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皮带输送机控制电路原理与故障维修

发布时间:2020-12-15  作者:恒安

皮带输送机是连续运输机中效率较高、使用很普遍的一种机型,广泛应用于采矿、冶金、建设工地、港口以及工业企业内部流水线上。在散货港口装卸作业,皮带输送机已成为不可或缺的重要装卸输送设备。在散粮、矿石等场合也适合采用长距离的皮带输送机。

本文介绍3条皮带输送机运输系统的构成、电气工作原理及其故障维修。

一、三条皮带输送机的结构

1示出的是由3条皮带输送机组成的运输系统,图中左上角是物料箱,物料经过漏斗下泄到1号输送带上,经1号输送带运输一定距离后,物料转移到2号输送带上继续传输,之后再经3号输送带将物料运输到目的地,完成输送任务。每一台输送带均须由电机驱动,3条输送机共使用3台电机。

为了防止物料在皮带上产生堆积现象,3条皮带输送机应逆序启动,即图1中的3条皮带输送机的启动顺序应为3号→2号→1号。皮带机停机时,停机的顺序是1号→2号→3号。无论哪一条输送带出现故障,都要把第一级皮带停止,以防止继续传送物料,导致物料在传送带上堆积。

二、皮带输送机的电气工作原理

3条皮带输送机的电气控制原理图见图2

2中使用了4只不同特性的时间继电器。为了方便分析其工作原理,这里首先介绍电路中使用的时间继电器。

1.时间继电器

通常在电路中使用的时间继电器是线圈通电即开始延时,延时时间到达,常开触点闭合,常闭触点断开。而图2中除了使用上述特性的时间继电器KT1KT2外,还使用了线圈断电开始延时的时间继电器KT3KT4。如果一篇技术文档或一幅电路图中仅使用一种时间继电器,则其线圈可使用普通继电器线圈通用的图形符号;如果一幅电路图中兼有上述两种或更多种类的时间继电器,则为了有所区别,按照国家标准的规定,这些时间继电器应使用不同的图形符号,如图3所示。

3(a)是线圈通电开始延时的时间继电器的图形符号,包括线圈符号和触点符号。其常开触点须待延时结束才闭合,常闭触点须待延时结束才断开。

3(b)是线圈断电开始延时的时间继电器的图形符号,包括线圈符号和触点符号。触点在线圈通电时瞬时动作;线圈断电时,其常开触点须待延时结束才断开,常闭触点须待延时结束才闭合。

3(c)是线圈通电和断电均有延时的时间继电器的图形符号。其常开触点在线圈通电时延时闭合,线圈断电时延时断开;其常闭触点在线圈通电时延时断开,线圈断电时延时闭合。

    2.皮带输送机电路工作原理

2电路包括皮带输送机的一次主电路和二次控制电路。下面分别给以介绍。

1)皮带输送机主电路

2所示的皮带输送机使用了3台电机M1M2M3,它们的启动与停止由交流接触器KM1KM2KM3控制。启动顺序是,首先启动电机M3,然后启动电机M2,最后启动电机M1。停机时的顺序是,先停止电机M1,然后停止电机M2,最后停止电机M3

3台电机均各自安装有熔断器和热继电器,用于短路保护和过载保护。

2)二次电路对3台电机的顺序启动与停止

皮带输送机的二次控制电路应能满足系统总的控制要求,即电机开机顺序为M3M2M1,而停机顺序为M1M2M3

皮带输送机开机时点按启动按钮SB2(参见图2),这时中间继电器KA线圈得电,其3个常开触点同时闭合,其中KA-1闭合实现自保持;KA-2闭合为接触器KM3的线圈获得电源作好了准备;KA-3闭合使4只时间继电器KT1KT4线圈得电开始工作。

由于KT4的触点KT4-1是线圈通电瞬间动作闭合、线圈断电延时断开的,所以,KT4的瞬时闭合触点KT4-1使接触器KM3的线圈在点按启动按钮SB2的同时即获得电源,KM3的主触点闭合,电机M3驱动3号输送带首先开始运转。KM3的线圈有电后,其辅助常开触点KM3闭合实现自保持。该触点的另一个作用就是停机时使电机M3最后停止运转,详见后述。

之后应该启动电机M2。控制电机M2启动运转与停机的是接触器KM2,由图2可见,其线圈回路中,在中间继电器触点KA-3闭合、时间继电器KT3线圈获得电源后,KT3瞬时动作的触点KT3-1已经闭合,之后时间继电器KT2的延时闭合触点KT2-1一旦延时闭合,接触器KM2的线圈即可获得电源,KM2的主触点接通电机M2的工作电源,M2开始运转。KM2吸合动作后,其辅助常开触点闭合,实现自保持。由此看来,时间继电器KT2的延时时间,就是电机M3M2两台电机的启动时间间隔。

时间继电器KT1是线圈通电开始延时的继电器,其延时结束后,延时闭合的常开触点KT1-1闭合,接触器KM1线圈得电,电动M1开始运转。

显然,只要时间继电器KT1KT2的延时时间长,就能保证电机M1比电机M2启动的更晚一些。

综上所述,皮带输送机的二次控制电路可以实现3台电机正确的启动顺序。

3)二次控制电路中的电机停机过程

皮带输送机停机时,点按图2中的停机按钮SB1,中间继电器KA线圈断电,其所有触点释放。时间继电器KT1KT4线圈断电,KT1的线圈断电后触点KT1-1瞬间释放,接触器KM1线圈断电,电机M1首先断电停机。之后KT3线圈断电后延时动作的触点KT3-1延时断开,接触器KM2线圈断电,电机M2断电停机。这里要说明一下与时间继电器的触点KT2-1并联的接触器KM2的辅助常开触点的作用,它在电机M2的启动与运行中似乎均可有可无,但它是电机M2顺序停机不可或缺的。因为停机时点按了停机按钮SB1后,4只时间继电器线圈均断电,KT1KT2的延时触点KT1-1KT2-1同时断开,如果没有触点KM2辅助常开触点的作用,那么接触器KM1KM2的线圈将同时断电,导致电机M1M2同时断电停机。显然这不符合系统控制的要求。另外,与中间继电器的触点KA-2并联的接触器KM3的辅助常开触点,作用与上雷同,都是为了实现顺序停机而设置的。

时间继电器KT4也是线圈断电后延时动作的,但其延时时间较KT3长一些,所以其触点KT4-1稍后才使接触器KM3线圈断电,致使电机M3最后停机。这样的停机过程也正是系统工作所需要的。

梳理4只时间继电器的工作情况,如表1所示,它们相互配合,完成了皮带输送机的开机与停机的顺序要求。

时间继电器的特性、功能与调整要求

时间继电器

动作特性

延时时间

功能用途

KT1

线圈通电开始延时

KT2

确保电机M1最后开机

KT2

线圈通电开始延时

KT1

确保电机M2早于M1、迟于M3开机

KT3

线圈断电开始延时

KT4

确保电机M2早于M3、迟于M1关机

KT4

线圈断电开始延时

KT3

确保电机M3最后关机

三、皮带输送机故障维修实例

一个由三条皮带输送机组成的运输系统,启动开机时应该按照3号→2号→1号的顺序启动,但近期出现故障,每次启动都是启动到2号机,启动程序就停止了,1号机不能启动。

根据分析,1号机的正常启动,依赖于二次控制电路中的时间继电器KT1、交流接触器KM1的器件本身完好,接线规范,压线螺钉无松动;一次电路中的熔断器FU1正常,接触器KM1的主触点未严重烧蚀并未见接线松动。而隔离开关QS的工作情况可以暂缓考虑,因为如果它工作异常,则2号和3号皮带机也不能正常工作。另外热继电器FR1也应是正常的,因为它的常闭触点串联在二次控制电路的公用电路中,影响的是3台接触器、电机的控制与运行。

检修该例故障时,暂时停止向传送带上投放物料,然后点按启动按钮SB2,发现3号和2号输送带可以启动,但1号输送带长时间不能启动。用万用表交流电压档测量时间继电器触点KT1-1两端电压,测量值为为380V,说明该触点未接通,因为触点一旦接通,其两端是不会有电压的,如此可以确定时间继电器KT1已经损坏。更换一只触点容量较大(允许的工作电压更高,工作电流更大)的时间继电器,故障排除。

这台皮带输送机使用时间继电器的触点KT1-1直接接通接触器KM1的线圈电路,并长期通过时间继电器触点给接触器线圈供电,是时间继电器损坏的重要原因。本例故障维修时,选用了一款触点容量较大的时间继电器,应该可以运行较长时间。也可以由时间继电器KT1接通一只中间继电器的线圈,然后用中间继电器的触点去控制接触器KM1的线圈通电与否,应该更可靠。但须给中间继电器安排安装位置。

   

 山西  杜旭良  

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