皮带输送机运输系统的工作原理及其故障维修

jupitars · 发表于 2021-6-7 09:03:37

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[paragraph]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

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图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

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3条皮带输送机的电气控制原理图见图2。
图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KT1和KT2外，还使用了线圈断电开始延时的时间继电器KT3和KT4。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。

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图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。
图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。
图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
图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
图2所示的皮带输送机使用了3台电机M1、M2和M3，它们的启动与停止由交流接触器KM1、KM2和KM3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M3→M2→M1，而停机顺序为M1→M2→M3。
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KT1～KT4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M3和M2两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KT1比KT2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KT1～KT4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，KT1和KT2的延时触点KT1-1和KT2-1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KM1和KM2的线圈将同时断电，导致电机M1和M2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。

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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。