從高速絡筒機的電氣改造談復雜設備維修

陳 康

(金富春集團有限公司，浙江 富陽 311418)

從高速絡筒機的電氣改造談復雜設備維修

陳 康

(金富春集團有限公司，浙江 富陽 311418)

高速絡筒機是紡織織造中重要的卷繞設備，其卷繞筒子的質量直接影響后道加工生產，并最終影響織造面料的質量，而卷取張力穩定性更是卷取筒子成形質量的關鍵因素。通過對高速絡筒機的電氣改造，形成卷取轉速、卷取張力及筒子成形時間的關聯優化控制，從而達到優化生產工藝、提升產品質量和性價比的目的。

高速絡筒機；電氣改造；設備維修

目前，在絲綢行業中，先進的機電一體化生產設備被廣泛采用。因此，絲綢生產設備的電氣故障出現的范圍很廣，涉及電氣控制的各部分，并且故障出現得比較頻繁和多樣化。作為設備管理人員，在遇到故障時，不僅要迅速查明故障原因及時進行修復外，還要根據實際情況進行相應的合理改造。特別對于有些進口設備，發生電器故障時，由于缺少或者無法采購相關電器元件，或工作環境不符合進口電氣設備的工藝要求時，為了盡快恢復生產，應對電氣設備進行相應改造，使其具有結構簡單、操作方便、維護省時省力、適用多種生產工藝的要求，這樣機器設備才能正常發揮生產作用。

筆者結合實際工作對意大利MENEGATTO(曼尼加)HPBBVT48高速絡筒機電器的現狀進行分析。MENEGATTO HP BBVT48高速絡筒機進口于20世紀90年代，產品結構控制復雜，電子元件的可靠性較差。主要配件在國內基本采購不到，購買進口的價格又高，時間也很長，往往影響正常生產。在滿足生產工藝條件下，筆者結合實際工作對該設備的控制電路進行了適當的改造，使其適應企業目前生產的需要。

1 電氣設計要求

控制電路應簡單、可靠、造價低，安全性高。在保證控制功能要求的前提下，按工藝要求設備筒子轉速18 000 r/min，張力6～7 cN，1 h完成筒子成形。成形控制電路應力求簡單、造價低，盡量選用標準的或經過實際考驗的線路。

1.1 連接線的數量和長度要求

設計控制線路時，應考慮到各個單元之間的連接線，特別要注意電氣控制柜、操作臺和限位開關之間連接線，盡量減少連接線數量，縮短連接線長度。

1.2 減少電器元件的種類和數量

設計電路時，盡量采用標準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量。

1.3 力求電路簡化，可靠性高

電路設計應最大限度地滿足生產設備加工工藝的要求，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，根據國際電工委員會的規定，電壓為24 V，采用可靠的接地和接零，配備了相應的空氣開關和熔斷器，用可靠的絕緣體。

1.6 控制電路應方便于操作和維修

控制機構的操作應簡單和有效，能迅速快捷地由一種形式轉換到另一種形式，同時能實現多點控制和實現自動轉換程序，減少人工操作。電子控制設備力求維修方便，使用安全，并應有隔離電器，以免帶電檢修。

2 高速絡筒機電氣的工作原理

控制要求電機M1、電機M2同時工作，M1要求正、反轉，M2可調速。

停車，根據生產工藝要求M2先停，時間繼電器TM2動作，M1轉動8 s，M1停。使筒子保持上下均勻，不會出現凹凸現象。

M1電機帶動鏈條齒輪走40 cm，停后返回轉40 cm折反，反復運作。在M1電機走向兩端安裝保護行程開關，以保證不超過行程控制點，確保機電設備安全。M1電機由剎車盤急剎，由VC1提供直流電源。

由接近傳感器SQ1、SQ2作為控制M1電機換向的感應信號，當電機帶動鏈條齒輪走到SQ1接近傳感器時，傳感器受到感應并發生信號→中間繼電器KA1得電→接觸器KM1失電、KM2得電→電機M1反轉→鏈條齒輪走動→接近SQ2傳感器感應并發出信號→中間繼電器KA1失電→KM1得電、KM2失電→電機M1正轉，不斷反復。

M2電機由變頻器來控制轉速。在1 h生產過程中筒子慢慢增大。設置可令變頻拖動的M2電機轉速慢慢下降，與筒子成形大小成反比。使其線速和張力穩定、筒子均勻，從而滿足工藝要求。

在頻繁啟動的KM1與KM2之間設電氣連鎖，保證機器的安全可靠。

3 電器元件

由于電器元件的選用直接關系到電氣設備的使用壽命和可靠性。因此，嚴格按照下列原則選擇主要電器元件。相關器件運行測試結果見表1。

3.1 接觸器

接觸器類型的選用：根據被控制電動機的類型；

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大于或等于負載回路的額定電壓；

接觸器主觸頭額定電流的選用：根據控制電動機的最大功率運行電流進行選擇；

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等于控制回路電源電壓；

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

根據以上選用原則，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。該電器具有結構簡單，工作可靠性高，可以非接觸測量而檢修方便的優點。

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

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

3.5 變頻器

選用三墾變頻器(2.2kW)，可以根據生產工藝要求來設置、調整變頻調速的控制過程和參數。

3.6 繼電器

選用LY4J-5A小型繼電器。

3.7 軸流風機

選用113-FDZYAC220 V。

3.8 控制變壓器

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

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

3.9 限位行程開關

限位行程開關，為控制器失效提供保護。

3.10 熱繼電器

熱繼電器的額定電壓應大于或等于電動機額定電壓；熱繼電器的額定電流應大于或等于電動機的額定電流；在結構形式上，一般都選三相結構；對于三角形聯結的電動機，可選擇帶斷相保護裝置的熱繼電器。

3.11 空氣開關

為電氣設備提供電路通斷開關和過載保護。

4 調試試驗

4.1 試驗材料和儀器

試驗品種：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)，FY-2微電腦光測速儀(海寧飛穎光源電器有限公司)。

4.2 試驗方法

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

轉速測定方法：利用FY-2微電腦光測速儀頻閃閃光燈的頻閃光源測速，在機臺正常運轉的情況下，每隔10 min，每次對機臺48個筒子均勻間隔取6個點進行測速，取平均值。

4.3 結果與分析

卷取筒子轉速與時間和張力的關系見圖1和圖2。

圖1 時間與卷取筒子轉速關系Fig.1 Relationship of time and winding bobbin speed

圖2 張力與卷取筒子轉速關系Fig.2 Relationship of tension winding bobbin speed

在生產測試過程中發現，當張力小于6 cN時，筒子成形偏軟，引起綢面出現坍緯、縮緯等病疵，見圖3；當張力大于7 cN時，筒子成形偏硬，引起綢面出現斷頭病疵、停車檔等病疵，見圖4；當張力在6～7 cN時，筒子成形較好，綢面不易出現坍緯、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 把握關鍵環節與工藝要點

生產過程中，如果卷取筒子轉速恒定，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，調試過程中通過同步降低卷取轉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，隨著時間的增加，卷取轉速從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，從而達到加工工藝的設計要求。

4.5 團隊協作、排除疑難

在生產調試過程中，針對出現的時間計定不合理、轉向時間過長，與機械設備配套不協調，導致筒子出現斷絲及成形不勻等現象，組織了機械工程師、技術員、車間工藝員等生產技術骨干，發揚團隊精神、協作攻關，使電器的設置整定和導絲定位活動部件都精心微調到最佳運轉位置，再經合理搭配齒輪使高速倒筒機達到60 min完成整個生產工藝的要求，各項數據符合生產工藝指標。

5 總結與體會

通過對絡筒機電氣設備的合理安裝和精心調試，系統設備達到了生產工藝要求，較好地完成了改造任務，比原有設備提高了10 %的產能，為公司節約了經費9萬元/臺，維修操作更加方便，節省時間，具有較高的性價比。通過此次高速絡筒機電氣改造，獲得了對復雜系統和引進設備維修疑難的經驗。

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；

學得早：盡早向設備廠家要求派員培訓學習、記錄、收集有關圖樣數據資料；

常用功：平時通過雜志、書籍、網絡、會議交流查詢獲取相關技術資料；

癥狀表：靠扎實的理論基礎、豐富的實踐經驗和同行之間的切磋探討，逐漸積累整理出實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，對故障部分和關鍵單元多做測繪、記錄、提煉、整理，日積月累、久病成良醫、勤能補拙、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、二代用、三制作、四改造等方法，可以應變解決不少疑難。

5.3 人 員

越是現代復雜的系統設備，越需要各路人馬的團隊協作，上下一心、默契配合、用其所長、各盡所能、分工合作。現代機電設備，已進入“光-機-電-液-氣-微-聲”多學科交叉融合的大專業時代了。

以上三方面的累積和提升，會對今后的工作發展及早建立有益基礎。

致謝：在論文的撰寫中受到盛建祥副總經理、鄭明飛部長、劉同文老師的悉心指導，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：機械工業出版社教育分社，2006.

[2] 勞動和社會保障部/中國就業培訓技術指導中心組織.國家職業資格培訓教程：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，主要從事設備管理工作。

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

附圖2 MENEGATTO HP BBVT48高速絡筒機參數Attached fi g.2 Parameters of MENEGATTO HP BBVT48 high-speed winder