從高速絡(luò)筒機(jī)的電氣改造談復(fù)雜設(shè)備維修

陳 康

(金富春集團(tuán)有限公司，浙江 富陽 311418)

從高速絡(luò)筒機(jī)的電氣改造談復(fù)雜設(shè)備維修

陳 康

(金富春集團(tuán)有限公司，浙江 富陽 311418)

高速絡(luò)筒機(jī)是紡織織造中重要的卷繞設(shè)備，其卷繞筒子的質(zhì)量直接影響后道加工生產(chǎn)，并最終影響織造面料的質(zhì)量，而卷取張力穩(wěn)定性更是卷取筒子成形質(zhì)量的關(guān)鍵因素。通過對高速絡(luò)筒機(jī)的電氣改造，形成卷取轉(zhuǎn)速、卷取張力及筒子成形時間的關(guān)聯(lián)優(yōu)化控制，從而達(dá)到優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提升產(chǎn)品質(zhì)量和性價比的目的。

高速絡(luò)筒機(jī)；電氣改造；設(shè)備維修

目前，在絲綢行業(yè)中，先進(jìn)的機(jī)電一體化生產(chǎn)設(shè)備被廣泛采用。因此，絲綢生產(chǎn)設(shè)備的電氣故障出現(xiàn)的范圍很廣，涉及電氣控制的各部分，并且故障出現(xiàn)得比較頻繁和多樣化。作為設(shè)備管理人員，在遇到故障時，不僅要迅速查明故障原因及時進(jìn)行修復(fù)外，還要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的合理改造。特別對于有些進(jìn)口設(shè)備，發(fā)生電器故障時，由于缺少或者無法采購相關(guān)電器元件，或工作環(huán)境不符合進(jìn)口電氣設(shè)備的工藝要求時，為了盡快恢復(fù)生產(chǎn)，應(yīng)對電氣設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)改造，使其具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、維護(hù)省時省力、適用多種生產(chǎn)工藝的要求，這樣機(jī)器設(shè)備才能正常發(fā)揮生產(chǎn)作用。

筆者結(jié)合實(shí)際工作對意大利MENEGATTO(曼尼加)HPBBVT48高速絡(luò)筒機(jī)電器的現(xiàn)狀進(jìn)行分析。MENEGATTO HP BBVT48高速絡(luò)筒機(jī)進(jìn)口于20世紀(jì)90年代，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)控制復(fù)雜，電子元件的可靠性較差。主要配件在國內(nèi)基本采購不到，購買進(jìn)口的價格又高，時間也很長，往往影響正常生產(chǎn)。在滿足生產(chǎn)工藝條件下，筆者結(jié)合實(shí)際工作對該設(shè)備的控制電路進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母脑?，使其適應(yīng)企業(yè)目前生產(chǎn)的需要。

1 電氣設(shè)計要求

控制電路應(yīng)簡單、可靠、造價低，安全性高。在保證控制功能要求的前提下，按工藝要求設(shè)備筒子轉(zhuǎn)速18 000 r/min，張力6～7 cN，1 h完成筒子成形。成形控制電路應(yīng)力求簡單、造價低，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)的或經(jīng)過實(shí)際考驗(yàn)的線路。

1.1 連接線的數(shù)量和長度要求

設(shè)計控制線路時，應(yīng)考慮到各個單元之間的連接線，特別要注意電氣控制柜、操作臺和限位開關(guān)之間連接線，盡量減少連接線數(shù)量，縮短連接線長度。

1.2 減少電器元件的種類和數(shù)量

設(shè)計電路時，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件或盡可能選用相同型號的元器件，由此減少電器元件的種類和數(shù)量。

1.3 力求電路簡化，可靠性高

電路設(shè)計應(yīng)最大限度地滿足生產(chǎn)設(shè)備加工工藝的要求，簡化電路，減少電器的觸頭，提高可靠性。

1.4 減少電路的空轉(zhuǎn)耗電

控制線路在工作時，除必要的電氣通電外，其余的盡量切斷電源，以節(jié)約電能。

1.5 提高安全性

電路的控制電路采用安全電壓，根據(jù)國際電工委員會的規(guī)定，電壓為24 V，采用可靠的接地和接零，配備了相應(yīng)的空氣開關(guān)和熔斷器，用可靠的絕緣體。

1.6 控制電路應(yīng)方便于操作和維修

控制機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)簡單和有效，能迅速快捷地由一種形式轉(zhuǎn)換到另一種形式，同時能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)控制和實(shí)現(xiàn)自動轉(zhuǎn)換程序，減少人工操作。電子控制設(shè)備力求維修方便，使用安全，并應(yīng)有隔離電器，以免帶電檢修。

2 高速絡(luò)筒機(jī)電氣的工作原理

控制要求電機(jī)M1、電機(jī)M2同時工作，M1要求正、反轉(zhuǎn)，M2可調(diào)速。

停車，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求M2先停，時間繼電器TM2動作，M1轉(zhuǎn)動8 s，M1停。使筒子保持上下均勻，不會出現(xiàn)凹凸現(xiàn)象。

M1電機(jī)帶動鏈條齒輪走40 cm，停后返回轉(zhuǎn)40 cm折反，反復(fù)運(yùn)作。在M1電機(jī)走向兩端安裝保護(hù)行程開關(guān)，以保證不超過行程控制點(diǎn)，確保機(jī)電設(shè)備安全。M1電機(jī)由剎車盤急剎，由VC1提供直流電源。

由接近傳感器SQ1、SQ2作為控制M1電機(jī)換向的感應(yīng)信號，當(dāng)電機(jī)帶動鏈條齒輪走到SQ1接近傳感器時，傳感器受到感應(yīng)并發(fā)生信號→中間繼電器KA1得電→接觸器KM1失電、KM2得電→電機(jī)M1反轉(zhuǎn)→鏈條齒輪走動→接近SQ2傳感器感應(yīng)并發(fā)出信號→中間繼電器KA1失電→KM1得電、KM2失電→電機(jī)M1正轉(zhuǎn)，不斷反復(fù)。

M2電機(jī)由變頻器來控制轉(zhuǎn)速。在1 h生產(chǎn)過程中筒子慢慢增大。設(shè)置可令變頻拖動的M2電機(jī)轉(zhuǎn)速慢慢下降，與筒子成形大小成反比。使其線速和張力穩(wěn)定、筒子均勻，從而滿足工藝要求。

在頻繁啟動的KM1與KM2之間設(shè)電氣連鎖，保證機(jī)器的安全可靠。

3 電器元件

由于電器元件的選用直接關(guān)系到電氣設(shè)備的使用壽命和可靠性。因此，嚴(yán)格按照下列原則選擇主要電器元件。相關(guān)器件運(yùn)行測試結(jié)果見表1。

3.1 接觸器

接觸器類型的選用：根據(jù)被控制電動機(jī)的類型；

表1 電器元件分析Tab.1 Analysis of electrical components

接觸器觸頭額定電壓的選用：接觸器主觸頭的額定電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載回路的額定電壓；

接觸器主觸頭額定電流的選用：根據(jù)控制電動機(jī)的最大功率運(yùn)行電流進(jìn)行選擇；

接觸器吸引線圈的電壓選擇：一般情況下，接觸器吸引線圈的電壓應(yīng)等于控制回路電源電壓；

接觸器觸頭的數(shù)量、種類應(yīng)滿足控制線路的要求，如果接觸器使用在頻繁起動、制動、電機(jī)換向的場合時，應(yīng)選用大一個等級的交流接觸器。

根據(jù)以上選用原則，選用了施耐德LD1-D0901-24 V接觸器。

3.2 接近傳感器

選用歐姆龍M18-AZ3X和M18-AR3X，電壓20～250 V，電流3～400 A。該電器具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠性高，可以非接觸測量而檢修方便的優(yōu)點(diǎn)。

3.3 時間繼電器

選用上海施耐德LA3DR2型時間繼電器，為M1提供延時功能。

3.4 電 機(jī)

電機(jī)M1為三相帶剎車盤裝置的交流0.55 kW電機(jī)，轉(zhuǎn)速為900 r/min；M2為交流三相2.2 kW電機(jī)，轉(zhuǎn)速為990 r/min。

3.5 變頻器

選用三墾變頻器(2.2kW)，可以根據(jù)生產(chǎn)工藝要求來設(shè)置、調(diào)整變頻調(diào)速的控制過程和參數(shù)。

3.6 繼電器

選用LY4J-5A小型繼電器。

3.7 軸流風(fēng)機(jī)

選用113-FDZYAC220 V。

3.8 控制變壓器

控制變壓器一、二次電壓應(yīng)符合交流電源電壓、控制電路和輔助電路電壓的要求，保證接在變壓器兩側(cè)的交流電磁器起動時可靠地吸合，電路正常運(yùn)行時變壓器的溫升不應(yīng)超過允許值。

根據(jù)以上原則，控制變壓器選BK100，為整個電氣設(shè)備提供安全電壓24 V控制電源。

3.9 限位行程開關(guān)

限位行程開關(guān)，為控制器失效提供保護(hù)。

3.10 熱繼電器

熱繼電器的額定電壓應(yīng)大于或等于電動機(jī)額定電壓；熱繼電器的額定電流應(yīng)大于或等于電動機(jī)的額定電流；在結(jié)構(gòu)形式上，一般都選三相結(jié)構(gòu)；對于三角形聯(lián)結(jié)的電動機(jī)，可選擇帶斷相保護(hù)裝置的熱繼電器。

3.11 空氣開關(guān)

為電氣設(shè)備提供電路通斷開關(guān)和過載保護(hù)。

4 調(diào)試試驗(yàn)

4.1 試驗(yàn)材料和儀器

試驗(yàn)品種：23.3 dex×3桑蠶絲(湖北金羅春絲綢有限公司)，捻度15 捻/10cm，張力6～7 cN，錠速5 508 r/min。

儀器：SFY-13型單絲張力儀(上海第十二絲織廠)，F(xiàn)Y-2微電腦光測速儀(海寧飛穎光源電器有限公司)。

4.2 試驗(yàn)方法

張力測定方法：利用SFY-13型單絲張力儀每隔10 min對機(jī)上絲線進(jìn)行張力測定，取平均值。

轉(zhuǎn)速測定方法：利用FY-2微電腦光測速儀頻閃閃光燈的頻閃光源測速，在機(jī)臺正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，每隔10 min，每次對機(jī)臺48個筒子均勻間隔取6個點(diǎn)進(jìn)行測速，取平均值。

4.3 結(jié)果與分析

卷取筒子轉(zhuǎn)速與時間和張力的關(guān)系見圖1和圖2。

圖1 時間與卷取筒子轉(zhuǎn)速關(guān)系Fig.1 Relationship of time and winding bobbin speed

圖2 張力與卷取筒子轉(zhuǎn)速關(guān)系Fig.2 Relationship of tension winding bobbin speed

在生產(chǎn)測試過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)張力小于6 cN時，筒子成形偏軟，引起綢面出現(xiàn)坍緯、縮緯等病疵，見圖3；當(dāng)張力大于7 cN時，筒子成形偏硬，引起綢面出現(xiàn)斷頭病疵、停車檔等病疵，見圖4；當(dāng)張力在6～7 cN時，筒子成形較好，綢面不易出現(xiàn)坍緯、縮緯及斷頭等病疵，見圖5。

圖3 坍緯、縮緯病疵Fig.3 Defect of fall weft and shrink weft

圖4 斷頭病疵Fig.4 Defect of broken ends

圖5 正常面料Fig.5 Normal fabric

4.4 把握關(guān)鍵環(huán)節(jié)與工藝要點(diǎn)

生產(chǎn)過程中，如果卷取筒子轉(zhuǎn)速恒定，則隨著卷取筒子的容絲量增加(絲層增厚)，卷取張力將隨之增大，為此，調(diào)試過程中通過同步降低卷取轉(zhuǎn)速來減小卷取張力的變大。由圖1和圖2可以看出，在卷取時間內(nèi)，隨著時間的增加，卷取轉(zhuǎn)速從18 000 r/min均勻降低到16 020 r/min，致使卷取筒子張力被有效控制在6～7 cN，從而達(dá)到加工工藝的設(shè)計要求。

4.5 團(tuán)隊協(xié)作、排除疑難

在生產(chǎn)調(diào)試過程中，針對出現(xiàn)的時間計定不合理、轉(zhuǎn)向時間過長，與機(jī)械設(shè)備配套不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致筒子出現(xiàn)斷絲及成形不勻等現(xiàn)象，組織了機(jī)械工程師、技術(shù)員、車間工藝員等生產(chǎn)技術(shù)骨干，發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊精神、協(xié)作攻關(guān)，使電器的設(shè)置整定和導(dǎo)絲定位活動部件都精心微調(diào)到最佳運(yùn)轉(zhuǎn)位置，再經(jīng)合理搭配齒輪使高速倒筒機(jī)達(dá)到60 min完成整個生產(chǎn)工藝的要求，各項數(shù)據(jù)符合生產(chǎn)工藝指標(biāo)。

5 總結(jié)與體會

通過對絡(luò)筒機(jī)電氣設(shè)備的合理安裝和精心調(diào)試，系統(tǒng)設(shè)備達(dá)到了生產(chǎn)工藝要求，較好地完成了改造任務(wù)，比原有設(shè)備提高了10 %的產(chǎn)能，為公司節(jié)約了經(jīng)費(fèi)9萬元/臺，維修操作更加方便，節(jié)省時間，具有較高的性價比。通過此次高速絡(luò)筒機(jī)電氣改造，獲得了對復(fù)雜系統(tǒng)和引進(jìn)設(shè)備維修疑難的經(jīng)驗(yàn)。

5.1 資料收集

抓于初：爭取在定貨時就讓商家提供維修所需各種資料；

學(xué)得早：盡早向設(shè)備廠家要求派員培訓(xùn)學(xué)習(xí)、記錄、收集有關(guān)圖樣數(shù)據(jù)資料；

常用功：平時通過雜志、書籍、網(wǎng)絡(luò)、會議交流查詢獲取相關(guān)技術(shù)資料；

癥狀表：靠扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和同行之間的切磋探討，逐漸積累整理出實(shí)用有效的故障分析癥狀表；

靠儀器：對于疑難電氣故障，采用示波器、電路在線維修測試儀等儀器儀表往往能找出問題所在；

多測繪：日常維修時，對故障部分和關(guān)鍵單元多做測繪、記錄、提煉、整理，日積月累、久病成良醫(yī)、勤能補(bǔ)拙、故障造高手。

5.2 備 件

備件的奇缺和管理一向是電氣維修的老問題，通過一修復(fù)、二代用、三制作、四改造等方法，可以應(yīng)變解決不少疑難。

5.3 人 員

越是現(xiàn)代復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)備，越需要各路人馬的團(tuán)隊協(xié)作，上下一心、默契配合、用其所長、各盡所能、分工合作?，F(xiàn)代機(jī)電設(shè)備，已進(jìn)入“光-機(jī)-電-液-氣-微-聲”多學(xué)科交叉融合的大專業(yè)時代了。

以上三方面的累積和提升，會對今后的工作發(fā)展及早建立有益基礎(chǔ)。

致謝：在論文的撰寫中受到盛建祥副總經(jīng)理、鄭明飛部長、劉同文老師的悉心指導(dǎo)，受益匪淺，在此一并表示感謝！

[1] 王建，莊建源，施立春.維修電工技師教材[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社教育分社，2006.

[2] 勞動和社會保障部/中國就業(yè)培訓(xùn)技術(shù)指導(dǎo)中心組織.國家職業(yè)資格培訓(xùn)教程：維修電工——技師技能、高級技師技能[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2004.

Discuss on complex equipment maintenace from electrical transformation of high-speed winder

CHEN Kang
(Jinfuchun Group Co., Ltd., Fuyang 311418, China)

High-speed winder is an important winding textile weaving equipment. The quality of winding bobbin direct impacts on following process, and ultimately affects the quality of woven fabric. Winding tension stability is the key of forming for take-up bobbin. Through electrical transformation of high-speed winder, the associated optimal control was formed between winding speed, winding tension and bobbin forming time, for achieving the optimizing of production process and improving product quality and cost effective.

High-speed winder; Electrical transformation; Equipment maintenance

TS103.236

B

1001-7003(2012)03-0028-06

2011-09-07；

2012-02-20

陳康(1971－ )，男，技師，主要從事設(shè)備管理工作。

附圖1 高速絡(luò)筒機(jī)改造電氣框示意Attached fi g.1 Block diagram of electrical transformation of high-speed winder

附圖2 MENEGATTO HP BBVT48高速絡(luò)筒機(jī)參數(shù)Attached fi g.2 Parameters of MENEGATTO HP BBVT48 high-speed winder