时间继电器在机床电路中的节电应用

作者； 樊献民2005.年5月

摘要:国内目前机械行业的金加工机床类设备中如：冲床、剪钣机、折弯机、液压机等，它属于主机先开启后，方可进入作业操作的机床设备，其操作控制指令通常使用双手操作按钮控制或脚踏开关操作控制。这种机床在实际生产过程中，经常因操作工人和实际生产过程的各种因素，造成长时间机床空运转的状况。据观察每个班次总有多次十至二十分钟时间在空运转，使机械无畏磨损，噪声污染，电能浪费。启于这种情况，本人设想在原设备的电气控制系统电路中加装一个时间继电器，并且，还要保持原有的操作功能和原有的设备安全运行保证，使机床设备在无人操作控制时机床按设想规定的时间到达后，安全自动停机。那么，这一设想我们首先考理到的是时间继电器，那么，在那么多各式各样功能、型号的时间继电器中，哪种时间继电器中能胜任这项任务，为生产和节约作出可靠安全的保证呢？

关键词： 机床 时间继电器 自动停机 节电

引子：　据本人多年对机械行业的金加工机床类设备，如：冲床（也称压力机）、剪钣机、拆弯机、液压机等接触和了解，它的工作运行程序为：主机先开启，如主轴、飞轮或主油泵，然后再进入加工作业操作，其操作指令通常用于双手操作按钮控制或脚踏开关操作以送出指令。这种类型的机床在实际生产过程中，根据观察、分析和了解，在正常生产工作的过程中机床每班次累计的空运转时间过长。原因是操作工人在领料、送料，或是在取上道工序的加工工件时，不能论是主观思想还是工作习惯，从不关停机床。不管是教育也好，还是批评也好，甚至罚款，也没能改变现状。按操作工人的说法是：我去取点材料、或是去办点什么事，马上就回来。停机、开机烦不烦。就因为这种客观存在的思想观念在生产过程中，造成了噪声污染，电能浪费，机械无畏的磨损。据观察、测试、分析。比如本单位，就该类机床，平均每台每班次空运转时间累计多超过1小时。据现场检测一台压力机容量7.5KW的电动机在空机运行中为3.3KW左右, 电动机容量为11KW的在空机运行中为4.5KW左右，电动机容量18.5KW的在空机运行中为7KW 左右；一台液压机电机容量为22KW的空机运行中为9.5 KW左右。由此可见，如能设法节约这些空机运行时的电能，年累计数字可大了。为此，本人设想，如果操作工人离开机床设备或没给出操作指令信号有一段时间，机床即可按设定时间自动安全停机。这一设想首先想到的当然是时间继电器。

正文：但是，不管我们选用那一种功能的时间继电器，我们对设备的电气控制必须要保持原有的安全操作功能，我们知道时间继电器的功能也很多，有通电延时，断电延时，断开延时，往复循环定时等等。那么，我们选用JA21－125A压力机的控制电路为例，来分析一下它的电气控制原理电路图中能否加装时间继电器以达到本案的目的。请见图一；这是JA21-125A压力机的电气控制原理图， [125吨以下的压力机电气控制部分基本是一样的35吨以下的一般不用牵引电磁铁，直接用脚踏连杆控制操作档杆。165吨以上操作步序也是一样的，只是启动主机用星三角降压起动电路，这和本案应该没关系]。它的工作原理是；合上总电源开关，打开急停按钮，选择行程规范，双手或脚踏开关，单次或连续，我们用脚踏单次作本案分析。按下SB3启动按钮即可启动主电机，电机启动后至正常运转，即可进入作业操作，踩下脚踏开关，使KT1时间继电器通电，中间继电器KA1吸合，牵引电磁铁YA得电工作，打开机械转动档杆，使冲床的冲头向下工作。KT1专用时间继电器（1-2秒）延时断开触点断开中间继电器KA1失电，牵引电磁铁YA也失电，弹簧将档杆拉回原位，使冲头仍然停止在原来位置。但是，为了调试和维修方便，特设计在不开主机的情况下，牵引电磁铁也能动作，只是在打开档杆，冲头因主机没工作故不动作。通过了解与分析，通电延时继电器我认为不适合理想完成本案的任务。那么，我们选用一个ST3PF-2/AC220/10M的断电延时继电器加装在图一的100吨压力机电路中。请见图二；这是ST3PF-2断电延时继电器功能接线图：线圈2-7通电， 1-3或6-8延时断开触点闭合，线圈2-7断电，计时开始。延时设定时间到达1-3或6-8断开。我们将这个ST3PF-2断电延时继电器加装在原设计图一的电路中。来看一下操作步序，见图三：（虚线部分属于加装或改动的线接头）,通过图三与图一比较，我们不难看出它是在SB3的启动按钮上加装了一个动合触点，使KT2的7号线点在按下SB3主机启动按钮KM1得电工作的同时也得电，延时断开触点6-8闭合，KM1自保触点首先闭合。当手松开SB3启动按钮时，线5与继电器7号线点因SB3复位而断开，KT2失电，断电延时计时开始，在设定时间内KT2如能因KA1动作，给线5与继电器7号线点有闭合动作得电，再失电时，计时复零，又重新开始计时。KA1得电，信号来源于KT1时间继电器， KT1的动作信号是脚踏开关给出的。如果在设定时间内KT2没得电，那么，延时断开触点6-8断开，使主机接触器KM1失电，切断主机电源，实现了自动停机。其操作步序与原来的操作没有异样。

我们再用一个断开延时时间继电器，按它的工作原理更能适合本案要求。请看图四：这是ST3PK断开延时继电器的功能接线图：它的工作原理，1—7或2—7通电（见电压等级接入）,时间继电器进入预备状态，3—4控制信号动合触头动作、时间继电器进入工作、延时断开触点6—8闭合；3－4信号触点断开，时间继电器开始计时，当设定时间到达，延时闭合触点5—8闭合、断开触点6—8断开。如果在设定时间内3—4触头有闭合信号给出，延时计时又从0开始。只要在设定时间内有3—4触点动作信号，延时断开触点6—8永远闭合。直到3－4触点不动作，设定时间达到，延时断开触点6－8断开。按ST3PK的工作原理，我选择了一个时间为10M，AC220V的时间继电器，加装到JA21－125A压力机的控制电路中实现设计目的。见图五；我们可以看出图五也是在图一原来的SB3启动按钮上加装了一个动合触头，为启动主机的瞬间同时完成KT2时间继电器3—4计时复零信号的给定，使计时开始。再是原主机接触器的自保持线接点，在图五中接入到KT2时间继电器6—8点。在主机启动按钮按下的同时，KM1和KT2同时得电，SB3的另一个加装的动合触点接KT2的3－4信号闭合，延时断开触点6－8闭合，KM1自保操作工人放开启动按钮时候KT2开始计时，只要在设定自动停机的时间内，KT2能得到3—4动作的闭合信号，KT2就计时复零，时间又从零开始，就这样直到3－4没动作信号，设定时间到达KT2时间继电器6－8延时断开触点断开，使主机接触器KM1失电，切断主机电源使主机自动停机。其操作步序与原来操作也一样。就本人将这二种功能的对时间继电器加装在本单位的多台压力机的电气控制电路中后，在长期的实际应用过程中已获得满意的效果，首先是受到了操作工人的操作使用认可和单位领导的加奖。经实地检测一台压力机电机容量7.5KW的电动机在空机运行中为3.3KW左右,11KW的为4.5KW左右，18.5KW的为7KW左右，按本公司两班制工作制，每天算两小时，全年按300天计算分别为；2×300×3.3＝1980度 2×300×4.5＝2700度 2×300×7＝4200度。

结论：时间继电器的节电技术应用，投入少，安装方便，简易，实际使用效果好，节约电能的潜力大，意义深。而且，大大改善了环境与生产的负面影响。应该大力推广应用，为当今的制造业的节电应用作出贡献。同样，将这种时间继电器应用到剪钣机，折弯机，液压机等类似的机床设备中，也能得到满意的效果。

2005年5月

参考文献：

《时间继电器说明书》

李立群　《电力系统继电保护设计》 水利电力出版社 1993

刘玉敏　《时间继电器》 机械工业出版社 2005

连赛英　《机床电气控制技术》 　机械工业出版社 1996

王炳富　《机床电气控制技术》 　 机械工业出版社 1999