放線輔助牽引的機電改造

王偉強（焦作鐵路有限責(zé)任公司，河南 焦作 454001）

放線輔助牽引的機電改造

王偉強
（焦作鐵路有限責(zé)任公司，河南 焦作 454001）

原有金屬管焊接軋紋生產(chǎn)線放線輔牽采用的是諧波減速機搭載伺服電機和伺服變頻器結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)并不是很合適生產(chǎn)現(xiàn)場的需要，因為輔助放線部分所需要最重要的性能是穩(wěn)定性和可靠性，原有結(jié)構(gòu)并不是很具備，需要進行重新設(shè)計其機電部分來使用這種需求。

輔助牽引；穩(wěn)定；可靠；機電改造；優(yōu)化

0　引言

原有金屬管焊接軋紋生產(chǎn)線放線輔牽部分經(jīng)常出現(xiàn)變頻器報警停機的故障，造成無法放線，由于在故障時焊接電流相對于纜芯實際速度瞬時出現(xiàn)過大，纜芯被過大的電流燒斷，造成電纜短段，形成損失。后來情況繼續(xù)惡化，有時變速箱會突然有輸入無輸出，與變速箱制造商反復(fù)詳細(xì)溝通，確認(rèn)其使用壽命已到報廢，需更換，后來脫開減速箱空轉(zhuǎn)電機，也時常出現(xiàn)報警，可見驅(qū)動部分也在這種異常狀態(tài)下自身的狀態(tài)也出現(xiàn)異常，需一起更換。為了徹底扭轉(zhuǎn)這種被動的局面，機電部分的改造勢在必行。

1　放線輔助牽引機械部分的設(shè)計

1.1減速機的選型

放線輔助牽引原有的傳動部分選用的是諧波減速機，諧波減速機雖然具有傳動速比大；承載能力高；傳動精度高；傳動效率高等優(yōu)點；但這類減速機也有一些不足之處，比如柔輪周期性地發(fā)生變形，因而產(chǎn)生交變應(yīng)力，使之易于產(chǎn)生疲勞破壞；還有就是長時間運行發(fā)熱量大，維修難度大周期長。這些顯然這與穩(wěn)定連續(xù)的生產(chǎn)實際需要不相符。經(jīng)過對比選擇，最后確定選擇蝸輪減速機，因其具有以下優(yōu)勢性能：機械結(jié)構(gòu)緊湊、體積輕巧、小型高效；熱交換性能好，散熱快；安裝簡易、易于維護檢修；扭矩大、承受過載能力高；運行平穩(wěn)，噪音小，經(jīng)久耐用；安全可靠性大；使用壽命長，允許輸入的轉(zhuǎn)速范圍很低，減速的范圍很大。根據(jù)現(xiàn)場結(jié)構(gòu)位置、需要的輸出轉(zhuǎn)矩等要求，進行選型確定wpx70-40-c型蝸輪減速機。

1.2減速機與輸出軸的兼容設(shè)計

由于原有的諧波減速機是以輸出軸方式輸出，設(shè)備所留接口為軸孔形式，wpx70-40-c型蝸輪減速機為孔輸入，孔輸出方式，所以需要設(shè)計一個過渡用的輸出軸來配合這種結(jié)構(gòu)圖。其外徑配合減速機與放線輔助牽引輸入接口，采用過渡配合，軸向依靠軸肩定位。此外，還需要設(shè)計一個減速機固定座來給減速機支撐和定位，設(shè)計力求簡潔，可靠。圖1為減速機固定座示意圖。綜合考慮了空間上的合理布局，機械強度，加工的難易程度等多方面因素。采用四條螺栓固定在輔助牽引機的立柱部分。設(shè)備輸入孔與減速機端面圓周臺階和圓周均布的螺栓共同保證減速機軸向、徑向定位。

2　放線輔助牽電氣部分的設(shè)計

2.1硬件的選擇

放線輔助牽引機的驅(qū)動部分根據(jù)空間尺寸、輸入形式、輸出轉(zhuǎn)矩和功率等因素采用的是Y90L4型1.5KW電機，變頻器選用丹佛斯變頻器容量為2.6KVA（冗余設(shè)計），綜合考慮了所選配件的通用性、可靠性和性價比。

2.2電氣線路的設(shè)計

根據(jù)生產(chǎn)實際需要，要實現(xiàn)單動與聯(lián)動的切換，聯(lián)動是以放線輔助牽引舞蹈輪信號作為信號輸入經(jīng)變頻器來控制放線輔助牽引電機。單動主要是具有正向點動與反向點動來方便生產(chǎn)準(zhǔn)備階段的引線，圖2為變頻器與外部線路的原理圖。

3　調(diào)試需要注意的問題

第一是校正放線輔助牽引舞蹈輪對應(yīng)的轉(zhuǎn)角位置，在0V～10V電壓的范圍內(nèi)，最低點電位器信號電壓應(yīng)略高于0V電壓，最高點應(yīng)略低于10V電壓，可采用舞蹈輪導(dǎo)桿加裝機械限位的方法。以保證轉(zhuǎn)速輸入信號給定連續(xù)可調(diào)。第二是設(shè)置變頻器參數(shù)309（最小標(biāo)度）略大于0V，這里設(shè)置為0.5V，參數(shù)310（最大標(biāo)度）略小于10V，設(shè)置為實際測量最高點對應(yīng)電壓。參數(shù)204（最小參考值）設(shè)置為0Hz，參數(shù)205（最大參考值）設(shè)置為略高于生產(chǎn)線設(shè)計速度對應(yīng)電機頻率與所生產(chǎn)纜芯中心高對應(yīng)電壓的10倍數(shù)值。這樣設(shè)置既保證了正式生產(chǎn)前舞蹈輪在最低處出現(xiàn)勿動，又保證了放線輔助牽引的速度足以覆蓋實際生產(chǎn)中所需的速度，不至于因速度跟不上主牽引速度而“拖后腿”。第三是要注意蝸輪減速機的磨合期到期換油，一般規(guī)定有200小時左右的磨合期（超過時間必須換油），以便排出磨合期間，以便及時排出發(fā)動機中出現(xiàn)的金屬磨合細(xì)屑，否則，這些細(xì)屑會夾雜進嚙合面，進一步加劇嚙合面的磨損，形成間隙，加劇空回現(xiàn)象，另一方面會混進軸承內(nèi)部，磨損軸承，影響軸承使用壽命。

4　結(jié)語

本改造完全達(dá)到了預(yù)期效果，選用的通用件大大增強了配件的可換性，不再受制于特殊配件，在時間和經(jīng)濟上都做到了最優(yōu)，另外在機械設(shè)計根據(jù)可選件的性能結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計，壓縮了占用空間，減少了容易發(fā)生故障的薄弱環(huán)節(jié)；電氣方面選用容量較大的變頻器增強了可靠性，通過線路的改造，運行調(diào)試，更貼合生產(chǎn)實際的需要，為此后設(shè)計此類機構(gòu)和機電方面的結(jié)合積累了寶貴的經(jīng)驗。系統(tǒng)運行很穩(wěn)定，硬件的可靠穩(wěn)定為生產(chǎn)合格優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品保駕護航，降低了短的段發(fā)生幾率，減少了浪費，選用通用配件，價格方面更具優(yōu)勢，時間上也更快捷，減少了定做備件的等待時間。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.169

王偉強（1979-），男，本科，工程師，主要從事設(shè)備管理技術(shù)工作。