電接點(diǎn)壓力表在混合機(jī)排料門控制改造中的應(yīng)用

王向東

（山西祿緯堡太鋼耐火材料有限公司 太原）

山西祿緯堡太鋼耐火材料有限公司是一家專業(yè)從事耐火材料生產(chǎn)的中外合資企業(yè)，在2006年10月新改擴(kuò)建鎂鈣磚生產(chǎn)線時(shí)，從美國購進(jìn)兩臺原產(chǎn)于德國的DE型舊混合機(jī)（型號分別為DE18和DE22）。經(jīng)過幾年的生產(chǎn)使用，實(shí)踐證明這兩臺混合機(jī)生產(chǎn)效率高、混合效果好，在生產(chǎn)中發(fā)揮了積極作用。2010年，又利用電接點(diǎn)壓力表對這兩臺混合機(jī)的排料門控制進(jìn)行改造，使之更加適合公司的生產(chǎn)實(shí)際。

一、混合機(jī)構(gòu)成和工作原理

DE混合機(jī)（圖1）主要由1個(gè)圓筒狀的混料槽（DE18的料槽直徑為1800mm，DE22的料槽直徑為2200mm）、1個(gè)高速攪拌輪和1組攪拌器（DE18為3個(gè)攪拌刀頭、DE22為4個(gè)攪拌刀頭）及排料門組成。

工作原理：首先高速攪拌輪按逆時(shí)針旋向轉(zhuǎn)動(dòng)，然后攪拌器也按逆時(shí)針旋向轉(zhuǎn)動(dòng)，最后混料槽按順時(shí)針旋向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，即可把待混的各種原料按一定比例加入混料槽內(nèi)進(jìn)行攪拌混合。槽料一般經(jīng)過15min左右（與季節(jié)有關(guān)，夏季在10min以內(nèi)，冬季大約20min）的攪拌即可。物料混合均勻后，打開位于混料槽底部中心的排料門，物料被攪拌器攪拌刀頭連續(xù)不斷地排出混合機(jī)（排料時(shí)不能停車）。

圖1 混合機(jī)結(jié)構(gòu)

二、混合機(jī)排料門及問題分析

混合機(jī)的排料門是一個(gè)直徑為650mm的圓形門。它位于混料槽的槽底中心處（圖1），其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由位于混料槽底部一側(cè)的可旋轉(zhuǎn)的方箱形轉(zhuǎn)臂和位于箱形轉(zhuǎn)臂內(nèi)部的一套較為復(fù)雜的空間立體連桿機(jī)構(gòu)組成，驅(qū)動(dòng)元件是液壓缸。

排料門工作原理（圖2）：液壓泵電機(jī)啟動(dòng)，電磁換向閥線圈得電，驅(qū)動(dòng)液壓缸的活塞桿縮回，拉動(dòng)排料門下方的曲柄連桿機(jī)構(gòu)使排料門降落，當(dāng)排料門下降到混料槽槽底的下方后連桿碰觸轉(zhuǎn)臂限位，排料門停止下降，方箱形轉(zhuǎn)臂帶動(dòng)排料門在液壓缸活塞桿繼續(xù)縮回驅(qū)動(dòng)下共同向混料槽槽底的外側(cè)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)到槽底側(cè)面的開門極限位置時(shí)行程開關(guān)動(dòng)作，同時(shí)電磁換向閥線圈失電，液壓泵電機(jī)斷電，液壓缸停止動(dòng)作，開啟排料門的過程結(jié)束，此時(shí)料門處于全開狀態(tài)；反之，關(guān)閉排料門。

圖2 排料門工作原理示意圖

在排料門打開和關(guān)閉過程中，連桿、轉(zhuǎn)臂的動(dòng)作和液壓缸的活塞桿縮回或伸出通過機(jī)械限位裝置、行程限位開關(guān)及電磁換向閥配合實(shí)現(xiàn)。排料門液壓系統(tǒng)見圖3。

圖3 改造前排料門控制液壓系統(tǒng)

改造前，打開和關(guān)閉混合機(jī)排料門主要是通過電氣行程開關(guān)和可調(diào)機(jī)械限位裝置相配合，控制排料門的上升和降落及方箱形轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)。這種控制方式排料門處于全部打開狀態(tài)，按原來的設(shè)計(jì)要求必須在混合機(jī)的下面配置一個(gè)容量為混合機(jī)產(chǎn)量1.5倍的儲料倉。而實(shí)際情況是，混合機(jī)排出的料直接由下邊的膠帶輸送機(jī)輸送到下一道工序，由于膠帶輸送機(jī)輸送能力較小，所以需要將排料門適當(dāng)開的小些，以適應(yīng)混合機(jī)下邊膠帶輸送機(jī)的要求。為此試生產(chǎn)時(shí)，通過在控制電路中增加時(shí)間繼電器的方式，控制排料門開啟度大小。但在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，因連桿轉(zhuǎn)軸磨損或行程開關(guān)、可調(diào)機(jī)械限位裝置松動(dòng)或移位等原因，經(jīng)常造成排料門打開或關(guān)閉過程發(fā)生故障，而且還需打開混合機(jī)底部的排料漏斗，維修工鉆進(jìn)去才能進(jìn)行故障處理。漏斗空間又很狹小（僅能將就容納一個(gè)人），所以處理故障費(fèi)時(shí)費(fèi)力，十分不方便，影響生產(chǎn)。

三、改造措施

針對排料門無需全部大打開的實(shí)際情況，把原來復(fù)雜的連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和液壓缸拆除，只利用原排料門和方箱形轉(zhuǎn)臂，在排料門下方的方箱形轉(zhuǎn)臂底部的檢修蓋處安裝一個(gè)帶法蘭的小行程液壓缸，液壓缸活塞桿末端通過螺紋與排料門的轉(zhuǎn)軸套相連接，通過活塞桿的伸縮直接驅(qū)動(dòng)排料門上下動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)排料門的開關(guān)（圖 4）。

改造后，通過PLC時(shí)間繼電器調(diào)整液壓泵電機(jī)運(yùn)行時(shí)間，控制液壓缸活塞桿縮回驅(qū)動(dòng)排料門下降，并由此實(shí)現(xiàn)排料門開啟度大小控制。但是，由于排料門門蓋在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)要與混料槽一起轉(zhuǎn)動(dòng)，所以實(shí)現(xiàn)液壓缸活塞桿上升推動(dòng)排料門準(zhǔn)確到達(dá)關(guān)閉位置的控制較難。經(jīng)過仔細(xì)分析排料門的結(jié)構(gòu)，采取利用行程限位開關(guān)和柔軟的鋼絲繩配合實(shí)現(xiàn)關(guān)門控制。具體做法是，先把行程開關(guān)固定在排料門的座子上，細(xì)而柔軟的鋼絲繩一端栓在行程開關(guān)的碰頭上，另一端固定在排料門蓋轉(zhuǎn)軸套上。這樣，當(dāng)排料門被液壓缸活塞桿舉升到關(guān)閉位置時(shí)，固定于料門蓋轉(zhuǎn)軸套上的鋼絲繩拉動(dòng)下面的行程開關(guān)碰頭動(dòng)作，從而達(dá)到切斷液壓泵電機(jī)電源的目的。但實(shí)際使用中，鋼絲繩因排料門蓋轉(zhuǎn)軸套偶爾的輕微轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)常會造成排料門關(guān)閉不到位漏料或行程開關(guān)損壞等故障，而要處理這些故障必須打開下料漏斗，維修人員鉆進(jìn)漏斗內(nèi)才能處理，很不方便。

圖4 改造后排料門控制液壓系統(tǒng)

為了解決排料門關(guān)閉的控制難題，經(jīng)過調(diào)研，采用了一種可預(yù)先設(shè)定動(dòng)作壓力的電接點(diǎn)壓力表，這種電接點(diǎn)壓力表設(shè)有動(dòng)作壓力上限和下限，只需用螺絲刀調(diào)節(jié)表門中間的螺絲即可隨意調(diào)整壓力限值的大小，上下限值指針指示直觀明了，操作簡單快捷。排料門圓形門蓋和混料槽槽底的門孔之間有一圈楔形橡膠密封圈，通過壓力信號來實(shí)現(xiàn)料門關(guān)閉時(shí)的控制是可行的。在液壓缸下腔進(jìn)油管路上安裝了一塊量程0～25MPa的XY型電接點(diǎn)壓力表，進(jìn)行試驗(yàn)。通過現(xiàn)場多次調(diào)試，實(shí)踐證明電接點(diǎn)壓力表的壓力上限值設(shè)定為5MPa比較合適，即在關(guān)閉排料門過程中只要液壓缸下腔的油壓達(dá)到上限值5MPa時(shí)，液壓泵電機(jī)電源即自動(dòng)切斷，排料門關(guān)閉過程即結(jié)束。此時(shí)排料門正好關(guān)閉到位，排料門門蓋上的耐磨襯板恰與混料槽底部安裝的耐磨襯板平齊。這種控制方式不需要控制元件與被控對象（排料門蓋）直接接觸，電接點(diǎn)壓力表安裝在排料門液壓站上，所以適合遠(yuǎn)程控制，而且參數(shù)調(diào)整簡便，易于維護(hù)檢修。

經(jīng)過3年使用實(shí)踐證明，公司兩臺DE混合機(jī)排料門控制改造效果良好，滿足了實(shí)際生產(chǎn)需要。