前言

PLC在輪胎業中已基本推廣應用,但從應用開發的深度和廣度來看,一般還是取代繼電邏輯控制及開關量問題,對中等復雜系統以上的控制系統,1臺PLC總還有20%～30%的富余軟件。為此,對可編程序控制器富余軟件的開發應用,也是設計人員必須探討研究的,這對進一步充分發揮PLC在輪胎生產自動化中的作用,更具有一定的實用意義。

2 交流異步電動機常見故障分析

在輪胎生產過程中,電機的損壞情況經常發生,輪胎廠一年總有幾十只、多達上百只電機損壞,影響了輪胎的質量和產量,給企業帶來一定的經濟損失。根據幾年來的使用情況,分析其原因,多系保護措施不當。主要有環境條件、線路故障、負載條件、電壓高低、操作使用、維修水平和電機自身質量等原因造成的,現對上述原因作簡要分析。

(1)環境條件

環境對電機的正常運行起著十分重要的作用,電機在極限溫度下達不到熱平衡時,會因嚴重發熱而燒毀。在輪管胎廠的內胎硫化車間和外胎硫化車間,常用蒸汽和過熱水,夏季溫度比較高。而電機又安裝在蒸汽、過熱水的路之間,這些管路的溫度在1**°C以上,不僅溫度高,而且這些管路接口的泄漏很容易噴射到電機上,若不及時處理,將會使電機的絕緣受到不同程度的損壞。我廠用于雙模硫化機的電機,每年都有5臺左右的電機因絕緣降低而損壞。又如,在胎面擠出生產線上,由于機頭上的蒸汽截止閥泄漏,泄漏出的蒸汽被主電機上的散熱風機吸入主電機,使55kW直流電機的整流子(換向器)短路,所以輪胎廠應及時解決各管路的泄漏問題。

(2)電壓高低

在某種情況下,電網電壓會出現過高過低的情況,在短時間內,電壓偏高偏低不會影響電機。但是,若電機長時間在低電壓下工作,由于銅耗增加,力矩降低,則電機會由于過載而燒毀;電壓過高,定子磁回路飽和,使電流劇增,導致電機燒毀。

(3)線路故障

三相交流異步電動機在缺二相或三相時,定子繞組里沒有形成閉合回路,即沒有電流,這時電機不旋轉。電機的損壞主要是缺一相引起的,故對電機主回路接觸器及線路節點的定期檢修是十分必要的。要特別注意起動后運行中的電機斷相,一旦遇到這種情況,應立即切斷電源,以保護電機。

(4)負載條件

對于造成電機超負載的原因,是一個比較復雜的問題,有重載起動,機械轉動中齒輪或銅套失油使電機超負載;也有操作者沒有按工藝要求操作使電機超負載,最終使電機設備損壞。

(5)電機質量

對于由電機自身質量而產生的故障,這主要靠電機制造廠和電機修理部門,把好制造質量和修理質量,使電機各項性能達到技術要求,從而減少因此產生的故障。

3 熱繼電器保護性能的分析

熱繼電器是一種傳統的應用最為廣泛的電機保護器,它是利用電流的熱效應使雙金屬片受熱彎曲而推動節點,切斷控制電路,使電機停止運行。但是,有些裝用熱繼電器的電控箱電機還是會損壞,我認為不能各種場合一律使用熱繼電器作為電機的保護器,電機的保護應根據電機在不同的使用場合而選用不同的保護方法,只有這樣才能從根本上解決電機的保護。例如,在輪胎簾布裁斷機中的供布電機、胎面擠出線的胎面切斷電機等,都是頻繁起動制動的電機,在夏天比較容易發熱燒毀,對于這一類電機,宜選用熱敏電阻的溫升保護,其效果較為理想。若仍采用熱繼電器作保護,由于它的頻繁起動,較大的起動電流反復沖擊熱元件,使其性能變差,動作偏離整定值。又如,胎面硫化中所用的熱水循環泵、冷卻水泵所用的電機,鍋爐的引風機電機,鋼絲擠出生產線中鋼絲牽引電機,都是一類長期運行的電機,由于加熱元件長期處于熱狀態下,同樣會使熱元件的性能發生變化,使動作值偏離整定值。熱繼電器要及時準確地動作,就需要定期整定,這對輪胎廠來說也是一件較繁瑣的事。所以對長期工作的電機采用電子保護器較為理想。從我廠的電機損壞情況來看,有80%以上都是由于熱繼電器沒動作造成。根據對上述情況的分析,熱繼電器已不是理想的電機保護器。

4 富余軟件的電機保護器

4.1 電機保護器采集工作原理

信號取于電機互感器的二次回路,經橋式整流及電容濾波后,在R2上取得電壓,晶體管T1的基極和發射極加以正向電壓,當電機正常工作或1.1倍額定電流時,調節網絡電阻,使晶體三極管Ib、Ube、Ic均很小,晶體三極管截止,R4上的電很低,可控硅截止,R7上的輸出電壓大約為零。在電機過流或短路時,使晶體管導通,觸發可控硅導通,在R7上輸出-個高電平去PLC輸入點,以控制電機的運行狀態。圖1為電機保護器信號采集原理圖。

4.2 電機保護器應用梯形圖

電機保護器程序梯形圖如圖2所示。圖2中采用了日本0MRON的C2**H可編程控器地址分配號,按起動按鈕**3**,經過常閉節點TIM509、**301,使1**0 ON自保,電機起動,同時3205內部繼電器和定時器TIM509 0N自保。當定時器TIM509常閉延時節點OFF時,電機起動時間完成,電機進入自動保護工作狀態,當電機出現過流或短路時,輸入點X**** 0N→3206 0N,1**0回路中的3206常閉節點OFF→1**0輸出繼電器OFF,電機停止工作。如果在起動時就有短路故障,電流大于電機起動電流,此時**401 0N→3207 0N→1**0輸出繼電器0FF,電機即停止工作。采用PLC對電機進行缺相、過流、短路保護,取消了電流繼電器,簡化了電動機主回路,提高了電機保護的可靠性。

5 直流電機的主要故障和故障原因及解決方法

(1)直流電動機不能啟動

表1直流電動機不能啟動的原因及解決方法原因解決方法

原 因

解 決 方 法

線路中斷

檢查線路是否完好，起動器接線是否正確，保險絲是否熔斷，勵磁欠壓繼電器是否動作。

起動時負載過重

減去部份負載

電刷接觸不良

檢查刷握彈簧是否松弛

串激繞組接反

按正確接線圖接線

線路電壓太低

用萬用表測電壓，提高電壓后在起動

軸承損壞或有雜物卡死

停車后，調換軸承，排除雜物

???? (2)電刷火花過大

表2電刷火花過大的原因及解決方法原因解決方法

原 因

解 決 方 法

電刷與換向器接觸不良或電刷磨損過短

研磨電刷接觸面,更換新電刷

電刷上彈簧壓力不均勻

適當調整彈簧壓力,使每個電刷壓力保持在1.47×104～2.45×104Pa,也可憑手上的感覺

刷握松動

將刷握螺栓固緊,使刷握和換向器表面平行

刷握離換向器表面距離過大

調整刷握至換向器距離,一般為2～3mm

電刷牌號不符合要求

更換原來牌號

電刷與刷握配合不當

不能過緊或過松,保證在熱態時,電刷在刷握中能自由滑動,過緊可用砂紙將電刷適當砂去一些,過松的要調換新電刷

換向器片間云母未拉凈

用手拉刀刻去剩余云母

換向器片間云母突出

精車換向器

刷架中心位置不對

移動刷架座,選擇火花最好位置

電機長期超負載

調整負載,在額定負載內

換向極線圈短路

重新繞制線圈

電樞繞組斷路

拆開電機,檢查電樞繞組,用毫伏表找出斷路處,若不能焊接將重繞

電樞繞組短路或換向器斷路

電機運轉時,換向器刷握下冒火,電樞發熱,應檢查云母槽中有無銅屑,或用毫伏表測換向片間電壓降,檢查出繞組短路處

電壓過高

調整外加電壓到額定值

換向極引出線接反

簾動機在負載時轉速稍慢并出火,應調換和刷桿相聯接的兩線頭

???? (3)電動機轉速不正常

原 因

解 決 方 法

勵磁繞組回路開路，勵磁電壓過低

檢查磁場線圈聯接是否良好，接錯磁場線圈或調速器內部是否斷路，勵磁欠壓繼電器是否動作，勵磁電壓是否正常

電刷不在正常位置

按所刻記號調整刷桿座位置

電樞及磁場線圈短路

檢查換向器表面及接頭片是否有短路，測量磁場線圈每極直流電阻是否一樣

外加電壓過高或過低

用萬用表測量，將電壓調整到允許范圍內

汽車的輪胎為何都沒有內胎，這樣做有哪些優勢嗎？

我們普通的自行車都有內胎，還有大多數的運動自行車的都有內胎，它的使用成本低，維修方便，和更換都非常方便，但是它的缺點就是運動性能差，像現在的大多數自行車也在普吉真空胎像山地車，公路車一般都在慢慢的普及了真空輪胎，它的優點是路感好，整體性能強，運動性好，當然它的價格也貴。汽車雖說都是真空輪胎但是以前的汽車輪胎也是有內胎的，就像我們現在用的載重汽車，它現在也是有內胎的。真空胎和內胎各有各的好處。真空輪胎價格昂貴，但是如果在半路拋棄的話，如果被扎了東西我們不拔掉，也可以繼續行駛，如果有內胎的話，如果輪胎被扎，就會沒有一點氣，沒辦法繼續行駛。只能等待救援。

自行車的輪胎也不一定都有內胎的，職業比賽中，公路車和場地賽車大多使用“管胎”，即輪胎結構為封閉式管型，粘在車圈上，直接充氣即可使用。許多競賽級山地車使用和汽車一樣的真空胎，即將“外胎”直接套在車圈上，即可充氣，無需內胎。

此為公路車常用的管胎結構，專業山地車使用的真空胎外觀與普通自行車外胎類似，需要你配合相應車圈使用。

管胎和真空胎可減少更多的重量，有利于職業選手在比賽中更好地發揮。

此外，目前的共享單車，如摩拜等，均使用了實心或實心鏤空輪胎，也不需要內胎結構。這主要在于實心輪胎不會因漏氣、爆胎等原因使整車無法使用，同時減少維修成本。

下圖為摩拜所使用的實心鏤空輪胎。

土豪都是燒的管胎了，輪組都是好幾個備用了，都是有后勤車的了。自行車用真空胎就不一定輕了，因為雖然少了內胎的重量，可是增加了自補液的重量。 一般速降或者越野，用真空胎+自補液比較正常點。對于咱一般騎行的話，內外胎最方便維修和更換，想減重的話，肯定是碳刀+管胎 但是這可是很燒錢的哦（輪組在購買的時候就要買管胎版）

公路車外胎的常見問題

公路外胎一般有三種，開口胎、管胎和真空胎。

開口胎（嵌入式外胎）

需要和內胎一起使用，就是我們最常見的自行車外胎。其作用是承受車輛負荷，同時限定了輪胎外沿尺寸，對內胎胎壓保護，也防止內胎受到機械損傷。優點是遇到爆胎漏氣等情況時方便修補。

管胎

沒有傳統意義上的內外胎之分，這種高性能外胎在縫合的套管上貼上胎面，然后膠合到管胎輪圈上，需配合專用的輪圈使用。一般公路車競技比賽用。

職業選手大部分也使用管胎，其優勢有：1、轉彎性能好、更舒適；2、減震性能優秀，在粗糙路面出現單跳、減速的幾率較小；3、比開口胎允許更高的最大充氣壓力；4、遭遇高速下坡爆胎時，外胎不會瞬間脫落，即可避免事故，還可讓車手繼續前行等待后援；5、管胎的輪圈更加輕量化。

當然對于業余玩家來說，缺點也比較多：1、換胎比較麻煩，不管是爆胎還是長途騎行需要換新胎；2、修補極其麻煩，影響了壽命，從而讓使用成本增高很多。

真空胎

又稱“低壓胎”“充氣胎”，無內胎，輪胎和輪圈的裝配，是由特殊真空氣嘴灌入密封劑或自補液形成密封的，大多數輪組還需要用特殊的真空胎墊。由于輪圈和外胎之間的配合必須是完全氣密的，所以只有某些輪圈與真空輪胎相兼容。

優點是滾阻小，由于需要的胎壓小，舒適性會不錯，而且會自修復一些小的穿孔。缺點是相對比較厚重，遇到大問題是很難修補，胎壓低也讓速度會打折扣。

在沒有裝入到外胎的時候，內胎充氣后，由于內胎胎壁各處厚度不是很均勻，造成各部分膨脹情況不同，看起來就是粗細不均勻的，這個沒有問題的，裝入到外胎內之后，它的膨脹會受到外胎的限制，就沒有問題了。

收到內胎檢測的最好方法是收到內胎后，裝車前先打個10PSI氣放水里檢查即可。

首先，這個鼓包和質量并是一定有關系的。再好的輪胎也可能會鼓包。造成鼓包的主要原因就是氣太足，然后當你快速騎過一個臺階狀的坎的時候，沒有減速。再棱角撞擊在了胎面然后和金屬輪轂非常大力的撞擊，造成外胎簾線被撞斷　只有橡膠支撐時外胎就會起鼓包

這種情況一般都是管胎里面的內胎被扎了，因為管胎都是密封的，所以氣都會從氣嘴這個位置漏氣的

管胎拆開口被扎的位置氣嘴位置很遠，被扎的話一般建議直接灌時候自補液，還有就是淘寶上面找那種管胎維修的，寄到他那邊讓他拆開找到被扎的地方然后補上

1、天氣熱的話，外胎不要暴曬

如果自行車長時間放在陽光強烈的地方，陽光中的紫外線照射會使輪胎發生老化。

2、打氣要適量

夏天高溫，氣一定不能打的太足，要不然容易爆胎。還有就是無論身時候都不要打的太少了，甚至沒氣了還在騎車，這都是對輪胎致命的傷害。氣打太足了也不好，過度膨脹，影響壽命，騎行過程中顛一下就可能爆胎了，而且騎行也不舒服。

3、騎行完要檢查外胎

每次騎行完，都要看看外胎上有沒有玻璃渣渣，小鐵絲都尖銳物，如果發現及時清理掉。

4、不要讓輪胎被腐蝕

自行車的輪胎是橡膠制品，所以在騎行和停放的時候不要和油、酸、易燃品及化學腐蝕品接觸，否則會造成腐蝕、變形、軟化等。所以，騎行完檢查和清洗就很重要。

硫化機電機故障與維修

前言

PLC在輪胎業中已基本推廣應用,但從應用開發的深度和廣度來看,一般還是取代繼電邏輯控制及開關量問題,對中等復雜系統以上的控制系統,1臺PLC總還有20%～30%的富余軟件。為此,對可編程序控制器富余軟件的開發應用,也是設計人員必須探討研究的,這對進一步充分發揮PLC在輪胎生產自動化中的作用,更具有一定的實用意義。

2 交流異步電動機常見故障分析

在輪胎生產過程中,電機的損壞情況經常發生,輪胎廠一年總有幾十只、多達上百只電機損壞,影響了輪胎的質量和產量,給企業帶來一定的經濟損失。根據幾年來的使用情況,分析其原因,多系保護措施不當。主要有環境條件、線路故障、負載條件、電壓高低、操作使用、維修水平和電機自身質量等原因造成的,現對上述原因作簡要分析。

(1)環境條件

環境對電機的正常運行起著十分重要的作用,電機在極限溫度下達不到熱平衡時,會因嚴重發熱而燒毀。在輪管胎廠的內胎硫化車間和外胎硫化車間,常用蒸汽和過熱水,夏季溫度比較高。而電機又安裝在蒸汽、過熱水的路之間,這些管路的溫度在1**°C以上,不僅溫度高,而且這些管路接口的泄漏很容易噴射到電機上,若不及時處理,將會使電機的絕緣受到不同程度的損壞。我廠用于雙模硫化機的電機,每年都有5臺左右的電機因絕緣降低而損壞。又如,在胎面擠出生產線上,由于機頭上的蒸汽截止閥泄漏,泄漏出的蒸汽被主電機上的散熱風機吸入主電機,使55kW直流電機的整流子(換向器)短路,所以輪胎廠應及時解決各管路的泄漏問題。

(2)電壓高低

在某種情況下,電網電壓會出現過高過低的情況,在短時間內,電壓偏高偏低不會影響電機。但是,若電機長時間在低電壓下工作,由于銅耗增加,力矩降低,則電機會由于過載而燒毀;電壓過高,定子磁回路飽和,使電流劇增,導致電機燒毀。

(3)線路故障

三相交流異步電動機在缺二相或三相時,定子繞組里沒有形成閉合回路,即沒有電流,這時電機不旋轉。電機的損壞主要是缺一相引起的,故對電機主回路接觸器及線路節點的定期檢修是十分必要的。要特別注意起動后運行中的電機斷相,一旦遇到這種情況,應立即切斷電源,以保護電機。

(4)負載條件

對于造成電機超負載的原因,是一個比較復雜的問題,有重載起動,機械轉動中齒輪或銅套失油使電機超負載;也有操作者沒有按工藝要求操作使電機超負載,最終使電機設備損壞。

(5)電機質量

對于由電機自身質量而產生的故障,這主要靠電機制造廠和電機修理部門,把好制造質量和修理質量,使電機各項性能達到技術要求,從而減少因此產生的故障。

3 熱繼電器保護性能的分析

熱繼電器是一種傳統的應用最為廣泛的電機保護器,它是利用電流的熱效應使雙金屬片受熱彎曲而推動節點,切斷控制電路,使電機停止運行。但是,有些裝用熱繼電器的電控箱電機還是會損壞,我認為不能各種場合一律使用熱繼電器作為電機的保護器,電機的保護應根據電機在不同的使用場合而選用不同的保護方法,只有這樣才能從根本上解決電機的保護。例如,在輪胎簾布裁斷機中的供布電機、胎面擠出線的胎面切斷電機等,都是頻繁起動制動的電機,在夏天比較容易發熱燒毀,對于這一類電機,宜選用熱敏電阻的溫升保護,其效果較為理想。若仍采用熱繼電器作保護,由于它的頻繁起動,較大的起動電流反復沖擊熱元件,使其性能變差,動作偏離整定值。又如,胎面硫化中所用的熱水循環泵、冷卻水泵所用的電機,鍋爐的引風機電機,鋼絲擠出生產線中鋼絲牽引電機,都是一類長期運行的電機,由于加熱元件長期處于熱狀態下,同樣會使熱元件的性能發生變化,使動作值偏離整定值。熱繼電器要及時準確地動作,就需要定期整定,這對輪胎廠來說也是一件較繁瑣的事。所以對長期工作的電機采用電子保護器較為理想。從我廠的電機損壞情況來看,有80%以上都是由于熱繼電器沒動作造成。根據對上述情況的分析,熱繼電器已不是理想的電機保護器。

4 富余軟件的電機保護器

4.1 電機保護器采集工作原理

信號取于電機互感器的二次回路,經橋式整流及電容濾波后,在R2上取得電壓,晶體管T1的基極和發射極加以正向電壓,當電機正常工作或1.1倍額定電流時,調節網絡電阻,使晶體三極管Ib、Ube、Ic均很小,晶體三極管截止,R4上的電很低,可控硅截止,R7上的輸出電壓大約為零。在電機過流或短路時,使晶體管導通,觸發可控硅導通,在R7上輸出-個高電平去PLC輸入點,以控制電機的運行狀態。圖1為電機保護器信號采集原理圖。

4.2 電機保護器應用梯形圖

電機保護器程序梯形圖如圖2所示。圖2中采用了日本0MRON的C2**H可編程控器地址分配號,按起動按鈕**3**,經過常閉節點TIM509、**301,使1**0 ON自保,電機起動,同時3205內部繼電器和定時器TIM509 0N自保。當定時器TIM509常閉延時節點OFF時,電機起動時間完成,電機進入自動保護工作狀態,當電機出現過流或短路時,輸入點X**** 0N→3206 0N,1**0回路中的3206常閉節點OFF→1**0輸出繼電器OFF,電機停止工作。如果在起動時就有短路故障,電流大于電機起動電流,此時**401 0N→3207 0N→1**0輸出繼電器0FF,電機即停止工作。采用PLC對電機進行缺相、過流、短路保護,取消了電流繼電器,簡化了電動機主回路,提高了電機保護的可靠性。

5 直流電機的主要故障和故障原因及解決方法

(1)直流電動機不能啟動

表1直流電動機不能啟動的原因及解決方法原因解決方法

原 因

解 決 方 法

線路中斷

檢查線路是否完好，起動器接線是否正確，保險絲是否熔斷，勵磁欠壓繼電器是否動作。

起動時負載過重

減去部份負載

電刷接觸不良

檢查刷握彈簧是否松弛

串激繞組接反

按正確接線圖接線

線路電壓太低

用萬用表測電壓，提高電壓后在起動

軸承損壞或有雜物卡死

停車后，調換軸承，排除雜物

???? (2)電刷火花過大

表2電刷火花過大的原因及解決方法原因解決方法

原 因

解 決 方 法

電刷與換向器接觸不良或電刷磨損過短

研磨電刷接觸面,更換新電刷

電刷上彈簧壓力不均勻

適當調整彈簧壓力,使每個電刷壓力保持在1.47×104～2.45×104Pa,也可憑手上的感覺

刷握松動

將刷握螺栓固緊,使刷握和換向器表面平行

刷握離換向器表面距離過大

調整刷握至換向器距離,一般為2～3mm

電刷牌號不符合要求

更換原來牌號

電刷與刷握配合不當

不能過緊或過松,保證在熱態時,電刷在刷握中能自由滑動,過緊可用砂紙將電刷適當砂去一些,過松的要調換新電刷

換向器片間云母未拉凈

用手拉刀刻去剩余云母

換向器片間云母突出

精車換向器

刷架中心位置不對

移動刷架座,選擇火花最好位置

電機長期超負載

調整負載,在額定負載內

換向極線圈短路

重新繞制線圈

電樞繞組斷路

拆開電機,檢查電樞繞組,用毫伏表找出斷路處,若不能焊接將重繞

電樞繞組短路或換向器斷路

電機運轉時,換向器刷握下冒火,電樞發熱,應檢查云母槽中有無銅屑,或用毫伏表測換向片間電壓降,檢查出繞組短路處

電壓過高

調整外加電壓到額定值

換向極引出線接反

簾動機在負載時轉速稍慢并出火,應調換和刷桿相聯接的兩線頭

???? (3)電動機轉速不正常

原 因

解 決 方 法

勵磁繞組回路開路，勵磁電壓過低

檢查磁場線圈聯接是否良好，接錯磁場線圈或調速器內部是否斷路，勵磁欠壓繼電器是否動作，勵磁電壓是否正常

電刷不在正常位置

按所刻記號調整刷桿座位置

電樞及磁場線圈短路

檢查換向器表面及接頭片是否有短路，測量磁場線圈每極直流電阻是否一樣

外加電壓過高或過低

用萬用表測量，將電壓調整到允許范圍內