變頻技術(shù)在PROTOS卷接機(jī)組技術(shù)改造中的應(yīng)用

1、機(jī)電工程技術(shù)年第38卷第03期變頻技術(shù)在PROTOS卷接機(jī)組技術(shù)改造中的應(yīng)用丁（廣東中煙工業(yè)公司，檣廣東廣州510310），通過實測數(shù)據(jù)分析，難以保持設(shè)定轉(zhuǎn)速，引起煙支重量波動大、SE主傳動帶動針輥模式，。；針輥傳動裝置；變頻技術(shù)；交流電動機(jī)文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：10099492(2009)03009503PROTOS系列卷煙機(jī)是引自德國的先進(jìn)卷煙設(shè)備，也是目前國內(nèi)煙草行業(yè)應(yīng)用最多的機(jī)型。但早在2003年，廣東省某煙廠發(fā)現(xiàn)兩臺PROTOS80機(jī)組的廢品率遠(yuǎn)高于內(nèi)控指標(biāo)02，有時高達(dá)05，居高不下的廢品率嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量，增大了消耗指標(biāo)。而且，PROTOS80機(jī)在啟動時經(jīng)常出現(xiàn)因煙絲量不足引

2、起煙條偏軟而無法進(jìn)入導(dǎo)煙口；生產(chǎn)中時常出現(xiàn)因煙絲量不足引起煙條偏軟跑條而停機(jī)的現(xiàn)象，對有效作業(yè)率造成了一定的影響。針對這一現(xiàn)象，該廠對生產(chǎn)線上所用的PROTOS80、PROTOS70及從起動時煙支偏軟，以及廢品報告中過輕、過重?zé)熤U品率偏高等信息，可以判斷PROTOS80機(jī)的廢品煙支主要產(chǎn)生于煙條的成型階段，即VE80喂絲部分。VE80的供絲系統(tǒng)和重量控制系統(tǒng)，是確保煙支重量達(dá)標(biāo)的兩個主要因素。11重量控制系統(tǒng)分析重量控制系統(tǒng)是利用核掃描器作為檢測元件，對煙支的重量進(jìn)行分析，并與重量的設(shè)定值進(jìn)行比較，通過控制修整盤的高度來控制進(jìn)入煙槍的煙絲量，從而達(dá)到對煙支重量的控制。重量控制系統(tǒng)工作狀態(tài)，可

3、以通過人機(jī)界面報告中的長期標(biāo)準(zhǔn)偏差這個參數(shù)來反映，當(dāng)該參數(shù)小于PROTOS90S等各型號的卷接機(jī)組的有效作業(yè)率、廢品率和維護(hù)保養(yǎng)性能等指標(biāo)作過專題研究，發(fā)現(xiàn)PROTOS70和PROTOS90S型機(jī)組都能控制在內(nèi)控指標(biāo)范圍內(nèi)。為了降低PROTOS80型卷接的廢品率，提高有效作業(yè)率，本文對PROTOS80、70、90S三種機(jī)型的供絲系統(tǒng)進(jìn)行了分析，采用獨(dú)立的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)對PROTOS80卷接機(jī)組的傳動部件進(jìn)行改造，提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，達(dá)到降低廢品率的目的。5mg時，重量控制工作正常。報表中顯示該參數(shù)每班都小于5mg，結(jié)合實驗室的檢測數(shù)據(jù)，可以判斷重量控制系統(tǒng)工作是正常的。12供絲系統(tǒng)分析VE

4、80影響煙條成型的相關(guān)因素包括：提升機(jī)速度與生產(chǎn)速度是否匹配；提升帶和鉤齒是否完好；針輥傳動是否穩(wěn)定；煙絲上升通道是否磨損；修整盤端面是否跳動；皮帶輸送機(jī)是否跳動；中央負(fù)壓是否在80100Pa；吸絲帶質(zhì)量是否達(dá)到要求等幾個方面。經(jīng)過對以上問題的逐一檢查，最終確認(rèn)是由于針輥傳動皮帶打滑引起煙絲輸送量異常，從而產(chǎn)生煙支重量的不穩(wěn)定。針輥傳動系統(tǒng)為吸絲帶提供所需的煙絲，吸絲帶是煙絲流形成的第一個部位，煙絲流的均勻性又直接影響著卷煙質(zhì)量，因此，針輥的轉(zhuǎn)速必須與卷煙生產(chǎn)速度相匹配。針輥的轉(zhuǎn)速過快，引起煙絲供應(yīng)過量；針輥的速度過慢，引起煙絲的供應(yīng)量不足，從而增加過輕過重、空頭、竹節(jié)等質(zhì)量問題。1原因分析P

5、ROTOS80卷接機(jī)運(yùn)行速度達(dá)到8000支分鐘，機(jī)組分為三個部分：VE80喂絲部分、SE80卷煙部分和MAX80接咀部分，它完成從煙絲到濾咀煙的生產(chǎn)過程。煙絲由管道吸入VE的煙絲氣閘，經(jīng)過多級分配和輸送，最終在抽吸式煙條輸送機(jī)上吸絲帶靠抽吸力吸住煙絲形成煙絲流，修整盤根據(jù)重量控制系統(tǒng)的指令，把多余的煙絲削減掉，從而產(chǎn)生均勻成形的煙絲條，通過抽吸通道將煙絲條送入SE。在SE入口處煙絲條與卷煙紙結(jié)合，在煙槍中形成煙條；煙條進(jìn)入MAX部分后，煙條被切割成一定的長度，再用水松紙把煙支與濾咀接裝在一起形成濾咀煙支。收稿日期：2008110395應(yīng)2原機(jī)組針輥傳動構(gòu)造分析機(jī)電工程技術(shù)年第38卷第03期1到

6、高速響應(yīng)，高精度平滑無級調(diào)速；它的保護(hù)功能完善，能自診斷顯示故障所在，參數(shù)調(diào)整操作方便，控制線路簡單，維護(hù)簡便，內(nèi)設(shè)功能多，可滿足不同工藝要求；變頻調(diào)速系統(tǒng)在調(diào)速范圍、調(diào)速精度、動態(tài)響應(yīng)、功率因數(shù)、運(yùn)行效率和使用方便等性能指標(biāo)超過了直流調(diào)速系統(tǒng)，達(dá)到取代直流調(diào)速的地步，在煙草行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)我們要把它用于現(xiàn)有的PROTOS80針輥傳動機(jī)構(gòu)上時，在隔斷PROTOS主機(jī)上供針輥傳動的動力輸入來源后，心須要妥善處理如下幾個問題：PROTOS80卷煙機(jī)的針輥傳動是一套撓帶式無級調(diào)速系統(tǒng)，依靠離合器連接機(jī)械傳動，由SE80的主電機(jī)驅(qū)動。速度調(diào)整是靠手動調(diào)節(jié)主動輪壓蓋間距，調(diào)速不

7、精確。在實際傳動中，V形帶會產(chǎn)生打滑，導(dǎo)致煙支重量波動大。特別是在設(shè)備的啟、停時，由于慣量大容易導(dǎo)致煙絲跑空或堵塞。在現(xiàn)場的驗證中，通過在V型皮帶輪上噴皮帶蠟，故障會明顯改善。經(jīng)過幾次試驗，每次能維持46班，廢品率降至02左右，證明皮帶打滑是造成廢品率偏高的主要原因。為此決定對兩組PROTOS80型卷接機(jī)組進(jìn)行技術(shù)改造。1）為了保證針輥傳動原有的與PROTOS主機(jī)相適應(yīng)的工作狀態(tài)，對新納入控制系統(tǒng)的變頻器的工作狀態(tài)應(yīng)提出哪些約束條件，例如，當(dāng)主機(jī)未啟動時，變頻器不能進(jìn)入工作狀態(tài)等（變頻器啟動和停止條件）。PROTOS80是HAUNI公司的早期產(chǎn)品，針輥傳動裝置是采用機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)，其構(gòu)造如圖1所

8、示，該公司的后期產(chǎn)品PROTOS70、PROTOS90S等機(jī)組上的針輥傳動均采用直流電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動，通過直流調(diào)速器可以精確地調(diào)定針輥轉(zhuǎn)速并保持穩(wěn)定，消除機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)中由于零件磨損而造成的精度降低，能有效地適應(yīng)整機(jī)上其它部件相應(yīng)的優(yōu)良2）必須增加FU轉(zhuǎn)換器，選取同步信號，使變頻器能跟隨PROTOS主電機(jī)的實際運(yùn)行轉(zhuǎn)速來控制針輥電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，從而達(dá)到相應(yīng)的供絲狀態(tài)2。3）有哪些可供選擇的參數(shù)合適的電氣元件，例如，功率、變速范圍及類型等，以便根據(jù)我們多年積累的使用經(jīng)驗，選取可靠性、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)的元件3。4）機(jī)械傳動參數(shù)與電控參數(shù)之間還應(yīng)作哪些適應(yīng)性修改。例如采用帶傳動的型式，并確定最優(yōu)傳動比；設(shè)備啟動

9、、停止時加、減速時間應(yīng)如何調(diào)定等。5）在不對原有機(jī)架和箱體作補(bǔ)充加工或盡量少作補(bǔ)充加工的條件下，如何把確定后的技改方案布局于原機(jī)上。例如為了保持針輥傳動機(jī)構(gòu)上各傳動軸的支承狀態(tài)不變，應(yīng)將圖1所示電磁離合器設(shè)定為常閉工作狀態(tài)等。本文設(shè)計出如圖2所示的交流電動機(jī)M16的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)原理方框圖。它可以滿足PROTOS80原機(jī)的工作要求。32技術(shù)方案的實施按所述方案對兩臺PROTOS80進(jìn)行改造后，其電氣控制和機(jī)械傳動的實物布局如圖3所示。該裝置經(jīng)過幾年的運(yùn)行，解決了煙支重量波動大、機(jī)器啟動和停機(jī)時出現(xiàn)煙絲跑空或阻塞，廢品率降至015左右，不但可以穩(wěn)定地圖1針輥傳動裝置示意圖工作狀態(tài)。但是，針輥電

10、機(jī)的直流調(diào)速器是HAUNI公司的專用產(chǎn)品，調(diào)速器調(diào)整復(fù)雜，直流電動機(jī)故障率高，電刷與換向器之間容易產(chǎn)生接觸不良，電刷磨損較快，電樞容易短路，維修周期長。直流調(diào)速可靠性不高，環(huán)境適應(yīng)性差。直流電機(jī)和調(diào)速器價格昂貴，顯然不宜直接引用。3技術(shù)改造方案的確定31采用變頻器調(diào)速技術(shù)的可行性隨著技術(shù)的發(fā)展，變頻器經(jīng)過十幾年的發(fā)展完善，產(chǎn)品性能、可靠性、穩(wěn)定性都有很大的提高。變頻器能夠得圖2變頻調(diào)速控制系統(tǒng)原理方框圖96機(jī)電工程技術(shù)年第38卷第03期40。在取得PROTOS80機(jī)組技術(shù)改造成功經(jīng)驗后，近年來，當(dāng)PROTOS70和PROTOS90S機(jī)組針輥傳動裝置的直流驅(qū)動系統(tǒng)需要更換時，我們也把這一成果推廣

11、用于其它機(jī)組上取得較好效果，累計已達(dá)10多臺機(jī)組?？偟膩碚f，該方案具有節(jié)能、調(diào)速精確、運(yùn)行可靠、經(jīng)濟(jì)性好、控制精度高等優(yōu)點，明顯提高了整個供絲系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確率，達(dá)到降低煙支廢品率的預(yù)期效果，具有較高的推廣應(yīng)用價值。參考文獻(xiàn)：圖3技術(shù)方案的外部布局1PROTOS80usermanualZHAUNI公司，1987年2VE70operatingmanualZHAUNI公司，1995年3倫茨變頻器手冊Z倫茨公司作者簡介：丁檣，女，1968年生，江蘇靖江人，大學(xué)本科，工保持卷煙廢品的指標(biāo)低于內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)02，而且大大改善了維修、維護(hù)保養(yǎng)工作，節(jié)約了大量的維修工時，在降耗等方面也取得了良好的效果。4結(jié)語針

12、輥的交流驅(qū)動系統(tǒng)元件費(fèi)用僅為直流驅(qū)動系統(tǒng)的（上接第61頁）程師。研究領(lǐng)域：自動化設(shè)備維修、管理和技術(shù)改造。(編輯：王智圣)!的四種家電產(chǎn)品報廢數(shù)量約在2000萬臺左右，廢舊家電的金屬材料經(jīng)過殘留塑料再循環(huán)系統(tǒng)處理后，其中不含金屬、聚氯乙烯的塑料顆粒被高爐還原成再生塑料，利用再生材料而制成的塑料零件將被應(yīng)用于空調(diào)室外機(jī)機(jī)殼等家電新產(chǎn)品。同時“為分解設(shè)計”的理念目前正越來越受到日本家電環(huán)保從業(yè)者的重視。它是指在產(chǎn)品研發(fā)階段，工程師就必須從再回收角度出發(fā)，將含有有害物質(zhì)如鉛等的零件，難以粉碎如電動機(jī)、壓縮機(jī)零件和可以再出售、再制造繼續(xù)使用的零件以不同的設(shè)計方式和標(biāo)識一一區(qū)分，從而使以后的回收拆卸更為

13、容易。而此方面，我國既缺乏廢舊家用電器的管理法規(guī)、再生利用管理體系，更缺少再生利用、處置技術(shù)5技術(shù)能力，而且能夠活躍市場、提高行業(yè)的整體競爭力，從而為促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展發(fā)揮應(yīng)有的作用。4結(jié)束語在我國，再制造作為一個新的理念，還沒有被人們廣泛認(rèn)同，各方面對發(fā)展再制造產(chǎn)業(yè)的重要意義還缺乏足夠的認(rèn)識；而在美國、加拿大、歐盟等發(fā)達(dá)國家，再制造業(yè)已經(jīng)有幾十年的發(fā)展歷史，是一個成熟產(chǎn)業(yè)。我國機(jī)電產(chǎn)品再制造技術(shù)發(fā)展的趨勢是要吸收和借鑒發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗，逐步加大對廢舊機(jī)電產(chǎn)品的回收和再制造力度，加強(qiáng)管理，逐步實現(xiàn)機(jī)電產(chǎn)品再制造的機(jī)械化、網(wǎng)絡(luò)化、產(chǎn)業(yè)化。建設(shè)節(jié)約型社會的核心是節(jié)約資源，而對廢舊機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)行再

14、制造是節(jié)約資源的重要手段。近來我國回收再制造技術(shù)發(fā)展迅速，如鋁塑分離、用電刷鍍銀技術(shù)制造電觸頭部件、電視機(jī)、電腦陰極射線管的利用技術(shù)以及廢舊電冰箱制冷機(jī)回收研究和無公害化技術(shù)等等不勝枚舉，這將有力地推動我國機(jī)電工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)機(jī)電工業(yè)發(fā)展，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供新的經(jīng)濟(jì)增長點。參考文獻(xiàn)：1向永華，姚巨坤，徐濱士廢舊機(jī)電產(chǎn)品資源化與再制造工程J新技術(shù)新工藝，2004（9）：23242鐘駿杰，范世東，姚玉南，等再制造與維修J機(jī)械，因此相關(guān)部門應(yīng)加快制定相關(guān)的法律和法規(guī)，而企業(yè)則應(yīng)加快研發(fā)廢舊家電回收再利用的通用技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)和升級再制造的工藝過程，并將環(huán)境污染控制到最小。34工程機(jī)械再制造工程機(jī)械

15、再制造是指對工程機(jī)械產(chǎn)品中易磨損、易壞部件進(jìn)行修復(fù)和更換以達(dá)到以舊變新的作用。制造商用相當(dāng)于新設(shè)備3050的價格回收舊設(shè)備，整修還原（確保與新設(shè)備同等質(zhì)量）后再按新設(shè)備的價格出售。這個過程不僅最大限度地循環(huán)利用了工業(yè)舊設(shè)備，還降低了用戶的設(shè)備購買成本，制造商也有相當(dāng)可觀的利潤。工程機(jī)械再制造在國內(nèi)尚少有工程機(jī)械公司涉足，但在國際市場，工程機(jī)械再制造已經(jīng)有三四十年的歷史，以美國卡特彼勒、日本小松為首的工程機(jī)械巨頭于2006年末就開始在我國推進(jìn)工程機(jī)械再制造的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。作為裝備制造業(yè)的重要組成部分，工程機(jī)械行業(yè)的可利用剩余相對較高，因此發(fā)展再制造產(chǎn)業(yè)逐漸成為一些工程機(jī)械企業(yè)積極探索和嘗試的新途徑

16、?？紤]到當(dāng)前資源、能源日趨緊張、生態(tài)環(huán)境壓力不斷增加的嚴(yán)峻形勢，大力發(fā)展工程機(jī)械再制造產(chǎn)業(yè)，不僅可以提高工程機(jī)械行業(yè)的2003，增刊（30）：2762783聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署國家環(huán)境保護(hù)局譯21世紀(jì)議程Z北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，19944羅明超，胡仲翔，張甲英普通機(jī)床數(shù)控化再制造效益分析JCADCAM與制造業(yè)信息化，2004（10）：63645裴恕機(jī)電產(chǎn)品回收與再制造關(guān)鍵技術(shù)J中國資源綜合利用，2004（7）：812作者簡介：梁篇。玉，女，1974年生，廣東廣州人，大學(xué)本科，工程師。研究領(lǐng)域：機(jī)械設(shè)計、機(jī)電行業(yè)信息分析。已發(fā)表論文2(編輯：向飛)97AbstractsKeywords:gogg

17、levalve;parametricdesign;CAXASolid;ExcellinkPLC,fullydiscussesthewiringofhardware,softwareflowanddesignofsourceprogram,alsodiscussesoperationprincipleofthissystemindetail.Keywords:statusprogrammingmethod;PLC;softwaredesign09-03-103TheDesignandApplicationofConstantTorqueSubdivisionDriveaboutTwoPhaseH

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20、ettypetestingsystemandsolvedthedatumtransferenceproblemfromPLCtoSQLdatabase.Keywords:OPC;PLC;controlcabinet;communicationKeywords:steppermotor;SCM;PWM;chopper;subdivisiondrive;constanttorque09-03-95TheApplicationofVariableFrequencyTechnologyinModificationPROTOSCigaretteMakingMachineDINGQiang(Guangzh

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