皮帶輸送機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的工作原理及其故障維修

皮帶輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)輸機(jī)中效率較高、使用很普遍的一種機(jī)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。在散貨港口裝卸作業(yè)，皮帶輸送機(jī)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(jī)。

本文介紹3條皮帶輸送機(jī)運(yùn)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(jī)的結(jié)構(gòu)

圖1示出的是由3條皮帶輸送機(jī)組成的運(yùn)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(yùn)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(yùn)輸?shù)侥康牡?，完成輸送任?wù)。每一臺輸送帶均須由電機(jī)驅(qū)動，3條輸送機(jī)共使用3臺電機(jī)。

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(jī)應(yīng)逆序啟動，即圖1中的3條皮帶輸送機(jī)的啟動順序應(yīng)為3號→2號→1號。皮帶機(jī)停機(jī)時，停機(jī)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(jī)的電氣工作原理

3條皮帶輸送機(jī)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(dá)，常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)符號。其常開觸點(diǎn)須待延時結(jié)束才閉合，常閉觸點(diǎn)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(diǎn)符號。觸點(diǎn)在線圈通電時瞬時動作；線圈斷電時，其常開觸點(diǎn)須待延時結(jié)束才斷開，常閉觸點(diǎn)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(diǎn)在線圈通電時延時閉合，線圈斷電時延時斷開；其常閉觸點(diǎn)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(jī)電路工作原理

圖2電路包括皮帶輸送機(jī)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(jī)主電路

圖2所示的皮帶輸送機(jī)使用了3臺電機(jī)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(jī)M3，然后啟動電機(jī)M2，最后啟動電機(jī)M1。停機(jī)時的順序是，先停止電機(jī)M1，然后停止電機(jī)M2，最后停止電機(jī)M3。

3臺電機(jī)均各自安裝有熔斷器和熱繼電器，用于短路保護(hù)和過載保護(hù)。

（2）二次電路對3臺電機(jī)的順序啟動與停止

皮帶輸送機(jī)的二次控制電路應(yīng)能滿足系統(tǒng)總的控制要求，即電機(jī)開機(jī)順序?yàn)镸3→M2→M1，而停機(jī)順序?yàn)镸1→M2→M3。

皮帶輸送機(jī)開機(jī)時點(diǎn)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(diǎn)同時閉合，其中KA-1閉合實(shí)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(zhǔn)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(diǎn)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(diǎn)KT4-1使接觸器KM3的線圈在點(diǎn)按啟動按鈕SB2的同時即獲得電源，KM3的主觸點(diǎn)閉合，電機(jī)M3驅(qū)動3號輸送帶首先開始運(yùn)轉(zhuǎn)。KM3的線圈有電后，其輔助常開觸點(diǎn)KM3閉合實(shí)現(xiàn)自保持。該觸點(diǎn)的另一個作用就是停機(jī)時使電機(jī)M3最后停止運(yùn)轉(zhuǎn)，詳見后述。

之后應(yīng)該啟動電機(jī)M2。控制電機(jī)M2啟動運(yùn)轉(zhuǎn)與停機(jī)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(diǎn)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(diǎn)KT3-1已經(jīng)閉合，之后時間繼電器KT2的延時閉合觸點(diǎn)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(diǎn)接通電機(jī)M2的工作電源，M2開始運(yùn)轉(zhuǎn)。KM2吸合動作后，其輔助常開觸點(diǎn)閉合，實(shí)現(xiàn)自保持。由此看來，時間繼電器KT2的延時時間，就是電機(jī)M3和M2兩臺電機(jī)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(diǎn)KT1-1閉合，接觸器KM1線圈得電，電動M1開始運(yùn)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(jī)M1比電機(jī)M2啟動的更晚一些。

綜上所述，皮帶輸送機(jī)的二次控制電路可以實(shí)現(xiàn)3臺電機(jī)正確的啟動順序。

（3）二次控制電路中的電機(jī)停機(jī)過程

皮帶輸送機(jī)停機(jī)時，點(diǎn)按圖2中的停機(jī)按鈕SB1，中間繼電器KA線圈斷電，其所有觸點(diǎn)釋放。時間繼電器KT1～KT4線圈斷電，KT1的線圈斷電后觸點(diǎn)KT1-1瞬間釋放，接觸器KM1線圈斷電，電機(jī)M1首先斷電停機(jī)。之后KT3線圈斷電后延時動作的觸點(diǎn)KT3-1延時斷開，接觸器KM2線圈斷電，電機(jī)M2斷電停機(jī)。這里要說明一下與時間繼電器的觸點(diǎn)KT2-1并聯(lián)的接觸器KM2的輔助常開觸點(diǎn)的作用，它在電機(jī)M2的啟動與運(yùn)行中似乎均可有可無，但它是電機(jī)M2順序停機(jī)不可或缺的。因?yàn)橥C(jī)時點(diǎn)按了停機(jī)按鈕SB1后，4只時間繼電器線圈均斷電，KT1和KT2的延時觸點(diǎn)KT1-1和KT2-1同時斷開，如果沒有觸點(diǎn)KM2輔助常開觸點(diǎn)的作用，那么接觸器KM1和KM2的線圈將同時斷電，導(dǎo)致電機(jī)M1和M2同時斷電停機(jī)。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(diǎn)KA-2并聯(lián)的接觸器KM3的輔助常開觸點(diǎn)，作用與上雷同，都是為了實(shí)現(xiàn)順序停機(jī)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(diǎn)KT4-1稍后才使接觸器KM3線圈斷電，致使電機(jī)M3最后停機(jī)。這樣的停機(jī)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(jī)的開機(jī)與停機(jī)的順序要求。

一個由三條皮帶輸送機(jī)組成的運(yùn)輸系統(tǒng)，啟動開機(jī)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(jī)，啟動程序就停止了，1號機(jī)不能啟動。

根據(jù)分析，1號機(jī)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(diǎn)未嚴(yán)重?zé)g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?yàn)槿绻ぷ鳟惓?，則2號和3號皮帶機(jī)也不能正常工作。另外熱繼電器FR1也應(yīng)是正常的，因?yàn)樗某ｉ]觸點(diǎn)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(jī)的控制與運(yùn)行。

檢修該例故障時，暫時停止向傳送帶上投放物料，然后點(diǎn)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(diǎn)KT1-1兩端電壓，測量值為為380V，說明該觸點(diǎn)未接通，因?yàn)橛|點(diǎn)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(diǎn)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(jī)使用時間繼電器的觸點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)容量較大的時間繼電器，應(yīng)該可以運(yùn)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(diǎn)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。
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