張 輝 陳湘棟 孫 杰 劉 建 莊建興 王旭華

（1.山東大學(xué) 濟(jì)南 2.山東非金屬材料研究所 濟(jì)南）

1.問題的提出

山東非金屬材料研究所使用的SKLCR50/500型纏繞機(jī)用于生產(chǎn)碳纖維纏繞制品，設(shè)備投用至今7年，電氣故障較多，平均3～4個(gè)月燒毀1次電源模塊，以及電機(jī)伺服控制器和張力儀電機(jī)變頻器等損壞。纏繞機(jī)主要電氣故障分析見表1，故障原因主要是電氣部件內(nèi)進(jìn)入碳纖維，導(dǎo)致短路燒毀；控制信號(hào)干擾嚴(yán)重。

2.纏繞機(jī)改進(jìn)措施

技術(shù)人員參照某進(jìn)口纏繞機(jī)電控柜，從以下幾個(gè)方面對(duì)纏繞機(jī)進(jìn)行改進(jìn)。

（1）使電控柜的防護(hù)級(jí)別在IP54以上。全面拆解原電控柜，使用密封條對(duì)柜體連接部位進(jìn)行密封處理，使防護(hù)等級(jí)≥IP54（GB 4208-2008，外殼防護(hù)等級(jí)）。將電纜從電控柜底部進(jìn)入柜內(nèi)方式，改為使用航空插頭等從電控柜兩側(cè)、底部進(jìn)入，將柜底部進(jìn)行完全密封，提升密閉性（圖1）。

（2）升級(jí)電控柜冷卻方式。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用溫度-20℃～+55℃，一般廠家建議在+26℃左右，甚至更低。原電控柜為風(fēng)扇循環(huán)冷卻，冷卻效果和密封性差?，F(xiàn)改用柜體空調(diào)機(jī)（圖2），對(duì)柜內(nèi)進(jìn)行冷卻，使柜內(nèi)柜外形成兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，讓冷風(fēng)在柜內(nèi)密閉循環(huán)。同時(shí)，用密封性和除塵性更好的無紡過濾布替代原機(jī)紗網(wǎng)（圖3），防止進(jìn)入碳纖維、粉塵等，定期清洗、更換。

（3）將控制信號(hào)電纜進(jìn)行防干擾處理。纏繞機(jī)線路較多，原電控柜線路凌亂，強(qiáng)電和弱電電纜距離較近，對(duì)控制信號(hào)形成干擾?，F(xiàn)將強(qiáng)電和弱電電纜進(jìn)行隔離和分開布線，滿足 GB/T 7427-87《通訊電纜的一般要求》的要求。

表1 纏繞機(jī)主要電氣故障原因分析

圖1 電纜進(jìn)線方式

（4）將壓縮空氣管道引至張力儀內(nèi)，安裝消音泄壓裝置，使張力儀內(nèi)形成對(duì)外正壓，阻止碳纖維、粉塵等進(jìn)入。

3.改進(jìn)效果

（1）纏繞機(jī)采取上述改進(jìn)措施后，投入運(yùn)行幾年，未發(fā)生嚴(yán)重電氣故障，效果明顯（表2）。

（2）燒毀1塊電源模塊的維修成本約為3.5萬元，設(shè)備改進(jìn)后年節(jié)約維修費(fèi)用10多萬元。

（3）據(jù)統(tǒng)計(jì)，設(shè)備改進(jìn)后因設(shè)備故障停機(jī)造成的廢品率由4%左右降至1%。

圖2 電控柜加裝空調(diào)機(jī)

圖3 安裝無紡過濾布

表2 纏繞機(jī)常見電氣故障發(fā)生率 次/1年

4.結(jié)語

現(xiàn)已將改進(jìn)推廣到單位其他碳纖維制品生產(chǎn)設(shè)備，均取得了很好效果。同時(shí)與國內(nèi)某纏繞機(jī)廠家交流溝通后，將該技能創(chuàng)新應(yīng)用到新型纏繞機(jī)中，效果改進(jìn)明顯，得到一致好評(píng)。

本文作者還有：任萬杰2