前言
PLC在轮胎业中已基本推广应用,但从应用开发的深度和广度来看,一般还是取代继电逻辑控制及开关量问题,对中等复杂系统以上的控制系统,1台PLC总还有20%～30%的富余软件。为此,对可编程序控制器富余软件的开发应用,也是设计人员必须探讨研究的,这对进一步充分发挥PLC在轮胎生产自动化中的作用,更具有一定的实用意义。
2 交流异步电动机常见故障分析
在轮胎生产过程中,电机的损坏情况经常发生,轮胎厂一年总有几十只、多达上百只电机损坏,影响了轮胎的质量和产量,给企业带来一定的经济损失。根据几年来的使用情况,分析其原因,多系保护措施不当。主要有环境条件、线路故障、负载条件、电压高低、操作使用、维修水平和电机自身质量等原因造成的,现对上述原因作简要分析。
(1)环境条件
环境对电机的正常运行起着十分重要的作用,电机在极限温度下达不到热平衡时,会因严重发热而烧毁。在轮管胎厂的内胎硫化车间和外胎硫化车间,常用蒸汽和过热水,夏季温度比较高。而电机又安装在蒸汽、过热水的路之间,这些管路的温度在1**°C以上,不仅温度高,而且这些管路接口的泄漏很容易喷射到电机上,若不及时处理,将会使电机的绝缘受到不同程度的损坏。我厂用于双模硫化机的电机,每年都有5台左右的电机因绝缘降低而损坏。又如,在胎面挤出生产线上,由于机头上的蒸汽截止阀泄漏,泄漏出的蒸汽被主电机上的散热风机吸入主电机,使55kW直流电机的整流子(换向器)短路,所以轮胎厂应及时解决各管路的泄漏问题。
(2)电压高低
在某种情况下,电网电压会出现过高过低的情况,在短时间内,电压偏高偏低不会影响电机。但是,若电机长时间在低电压下工作,由于铜耗增加,力矩降低,则电机会由于过载而烧毁;电压过高,定子磁回路饱和,使电流剧增,导致电机烧毁。
(3)线路故障
三相交流异步电动机在缺二相或三相时,定子绕组里没有形成闭合回路,即没有电流,这时电机不旋转。电机的损坏主要是缺一相引起的,故对电机主回路接触器及线路节点的定期检修是十分必要的。要特别注意起动后运行中的电机断相,一旦遇到这种情况,应立即切断电源,以保护电机。
(4)负载条件
对于造成电机超负载的原因,是一个比较复杂的问题,有重载起动,机械转动中齿轮或铜套失油使电机超负载;也有操作者没有按工艺要求操作使电机超负载,最终使电机设备损坏。
(5)电机质量
对于由电机自身质量而产生的故障,这主要靠电机制造厂和电机修理部门,把好制造质量和修理质量,使电机各项性能达到技术要求,从而减少因此产生的故障。
3 热继电器保护性能的分析
热继电器是一种传统的应用最为广泛的电机保护器,它是利用电流的热效应使双金属片受热弯曲而推动节点,切断控制电路,使电机停止运行。但是,有些装用热继电器的电控箱电机还是会损坏,我认为不能各种场合一律使用热继电器作为电机的保护器,电机的保护应根据电机在不同的使用场合而选用不同的保护方法,只有这样才能从根本上解决电机的保护。例如,在轮胎帘布裁断机中的供布电机、胎面挤出线的胎面切断电机等,都是频繁起动制动的电机,在夏天比较容易发热烧毁,对于这一类电机,宜选用热敏电阻的温升保护,其效果较为理想。若仍采用热继电器作保护,由于它的频繁起动,较大的起动电流反复冲击热元件,使其性能变差,动作偏离整定值。又如,胎面硫化中所用的热水循环泵、冷却水泵所用的电机,锅炉的引风机电机,钢丝挤出生产线中钢丝牵引电机,都是一类长期运行的电机,由于加热元件长期处于热状态下,同样会使热元件的性能发生变化,使动作值偏离整定值。热继电器要及时准确地动作,就需要定期整定,这对轮胎厂来说也是一件较繁琐的事。所以对长期工作的电机采用电子保护器较为理想。从我厂的电机损坏情况来看,有80%以上都是由于热继电器没动作造成。根据对上述情况的分析,热继电器已不是理想的电机保护器。
4 富余软件的电机保护器
4.1 电机保护器采集工作原理
信号取于电机互感器的二次回路,经桥式整流及电容滤波后,在R2上取得电压,晶体管T1的基极和发射极加以正向电压,当电机正常工作或1.1倍额定电流时,调节网络电阻,使晶体三极管Ib、Ube、Ic均很小,晶体三极管截止,R4上的电很低,可控硅截止,R7上的输出电压大约为零。在电机过流或短路时,使晶体管导通,触发可控硅导通,在R7上输出-个高电平去PLC输入点,以控制电机的运行状态。图1为电机保护器信号采集原理图。
4.2 电机保护器应用梯形图
电机保护器程序梯形图如图2所示。图2中采用了日本0MRON的C2**H可编程控器地址分配号,按起动按钮**3**,经过常闭节点TIM509、**301,使1**0 ON自保,电机起动,同时3205内部继电器和定时器TIM509 0N自保。当定时器TIM509常闭延时节点OFF时,电机起动时间完成,电机进入自动保护工作状态,当电机出现过流或短路时,输入点X**** 0N→3206 0N,1**0回路中的3206常闭节点OFF→1**0输出继电器OFF,电机停止工作。如果在起动时就有短路故障,电流大于电机起动电流,此时**401 0N→3207 0N→1**0输出继电器0FF,电机即停止工作。采用PLC对电机进行缺相、过流、短路保护,取消了电流继电器,简化了电动机主回路,提高了电机保护的可靠性。
5 直流电机的主要故障和故障原因及解决方法
(1)直流电动机不能启动
表1直流电动机不能启动的原因及解决方法原因解决方法
原 因
解 决 方 法
线路中断
检查线路是否完好，起动器接线是否正确，保险丝是否熔断，励磁欠压继电器是否动作。
起动时负载过重
减去部份负载
电刷接触不良
检查刷握弹簧是否松弛
串激绕组接反
按正确接线图接线
线路电压太低
用万用表测电压，提高电压后在起动
轴承损坏或有杂物卡死
停车后，调换轴承，排除杂物
???? (2)电刷火花过大
表2电刷火花过大的原因及解决方法原因解决方法
原 因
解 决 方 法
电刷与换向器接触不良或电刷磨损过短
研磨电刷接触面,更换新电刷
电刷上弹簧压力不均匀
适当调整弹簧压力,使每个电刷压力保持在1.47×104～2.45×104Pa,也可凭手上的感觉
刷握松动
将刷握螺栓固紧,使刷握和换向器表面平行
刷握离换向器表面距离过大
调整刷握至换向器距离,一般为2～3mm
电刷牌号不符合要求
更换原来牌号
电刷与刷握配合不当
不能过紧或过松,保证在热态时,电刷在刷握中能自由滑动,过紧可用砂纸将电刷适当砂去一些,过松的要调换新电刷
换向器片间云母未拉净
用手拉刀刻去剩余云母
换向器片间云母突出
精车换向器
刷架中心位置不对
移动刷架座,选择火花最好位置
电机长期超负载
调整负载,在额定负载内
换向极线圈短路
重新绕制线圈
电枢绕组断路
拆开电机,检查电枢绕组,用毫伏表找出断路处,若不能焊接将重绕
电枢绕组短路或换向器断路
电机运转时,换向器刷握下冒火,电枢发热,应检查云母槽中有无铜屑,或用毫伏表测换向片间电压降,检查出绕组短路处
电压过高
调整外加电压到额定值
换向极引出线接反
帘动机在负载时转速稍慢并出火,应调换和刷杆相联接的两线头
???? (3)电动机转速不正常
原 因
解 决 方 法
励磁绕组回路开路，励磁电压过低
检查磁场线圈联接是否良好，接错磁场线圈或调速器内部是否断路，励磁欠压继电器是否动作，励磁电压是否正常
电刷不在正常位置
按所刻记号调整刷杆座位置
电枢及磁场线圈短路
检查换向器表面及接头片是否有短路，测量磁场线圈每极直流电阻是否一样
外加电压过高或过低
用万用表测量，将电压调整到允许范围内
汽车的轮胎为何都没有内胎，这样做有哪些优势吗？
我们普通的自行车都有内胎，还有大多数的运动自行车的都有内胎，它的使用成本低，维修方便，和更换都非常方便，但是它的缺点就是运动性能差，像现在的大多数自行车也在普吉真空胎像山地车，公路车一般都在慢慢的普及了真空轮胎，它的优点是路感好，整体性能强，运动性好，当然它的价格也贵。汽车虽说都是真空轮胎但是以前的汽车轮胎也是有内胎的，就像我们现在用的载重汽车，它现在也是有内胎的。真空胎和内胎各有各的好处。真空轮胎价格昂贵，但是如果在半路抛弃的话，如果被扎了东西我们不拔掉，也可以继续行驶，如果有内胎的话，如果轮胎被扎，就会没有一点气，没办法继续行驶。只能等待救援。
自行车的轮胎也不一定都有内胎的，职业比赛中，公路车和场地赛车大多使用“管胎”，即轮胎结构为封闭式管型，粘在车圈上，直接充气即可使用。许多竞赛级山地车使用和汽车一样的真空胎，即将“外胎”直接套在车圈上，即可充气，无需内胎。
此为公路车常用的管胎结构，专业山地车使用的真空胎外观与普通自行车外胎类似，需要你配合相应车圈使用。
管胎和真空胎可减少更多的重量，有利于职业选手在比赛中更好地发挥。
此外，目前的共享单车，如摩拜等，均使用了实心或实心镂空轮胎，也不需要内胎结构。这主要在于实心轮胎不会因漏气、爆胎等原因使整车无法使用，同时减少维修成本。
下图为摩拜所使用的实心镂空轮胎。
土豪都是烧的管胎了，轮组都是好几个备用了，都是有后勤车的了。自行车用真空胎就不一定轻了，因为虽然少了内胎的重量，可是增加了自补液的重量。 一般速降或者越野，用真空胎+自补液比较正常点。对于咱一般骑行的话，内外胎最方便维修和更换，想减重的话，肯定是碳刀+管胎 但是这可是很烧钱的哦（轮组在购买的时候就要买管胎版）
公路车外胎的常见问题
公路外胎一般有三种，开口胎、管胎和真空胎。
开口胎（嵌入式外胎）
需要和内胎一起使用，就是我们最常见的自行车外胎。其作用是承受车辆负荷，同时限定了轮胎外沿尺寸，对内胎胎压保护，也防止内胎受到机械损伤。优点是遇到爆胎漏气等情况时方便修补。
管胎
没有传统意义上的内外胎之分，这种高性能外胎在缝合的套管上贴上胎面，然后胶合到管胎轮圈上，需配合专用的轮圈使用。一般公路车竞技比赛用。
职业选手大部分也使用管胎，其优势有：1、转弯性能好、更舒适；2、减震性能优秀，在粗糙路面出现单跳、减速的几率较小；3、比开口胎允许更高的最大充气压力；4、遭遇高速下坡爆胎时，外胎不会瞬间脱落，即可避免事故，还可让车手继续前行等待后援；5、管胎的轮圈更加轻量化。
当然对于业余玩家来说，缺点也比较多：1、换胎比较麻烦，不管是爆胎还是长途骑行需要换新胎；2、修补极其麻烦，影响了寿命，从而让使用成本增高很多。
真空胎
又称“低压胎”“充气胎”，无内胎，轮胎和轮圈的装配，是由特殊真空气嘴灌入密封剂或自补液形成密封的，大多数轮组还需要用特殊的真空胎垫。由于轮圈和外胎之间的配合必须是完全气密的，所以只有某些轮圈与真空轮胎相兼容。
优点是滚阻小，由于需要的胎压小，舒适性会不错，而且会自修复一些小的穿孔。缺点是相对比较厚重，遇到大问题是很难修补，胎压低也让速度会打折扣。
在没有装入到外胎的时候，内胎充气后，由于内胎胎壁各处厚度不是很均匀，造成各部分膨胀情况不同，看起来就是粗细不均匀的，这个没有问题的，装入到外胎内之后，它的膨胀会受到外胎的限制，就没有问题了。
收到内胎检测的最好方法是收到内胎后，装车前先打个10PSI气放水里检查即可。
首先，这个鼓包和质量并是一定有关系的。再好的轮胎也可能会鼓包。造成鼓包的主要原因就是气太足，然后当你快速骑过一个台阶状的坎的时候，没有减速。再棱角撞击在了胎面然后和金属轮毂非常大力的撞击，造成外胎帘线被撞断 只有橡胶支撑时外胎就会起鼓包
这种情况一般都是管胎里面的内胎被扎了，因为管胎都是密封的，所以气都会从气嘴这个位置漏气的
管胎拆开口被扎的位置气嘴位置很远，被扎的话一般建议直接灌时候自补液，还有就是淘宝上面找那种管胎维修的，寄到他那边让他拆开找到被扎的地方然后补上
1、天气热的话，外胎不要暴晒
如果自行车长时间放在阳光强烈的地方，阳光中的紫外线照射会使轮胎发生老化。
2、打气要适量
夏天高温，气一定不能打的太足，要不然容易爆胎。还有就是无论身时候都不要打的太少了，甚至没气了还在骑车，这都是对轮胎致命的伤害。气打太足了也不好，过度膨胀，影响寿命，骑行过程中颠一下就可能爆胎了，而且骑行也不舒服。
3、骑行完要检查外胎
每次骑行完，都要看看外胎上有没有玻璃渣渣，小铁丝都尖锐物，如果发现及时清理掉。
4、不要让轮胎被腐蚀
自行车的轮胎是橡胶制品，所以在骑行和停放的时候不要和油、酸、易燃品及化学腐蚀品接触，否则会造成腐蚀、变形、软化等。所以，骑行完检查和清洗就很重要。
硫化机电机故障与维修
前言
PLC在轮胎业中已基本推广应用,但从应用开发的深度和广度来看,一般还是取代继电逻辑控制及开关量问题,对中等复杂系统以上的控制系统,1台PLC总还有20%～30%的富余软件。为此,对可编程序控制器富余软件的开发应用,也是设计人员必须探讨研究的,这对进一步充分发挥PLC在轮胎生产自动化中的作用,更具有一定的实用意义。
2 交流异步电动机常见故障分析
在轮胎生产过程中,电机的损坏情况经常发生,轮胎厂一年总有几十只、多达上百只电机损坏,影响了轮胎的质量和产量,给企业带来一定的经济损失。根据几年来的使用情况,分析其原因,多系保护措施不当。主要有环境条件、线路故障、负载条件、电压高低、操作使用、维修水平和电机自身质量等原因造成的,现对上述原因作简要分析。
(1)环境条件
环境对电机的正常运行起着十分重要的作用,电机在极限温度下达不到热平衡时,会因严重发热而烧毁。在轮管胎厂的内胎硫化车间和外胎硫化车间,常用蒸汽和过热水,夏季温度比较高。而电机又安装在蒸汽、过热水的路之间,这些管路的温度在1**°C以上,不仅温度高,而且这些管路接口的泄漏很容易喷射到电机上,若不及时处理,将会使电机的绝缘受到不同程度的损坏。我厂用于双模硫化机的电机,每年都有5台左右的电机因绝缘降低而损坏。又如,在胎面挤出生产线上,由于机头上的蒸汽截止阀泄漏,泄漏出的蒸汽被主电机上的散热风机吸入主电机,使55kW直流电机的整流子(换向器)短路,所以轮胎厂应及时解决各管路的泄漏问题。
(2)电压高低
在某种情况下,电网电压会出现过高过低的情况,在短时间内,电压偏高偏低不会影响电机。但是,若电机长时间在低电压下工作,由于铜耗增加,力矩降低,则电机会由于过载而烧毁;电压过高,定子磁回路饱和,使电流剧增,导致电机烧毁。
(3)线路故障
三相交流异步电动机在缺二相或三相时,定子绕组里没有形成闭合回路,即没有电流,这时电机不旋转。电机的损坏主要是缺一相引起的,故对电机主回路接触器及线路节点的定期检修是十分必要的。要特别注意起动后运行中的电机断相,一旦遇到这种情况,应立即切断电源,以保护电机。
(4)负载条件
对于造成电机超负载的原因,是一个比较复杂的问题,有重载起动,机械转动中齿轮或铜套失油使电机超负载;也有操作者没有按工艺要求操作使电机超负载,最终使电机设备损坏。
(5)电机质量
对于由电机自身质量而产生的故障,这主要靠电机制造厂和电机修理部门,把好制造质量和修理质量,使电机各项性能达到技术要求,从而减少因此产生的故障。
3 热继电器保护性能的分析
热继电器是一种传统的应用最为广泛的电机保护器,它是利用电流的热效应使双金属片受热弯曲而推动节点,切断控制电路,使电机停止运行。但是,有些装用热继电器的电控箱电机还是会损坏,我认为不能各种场合一律使用热继电器作为电机的保护器,电机的保护应根据电机在不同的使用场合而选用不同的保护方法,只有这样才能从根本上解决电机的保护。例如,在轮胎帘布裁断机中的供布电机、胎面挤出线的胎面切断电机等,都是频繁起动制动的电机,在夏天比较容易发热烧毁,对于这一类电机,宜选用热敏电阻的温升保护,其效果较为理想。若仍采用热继电器作保护,由于它的频繁起动,较大的起动电流反复冲击热元件,使其性能变差,动作偏离整定值。又如,胎面硫化中所用的热水循环泵、冷却水泵所用的电机,锅炉的引风机电机,钢丝挤出生产线中钢丝牵引电机,都是一类长期运行的电机,由于加热元件长期处于热状态下,同样会使热元件的性能发生变化,使动作值偏离整定值。热继电器要及时准确地动作,就需要定期整定,这对轮胎厂来说也是一件较繁琐的事。所以对长期工作的电机采用电子保护器较为理想。从我厂的电机损坏情况来看,有80%以上都是由于热继电器没动作造成。根据对上述情况的分析,热继电器已不是理想的电机保护器。
4 富余软件的电机保护器
4.1 电机保护器采集工作原理
信号取于电机互感器的二次回路,经桥式整流及电容滤波后,在R2上取得电压,晶体管T1的基极和发射极加以正向电压,当电机正常工作或1.1倍额定电流时,调节网络电阻,使晶体三极管Ib、Ube、Ic均很小,晶体三极管截止,R4上的电很低,可控硅截止,R7上的输出电压大约为零。在电机过流或短路时,使晶体管导通,触发可控硅导通,在R7上输出-个高电平去PLC输入点,以控制电机的运行状态。图1为电机保护器信号采集原理图。
4.2 电机保护器应用梯形图
电机保护器程序梯形图如图2所示。图2中采用了日本0MRON的C2**H可编程控器地址分配号,按起动按钮**3**,经过常闭节点TIM509、**301,使1**0 ON自保,电机起动,同时3205内部继电器和定时器TIM509 0N自保。当定时器TIM509常闭延时节点OFF时,电机起动时间完成,电机进入自动保护工作状态,当电机出现过流或短路时,输入点X**** 0N→3206 0N,1**0回路中的3206常闭节点OFF→1**0输出继电器OFF,电机停止工作。如果在起动时就有短路故障,电流大于电机起动电流,此时**401 0N→3207 0N→1**0输出继电器0FF,电机即停止工作。采用PLC对电机进行缺相、过流、短路保护,取消了电流继电器,简化了电动机主回路,提高了电机保护的可靠性。
5 直流电机的主要故障和故障原因及解决方法
(1)直流电动机不能启动
表1直流电动机不能启动的原因及解决方法原因解决方法
原 因
解 决 方 法
线路中断
检查线路是否完好，起动器接线是否正确，保险丝是否熔断，励磁欠压继电器是否动作。
起动时负载过重
减去部份负载
电刷接触不良
检查刷握弹簧是否松弛
串激绕组接反
按正确接线图接线
线路电压太低
用万用表测电压，提高电压后在起动
轴承损坏或有杂物卡死
停车后，调换轴承，排除杂物
???? (2)电刷火花过大
表2电刷火花过大的原因及解决方法原因解决方法
原 因
解 决 方 法
电刷与换向器接触不良或电刷磨损过短
研磨电刷接触面,更换新电刷
电刷上弹簧压力不均匀
适当调整弹簧压力,使每个电刷压力保持在1.47×104～2.45×104Pa,也可凭手上的感觉
刷握松动
将刷握螺栓固紧,使刷握和换向器表面平行
刷握离换向器表面距离过大
调整刷握至换向器距离,一般为2～3mm
电刷牌号不符合要求
更换原来牌号
电刷与刷握配合不当
不能过紧或过松,保证在热态时,电刷在刷握中能自由滑动,过紧可用砂纸将电刷适当砂去一些,过松的要调换新电刷
换向器片间云母未拉净
用手拉刀刻去剩余云母
换向器片间云母突出
精车换向器
刷架中心位置不对
移动刷架座,选择火花最好位置
电机长期超负载
调整负载,在额定负载内
换向极线圈短路
重新绕制线圈
电枢绕组断路
拆开电机,检查电枢绕组,用毫伏表找出断路处,若不能焊接将重绕
电枢绕组短路或换向器断路
电机运转时,换向器刷握下冒火,电枢发热,应检查云母槽中有无铜屑,或用毫伏表测换向片间电压降,检查出绕组短路处
电压过高
调整外加电压到额定值
换向极引出线接反
帘动机在负载时转速稍慢并出火,应调换和刷杆相联接的两线头
???? (3)电动机转速不正常
原 因
解 决 方 法
励磁绕组回路开路，励磁电压过低
检查磁场线圈联接是否良好，接错磁场线圈或调速器内部是否断路，励磁欠压继电器是否动作，励磁电压是否正常
电刷不在正常位置
按所刻记号调整刷杆座位置
电枢及磁场线圈短路
检查换向器表面及接头片是否有短路，测量磁场线圈每极直流电阻是否一样
外加电压过高或过低
用万用表测量，将电压调整到允许范围内
