王偉強(qiáng)（焦作鐵路有限責(zé)任公司，河南 焦作 454001）

放線(xiàn)輔助牽引的機(jī)電改造

王偉強(qiáng)
（焦作鐵路有限責(zé)任公司，河南 焦作 454001）

原有金屬管焊接軋紋生產(chǎn)線(xiàn)放線(xiàn)輔牽采用的是諧波減速機(jī)搭載伺服電機(jī)和伺服變頻器結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)并不是很合適生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的需要，因?yàn)檩o助放線(xiàn)部分所需要最重要的性能是穩(wěn)定性和可靠性，原有結(jié)構(gòu)并不是很具備，需要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)其機(jī)電部分來(lái)使用這種需求。

輔助牽引；穩(wěn)定；可靠；機(jī)電改造；優(yōu)化

0　引言

原有金屬管焊接軋紋生產(chǎn)線(xiàn)放線(xiàn)輔牽部分經(jīng)常出現(xiàn)變頻器報(bào)警停機(jī)的故障，造成無(wú)法放線(xiàn)，由于在故障時(shí)焊接電流相對(duì)于纜芯實(shí)際速度瞬時(shí)出現(xiàn)過(guò)大，纜芯被過(guò)大的電流燒斷，造成電纜短段，形成損失。后來(lái)情況繼續(xù)惡化，有時(shí)變速箱會(huì)突然有輸入無(wú)輸出，與變速箱制造商反復(fù)詳細(xì)溝通，確認(rèn)其使用壽命已到報(bào)廢，需更換，后來(lái)脫開(kāi)減速箱空轉(zhuǎn)電機(jī)，也時(shí)常出現(xiàn)報(bào)警，可見(jiàn)驅(qū)動(dòng)部分也在這種異常狀態(tài)下自身的狀態(tài)也出現(xiàn)異常，需一起更換。為了徹底扭轉(zhuǎn)這種被動(dòng)的局面，機(jī)電部分的改造勢(shì)在必行。

1　放線(xiàn)輔助牽引機(jī)械部分的設(shè)計(jì)

1.1減速機(jī)的選型

放線(xiàn)輔助牽引原有的傳動(dòng)部分選用的是諧波減速機(jī)，諧波減速機(jī)雖然具有傳動(dòng)速比大；承載能力高；傳動(dòng)精度高；傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)；但這類(lèi)減速機(jī)也有一些不足之處，比如柔輪周期性地發(fā)生變形，因而產(chǎn)生交變應(yīng)力，使之易于產(chǎn)生疲勞破壞；還有就是長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行發(fā)熱量大，維修難度大周期長(zhǎng)。這些顯然這與穩(wěn)定連續(xù)的生產(chǎn)實(shí)際需要不相符。經(jīng)過(guò)對(duì)比選擇，最后確定選擇蝸輪減速機(jī)，因其具有以下優(yōu)勢(shì)性能：機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊、體積輕巧、小型高效；熱交換性能好，散熱快；安裝簡(jiǎn)易、易于維護(hù)檢修；扭矩大、承受過(guò)載能力高；運(yùn)行平穩(wěn)，噪音小，經(jīng)久耐用；安全可靠性大；使用壽命長(zhǎng)，允許輸入的轉(zhuǎn)速范圍很低，減速的范圍很大。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)位置、需要的輸出轉(zhuǎn)矩等要求，進(jìn)行選型確定wpx70-40-c型蝸輪減速機(jī)。

1.2減速機(jī)與輸出軸的兼容設(shè)計(jì)

由于原有的諧波減速機(jī)是以輸出軸方式輸出，設(shè)備所留接口為軸孔形式，wpx70-40-c型蝸輪減速機(jī)為孔輸入，孔輸出方式，所以需要設(shè)計(jì)一個(gè)過(guò)渡用的輸出軸來(lái)配合這種結(jié)構(gòu)圖。其外徑配合減速機(jī)與放線(xiàn)輔助牽引輸入接口，采用過(guò)渡配合，軸向依靠軸肩定位。此外，還需要設(shè)計(jì)一個(gè)減速機(jī)固定座來(lái)給減速機(jī)支撐和定位，設(shè)計(jì)力求簡(jiǎn)潔，可靠。圖1為減速機(jī)固定座示意圖。綜合考慮了空間上的合理布局，機(jī)械強(qiáng)度，加工的難易程度等多方面因素。采用四條螺栓固定在輔助牽引機(jī)的立柱部分。設(shè)備輸入孔與減速機(jī)端面圓周臺(tái)階和圓周均布的螺栓共同保證減速機(jī)軸向、徑向定位。

2　放線(xiàn)輔助牽電氣部分的設(shè)計(jì)

2.1硬件的選擇

放線(xiàn)輔助牽引機(jī)的驅(qū)動(dòng)部分根據(jù)空間尺寸、輸入形式、輸出轉(zhuǎn)矩和功率等因素采用的是Y90L4型1.5KW電機(jī)，變頻器選用丹佛斯變頻器容量為2.6KVA（冗余設(shè)計(jì)），綜合考慮了所選配件的通用性、可靠性和性?xún)r(jià)比。

2.2電氣線(xiàn)路的設(shè)計(jì)

根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要，要實(shí)現(xiàn)單動(dòng)與聯(lián)動(dòng)的切換，聯(lián)動(dòng)是以放線(xiàn)輔助牽引舞蹈輪信號(hào)作為信號(hào)輸入經(jīng)變頻器來(lái)控制放線(xiàn)輔助牽引電機(jī)。單動(dòng)主要是具有正向點(diǎn)動(dòng)與反向點(diǎn)動(dòng)來(lái)方便生產(chǎn)準(zhǔn)備階段的引線(xiàn)，圖2為變頻器與外部線(xiàn)路的原理圖。

3　調(diào)試需要注意的問(wèn)題

第一是校正放線(xiàn)輔助牽引舞蹈輪對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角位置，在0V～10V電壓的范圍內(nèi)，最低點(diǎn)電位器信號(hào)電壓應(yīng)略高于0V電壓，最高點(diǎn)應(yīng)略低于10V電壓，可采用舞蹈輪導(dǎo)桿加裝機(jī)械限位的方法。以保證轉(zhuǎn)速輸入信號(hào)給定連續(xù)可調(diào)。第二是設(shè)置變頻器參數(shù)309（最小標(biāo)度）略大于0V，這里設(shè)置為0.5V，參數(shù)310（最大標(biāo)度）略小于10V，設(shè)置為實(shí)際測(cè)量最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)電壓。參數(shù)204（最小參考值）設(shè)置為0Hz，參數(shù)205（最大參考值）設(shè)置為略高于生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)計(jì)速度對(duì)應(yīng)電機(jī)頻率與所生產(chǎn)纜芯中心高對(duì)應(yīng)電壓的10倍數(shù)值。這樣設(shè)置既保證了正式生產(chǎn)前舞蹈輪在最低處出現(xiàn)勿動(dòng)，又保證了放線(xiàn)輔助牽引的速度足以覆蓋實(shí)際生產(chǎn)中所需的速度，不至于因速度跟不上主牽引速度而“拖后腿”。第三是要注意蝸輪減速機(jī)的磨合期到期換油，一般規(guī)定有200小時(shí)左右的磨合期（超過(guò)時(shí)間必須換油），以便排出磨合期間，以便及時(shí)排出發(fā)動(dòng)機(jī)中出現(xiàn)的金屬磨合細(xì)屑，否則，這些細(xì)屑會(huì)夾雜進(jìn)嚙合面，進(jìn)一步加劇嚙合面的磨損，形成間隙，加劇空回現(xiàn)象，另一方面會(huì)混進(jìn)軸承內(nèi)部，磨損軸承，影響軸承使用壽命。

4　結(jié)語(yǔ)

本改造完全達(dá)到了預(yù)期效果，選用的通用件大大增強(qiáng)了配件的可換性，不再受制于特殊配件，在時(shí)間和經(jīng)濟(jì)上都做到了最優(yōu)，另外在機(jī)械設(shè)計(jì)根據(jù)可選件的性能結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，壓縮了占用空間，減少了容易發(fā)生故障的薄弱環(huán)節(jié)；電氣方面選用容量較大的變頻器增強(qiáng)了可靠性，通過(guò)線(xiàn)路的改造，運(yùn)行調(diào)試，更貼合生產(chǎn)實(shí)際的需要，為此后設(shè)計(jì)此類(lèi)機(jī)構(gòu)和機(jī)電方面的結(jié)合積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。系統(tǒng)運(yùn)行很穩(wěn)定，硬件的可靠穩(wěn)定為生產(chǎn)合格優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品保駕護(hù)航，降低了短的段發(fā)生幾率，減少了浪費(fèi)，選用通用配件，價(jià)格方面更具優(yōu)勢(shì)，時(shí)間上也更快捷，減少了定做備件的等待時(shí)間。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.169

王偉強(qiáng)（1979-），男，本科，工程師，主要從事設(shè)備管理技術(shù)工作。