紡絲熱牽伸機離合剎車系統改進方法探討

白英杰

（中國石油大慶石化公司腈綸廠，黑龍江 大慶 163714）

熱牽伸機是腈綸廠紡絲生產的關鍵設備，離合、剎車系統是該設備的重要組件，其作用是在后面工序出現問題時可以將生產線在熱牽伸機入口齒輪箱處中斷，用以處理后續工序中的生產問題而又不影響前面工序的正常運行。離合、剎車故障不僅對后續生產帶來諸多問題，也對操作人員的安全帶來隱患。為解決這一問題，該公司于2017年完成該系統改造優化，既方便了生產線人員操作，又保障了人員安全。

1 工作原理

圖1 熱牽伸機工作示意圖

由圖1 可見，熱牽伸機由兩組牽伸輥組成，其中入口齒輪箱轉數較低，出口齒輪箱轉數較高，絲束由入口齒輪箱進入牽伸機后在兩臺齒輪箱轉數差的作用下進行拉伸。由圖2可見，當出口齒輪箱等設備出現纏輥等問題后，操作人員只需將離合器開關打到分離位置，將絲束從落絲孔引到樓下，即可處理纏輥等問題。

2 離合器功能

圖2 離合器工作原理圖

如圖2，操作工打開離合器分離開關后，磁軛總裝失電，摩擦片、衡鐵、聯接器被釋放，主動齒輪在驅動機的帶動下繼續工作，被動齒輪因與剎車軸嚙合，在剎車器的制動作用下停止運轉，實現入口齒輪箱前四個輥與后三個輥驅動分離。絲束從落絲孔落下，剎車器將剎車輥及后面的三個輥制動，操作人員便可對纏輥等問題進行處理，既保證了人員安全又不打斷生產的連續性，實現安全生產。

3 原離合剎車系統存在的問題

3.1 離合器摩擦片磨損速度過快問題

該離合剎車系統采用的是日本三和干式離合器、電磁剎車。當出現生產波動時，離合器分合過于頻繁，摩擦片會產生大量的熱量無法散去，線圈過熱損壞、摩擦片磨損，最終使離合器失效。

3.2 剎車失效的問題

在生產中操作人員經常會先將離合器分離，再停出口齒輪箱，按照預先設定的動作順序，這時剎車器已執行了剎車動作，而絲束還在出口齒輪箱的牽引下拉著入口齒輪箱的剎車軸轉動，使剎車器摩擦過熱失效。

4 系統改進

4.1 離合器的改進

在生產中發現，離合器頻繁操作已是常態，必須改變現有離合器的設計方案，將原來的干式離合器改為濕式離合器的方案比較實用。經調研，該齒輪箱的計算載荷為，其中T 為齒輪箱的輸出扭矩，p 為輸出功率，n 為供電頻率為50 赫茲時齒輪箱的輸出轉數。

根據離合器選用經驗，在考慮齒輪箱輸出轉數范圍的情況下，離合器工況系數K ＝1.6，接合頻率系數Km=1，離合器的油動速度系數Kv=1，因此，離合器的設計扭矩根據計算結果，最終選用額定載荷為4000N.M 的國產濕式離合器。離合器安裝后，由油泵分流引出一個油管，用齒輪箱潤滑油對其進行降溫，保證了離合器的正常工作。

4.2 剎車器的改進

設備原有的剎車器設計扭矩過低，考慮到牽伸輥、齒輪的轉動慣性及絲束的拉力，選擇了一臺2500N.M 的干式剎車器與離合器配套。

4.3 控制系統的改進

該熱牽伸機由兩臺電機驅動，當入口齒輪箱離合器分離，剎車器動作后，如果出口電機沒有停車，剎車輥必定會在絲束的牽引下繼續轉動，對剎車器造成破壞。

圖3 纏輥檢測及保護系統電器原理圖

為了解決這一問題，必須設置一套保護系統防止剎車器損壞。為此，在現場安裝了一套纏輥檢測及保護系統，見圖3。

當出口齒輪箱纏輥時，系統首先將出口齒輪箱電機停運，再分離離合器、剎車。當操作人員打開離合器分離開關前，必須先將出口齒輪箱電機停運，否則離合器、剎車器不動作。

5 結語

經上述改進，紡絲熱牽伸機存在的問題已經消除，確保了設備安全平穩生產，提高了生產能力，降低了生產能耗，有效的保障了操作人員安全。