用變頻技術更新HF65繩機交換齒輪機構

陳紹兵+++鄒樹良

摘 要：依據HF65繩機的捻距范圍58.5mm～103.5mm，在繩機的牽引部分加裝電機取代主轉動并計算出相應的速比，改變原有的傳動方式，同時在電機上加裝變頻器對電機的轉速進行控制，通過調節變頻器上的頻率來改變電機的轉速從而改變牽引輪轉速達到取代交換齒輪實現捻制相應規格繩芯捻距的要求。

關鍵詞：變頻器；頻率；交換齒輪；傳動比；捻距

1 前言

1.1 目的

通過調節變頻器上的頻率來改變電機的轉速從而改變牽引輪轉速達到取代交換齒輪實現捻制相應規格繩芯捻距的要求。

1.2 交換齒輪的不足

交換齒輪使用、更換頻繁操作不方便，捻距調節范圍變化小精度低，維修費用高。

1.3 變頻器的優點

操作方便，捻距調節范圍大適應性強且精度高，且經濟易安裝；

維修成本低。

2 改進前的狀況

2.1 傳動示意見圖1

2.2 繪制HF65繩機的傳動示意圖

2.3 計算分析

由于Z1、Z2、Z6、Z3、Z7、π、C、D牽均為常數，當繩經D變化時則Z也隨之變化，即捻距的變化靠變換交換齒輪的齒數來滿足，但當捻距發生小范圍變化時，靠變交換齒輪的齒數就無法滿足其要求，而采用變頻調速就能滿足這一要求，彌補了原用交換齒輪的不足。現就此找出電流頻率X與捻距及交換齒輪的關系。

2.4 據改進前的牽引傳動機構圖算出相關數據（見表1）其目的為改進提供理論依據。

現分別繪制改進前傳動示意圖及改進后傳動示意圖。見圖1、圖2。

附表1的計算依據：

捻距與交換齒輪的數據對應是查該機臺的《捻距齒輪配備表》所得。（n1的轉速查該機的傳動示意圖所得）

3 改進后的狀況

3.1 傳動示意圖見圖2

圖2 改進后傳動示意圖

3.2 根據表1的相關數據和市場調查選定部件的型號

常用型號的選定：

電機：y132M1-6 3.5KW n0=960rpm

擺線針輪變速器：XW-6 i=35

變頻器：TOPVERT7300 3.7KW

3.3 鏈條型號的選定：

鏈條：P38.1（參照該機牽引與收線傳動鏈條P38.1制定）

3.4 確定小鏈輪Z4、大鏈輪Z5的齒數

3.4.1 確定Z5/Z4的速比i3/

由表1查得當n3=18.59rpm時，i3=1.4348其速比為最小值，而生產的繩捻距為最大值，為此取i3/=1.4348為Z5/Z4的傳動比。

3.4.2 確定小鏈輪齒輪Z4的齒數：

經查機械零件設計手冊P338頁，參照鏈輪齒數應優先選擇的范圍數，選定Z4=17（齒）

3.4.3 確定大鏈輪Z5的齒數：

3.4.4 小鏈輪的主要結構尺寸計算

3.4.5 大鏈輪的主要結構尺寸計算

所以鏈輪：z4=17 鏈輪：z5=24（齒數的確定主要是參照n3的轉速18.59rpm制定，零件圖附后）

3.5 鏈條P38.1工作條件驗算

所以 P38.1的節距鏈條適應當前的工作條件

3.6 繪制改進后的相關技術參數表即表2及有關技術參數的計算依據，其目的是能夠看出改進后的效果。

計算有關參數的依據：

3.7 繪制改進后的有關技術參數表見表2，其作用是反映出變頻器上的頻率數值X與捻距的對應關系，從而達到調節頻率數值X來滿足生產相應規格捻距的要求。

表2

說明：由表2所示當變頻器的頻率調至27.05時，生產繩芯的捻距為58.5mm，若要改變捻距的大小可調節使用變頻器上的調節旋鈕即可。

4 檢查效果

4.1 經濟效益

據統計當年用于該牽引交換齒輪傳動的維修費用為6500元，而用于投資改造變頻的總金額為7500元，由此下去約一年零兩個月的時間就可收回投資，隨后每年就可帶來6500元的直接效益。

4.2 提高設備作業率

由于采用了變頻器調節，取消了更換交換齒輪的時間、極大的方便了生產工人的操作從而提高了設備作業率和生產率。此項技術經在HF65繩機上安裝、調試使用，測量觀察其誤差值均在允許的范圍內（如劍麻四股繩其正常要求的捻距范圍為繩經的4.5-5.0倍），同年在另兩臺繩機上相繼推廣使用，目前在所有的繩機上進行了推廣使用，效果良好。

參考文獻

[1]王少懷.機械設計師手冊[M].北京：電子工業出版社.

[2]葛志祺.機械零件設計手冊[M].北京：冶金工業出版社.

[3]EV2000系列通用變頻器用戶手冊[Z].艾默生網絡能源有限公司.

作者簡介：陳紹兵（1965，5-），男，貴州省石阡縣，現職稱：機械助理工程師，學歷：本科，研究方向：冶金機械維護，修理、技改及設計。

摘 要：依據HF65繩機的捻距范圍58.5mm～103.5mm，在繩機的牽引部分加裝電機取代主轉動并計算出相應的速比，改變原有的傳動方式，同時在電機上加裝變頻器對電機的轉速進行控制，通過調節變頻器上的頻率來改變電機的轉速從而改變牽引輪轉速達到取代交換齒輪實現捻制相應規格繩芯捻距的要求。

關鍵詞：變頻器；頻率；交換齒輪；傳動比；捻距

1 前言

1.1 目的

通過調節變頻器上的頻率來改變電機的轉速從而改變牽引輪轉速達到取代交換齒輪實現捻制相應規格繩芯捻距的要求。

1.2 交換齒輪的不足

交換齒輪使用、更換頻繁操作不方便，捻距調節范圍變化小精度低，維修費用高。

1.3 變頻器的優點

操作方便，捻距調節范圍大適應性強且精度高，且經濟易安裝；

維修成本低。

2 改進前的狀況

2.1 傳動示意見圖1

2.2 繪制HF65繩機的傳動示意圖

2.3 計算分析

由于Z1、Z2、Z6、Z3、Z7、π、C、D牽均為常數，當繩經D變化時則Z也隨之變化，即捻距的變化靠變換交換齒輪的齒數來滿足，但當捻距發生小范圍變化時，靠變交換齒輪的齒數就無法滿足其要求，而采用變頻調速就能滿足這一要求，彌補了原用交換齒輪的不足。現就此找出電流頻率X與捻距及交換齒輪的關系。

2.4 據改進前的牽引傳動機構圖算出相關數據（見表1）其目的為改進提供理論依據。

現分別繪制改進前傳動示意圖及改進后傳動示意圖。見圖1、圖2。

附表1的計算依據：

捻距與交換齒輪的數據對應是查該機臺的《捻距齒輪配備表》所得。（n1的轉速查該機的傳動示意圖所得）

3 改進后的狀況

3.1 傳動示意圖見圖2

圖2 改進后傳動示意圖

3.2 根據表1的相關數據和市場調查選定部件的型號

常用型號的選定：

電機：y132M1-6 3.5KW n0=960rpm

擺線針輪變速器：XW-6 i=35

變頻器：TOPVERT7300 3.7KW

3.3 鏈條型號的選定：

鏈條：P38.1（參照該機牽引與收線傳動鏈條P38.1制定）

3.4 確定小鏈輪Z4、大鏈輪Z5的齒數

3.4.1 確定Z5/Z4的速比i3/

由表1查得當n3=18.59rpm時，i3=1.4348其速比為最小值，而生產的繩捻距為最大值，為此取i3/=1.4348為Z5/Z4的傳動比。

3.4.2 確定小鏈輪齒輪Z4的齒數：

經查機械零件設計手冊P338頁，參照鏈輪齒數應優先選擇的范圍數，選定Z4=17（齒）

3.4.3 確定大鏈輪Z5的齒數：

3.4.4 小鏈輪的主要結構尺寸計算

3.4.5 大鏈輪的主要結構尺寸計算

所以鏈輪：z4=17 鏈輪：z5=24（齒數的確定主要是參照n3的轉速18.59rpm制定，零件圖附后）

3.5 鏈條P38.1工作條件驗算

所以 P38.1的節距鏈條適應當前的工作條件

3.6 繪制改進后的相關技術參數表即表2及有關技術參數的計算依據，其目的是能夠看出改進后的效果。

計算有關參數的依據：

3.7 繪制改進后的有關技術參數表見表2，其作用是反映出變頻器上的頻率數值X與捻距的對應關系，從而達到調節頻率數值X來滿足生產相應規格捻距的要求。

表2

說明：由表2所示當變頻器的頻率調至27.05時，生產繩芯的捻距為58.5mm，若要改變捻距的大小可調節使用變頻器上的調節旋鈕即可。

4 檢查效果

4.1 經濟效益

據統計當年用于該牽引交換齒輪傳動的維修費用為6500元，而用于投資改造變頻的總金額為7500元，由此下去約一年零兩個月的時間就可收回投資，隨后每年就可帶來6500元的直接效益。

4.2 提高設備作業率

由于采用了變頻器調節，取消了更換交換齒輪的時間、極大的方便了生產工人的操作從而提高了設備作業率和生產率。此項技術經在HF65繩機上安裝、調試使用，測量觀察其誤差值均在允許的范圍內（如劍麻四股繩其正常要求的捻距范圍為繩經的4.5-5.0倍），同年在另兩臺繩機上相繼推廣使用，目前在所有的繩機上進行了推廣使用，效果良好。

參考文獻

[1]王少懷.機械設計師手冊[M].北京：電子工業出版社.

[2]葛志祺.機械零件設計手冊[M].北京：冶金工業出版社.

[3]EV2000系列通用變頻器用戶手冊[Z].艾默生網絡能源有限公司.

作者簡介：陳紹兵（1965，5-），男，貴州省石阡縣，現職稱：機械助理工程師，學歷：本科，研究方向：冶金機械維護，修理、技改及設計。

摘 要：依據HF65繩機的捻距范圍58.5mm～103.5mm，在繩機的牽引部分加裝電機取代主轉動并計算出相應的速比，改變原有的傳動方式，同時在電機上加裝變頻器對電機的轉速進行控制，通過調節變頻器上的頻率來改變電機的轉速從而改變牽引輪轉速達到取代交換齒輪實現捻制相應規格繩芯捻距的要求。

關鍵詞：變頻器；頻率；交換齒輪；傳動比；捻距

1 前言

1.1 目的

通過調節變頻器上的頻率來改變電機的轉速從而改變牽引輪轉速達到取代交換齒輪實現捻制相應規格繩芯捻距的要求。

1.2 交換齒輪的不足

交換齒輪使用、更換頻繁操作不方便，捻距調節范圍變化小精度低，維修費用高。

1.3 變頻器的優點

操作方便，捻距調節范圍大適應性強且精度高，且經濟易安裝；

維修成本低。

2 改進前的狀況

2.1 傳動示意見圖1

2.2 繪制HF65繩機的傳動示意圖

2.3 計算分析

由于Z1、Z2、Z6、Z3、Z7、π、C、D牽均為常數，當繩經D變化時則Z也隨之變化，即捻距的變化靠變換交換齒輪的齒數來滿足，但當捻距發生小范圍變化時，靠變交換齒輪的齒數就無法滿足其要求，而采用變頻調速就能滿足這一要求，彌補了原用交換齒輪的不足。現就此找出電流頻率X與捻距及交換齒輪的關系。

2.4 據改進前的牽引傳動機構圖算出相關數據（見表1）其目的為改進提供理論依據。

現分別繪制改進前傳動示意圖及改進后傳動示意圖。見圖1、圖2。

附表1的計算依據：

捻距與交換齒輪的數據對應是查該機臺的《捻距齒輪配備表》所得。（n1的轉速查該機的傳動示意圖所得）

3 改進后的狀況

3.1 傳動示意圖見圖2

圖2 改進后傳動示意圖

3.2 根據表1的相關數據和市場調查選定部件的型號

常用型號的選定：

電機：y132M1-6 3.5KW n0=960rpm

擺線針輪變速器：XW-6 i=35

變頻器：TOPVERT7300 3.7KW

3.3 鏈條型號的選定：

鏈條：P38.1（參照該機牽引與收線傳動鏈條P38.1制定）

3.4 確定小鏈輪Z4、大鏈輪Z5的齒數

3.4.1 確定Z5/Z4的速比i3/

由表1查得當n3=18.59rpm時，i3=1.4348其速比為最小值，而生產的繩捻距為最大值，為此取i3/=1.4348為Z5/Z4的傳動比。

3.4.2 確定小鏈輪齒輪Z4的齒數：

經查機械零件設計手冊P338頁，參照鏈輪齒數應優先選擇的范圍數，選定Z4=17（齒）

3.4.3 確定大鏈輪Z5的齒數：

3.4.4 小鏈輪的主要結構尺寸計算

3.4.5 大鏈輪的主要結構尺寸計算

所以鏈輪：z4=17 鏈輪：z5=24（齒數的確定主要是參照n3的轉速18.59rpm制定，零件圖附后）

3.5 鏈條P38.1工作條件驗算

所以 P38.1的節距鏈條適應當前的工作條件

3.6 繪制改進后的相關技術參數表即表2及有關技術參數的計算依據，其目的是能夠看出改進后的效果。

計算有關參數的依據：

3.7 繪制改進后的有關技術參數表見表2，其作用是反映出變頻器上的頻率數值X與捻距的對應關系，從而達到調節頻率數值X來滿足生產相應規格捻距的要求。

表2

說明：由表2所示當變頻器的頻率調至27.05時，生產繩芯的捻距為58.5mm，若要改變捻距的大小可調節使用變頻器上的調節旋鈕即可。

4 檢查效果

4.1 經濟效益

據統計當年用于該牽引交換齒輪傳動的維修費用為6500元，而用于投資改造變頻的總金額為7500元，由此下去約一年零兩個月的時間就可收回投資，隨后每年就可帶來6500元的直接效益。

4.2 提高設備作業率

由于采用了變頻器調節，取消了更換交換齒輪的時間、極大的方便了生產工人的操作從而提高了設備作業率和生產率。此項技術經在HF65繩機上安裝、調試使用，測量觀察其誤差值均在允許的范圍內（如劍麻四股繩其正常要求的捻距范圍為繩經的4.5-5.0倍），同年在另兩臺繩機上相繼推廣使用，目前在所有的繩機上進行了推廣使用，效果良好。

參考文獻

[1]王少懷.機械設計師手冊[M].北京：電子工業出版社.

[2]葛志祺.機械零件設計手冊[M].北京：冶金工業出版社.

[3]EV2000系列通用變頻器用戶手冊[Z].艾默生網絡能源有限公司.

作者簡介：陳紹兵（1965，5-），男，貴州省石阡縣，現職稱：機械助理工程師，學歷：本科，研究方向：冶金機械維護，修理、技改及設計。