用變頻技術(shù)更新HF65繩機(jī)交換齒輪機(jī)構(gòu)

陳紹兵+++鄒樹良

摘 要：依據(jù)HF65繩機(jī)的捻距范圍58.5mm～103.5mm，在繩機(jī)的牽引部分加裝電機(jī)取代主轉(zhuǎn)動并計算出相應(yīng)的速比，改變原有的傳動方式，同時在電機(jī)上加裝變頻器對電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，通過調(diào)節(jié)變頻器上的頻率來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速從而改變牽引輪轉(zhuǎn)速達(dá)到取代交換齒輪實(shí)現(xiàn)捻制相應(yīng)規(guī)格繩芯捻距的要求。

關(guān)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(diào)節(jié)變頻器上的頻率來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速從而改變牽引輪轉(zhuǎn)速達(dá)到取代交換齒輪實(shí)現(xiàn)捻制相應(yīng)規(guī)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(diào)節(jié)范圍變化小精度低，維修費(fèi)用高。

1.3 變頻器的優(yōu)點(diǎn)

操作方便，捻距調(diào)節(jié)范圍大適應(yīng)性強(qiáng)且精度高，且經(jīng)濟(jì)易安裝；

維修成本低。

2 改進(jìn)前的狀況

2.1 傳動示意見圖1

2.2 繪制HF65繩機(jī)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(shù)，當(dāng)繩經(jīng)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(shù)來滿足，但當(dāng)捻距發(fā)生小范圍變化時，靠變交換齒輪的齒數(shù)就無法滿足其要求，而采用變頻調(diào)速就能滿足這一要求，彌補(bǔ)了原用交換齒輪的不足。現(xiàn)就此找出電流頻率X與捻距及交換齒輪的關(guān)系。

2.4 據(jù)改進(jìn)前的牽引傳動機(jī)構(gòu)圖算出相關(guān)數(shù)據(jù)（見表1）其目的為改進(jìn)提供理論依據(jù)。

現(xiàn)分別繪制改進(jìn)前傳動示意圖及改進(jìn)后傳動示意圖。見圖1、圖2。

附表1的計算依據(jù)：

捻距與交換齒輪的數(shù)據(jù)對應(yīng)是查該機(jī)臺的《捻距齒輪配備表》所得。（n1的轉(zhuǎn)速查該機(jī)的傳動示意圖所得）

3 改進(jìn)后的狀況

3.1 傳動示意圖見圖2

圖2 改進(jìn)后傳動示意圖

3.2 根據(jù)表1的相關(guān)數(shù)據(jù)和市場調(diào)查選定部件的型號

常用型號的選定：

電機(jī)：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(jī)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(shù)

3.4.1 確定Z5/Z4的速比i3/

由表1查得當(dāng)n3=18.59rpm時，i3=1.4348其速比為最小值，而生產(chǎn)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(shù)：

經(jīng)查機(jī)械零件設(shè)計手冊P338頁，參照鏈輪齒數(shù)應(yīng)優(yōu)先選擇的范圍數(shù)，選定Z4=17（齒）

3.4.3 確定大鏈輪Z5的齒數(shù)：

3.4.4 小鏈輪的主要結(jié)構(gòu)尺寸計算

3.4.5 大鏈輪的主要結(jié)構(gòu)尺寸計算

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

3.5 鏈條P38.1工作條件驗(yàn)算

所以 P38.1的節(jié)距鏈條適應(yīng)當(dāng)前的工作條件

3.6 繪制改進(jìn)后的相關(guān)技術(shù)參數(shù)表即表2及有關(guān)技術(shù)參數(shù)的計算依據(jù)，其目的是能夠看出改進(jìn)后的效果。

計算有關(guān)參數(shù)的依據(jù)：

3.7 繪制改進(jìn)后的有關(guān)技術(shù)參數(shù)表見表2，其作用是反映出變頻器上的頻率數(shù)值X與捻距的對應(yīng)關(guān)系，從而達(dá)到調(diào)節(jié)頻率數(shù)值X來滿足生產(chǎn)相應(yīng)規(guī)格捻距的要求。

表2

說明：由表2所示當(dāng)變頻器的頻率調(diào)至27.05時，生產(chǎn)繩芯的捻距為58.5mm，若要改變捻距的大小可調(diào)節(jié)使用變頻器上的調(diào)節(jié)旋鈕即可。

4 檢查效果

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

據(jù)統(tǒng)計當(dāng)年用于該牽引交換齒輪傳動的維修費(fèi)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(shè)備作業(yè)率

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

參考文獻(xiàn)

[1]王少懷.機(jī)械設(shè)計師手冊[M].北京：電子工業(yè)出版社.

[2]葛志祺.機(jī)械零件設(shè)計手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社.

[3]EV2000系列通用變頻器用戶手冊[Z].艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司.

作者簡介：陳紹兵（1965，5-），男，貴州省石阡縣，現(xiàn)職稱：機(jī)械助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：冶金機(jī)械維護(hù)，修理、技改及設(shè)計。

摘 要：依據(jù)HF65繩機(jī)的捻距范圍58.5mm～103.5mm，在繩機(jī)的牽引部分加裝電機(jī)取代主轉(zhuǎn)動并計算出相應(yīng)的速比，改變原有的傳動方式，同時在電機(jī)上加裝變頻器對電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，通過調(diào)節(jié)變頻器上的頻率來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速從而改變牽引輪轉(zhuǎn)速達(dá)到取代交換齒輪實(shí)現(xiàn)捻制相應(yīng)規(guī)格繩芯捻距的要求。

關(guān)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(diào)節(jié)變頻器上的頻率來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速從而改變牽引輪轉(zhuǎn)速達(dá)到取代交換齒輪實(shí)現(xiàn)捻制相應(yīng)規(guī)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(diào)節(jié)范圍變化小精度低，維修費(fèi)用高。

1.3 變頻器的優(yōu)點(diǎn)

操作方便，捻距調(diào)節(jié)范圍大適應(yīng)性強(qiáng)且精度高，且經(jīng)濟(jì)易安裝；

維修成本低。

2 改進(jìn)前的狀況

2.1 傳動示意見圖1

2.2 繪制HF65繩機(jī)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(shù)，當(dāng)繩經(jīng)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(shù)來滿足，但當(dāng)捻距發(fā)生小范圍變化時，靠變交換齒輪的齒數(shù)就無法滿足其要求，而采用變頻調(diào)速就能滿足這一要求，彌補(bǔ)了原用交換齒輪的不足。現(xiàn)就此找出電流頻率X與捻距及交換齒輪的關(guān)系。

2.4 據(jù)改進(jìn)前的牽引傳動機(jī)構(gòu)圖算出相關(guān)數(shù)據(jù)（見表1）其目的為改進(jìn)提供理論依據(jù)。

現(xiàn)分別繪制改進(jìn)前傳動示意圖及改進(jìn)后傳動示意圖。見圖1、圖2。

附表1的計算依據(jù)：

捻距與交換齒輪的數(shù)據(jù)對應(yīng)是查該機(jī)臺的《捻距齒輪配備表》所得。（n1的轉(zhuǎn)速查該機(jī)的傳動示意圖所得）

3 改進(jìn)后的狀況

3.1 傳動示意圖見圖2

圖2 改進(jìn)后傳動示意圖

3.2 根據(jù)表1的相關(guān)數(shù)據(jù)和市場調(diào)查選定部件的型號

常用型號的選定：

電機(jī)：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(jī)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(shù)

3.4.1 確定Z5/Z4的速比i3/

由表1查得當(dāng)n3=18.59rpm時，i3=1.4348其速比為最小值，而生產(chǎn)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(shù)：

經(jīng)查機(jī)械零件設(shè)計手冊P338頁，參照鏈輪齒數(shù)應(yīng)優(yōu)先選擇的范圍數(shù)，選定Z4=17（齒）

3.4.3 確定大鏈輪Z5的齒數(shù)：

3.4.4 小鏈輪的主要結(jié)構(gòu)尺寸計算

3.4.5 大鏈輪的主要結(jié)構(gòu)尺寸計算

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

3.5 鏈條P38.1工作條件驗(yàn)算

所以 P38.1的節(jié)距鏈條適應(yīng)當(dāng)前的工作條件

3.6 繪制改進(jìn)后的相關(guān)技術(shù)參數(shù)表即表2及有關(guān)技術(shù)參數(shù)的計算依據(jù)，其目的是能夠看出改進(jìn)后的效果。

計算有關(guān)參數(shù)的依據(jù)：

3.7 繪制改進(jìn)后的有關(guān)技術(shù)參數(shù)表見表2，其作用是反映出變頻器上的頻率數(shù)值X與捻距的對應(yīng)關(guān)系，從而達(dá)到調(diào)節(jié)頻率數(shù)值X來滿足生產(chǎn)相應(yīng)規(guī)格捻距的要求。

表2

說明：由表2所示當(dāng)變頻器的頻率調(diào)至27.05時，生產(chǎn)繩芯的捻距為58.5mm，若要改變捻距的大小可調(diào)節(jié)使用變頻器上的調(diào)節(jié)旋鈕即可。

4 檢查效果

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

據(jù)統(tǒng)計當(dāng)年用于該牽引交換齒輪傳動的維修費(fèi)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(shè)備作業(yè)率

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

參考文獻(xiàn)

[1]王少懷.機(jī)械設(shè)計師手冊[M].北京：電子工業(yè)出版社.

[2]葛志祺.機(jī)械零件設(shè)計手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社.

[3]EV2000系列通用變頻器用戶手冊[Z].艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司.

作者簡介：陳紹兵（1965，5-），男，貴州省石阡縣，現(xiàn)職稱：機(jī)械助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：冶金機(jī)械維護(hù)，修理、技改及設(shè)計。

摘 要：依據(jù)HF65繩機(jī)的捻距范圍58.5mm～103.5mm，在繩機(jī)的牽引部分加裝電機(jī)取代主轉(zhuǎn)動并計算出相應(yīng)的速比，改變原有的傳動方式，同時在電機(jī)上加裝變頻器對電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，通過調(diào)節(jié)變頻器上的頻率來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速從而改變牽引輪轉(zhuǎn)速達(dá)到取代交換齒輪實(shí)現(xiàn)捻制相應(yīng)規(guī)格繩芯捻距的要求。

關(guān)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(diào)節(jié)變頻器上的頻率來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速從而改變牽引輪轉(zhuǎn)速達(dá)到取代交換齒輪實(shí)現(xiàn)捻制相應(yīng)規(guī)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(diào)節(jié)范圍變化小精度低，維修費(fèi)用高。

1.3 變頻器的優(yōu)點(diǎn)

操作方便，捻距調(diào)節(jié)范圍大適應(yīng)性強(qiáng)且精度高，且經(jīng)濟(jì)易安裝；

維修成本低。

2 改進(jìn)前的狀況

2.1 傳動示意見圖1

2.2 繪制HF65繩機(jī)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(shù)，當(dāng)繩經(jīng)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(shù)來滿足，但當(dāng)捻距發(fā)生小范圍變化時，靠變交換齒輪的齒數(shù)就無法滿足其要求，而采用變頻調(diào)速就能滿足這一要求，彌補(bǔ)了原用交換齒輪的不足。現(xiàn)就此找出電流頻率X與捻距及交換齒輪的關(guān)系。

2.4 據(jù)改進(jìn)前的牽引傳動機(jī)構(gòu)圖算出相關(guān)數(shù)據(jù)（見表1）其目的為改進(jìn)提供理論依據(jù)。

現(xiàn)分別繪制改進(jìn)前傳動示意圖及改進(jìn)后傳動示意圖。見圖1、圖2。

附表1的計算依據(jù)：

捻距與交換齒輪的數(shù)據(jù)對應(yīng)是查該機(jī)臺的《捻距齒輪配備表》所得。（n1的轉(zhuǎn)速查該機(jī)的傳動示意圖所得）

3 改進(jìn)后的狀況

3.1 傳動示意圖見圖2

圖2 改進(jìn)后傳動示意圖

3.2 根據(jù)表1的相關(guān)數(shù)據(jù)和市場調(diào)查選定部件的型號

常用型號的選定：

電機(jī)：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(jī)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(shù)

3.4.1 確定Z5/Z4的速比i3/

由表1查得當(dāng)n3=18.59rpm時，i3=1.4348其速比為最小值，而生產(chǎn)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(shù)：

經(jīng)查機(jī)械零件設(shè)計手冊P338頁，參照鏈輪齒數(shù)應(yīng)優(yōu)先選擇的范圍數(shù)，選定Z4=17（齒）

3.4.3 確定大鏈輪Z5的齒數(shù)：

3.4.4 小鏈輪的主要結(jié)構(gòu)尺寸計算

3.4.5 大鏈輪的主要結(jié)構(gòu)尺寸計算

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

3.5 鏈條P38.1工作條件驗(yàn)算

所以 P38.1的節(jié)距鏈條適應(yīng)當(dāng)前的工作條件

3.6 繪制改進(jìn)后的相關(guān)技術(shù)參數(shù)表即表2及有關(guān)技術(shù)參數(shù)的計算依據(jù)，其目的是能夠看出改進(jìn)后的效果。

計算有關(guān)參數(shù)的依據(jù)：

3.7 繪制改進(jìn)后的有關(guān)技術(shù)參數(shù)表見表2，其作用是反映出變頻器上的頻率數(shù)值X與捻距的對應(yīng)關(guān)系，從而達(dá)到調(diào)節(jié)頻率數(shù)值X來滿足生產(chǎn)相應(yīng)規(guī)格捻距的要求。

表2

說明：由表2所示當(dāng)變頻器的頻率調(diào)至27.05時，生產(chǎn)繩芯的捻距為58.5mm，若要改變捻距的大小可調(diào)節(jié)使用變頻器上的調(diào)節(jié)旋鈕即可。

4 檢查效果

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

據(jù)統(tǒng)計當(dāng)年用于該牽引交換齒輪傳動的維修費(fèi)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(shè)備作業(yè)率

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

參考文獻(xiàn)

[1]王少懷.機(jī)械設(shè)計師手冊[M].北京：電子工業(yè)出版社.

[2]葛志祺.機(jī)械零件設(shè)計手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社.

[3]EV2000系列通用變頻器用戶手冊[Z].艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司.

作者簡介：陳紹兵（1965，5-），男，貴州省石阡縣，現(xiàn)職稱：機(jī)械助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：冶金機(jī)械維護(hù)，修理、技改及設(shè)計。