钢丝绳淋油装置的改造设计及故障分析

穆亚娟 MU Ya-juan

（陕西省机械研究院，咸阳 712000）

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

钢丝绳淋油装置的改造设计及故障分析

穆亚娟 MU Ya-juan

（陕西省机械研究院，咸阳 712000）

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

本文主要分析了钢丝绳除油装置设计技术难点、创新点以及电气原理图设计，最后分析总结了常见故障的分析及解决方法。

温控仪；固态继电器；吹油套；电加热管

1 钢丝绳除油装置设计思路

目前钢丝绳市场需求量较大，特别应用在石油、煤炭、港口装卸和工程建设等领域。在现如今的大需求量时代，如何提高生产效率，增加企业的利润将是我们首要考虑的问题。在产品的生产过程中，如何减少生产成本，降低生产过程中的资源浪费，也是我们首要考虑的问题。在生产和加工钢丝绳的过程中，淋油结束后绳上残留大量的酯类油，使用卷绳机时，把残留的油连同钢丝绳也进行循环缠绕，使得最终卷绳的油量增大，不仅浪费了原油，而且使钢丝绳圈的体积增大、重量增加，大大降低了工人运输的效率，减少了企业的利润。钢丝绳除油装置的改造设计大大降低了钢丝绳在制造过程中原油的浪费。

钢丝绳除油装置改造设计的总体思路是通过一次加装储油槽和加热装置，二次通过加装吹油套结构，进而减少钢丝绳在淋油结束时残油的附着，从而减少原油的浪费，减少成本，增大效益。加设防护罩的目的是通过提高罩内温度，使得整体钢丝绳上的原油温度升高，在吹油过程中更加容易进行，最终减少钢丝绳上的油渍。电气部分的设计思路，主要依据温控仪和继电器控制原理，把防护罩温度控制在一定范围之内。通过温度传感器对罩内的温度进行采样、即时监控，控制电路即时工作。达到设定值后，控制电路停止工作。当温度超过设定的超限报警温度点时，启动超限报警功能。

该钢丝绳除油装置的设计，从效率和性能上解决了目前生产钢丝绳工作带来的成本浪费，大幅度降低制造成本、提高工作效率。

2 淋油装置改造设计的技术难点和创新点

技术难点：

①如何控制油槽内的温度。主要是通过热电偶、铂电阻等温度传感装置，把温度信号变换成电信号，温控仪接收此信号后开始控制固态继电器，使得加热设备工作（或停止）。

②如何使钢绳上80%的油融化。利用气体工作原理，通过计算气体流量、气压大小和流速，最终调节气体气压的大小进一步减少原油的附着。

③防护罩设计。如何确定罩内空间的大小，计算平面和立体尺寸等。

外形图如图1所示。

创新点：

①利用温控仪进行温度控制，使得槽内的温度处于恒温状态，以便保持槽内油一直处于融化状态。

②吹油套的设计：在进行吹油过程中，进行气动压力的换算，吹油位置的准确定位。

③防护罩的设计：设计时计算防护罩的尺寸，防止进行碰撞。采用多厚的铁板才能有效的防止工人操作烫伤。

④电加热管的设计：电热管发热量的计算。发热量与电压平方成正比，与电流平方成正比。电压变为原来的1/2时，发热量变为1/4、电流变为原来的1/2时，发热量也变为1/4。在进行除油装置的设计时，应考虑元件从环境温度升至试验温度时间应不大于15min，这样以便节省时间。

3 电气原理图设计及元件选用分析

原理图如图2、图3所示。

①固态继电器的选用：由于我们使用的是温度控制，因此在选用元件时考虑到温度不能超过该仪器正常的使用范围。而日常使用的固态继电器是由微电子电路，分立电子器件，电力电子功率器件组成的无触点开关，它在实际使用时实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器的输入端用微小的控制信号，达到直接驱动大电流负载。在我们设计时，充分考虑了固态继电器的这一优点，合理的进行了选择。在选用时考虑继电器的输入输出信号，输入电压范围，输入电流、接通电压、能够承受的最大负载工作电压、以及最大输出电压。在规定的环境温度下，施加在输入端，使输出端维持“导通”状态的电压范围。

一般情况下直流输入有：3-32VDC恒流输入型和3-14VDC、10-40VDC阻性输入型。交流输入有：90-280VAC输入型。输入电压的下限即为所谓的保证接通电压，输入电压的上限即所谓的反极性电压（仅适用于直流输入）。在实际应用中，我们必须根据不同的负载类型选择固态继电器的各个技术参数，必须知道该负载是阻性负载，还是感性负载，或者是容性负载。在启动时这三种负载的瞬时电流比较大，即使是阻性负载，也具有正温度的系数，冷态时的电阻值较小，也具有较大的启动电流。例如，电炉刚接通时电流为稳定时的1.3-1.4倍。白炽灯接通时电流为稳态10倍。有些金属卤化物灯不但开启时间长达10分钟，而且有高达100倍稳态时的脉冲电流。在我们选用额定电流时一般负载电流等于额定电流的一半以内。如果继电器触点工作较为频繁，要求可靠性较高，则在额定值的基础上乘以0.6。

②温控仪的分析：

在实际设计时，考虑到温度控制范围，以及连接方式，本除油装置采用波特温控仪BT108系列，内置多种常用线性、非线性输入规格，可在线任意选择；完善的自整定、自适应功能，减轻调试工作量；支持外部给定，可构成串级、比值控制系统；支持RS232、RS485通信，可直接驱动微型打印机打印记录数据；两级菜单配置，四级操作权限，充分保障系统安全。广泛用于温度、湿度、压力、液位、流量等物理量的精确测量、控制和变送。选用时考虑到主要的技术指标有电源电压的输入范围、测量测度以及主要输出和辅助输出的模式、输出点数的选择。

4 常见故障的分析及解决方法

4.1 加热管使用时间过长会导致烧坏保险丝 主要产生的原因为选用保险丝时，直径偏小，导致容量不足，电阻丝烧坏引起短路。常用的电加热管主要由金属管螺旋状电阻丝及结晶氧化镁粉等组成的，一般在不锈钢无缝管内均匀分布着高温电阻丝，有的在空隙部分填入导热性能和绝缘性能均良好的结晶氧化镁粉，不但热效率高，而且结构先进，在使用过程中发热均匀。而我们采用的电加热管，当电阻丝中有电流通过时，产生的热通过氧化镁粉向金属管表面扩散，再传递到被加热件或空气中去，达到加热的目的。这种现象出现，我们要及时的更换电加热管，以防加热管漏电对人身造成触电伤害。

4.2 加热管会长时间不发热 出现这类问题的主要原因是电源不正常工作，保险丝熔断或者是电源插座接触不良，控制温控器的触点接触不良或者烧熔脱开。在处理时应尽快的更换合适功率的电加热管，并且这种情况在加热过程中最容易出现，长时间的油污导致加热器外部周围的油污增多，会大大降低热传递速度。有时会出现人为的使用错误，导致没有发热，比如，连接错误，放置位置有误等等。所以，操作工要了解和学习有关的使用常识，以防在使用过程中造成不必要的错误。

4.3 加热时间的快慢不一致 这样会降低酯类油融化的时间。把不同的电加热管放置同一环境下工作，由于电加热管先是局部受热，根据被加热液体的能量传导才使周围液体的温度随之升高，所以，必然会产生时间差，解决的办法是加快酯类油在槽内的流动。最终使得油的温度能以最快的速度融化，使储油槽内的整体温度升高，加快钢丝绳上酯类油的融化。

综上所述，钢丝绳除油装置的设计在实际应用中得到了广泛应用，大大减小了酯类油的浪费和成本的损失。而在实际使用时由于各种原因还存在问题和故障，我们会依据装置的特点，在以后设计中，全面的进行改进设计，使得该除油装置广泛应用在钢丝绳的生产单位。

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穆亚娟（1989-），女，陕西咸阳人，助理工程师，研究方向为机械电子、微电子设备的设计和维修。

TE933

A

1006-4311（2014）13-0020-02