動,但1號輸送帶長時間不能啟動。用萬用表交流電壓檔測量時間繼電器觸點KT1-1兩端電壓,測量值為為380V,說明該觸點未接通,因為觸點一旦接通,其兩端是不會有電壓的,如此可以確定時間繼電器KT1已經(jīng)損壞。更換一只觸點容量較大(允許的工作電壓更高,工作電流更大)的時間繼電器,故障排除。
這臺皮帶輸送機使用時間繼電器的觸點KT1-1直接接通接觸器KM1的線圈電路,并長期通過時間繼電器觸點給接觸器線圈供電,是時間繼電器損壞的重要原因。本例故障維修時,選用了一款觸點容量較大的時間繼電器,應(yīng)該可以運行較長時間。也可以由時間繼電器KT1接通一只中間繼電器的線圈,然后用中間繼電器的觸點去控制接觸器KM1的線圈通電與否,應(yīng)該更可靠。但須給中間繼電器安排安裝位置。
原創(chuàng)作者:杜旭良
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