SQ215D型切絲機刀輥電機變頻器跳閘診斷及處理舉措

馬加平 楊彪 高鵬

摘 ?要 ?近期，SQ215D型切絲機[1]作為廠制絲部A線切葉絲設備，刀輥電機多次異常發熱，造成變頻器頻繁跳閘，導致葉絲生產不連續，造成后續工序頻繁出現停機斷料狀況，影響著切后煙絲質量。針對此情況，本文結合實際，逐一分析排查調整，并闡述相應措施和辦法，使該問題得以迎刃而解。。

關鍵詞 ?電機發熱 ?切絲三要素 ?線速度 ?轉速

0 引言

隨著消費者對卷煙品質要求的不斷提高，各生產企業和各生產廠商均在卷煙生產精細化上下工夫，同時對設備穩定性和精確度的要求也相應提高。此時降低設備故障率，保持生產連貫性、穩定性及降低維修費用，提高設備對卷煙品質的保障就成為了設備管理工作的關鍵課題。

1 SQ215D型切絲機是制絲生產線上的核心設備

SQ215D型切絲機機為直刃傾斜滾刀式切絲機[2]，其主要性能指標及結構參數為以下：切絲寬度0.3～1.5mm，生產能力：4800kg/h，刀輥轉速：150～660轉/分鐘，刀門高度65～125mm。主要結構有送料系統、切削與磨刀系統、喂料裝置、氣動系統及電氣系統等，其結構見圖1：

2 存在問題

SQ215D型切絲設備在調試過程中采用的煙葉等級很差，煙葉在排鏈壓實過程中可壓縮量很大，加之前期的環境溫度比較低，故該設備在調試過程中，按當時的參數設置，勉強達到各項工藝技術指標。

隨著天氣轉熱，環境溫度升高，此時加之生產的卷煙品牌發生變化，所使用的煙葉等級提高，煙葉質地緊密，在銅排鏈壓實過程中，可壓縮量變小。如果生產過程中的設定參數和原來一致的話，則煙餅的厚度就會加大，尤其是生產云煙（小熊貓）、云煙（軟小熊貓）及幾個卷煙檔次更高的試制品時，煙餅的厚度就會更厚，刀輥切削阻力也隨之更大，導致刀輥電機異常發熱，造成變頻器頻繁跳閘。下面為對A2切葉絲機切云煙（軟小熊貓）品牌的跟蹤情況，見表一：

由于上述跳閘問題的影響產生了每過一個批次（100箱）都導致后道工序斷料（2～3）次的情況。該故障的停機對整條制葉絲線的生產連續性有著嚴重的影響，進而波及到后道工序（薄板烘線機）對煙絲水份的控制，且每生產一批次的煙絲均要出現幾次料頭料尾，大大增加了車間的物耗和能耗。

3 問題分析及解決方案

3.1 造成該問題產生的原因

經電氣修理人員仔細檢查，排除切絲設備電氣方面存有故障的可能，而刀輥電機發熱，變頻器頻繁跳閘則主要為其電機負荷過大造成。產生刀輥電機負荷過大的原因有很多方面，根據設備工作原理與傳動方式，找出以下幾個機械方面原因：一為刀片刃口易變形卷曲; ? ? ? ? ? ? ? ? ? 二為煙葉自身品質問題;三為前幾道工序不到位，造成煙葉水分過大;四為刀門壓力設置過大;五為變頻器發生異常;六為“煙餅”過厚造成切削阻力過大。 其中通過現場查看和多次重復測試，刀片磨削不夠鋒利和“煙餅”過厚造成切削阻力過大是引起該問題的主要原因。

3.2主要原因分析及對應解決方案

3.2.1刀片易變形卷曲方面

3.2.1.1原因分析

從刀片和砂輪材質方面入手，經向對應生產廠家求證及現場磨削核實，兩種材質均符合設備生產運行要求，除此之外，可調整刀片和砂輪磨削形式來使刀片變得更加鋒利。

打開切絲設備機頭，檢查刀片磨削情況，發現刀刃口卷曲，有毛邊。且刀口的磨削角度太過平滑（剛強度不夠）。關上機頭，打開機頭罩，點動砂輪電機，觀察砂輪磨削刀片產生的火花情況。發現火花產生的位置在砂輪端面靠近內圓的地方，得出結輪是當初調整的磨削位置確實不好。

現對刀門刃口平滑度進行受力分析[3]如下：由于所切物料相同，故物料施加給刀片的力大小相同，方向不同，如圖2所示。從圖中可以看出，刀門刃口平滑一些的受力為F1，刀門刃口陡一些的受力為F2， 正交分解得到F1 在X軸上的分力小于F2在X軸上的分力，即F1′

3.2.1.2解決方案

從砂輪裝置方面入手，因為整個砂輪整體材質一致，在砂輪的端面上，其剛強度最大的位置是端面中部的幾個同心圓位置，越靠內圓或者靠外圓其剛強度越低。而在端面上，砂輪在砂輪電機的帶動下以3000轉/min的速度轉動，其角速度都是一致的，在端面越靠外圓，轉動半徑越大，其線速度就越大，與刀片磨削接觸的速度越快，磨削的刀片鋒利程度越高。反之越靠近內圓，轉動半徑越小，線速度越小，磨削效果就越差。當然如果調整角度過大，接觸點太靠近端面外圓邊上，砂輪的剛強度也會下降，磨削刀片的效果也會下降。

下為砂輪裝置圖4：砂輪裝置主要由砂輪架1、轉動架2、碗形砂輪3及進給裝置等組成。砂輪的進給量是可以無級調整的。（注：刀片刃口距砂輪內孔邊緣10mm處開始進入磨削區域。）

綜上，對砂輪往復支架作調整，經過反復的調整，最終使砂輪與刀片的磨削調整到砂輪端面上靠近外圓（離外圓邊3-5mm處），見圖5所示。該次的調整，使得砂輪端面角度抬高，與刀片接觸角度有所立起，磨削區域面積有所減小，磨削后的刀片刃口強度和剛度更大，刃口不易變形。而磨削點位置外移，其磨削點半徑增大，其線速度增大后，磨削后的刀片就更鋒利，這樣調整后，刀輥電機的工作阻力就變小，其負荷自然就大大降低。

3.2.2“煙餅”過厚造成切削阻力過大

3.2.2.1原因分析

原昆船技術人員在調機時，設定的刀輥轉速是300r/min左右，超聲波來料料位高料位是650mm。由于調試時使用的煙葉品質差，質地粗燥，在上下銅排鏈同步向前輸送過程中，其可壓縮量很大。在上刀門氣缸的壓力作用下，在刀門處（切削位置）形成的煙餅厚度為75mm左右，即刀門高度為75mm。而在正式投產后，使用的煙葉品質提高，其質地變得更緊密，再用原來設定的參數運行，刀門高度就被抬高到95mm左右，造成煙餅厚度增加。

煙餅厚度增加，刀輥電機的負荷就會加大，其發熱導致變頻器頻繁跳閘就發生了。查閱SQ215D切絲機的資料，得到其主要參數為：刀輥最高轉速為660r/min，刀門高度最低為65mm，兩項參數的調整空間都很大。

3.2.2.1解決方案

首先根據切絲寬度公式，分析產量Q，煙絲寬度S及刀門高度h之間的關系：切絲寬度為刀輥轉動1/Z圓周用時t與輸送鏈速度V的乘積，即：S=V×t=V×1/n×1/z=V/nz（mm），由公式推出如下關系，見表二：

切絲寬度不變，提高刀輥轉速，降低刀門高度，同樣能保證切絲產量（使原來刀輥電機重載慢跑變為輕載快跑來運行）。將刀輥轉速設定為370r/mm，把超聲波高料位設定為500 mm。啟動切絲設備運行一段時間后，刀門高度顯示降為73mm左右，機器運行平穩，見圖7所示，在設定范圍之內，一整批次料生產結束，未發生電機變頻器跳閘現象。但切絲機前面的皮運機在超聲波檢測儀作用下，頻繁起停，造成喂料小車內煙葉布料不太平穩，時有高低波動，造成壓實后的煙餅緊密程度波動，切后煙絲質量有波動，且皮運機、高空振槽頻繁啟停，對其各組件也會加大沖擊損傷;因此，采用適當調高超聲波高位值為 550 mm，降低來料速度來解決此問題。

將進料喂料提升機上的均料輥位置調低30mm后，再把電機頻率由原來的50HZ逐漸往下調，反復試驗，最后設定為：當后道工序-----烘絲機生產流量為4300kg/h的品牌煙時，刀輥轉速設定為370r/min，提升機電機頻率為48HZ，當后工序生產流量為3000kg/h，刀輥轉速設定為340r/min，提升機電機頻率為38HZ;通過這樣調整后，刀輥電機異常發熱，變頻器跳閘未再發生，且煙絲質量也得到很好保證。

4 總結

雖然僅只調整了砂輪磨削位置、刀輥轉速和刀門高度，SQ215D型切絲機刀輥電機變頻器跳閘問題就迎刃而解，但在調整之前，需要大量的數據理論分析和現場實踐，同時也需要各方面人員的盡力及協同配合，才能將對應的一系列關系理清、校準，才能將問題的“癥結”徹底根治。因此，面對處理設備故障時，只要秉持“理論+實踐+技術”，并一以貫之，最終就能將其迅速“偵破”。

參 ?考 ?文 ?獻

[1]《SQ215D型切絲機使用說明》.昆明船舶集團有限公司

[2]《煙機設備修理工（制絲）專業知識》編寫組. 煙機設備修理工（制絲）專業知識[M].鄭州：河南科學技術出版社， 2013.4.

[3]《煙機設備修理工基礎知識》編寫組. 煙機設備修理工基礎知識

[4]《Solidworks 2012從入門到精通》. 胡仁喜等編著北京：機械工業出版社，2012.7;