例88:常用電氣符號
在電工、電氣行業,為了畫圖、看圖方便,大多電工、電氣元件均用標準符號顯示在電工、電氣的示意圖中,作為電工、電氣技師,自然應當熟悉、識別各種電氣元件的符號及圖形。表9-6列出了常用電工、電氣元件的圖形和文字符號。
例89:基本交流放大電路
圖9-84所示的是一種共發射極接法的基本交流放大電路,也稱為固定偏置放大電路。這是利用電晶體的放大作用,將微弱的電信號不失真地放大到所需數值,實現用較小能量去控制較大能量的功用。
①放大電路中的主要元件——電晶體T可以將輸入信號放大為輸入信號,起到控制功用。
②電源Ucc:一方面為放大電路提供能源,另一方面保證集電結處反向偏置,使電晶體起到放大作用。
③集電極負載電阻Rc:作用是將集電極電流的變化轉換成電壓的變化,實現電壓放大。
④基極電阻RB:作用是將放射結處於正向偏置,提供適當的基極電流IB。RB調定後,IB也隨著固定。
⑤耦合電容C1和C2:一方面可以隔斷放大電路與信號源和負載之間的通路,另一方面又起到交流耦合作用,保證交流信號暢通無阻地通過放大電路。
例90:異步電動機Y-△換接起動控制電路
異步電動機Y-△換接起動控制電路形式比較多,圖9-85所示的電路是其中的一種,其工作原理如下:
①起動時,合上三相電源開關QS,按下起動按鈕SB1,接觸器1KM線圈得電動作,1KM的常開輔助觸頭閉合自保,同時接觸器的主觸頭閉合。
②此時,由於接觸器2KM線圈迴路中的時間繼電器KT的常開延時閉合出點KT1未閉合,接觸器2KM線圈不能得電,則接觸器2KM的常閉觸點保持閉合,使時間繼電器KM線圈獲電開始延時,但時間繼電器KM的常閉延時開觸電KT2仍然閉合未打開。
③接觸器3KM線圈得電動作,接觸器3KM主觸頭閉合;由於接觸器1KM主觸頭與接觸器3KM主觸頭同時閉合,三相異步電動機接成「Y」形開始啟動。當時間繼電器KT延時一到,時間繼電器KT的常閉延時開觸點KT2打開,接觸器3KM線圈失電,接觸器3KM復原,接觸器3KM主觸頭斷開、接觸器3KM線圈常閉輔助觸頭恢復閉合。
④時間繼電器KT的常開延時閉觸點KT1閉合,使接觸器2KM線圈得電動作,接觸器2KM主觸頭閉合,三相異步電動機換成「△」形開始正常工作。
⑤接觸器2KM常開輔助觸頭閉合自保;接觸器2KM常閉輔助觸頭斷開,切除時間繼電器KT,並與接觸器3KM實現互鎖控制。啟動過程完成。
此控制電路的特點是:切換電路簡單;工作可靠。
例91:低壓斷路器
圖9-86所示低壓斷路器示意圖,是發電機的一種欠壓保護電路。當線路電壓低於規範值時,欠壓脫鉤器6因電磁吸力的不足,引起繼電器釋放,通過自有脫鉤機構使開關自動跳閘。為避免電網電壓瞬間波動產生誤動作,可採取延時控制(一般為1~3s)。
作為電氣技師,一是要看懂線路圖,做到正確接線、安插元器件;二是要適時正確維護;三是要迅速排除故障。若凸9-86所示低壓斷路器不能正常工作,應有針對性的查找原因,表9-7介紹了常見故障現象及其排除方法,僅供參考。
例92:交流接觸器的結構、線路圖
交流接觸器(圖9-87)是一種遙控電器,在工具機電器自動控制中常用來方便地接通和切斷交流電路。現有系列產品:CJ0、CJ10、CJ12、CJ20等。
其工作原理是:利用電器吸引力和彈簧的反作用力來驅動觸頭的閉合或斷開。
交流接觸器主要是由電磁系統、觸頭系統、滅弧裝置組成。
①電磁系統。包括線圈、動鐵芯和靜鐵芯。其功用是控制接頭的閉合或斷開。
②觸頭系統。直接實現交流電路的閉合或切斷。為確保觸頭的敏捷性,觸頭常用導電性好的純銅製成,由於銅表面易氧化生成不良導體氧化銅,故在觸頭的頂部鑲嵌銀塊。觸頭系統可分為主觸頭和輔助觸頭兩種,主觸頭用於主電路電流的通、斷控制,一般由三對動合觸頭組成;輔助觸頭用於小電流的通、斷控制,有動合、動斷兩種觸頭,體積較小。動合、動斷是指電磁系統未通電動作前觸頭的狀態。動合、動斷觸頭是一起動作的,當線圈通電時,動斷觸頭先斷開,動合觸頭隨即閉合;線圈斷電時,動合觸頭先恢復到斷開狀態,隨即動斷觸頭恢復到閉合狀態。
③滅弧裝置。交流接觸器在斷開大電流電路或高壓電路時,在動、靜觸頭之間會產生很大的電弧。電弧是觸頭間的氣體在強電場作用下產生的放電現象,會發光發熱,灼傷觸頭,並使切斷電路時間延長,甚至會引起事故,因此要使電弧迅速熄滅。在交流接觸器中常採用橋型觸頭或線接觸指型觸頭。
例93:常用液壓符號
液壓傳動因其平穩、可靠、敏捷等特性,已在工程機械中得到廣泛應用。作為液壓工程師要勝任安裝、維修工作,首先應正確識讀液壓工程圖。而液壓工程圖是採用液壓部件的規定符號,以示意圖的形式表示的,因此,液壓工程技師應當熟悉各種液壓部件的圖形符號。表9-8列出了常用液壓部件的圖形符號。
例94:液壓油冷卻迴路圖的識讀
液壓傳動系統以油液作為傳遞能量的工作介質,而油液的工作溫度應控制在適宜範圍內,一般為30~60℃。因此,要保證系統中的油液有足夠的循環冷卻條件。圖9-88所示液壓油冷迴路較常見。從圖中可以看出,液壓泵1(單向定量泵)與驅動液壓缸的液壓泵2(由發動機驅動)裝在一起,泵油流經二位四通閥4驅動單向定量馬達3,帶動風扇旋轉,給冷卻器強制散熱。定壓閥5為溢流閥。馬達回油直接流回油箱。此液壓油冷卻迴路是開式定量泵迴路。
例95:TY320推土機液壓系統圖
從圖9-89所示TY320推土機液壓系統圖中,可以看出,液壓系統大致可分為四大部分:液壓動力元件(液壓泵);液壓控制元件(液壓閥);執行元件(液壓缸);輔助元件(油箱、油管、過濾器等)。
液壓動力元件為液壓泵2,是CBG2160型齒輪泵,系統壓力為14MPa,流量為320L/min,液壓泵2由柴油機1(12V135AK型,254kW,2000r/min)帶動的分動箱驅動。
執行元件有:鏟刀升降液壓缸15、鏟刀垂直傾斜液壓缸17、鬆土器升降液壓缸16.
控制元件有:鏟刀升降操縱閥12、鏟刀垂直傾斜操縱閥14、鬆土器升降操縱閥13.操縱閥詮釋滑閥式結構。閥12是四位五通手動換向閥。對閥12實施操縱,可使鏟刀進行上升、固定、下降、浮動四種動作。浮動位置可使鏟刀自由支地,隨地形不同而浮動。這時,液壓缸兩腔與進、回油路都連通。
溢流閥3用於限制液壓泵2的出口最大壓力,以防止液壓系統過載,當油壓超過額定壓力(14MPa)時,溢流閥3打開,壓力油自動卸載回油箱。
當鏟刀或鬆土齒下降時,在鏟刀或鬆土齒自重作用下,下降速度加快,可能引起供油不足形成液壓缸進油腔局部真空,發生氣蝕現象。因此,圖中設置為在進油腔壓力下降時,讓壓力差打開單向補油閥4及6,從油箱補郵至液壓缸進油腔,來避免真空,也使液壓缸能平穩動作。
止回閥5和7保證在任意工況下,壓力油不倒流,避免作業時意外重力下降。
當鬆土齒處於固定位置作業時,由於突然過載,會使液壓缸內油量驟增,造成液壓缸超載,故裝設了過載閥8,這樣,當過載時(超過16MPa),過載閥8自動開啟,讓油液卸載,避免液壓元件的意外損壞。
過濾器安全閥11(溢流閥)與精過濾器10並聯,當油中雜質堵塞精過濾器時,回油壓力增高,閥11開啟,油液流回油箱。
粗過濾器18與精過濾器10的作用都是濾去雜質,保持油液清潔,確保液壓系統正常工作。一般,粗過濾器安裝在液壓 泵的吸油管上,以減少吸油阻力;精過濾器安裝在回油管上,使過濾器不受高壓侵害。
液壓油箱9起儲油、散熱作用。液壓油箱容積要適當(考慮散熱),一般取2~4倍的液壓泵每分鐘流量。
例96:T140-1型推土機液壓轉向系統圖
液壓轉向機構因其獨特的平穩性、柔和性、調速性以及過載保護性等,已在工程機械領域廣泛替代了機械轉向機構和電力轉向機構,幾乎到了「無液不成機」的趨勢。
圖9-90所示為T140-1型推土機液壓轉向系統。其工作原理是:由發動機通過分動箱2驅動CBS32A轉向泵,使油液產生油壓,推動轉向離合器12和14進行往復運動,再配合控制閥起動閥杆15和16往復運動,帶動機械實現左右轉向。為保證系統的正常運行,設置了機油散熱器1;為防止過載引起的損害,設置了溢流閥3;設置了粗過濾器10和精過濾器8實施兩級過濾;另外,還對運動環節實施強制潤滑等。
作為液壓工程技師,熟悉液壓系統的結構,明確維護保養的重點部位實有必要。常見的故障有:左右轉向不靈;轉向制動失靈;補鞥呢停車。排除方法見表9-9。
例97:變量泵調速迴路
工程機械一般都要求調速,而液壓系統的特色是:能在原動機轉速不變的情況下,方便地實現大範圍的無級變速。調速方法有節流調速、容積調速、容積-節流調速三種。而前兩種應用較廣。圖9-91所示變量泵調速迴路是典型的容積調速機構,這是利用改變變量泵的排量來達到調速的目的。圖9-91(a)是變量泵和液壓缸組成的調速迴路,圖9-91(b)是變量泵和液壓馬達組成的調速迴路。
圖9-91(b)中,泵的吸油口和執行元件的回油箱直接相連,油液不經郵箱而直接在系統內循環,稱為閉式迴路。圖9-91(a)則為開式迴路。
閉式迴路的優點是省去了一個容量很大的油箱,並且由於油液基本上在系統內部循環,可以基本避免因空氣深入而引起的一系列問題。實際上,由於泵和馬達的外洩露等原因,閉式迴路還需要適時對系統補油。補油泵10即擔當此任。溢流閥5是配合變量泵1而設的,其壓力可以調得很低,保證變量泵1的吸油口有一定的壓力並將多餘油液溢流回油箱。
例98:D355A推土機工作裝置液壓系統圖
日本小松D355A推土機因其性價比高而在工程機械行業被廣泛採用。其液壓系統圖見圖9-92.推土機鏟刀升降高度超過2m,由於設置了快落閥19(由滑閥、單向閥、節流孔等組成),當鏟刀下降時,因壓力差使滑閥移動,打開單向閥,小腔裡的油回流到大腔,增大了流量,使下降速度加快;溢流節流閥20裝置在鏟刀垂直傾斜操縱閥14的進油管上,能自動調節液壓缸進油流量;通過鬆土器傾斜液壓缸21,可以隨時微量調整鬆土角度,以提高作業效率。當配備單齒鬆土器時,鬆土齒杆高度的調整也可以通過液壓操縱來實現(通過齒杆和齒架固定銷上裝設的閉鎖液壓缸22來實現)。
例99:反應釜支架
化工機械圖樣可分為化工機械圖和化工設備圖兩種。化工機械(通常稱為動設備)主要指壓縮機、離心機、鼓風機、泵和攪拌器等機器,這與常規機械的表達方法基本一致,只是有化工防腐諸方面的要求。化工設備(通常稱為靜設備)是指反應罐(釜)、反應塔、換熱器、儲罐(槽)等,其特點是薄壁容器,殼體總體尺寸與壁厚尺寸相差懸殊,在耐壓、耐高溫、耐蝕、放洩露等方面有一定的要求。
圖9-93所示的反應釜支架是化工設備上的常見固定組件,一般要根據圖紙選材下料、彎板、焊接製成。根據圖9-93中零件序號和明細表可辨明三塊鋼板的形狀和尺寸要求。三塊鋼板的連接方式均為焊接連接。
例100:浮頭式冷卻器F=17㎡管箱部件圖
浮頭式冷卻器是化工廠常見的一種冷卻器,因其中的管板一端固定,另一端可在管殼內按熱脹冷縮原理自由浮動而得名。
當熱油進入冷卻器,可與冷卻水管大面積接觸,進行熱交換,達到冷卻。設備主體結構為圓筒形,左、右兩端是兩個橢球形封口。
化工機械圖的表達特點是:為清楚顯示細部結構,壁厚等尺寸可以不按比例畫出;一些規格尺寸應在明細表中註明;管殼常採用焊接工藝製成,一般多採用1:5等縮小比例畫出