鋼絲繩淋油裝置的改造設計及故障分析

穆亞娟 MU Ya-juan

（陜西省機械研究院，咸陽 712000）

（Machinery Research Institute of Shaanxi Province，Xianyang 712000，China）

鋼絲繩淋油裝置的改造設計及故障分析

穆亞娟 MU Ya-juan

（陜西省機械研究院，咸陽 712000）

（Machinery Research Institute of Shaanxi Province，Xianyang 712000，China）

本文主要分析了鋼絲繩除油裝置設計技術難點、創新點以及電氣原理圖設計，最后分析總結了常見故障的分析及解決方法。

溫控儀；固態繼電器；吹油套；電加熱管

1 鋼絲繩除油裝置設計思路

目前鋼絲繩市場需求量較大，特別應用在石油、煤炭、港口裝卸和工程建設等領域。在現如今的大需求量時代，如何提高生產效率，增加企業的利潤將是我們首要考慮的問題。在產品的生產過程中，如何減少生產成本，降低生產過程中的資源浪費，也是我們首要考慮的問題。在生產和加工鋼絲繩的過程中，淋油結束后繩上殘留大量的酯類油，使用卷繩機時，把殘留的油連同鋼絲繩也進行循環纏繞，使得最終卷繩的油量增大，不僅浪費了原油，而且使鋼絲繩圈的體積增大、重量增加，大大降低了工人運輸的效率，減少了企業的利潤。鋼絲繩除油裝置的改造設計大大降低了鋼絲繩在制造過程中原油的浪費。

鋼絲繩除油裝置改造設計的總體思路是通過一次加裝儲油槽和加熱裝置，二次通過加裝吹油套結構，進而減少鋼絲繩在淋油結束時殘油的附著，從而減少原油的浪費，減少成本，增大效益。加設防護罩的目的是通過提高罩內溫度，使得整體鋼絲繩上的原油溫度升高，在吹油過程中更加容易進行，最終減少鋼絲繩上的油漬。電氣部分的設計思路，主要依據溫控儀和繼電器控制原理，把防護罩溫度控制在一定范圍之內。通過溫度傳感器對罩內的溫度進行采樣、即時監控，控制電路即時工作。達到設定值后，控制電路停止工作。當溫度超過設定的超限報警溫度點時，啟動超限報警功能。

該鋼絲繩除油裝置的設計，從效率和性能上解決了目前生產鋼絲繩工作帶來的成本浪費，大幅度降低制造成本、提高工作效率。

2 淋油裝置改造設計的技術難點和創新點

技術難點：

①如何控制油槽內的溫度。主要是通過熱電偶、鉑電阻等溫度傳感裝置，把溫度信號變換成電信號，溫控儀接收此信號后開始控制固態繼電器，使得加熱設備工作（或停止）。

②如何使鋼繩上80%的油融化。利用氣體工作原理，通過計算氣體流量、氣壓大小和流速，最終調節氣體氣壓的大小進一步減少原油的附著。

③防護罩設計。如何確定罩內空間的大小，計算平面和立體尺寸等。

外形圖如圖1所示。

創新點：

①利用溫控儀進行溫度控制，使得槽內的溫度處于恒溫狀態，以便保持槽內油一直處于融化狀態。

②吹油套的設計：在進行吹油過程中，進行氣動壓力的換算，吹油位置的準確定位。

③防護罩的設計：設計時計算防護罩的尺寸，防止進行碰撞。采用多厚的鐵板才能有效的防止工人操作燙傷。

④電加熱管的設計：電熱管發熱量的計算。發熱量與電壓平方成正比，與電流平方成正比。電壓變為原來的1/2時，發熱量變為1/4、電流變為原來的1/2時，發熱量也變為1/4。在進行除油裝置的設計時，應考慮元件從環境溫度升至試驗溫度時間應不大于15min，這樣以便節省時間。

3 電氣原理圖設計及元件選用分析

原理圖如圖2、圖3所示。

①固態繼電器的選用：由于我們使用的是溫度控制，因此在選用元件時考慮到溫度不能超過該儀器正常的使用范圍。而日常使用的固態繼電器是由微電子電路，分立電子器件，電力電子功率器件組成的無觸點開關，它在實際使用時實現了控制端與負載端的隔離。固態繼電器的輸入端用微小的控制信號，達到直接驅動大電流負載。在我們設計時，充分考慮了固態繼電器的這一優點，合理的進行了選擇。在選用時考慮繼電器的輸入輸出信號，輸入電壓范圍，輸入電流、接通電壓、能夠承受的最大負載工作電壓、以及最大輸出電壓。在規定的環境溫度下，施加在輸入端，使輸出端維持“導通”狀態的電壓范圍。

一般情況下直流輸入有：3-32VDC恒流輸入型和3-14VDC、10-40VDC阻性輸入型。交流輸入有：90-280VAC輸入型。輸入電壓的下限即為所謂的保證接通電壓，輸入電壓的上限即所謂的反極性電壓（僅適用于直流輸入）。在實際應用中，我們必須根據不同的負載類型選擇固態繼電器的各個技術參數，必須知道該負載是阻性負載，還是感性負載，或者是容性負載。在啟動時這三種負載的瞬時電流比較大，即使是阻性負載，也具有正溫度的系數，冷態時的電阻值較小，也具有較大的啟動電流。例如，電爐剛接通時電流為穩定時的1.3-1.4倍。白熾燈接通時電流為穩態10倍。有些金屬鹵化物燈不但開啟時間長達10分鐘，而且有高達100倍穩態時的脈沖電流。在我們選用額定電流時一般負載電流等于額定電流的一半以內。如果繼電器觸點工作較為頻繁，要求可靠性較高，則在額定值的基礎上乘以0.6。

②溫控儀的分析：

在實際設計時，考慮到溫度控制范圍，以及連接方式，本除油裝置采用波特溫控儀BT108系列，內置多種常用線性、非線性輸入規格，可在線任意選擇；完善的自整定、自適應功能，減輕調試工作量；支持外部給定，可構成串級、比值控制系統；支持RS232、RS485通信，可直接驅動微型打印機打印記錄數據；兩級菜單配置，四級操作權限，充分保障系統安全。廣泛用于溫度、濕度、壓力、液位、流量等物理量的精確測量、控制和變送。選用時考慮到主要的技術指標有電源電壓的輸入范圍、測量測度以及主要輸出和輔助輸出的模式、輸出點數的選擇。

4 常見故障的分析及解決方法

4.1 加熱管使用時間過長會導致燒壞保險絲 主要產生的原因為選用保險絲時，直徑偏小，導致容量不足，電阻絲燒壞引起短路。常用的電加熱管主要由金屬管螺旋狀電阻絲及結晶氧化鎂粉等組成的，一般在不銹鋼無縫管內均勻分布著高溫電阻絲，有的在空隙部分填入導熱性能和絕緣性能均良好的結晶氧化鎂粉，不但熱效率高，而且結構先進，在使用過程中發熱均勻。而我們采用的電加熱管，當電阻絲中有電流通過時，產生的熱通過氧化鎂粉向金屬管表面擴散，再傳遞到被加熱件或空氣中去，達到加熱的目的。這種現象出現，我們要及時的更換電加熱管，以防加熱管漏電對人身造成觸電傷害。

4.2 加熱管會長時間不發熱 出現這類問題的主要原因是電源不正常工作，保險絲熔斷或者是電源插座接觸不良，控制溫控器的觸點接觸不良或者燒熔脫開。在處理時應盡快的更換合適功率的電加熱管，并且這種情況在加熱過程中最容易出現，長時間的油污導致加熱器外部周圍的油污增多，會大大降低熱傳遞速度。有時會出現人為的使用錯誤，導致沒有發熱，比如，連接錯誤，放置位置有誤等等。所以，操作工要了解和學習有關的使用常識，以防在使用過程中造成不必要的錯誤。

4.3 加熱時間的快慢不一致 這樣會降低酯類油融化的時間。把不同的電加熱管放置同一環境下工作，由于電加熱管先是局部受熱，根據被加熱液體的能量傳導才使周圍液體的溫度隨之升高，所以，必然會產生時間差，解決的辦法是加快酯類油在槽內的流動。最終使得油的溫度能以最快的速度融化，使儲油槽內的整體溫度升高，加快鋼絲繩上酯類油的融化。

綜上所述，鋼絲繩除油裝置的設計在實際應用中得到了廣泛應用，大大減小了酯類油的浪費和成本的損失。而在實際使用時由于各種原因還存在問題和故障，我們會依據裝置的特點，在以后設計中，全面的進行改進設計，使得該除油裝置廣泛應用在鋼絲繩的生產單位。

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穆亞娟（1989-），女，陜西咸陽人，助理工程師，研究方向為機械電子、微電子設備的設計和維修。

TE933

A

1006-4311（2014）13-0020-02