羅 崢

（本鋼板材冷軋總廠，遼寧本溪 117000）

0 引言

在諸如煤礦、鋼鐵廠等生產(chǎn)單位的物料輸送系統(tǒng)中，為避免造成環(huán)境污染，常需要除塵系統(tǒng)。其中除塵輸送系統(tǒng)常用的除塵輸灰刮板機(jī)由電機(jī)、傳動(dòng)鏈、主動(dòng)輪、刮板和從動(dòng)輪組成，電機(jī)經(jīng)傳動(dòng)鏈帶動(dòng)主動(dòng)輪，主動(dòng)輪帶動(dòng)刮板，刮板帶動(dòng)從動(dòng)輪運(yùn)行，由運(yùn)行的刮板輸送除塵灰。其中物料輸送系統(tǒng)中的皮帶輸送系統(tǒng)是非常重要的設(shè)備，由電機(jī)、聯(lián)軸器、減速機(jī)、主動(dòng)輪、皮帶和從動(dòng)輪組成；聯(lián)軸器之間由尼龍棒連接，電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器帶動(dòng)減速機(jī)，減速機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)輪，主動(dòng)輪帶動(dòng)皮帶，皮帶帶動(dòng)從動(dòng)輪，由運(yùn)行的皮帶輸送物料。除塵輸送系統(tǒng)和皮帶輸送系統(tǒng)運(yùn)行的好壞，直接影響了生產(chǎn)、環(huán)境和職工的健康。

1 原輸送系統(tǒng)存在的問(wèn)題

目前采用的除塵輸送系統(tǒng)在工作時(shí)，由于機(jī)械或備件質(zhì)量及安裝的原因，常發(fā)生刮板機(jī)傳動(dòng)鏈或刮板斷裂脫落故障，本級(jí)輸送系統(tǒng)立即停止運(yùn)行，造成跑灰、堵灰、漏灰，但此時(shí)本級(jí)除塵輸送系統(tǒng)的電機(jī)仍在繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)空載運(yùn)行，而其他層級(jí)的輸送系統(tǒng)也都在運(yùn)行。雖然除塵輸送系統(tǒng)的電機(jī)采用了電氣聯(lián)鎖控制，但電氣聯(lián)鎖控制只是控制電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，只要電機(jī)在繼續(xù)運(yùn)行，系統(tǒng)就認(rèn)為該臺(tái)除塵輸送系統(tǒng)仍處于正常運(yùn)行狀態(tài)。與此類似，皮帶輸送系統(tǒng)在運(yùn)料過(guò)程中，也常發(fā)生皮帶輸送系統(tǒng)減速機(jī)一段軸折斷或聯(lián)軸器的尼龍棒折斷故障，本條輸送系統(tǒng)皮帶立即停止運(yùn)行，造成跑料、堵料、漏料，但此時(shí)本條皮帶輸送系統(tǒng)的電機(jī)仍在繼續(xù)運(yùn)行，亦電機(jī)空載運(yùn)行，而其他層級(jí)的皮帶輸送系統(tǒng)仍都在運(yùn)行。并且皮帶輸送系統(tǒng)電機(jī)的電氣聯(lián)鎖控制方式同除塵輸送系統(tǒng)電機(jī)采用的電氣聯(lián)鎖控制方式相同。此類故障不被控制系統(tǒng)檢測(cè)，不受系統(tǒng)電氣控制，主控室控制畫面上仍顯示輸送系統(tǒng)正常工作的狀態(tài)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)灰、料已經(jīng)堆積如山，并產(chǎn)生二次揚(yáng)塵，造成環(huán)境污染嚴(yán)重后果的同時(shí)，增加了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，危害了職工的身心健康，甚至?xí)斐缮a(chǎn)停滯。

2 解決問(wèn)題的方法

2.1 實(shí)施方案的選擇

原來(lái)采用的輸送系統(tǒng)沒(méi)有斷帶保護(hù)功能，其主接觸器控制回路只有電機(jī)短路、欠電壓及過(guò)載保護(hù)功能。當(dāng)除塵輸送系統(tǒng)刮板機(jī)傳動(dòng)鏈或刮板斷裂脫落、皮帶輸送系統(tǒng)減速機(jī)一段軸折斷或聯(lián)軸器尼龍棒折斷時(shí)，電機(jī)繼續(xù)空載運(yùn)行，此時(shí)電機(jī)的控制系統(tǒng)不能起到應(yīng)有的保護(hù)作用，系統(tǒng)仍被認(rèn)為是在正常工作狀態(tài)，故障信息不能及時(shí)反饋。

針對(duì)此故障現(xiàn)象，經(jīng)理論研究設(shè)計(jì)并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際解決此類故障問(wèn)題，主要應(yīng)從電氣控制方面著手，增加電氣控制功能。當(dāng)發(fā)生除塵輸送系統(tǒng)刮板機(jī)傳動(dòng)鏈或刮板斷裂脫落、皮帶輸送系統(tǒng)減速機(jī)一段軸折斷或聯(lián)軸器的尼龍棒折斷故障時(shí)，雖然主動(dòng)輪仍空載運(yùn)轉(zhuǎn)，但除塵輸送系統(tǒng)和皮帶輸送系統(tǒng)的從動(dòng)輪是不運(yùn)轉(zhuǎn)的，所以發(fā)生故障時(shí)通過(guò)從動(dòng)輪的狀態(tài)信息來(lái)控制電機(jī)使之停轉(zhuǎn)，就能解決跑灰、堵灰、漏灰和跑料、堵料、漏料事故，解決二次揚(yáng)塵、污染環(huán)境、生產(chǎn)停滯等一系列問(wèn)題?；谶@種情況，經(jīng)研究試驗(yàn)，可采用智能速度打滑檢測(cè)儀測(cè)量從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速的方法，控制除塵輸送系統(tǒng)和皮帶輸送系統(tǒng)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到了良好的效果。

2.2 實(shí)施原理

2.2.1 電氣控制系統(tǒng)的組成

原除塵輸送系統(tǒng)和皮帶輸送系統(tǒng)電氣控制回路是由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、按鈕、主接觸器、過(guò)熱繼電器、PLC 控制觸點(diǎn)等元件組成（圖1），系統(tǒng)的保護(hù)裝置僅是針對(duì)電機(jī)實(shí)施的短路保護(hù)、欠電壓保護(hù)及過(guò)熱保護(hù)。停止按鈕為SB2，啟動(dòng)按鈕為SB1，主接觸器為KM，過(guò)熱繼電器為KH，PLC 控制觸點(diǎn)為K。主接觸器KM 的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)與啟動(dòng)按鈕SB1 并聯(lián)后與停止按鈕SB2 串聯(lián)，再與PLC 控制的常開(kāi)觸點(diǎn)K 相并聯(lián)，最后與主接觸器KM 的線圈及過(guò)熱繼電器KH 的輔助常閉觸點(diǎn)相串接。

圖1 原輸送系統(tǒng)電氣控制回路原理

該系統(tǒng)通過(guò)在主接觸器控制回路中設(shè)置了轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA，使主接觸器控制回路同時(shí)具有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制的切換功能。當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA 的1、2 點(diǎn)接通時(shí)為手動(dòng)控制狀態(tài)，通過(guò)啟動(dòng)按鈕SB1 控制電機(jī)啟動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA 的3、4 點(diǎn)接通時(shí)可通過(guò)PLC控制的常開(kāi)觸點(diǎn)K 的閉合或斷開(kāi)狀態(tài)，進(jìn)而控制電機(jī)啟動(dòng)。

現(xiàn)除塵輸送系統(tǒng)和皮帶輸送系統(tǒng)電氣控制回路是在原有電氣控制回路的基礎(chǔ)上增設(shè)了輸送系統(tǒng)斷帶保護(hù)功能（圖2），為實(shí)現(xiàn)該輸送系統(tǒng)的斷帶保護(hù)功能，電氣控制系統(tǒng)增加了智能速度打滑檢測(cè)儀和時(shí)間繼電器裝置；智能速度打滑檢測(cè)儀包括控制板、接近開(kāi)關(guān)和第一繼電器；接近開(kāi)關(guān)連接控制板，控制板連接第一繼電器的線圈。第一繼電器為SDJ，時(shí)間繼電器為SJ。

圖2 現(xiàn)輸送系統(tǒng)電氣控制回路原理

在原來(lái)的基礎(chǔ)上，增加的第一繼電器SDJ 的常開(kāi)觸點(diǎn)與增加的時(shí)間繼電器SJ 的延時(shí)斷開(kāi)常閉觸點(diǎn)并聯(lián)，再與主接觸器KM 的線圈以及過(guò)熱繼電器KH 的輔助常閉觸點(diǎn)相串接，最后與增加的時(shí)間繼電器SJ 的線圈相并聯(lián)。時(shí)間繼電器SJ 的作用是電機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中短時(shí)接通，幫助電機(jī)完成啟動(dòng)；第一繼電器SDJ 的作用是通過(guò)接收接近開(kāi)關(guān)的信息反映從動(dòng)輪的運(yùn)行狀態(tài)，在啟動(dòng)完成電機(jī)達(dá)到正常轉(zhuǎn)速后，控制主接觸器KM 的線圈得電或失電，從而控制電機(jī)處于正常工作或停轉(zhuǎn)狀態(tài)。

2.2.2 檢測(cè)控制原理

本輸送系統(tǒng)斷帶保護(hù)裝置，通過(guò)智能速度打滑檢測(cè)儀的接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速，控制板將從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速與預(yù)定轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，控制板根據(jù)比較結(jié)果控制第一繼電器SDJ 的線圈的得電或失電狀態(tài)。

在正常運(yùn)行狀態(tài)下，從動(dòng)輪也正常運(yùn)轉(zhuǎn)，接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速正常，控制板輸出信號(hào)，從而控制第一繼電器SDJ的線圈得電，進(jìn)而控制主接觸器KM 的線圈得電，主回路中主接觸器的主觸點(diǎn)閉合，電機(jī)正常運(yùn)行，除塵輸送系統(tǒng)和皮帶輸送系統(tǒng)正常工作；當(dāng)發(fā)生除塵輸送系統(tǒng)刮板機(jī)傳動(dòng)鏈或刮板斷裂脫落、皮帶輸送系統(tǒng)減速機(jī)一段軸折斷或聯(lián)軸器的尼龍棒折斷故障時(shí)，從動(dòng)輪不運(yùn)轉(zhuǎn)，接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)不到從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速，控制板輸出信號(hào)，從而控制第一繼電器SDJ 的線圈斷電，進(jìn)而控制主接觸器KM 的線圈斷電，主回路中主接觸器的主觸點(diǎn)斷開(kāi)，電機(jī)停轉(zhuǎn)。由于輸灰和輸料系統(tǒng)的電機(jī)電氣控制回路是聯(lián)鎖控制的，此設(shè)備電機(jī)停轉(zhuǎn)，前道工序的設(shè)備便會(huì)全部停轉(zhuǎn)，從而保證輸送系統(tǒng)停止放灰和或放料，避免了除塵輸送系統(tǒng)跑灰、堵灰、漏灰和皮帶輸送系統(tǒng)跑料、堵料、漏料的事故，造成二次揚(yáng)塵、污染環(huán)境、生產(chǎn)停滯等后果。

2.2.3 檢測(cè)控制過(guò)程

電機(jī)啟動(dòng)前，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為0，第一繼電器SDJ 的線圈無(wú)電，其常開(kāi)觸點(diǎn)處于斷開(kāi)狀態(tài)，時(shí)間繼電器SJ 線圈也無(wú)電，其延時(shí)斷開(kāi)觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)。當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕SB1 時(shí)，主接觸器KM 的線圈經(jīng)時(shí)間繼電器SJ 閉合的延時(shí)斷開(kāi)觸點(diǎn)構(gòu)成回路而得電，其主觸點(diǎn)閉合，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)，時(shí)間繼電器SJ 線圈得電。剛啟動(dòng)時(shí)，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速低于預(yù)定轉(zhuǎn)速，此時(shí)第一繼電器SDJ 的常開(kāi)觸點(diǎn)仍然處于斷開(kāi)狀態(tài)，而時(shí)間繼電器SJ 延時(shí)斷開(kāi)觸點(diǎn)仍處于閉合狀態(tài)；當(dāng)從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速到達(dá)預(yù)定轉(zhuǎn)速時(shí)，控制板控制第一繼電器SDJ 的線圈得電，第一繼電器SDJ 的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，之后時(shí)間繼電器SJ 的延時(shí)斷開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)（這里時(shí)間繼電器SJ 的延時(shí)時(shí)間設(shè)置必須保證其延時(shí)斷開(kāi)觸點(diǎn)在第一繼電器SDJ 的常開(kāi)觸點(diǎn)可靠閉合之后斷開(kāi)），此時(shí)主接觸器KM 的線圈經(jīng)第一繼電器SDJ 已經(jīng)閉合的常開(kāi)觸點(diǎn)構(gòu)成回路繼續(xù)得電，電機(jī)完成升速至穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)發(fā)生除塵輸送系統(tǒng)刮板機(jī)傳動(dòng)鏈或刮板斷裂脫落、皮帶輸送系統(tǒng)減速機(jī)一段軸折斷或聯(lián)軸器的尼龍棒折斷的故障時(shí)，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速降低直至停止轉(zhuǎn)動(dòng)，接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)的實(shí)際轉(zhuǎn)速低于預(yù)定轉(zhuǎn)速，控制板控制第一繼電器SDJ的線圈失電，第一繼電器SDJ 閉合的常開(kāi)觸點(diǎn)便斷開(kāi)，使串接的主接觸器KM 的線圈失電，進(jìn)而主接觸器的主觸點(diǎn)斷開(kāi)，使電機(jī)停轉(zhuǎn)，從而避免電機(jī)的空載運(yùn)行。

2.3 制作安裝

該輸送系統(tǒng)斷帶保護(hù)裝置接近開(kāi)關(guān)通過(guò)用L50×5 的角鋼安裝固定在輸送系統(tǒng)從動(dòng)輪的箱體上，在從動(dòng)輪軸心處固定有配合接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)的U 形鋼筋。用M12×100 mm 的螺栓一頭焊接在從動(dòng)輪軸心處，用Φ6 mm 的鋼筋制作成U 形鋼筋，并焊接在螺栓上，U 形鋼筋的長(zhǎng)度可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際位置設(shè)定。U 形鋼筋采用十字交叉的方法進(jìn)行焊接，以提高測(cè)量轉(zhuǎn)速，并調(diào)整好接近開(kāi)關(guān)和U 形鋼筋的檢測(cè)距離。

在該輸送系統(tǒng)增加的裝置中，智能速度打滑檢測(cè)儀斷帶保護(hù)功能裝置和時(shí)間繼電器安裝在一個(gè)操作箱內(nèi)，操作箱固定在從動(dòng)輪附近防潮防振的地方。

3 結(jié)束語(yǔ)

原有除塵輸送系統(tǒng)和皮帶輸送系統(tǒng)電氣控制技術(shù)，對(duì)發(fā)生刮板機(jī)傳動(dòng)鏈或刮板斷裂脫落、減速機(jī)一段軸折斷或聯(lián)軸器的尼龍棒折斷時(shí)的故障起不到應(yīng)有的保護(hù)作用，每年需要多次修復(fù)、更換除塵輸送系統(tǒng)刮板機(jī)傳動(dòng)鏈或刮板及更換皮帶輸送系統(tǒng)減速機(jī)；發(fā)現(xiàn)故障時(shí)現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)堆積如山，灰塵、物料必須人工進(jìn)行清理，造成環(huán)境污染、生產(chǎn)停滯，社會(huì)影響較大?，F(xiàn)采用的輸送系統(tǒng)斷帶保護(hù)裝置在實(shí)踐中的應(yīng)用解決了此類故障問(wèn)題，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證職工身心健康，減少設(shè)備備件費(fèi)用，應(yīng)用效果良好。此種輸送系統(tǒng)斷帶保護(hù)裝置已獲得了國(guó)家實(shí)用新型專利，不僅能應(yīng)用于本文案例中，也能應(yīng)用于類似的輸送系統(tǒng)中。