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        斗式提升機測速保護技術(shù)的研究與應(yīng)用

        2020-12-22 02:23:16趙偉華
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2020年18期
        關(guān)鍵詞:故障設(shè)備檢測

        趙偉華

        (寧夏青銅峽能源鋁業(yè)集團青銅峽分公司,寧夏 青銅峽 751603)

        1 斗式提升機的構(gòu)成及工作原理

        斗式提升機主要結(jié)構(gòu)組成由驅(qū)動裝置、主動滾筒、從動滾筒、料斗、運輸膠帶、機外殼、軸承座等組成。

        其工作原理:斗式提升機工作時,電機通過減速機減速帶動主動滾筒轉(zhuǎn)動,主動滾筒使張緊在其上的運輸膠帶和主動、從動滾筒運動,物料從下部進料口進入斗式提升機料斗,料斗固定在運輸膠帶上,隨運輸膠帶的上升,料斗經(jīng)過斗式提升機上部卸料口時傾翻,進入下一工序,料斗口轉(zhuǎn)向下,隨運輸膠帶向下運動,進行下一循環(huán)工作[1]。

        2 測速保護技術(shù)的研究

        通過對斗式提升機的結(jié)構(gòu)原理及我們常用的接近開關(guān)的特性研究,在斗式提升機的從動輪上加裝測速保護裝置,以此來實現(xiàn)對斗式提升機的安全保護,主要利用接近開關(guān)特性及中間繼電器與中控室PLC 自控系統(tǒng)聯(lián)鎖,通過自行編寫斗式提升機測速保護PLC 控制程序,實現(xiàn)在設(shè)備出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)、刮蹭、皮帶斷裂及負載過載等引起的故障時,PLC程序可以及時發(fā)出故障報警信號,故障報警信號接入斗式提升機啟動主程序,在發(fā)出報警信號的同時停機信號也發(fā)出,設(shè)備停止運轉(zhuǎn),實現(xiàn)對斗式提升機電動機和機械部位的保護[2]。

        3 接近開關(guān)的技術(shù)原理

        3.1 接近開關(guān)的特性

        主要有5 個特性。1)非接觸式檢測,不受被測物的運行環(huán)境影響。2)無觸點,不產(chǎn)生機械磨損,使用壽命長。3)全密封性能好,防塵防水,安全可靠。4)反應(yīng)速度快。5)整體體積小,安裝靈活,調(diào)整方便。

        3.2 接近開關(guān)的技術(shù)參數(shù)

        接近開關(guān)的型號:LJM40A-20J/K,工作電壓(V):AC 25~250,額定工作電流(mA):300,工作環(huán)境溫度(℃):-25~70,動作指示燈LED:紅色,連接方式:1.5PUR-電纜/插件,外殼材料:黃銅鍍鎳PBT。

        3.3 接近開關(guān)的工作原理

        通用型接近開關(guān)的檢測物質(zhì)主要是檢測感應(yīng)金屬物體,它的工作原理是在LC 振蕩電路中的線圈L 產(chǎn)生一個高頻電磁場。當目標物體接近這個磁場,并達到感應(yīng)距離時,由于電磁感應(yīng)在目標物中產(chǎn)生一個感應(yīng)渦電流,因此隨著目標物體接近傳感器,感應(yīng)電流開始增強,引起振蕩電路中的負載加大,然后振蕩衰減直至停振。傳感器利用振幅檢測電路檢測到振蕩狀態(tài)的變化,經(jīng)放大電路處理轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號,并輸出檢測信號[3],如圖1 所示。

        振幅變化的程度隨目標物的金屬種類的不同而不同,因此檢測距離也隨目標物的金屬種類不同而不同。

        圖1 通用型接近開關(guān)工作原理圖

        4 PLC控制原理

        當斗式提升機啟動時,接近開關(guān)觸點開始動作,動作信號輸入PLC,PLC 內(nèi)部程序開始計數(shù),在PLC 設(shè)定6 s時間內(nèi)每動作1 次,計數(shù)1 次,動作次數(shù)設(shè)定≥3,否則PLC 輸出報警,報警信號接入斗式提升機啟動主控程序中。也就是斗式提升機被動滾筒必須在6 s 時間內(nèi)轉(zhuǎn)速要達到3轉(zhuǎn)以上,否則報警停車。為了保證人身及設(shè)備安全,PLC程序設(shè)置了人為復(fù)位,即控制室安裝有手動復(fù)位按鈕。一旦發(fā)生故障,控制室將會立即通知崗位工檢查斗式提升機,排除故障后,告知控制室操作人員復(fù)位故障,然后再啟動設(shè)備,否則故障不排除,設(shè)備將開不起來。設(shè)備在停止狀態(tài)時,程序賦予了3 轉(zhuǎn)速,以此來保證設(shè)備在停運期間時能正常啟動。其PLC 程序工作原理圖如圖2 所示。

        圖2 PLC 控制梯形圖

        5 接近開關(guān)的安裝和調(diào)試

        接近開關(guān)安裝位置的選擇是非常重要的。我們選取斗式提升機被動滾筒垂直于軸端的位置,將斗式提升機被動滾筒軸端打孔攻絲安裝螺桿,在螺桿的一端焊上一塊L 型鐵板,利用被動滾筒焊上的一塊L 型鐵板面作為接近開關(guān)感應(yīng)面。將接近開關(guān)固定在L 型鐵板底部15 mm 處,并與L 型鐵板感應(yīng)面保持平行。如果將接近開關(guān)安裝在斗式提升機驅(qū)動輪軸端上,雖然能保證斗式提升機轉(zhuǎn)動時的計速準確,但在皮帶打滑時被動滾筒不轉(zhuǎn),造成皮帶磨損斷裂,起不到對斗式提升機皮帶的保護作用。因此將接近開關(guān)安裝在被動滾筒軸端,既能保證斗式提升機測速的準確性,而且能在被動滾筒不轉(zhuǎn)或斗式提升機被動滾筒轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值時,發(fā)出報警信號,使斗式提升機停止運行,從而保證整個系統(tǒng)的安全。

        接近開關(guān)要根據(jù)斗式提升機的實際情況選擇不同的型號。接近開關(guān)本身沒有調(diào)節(jié)電位器,而是根據(jù)斗式提升機下部被動滾筒每轉(zhuǎn)動一周到接近開關(guān)的實際感應(yīng)位置,然后人工手動調(diào)節(jié)接近開關(guān)固定螺帽,以此來調(diào)節(jié)感應(yīng)距離的遠近。感應(yīng)距離調(diào)節(jié)的大,會造成脈沖反應(yīng)遲鈍,所以選型時我們選用了感應(yīng)距離為≤30 mm 的接近開關(guān),在安裝時必須保證使用距離的設(shè)定在額定距離的2/3 以內(nèi),并配以HH54P 中間繼電器。在調(diào)試中,根據(jù)斗式提升機被動滾筒轉(zhuǎn)速,設(shè)定PLC 檢測的計數(shù)次數(shù),經(jīng)過現(xiàn)場多次運行調(diào)試,修改程序時間及轉(zhuǎn)速,并反復(fù)調(diào)整接近開關(guān)感應(yīng)檢測距離,直至達到最理想的運行效果。

        6 測速保護技術(shù)應(yīng)用效果

        皮帶式斗式提升機測速保護技術(shù)研究使用了該類型的接近開關(guān)后,經(jīng)過近些年的車間生產(chǎn)系統(tǒng)的運行實踐,斗式提升機再也未發(fā)生過皮帶斷裂、減速機斷軸等設(shè)備故障。因為當以上事故發(fā)生時,斗式提升機的測速保護系統(tǒng)就會起作用,將接近開關(guān)動作信號發(fā)送到中控室的PLC 控制系統(tǒng),PLC 控制程序迅速將斗式提升機報警停機,同時也避免了斗式提升機內(nèi)部壓料。我們認為斗式提升機測速保護技術(shù)使用的通用型接近開關(guān),是對企業(yè)自動化控制系統(tǒng)的進一步完善,值得向其他旋轉(zhuǎn)設(shè)備推廣應(yīng)用。

        7 結(jié)語

        經(jīng)過幾年的連續(xù)運行,斗式提升機測速保護裝置運行穩(wěn)定,能夠?qū)Χ肥教嵘龣C轉(zhuǎn)速異常進行及時檢測,再未發(fā)生堵轉(zhuǎn)、斷軸、皮帶拉斷及過載等故障,為陽極物料輸送系統(tǒng)的穩(wěn)定運行奠定了堅實的基礎(chǔ)。并在其他設(shè)備如預(yù)熱機等中得到推廣應(yīng)用,取得良好效果。

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