SQ215D型切絲機(jī)刀輥電機(jī)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(jī)[1]作為廠(chǎng)制絲部A線(xiàn)切葉絲設(shè)備，刀輥電機(jī)多次異常發(fā)熱，造成變頻器頻繁跳閘，導(dǎo)致葉絲生產(chǎn)不連續(xù)，造成后續(xù)工序頻繁出現(xiàn)停機(jī)斷料狀況，影響著切后煙絲質(zhì)量。針對(duì)此情況，本文結(jié)合實(shí)際，逐一分析排查調(diào)整，并闡述相應(yīng)措施和辦法，使該問(wèn)題得以迎刃而解。。

關(guān)鍵詞 ?電機(jī)發(fā)熱 ?切絲三要素 ?線(xiàn)速度 ?轉(zhuǎn)速

0 引言

隨著消費(fèi)者對(duì)卷煙品質(zhì)要求的不斷提高，各生產(chǎn)企業(yè)和各生產(chǎn)廠(chǎng)商均在卷煙生產(chǎn)精細(xì)化上下工夫，同時(shí)對(duì)設(shè)備穩(wěn)定性和精確度的要求也相應(yīng)提高。此時(shí)降低設(shè)備故障率，保持生產(chǎn)連貫性、穩(wěn)定性及降低維修費(fèi)用，提高設(shè)備對(duì)卷煙品質(zhì)的保障就成為了設(shè)備管理工作的關(guān)鍵課題。

1 SQ215D型切絲機(jī)是制絲生產(chǎn)線(xiàn)上的核心設(shè)備

SQ215D型切絲機(jī)機(jī)為直刃傾斜滾刀式切絲機(jī)[2]，其主要性能指標(biāo)及結(jié)構(gòu)參數(shù)為以下：切絲寬度0.3～1.5mm，生產(chǎn)能力：4800kg/h，刀輥轉(zhuǎn)速：150～660轉(zhuǎn)/分鐘，刀門(mén)高度65～125mm。主要結(jié)構(gòu)有送料系統(tǒng)、切削與磨刀系統(tǒng)、喂料裝置、氣動(dòng)系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)等，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1：

2 存在問(wèn)題

SQ215D型切絲設(shè)備在調(diào)試過(guò)程中采用的煙葉等級(jí)很差，煙葉在排鏈壓實(shí)過(guò)程中可壓縮量很大，加之前期的環(huán)境溫度比較低，故該設(shè)備在調(diào)試過(guò)程中，按當(dāng)時(shí)的參數(shù)設(shè)置，勉強(qiáng)達(dá)到各項(xiàng)工藝技術(shù)指標(biāo)。

隨著天氣轉(zhuǎn)熱，環(huán)境溫度升高，此時(shí)加之生產(chǎn)的卷煙品牌發(fā)生變化，所使用的煙葉等級(jí)提高，煙葉質(zhì)地緊密，在銅排鏈壓實(shí)過(guò)程中，可壓縮量變小。如果生產(chǎn)過(guò)程中的設(shè)定參數(shù)和原來(lái)一致的話(huà)，則煙餅的厚度就會(huì)加大，尤其是生產(chǎn)云煙（小熊貓）、云煙（軟小熊貓）及幾個(gè)卷煙檔次更高的試制品時(shí)，煙餅的厚度就會(huì)更厚，刀輥切削阻力也隨之更大，導(dǎo)致刀輥電機(jī)異常發(fā)熱，造成變頻器頻繁跳閘。下面為對(duì)A2切葉絲機(jī)切云煙（軟小熊貓）品牌的跟蹤情況，見(jiàn)表一：

由于上述跳閘問(wèn)題的影響產(chǎn)生了每過(guò)一個(gè)批次（100箱）都導(dǎo)致后道工序斷料（2～3）次的情況。該故障的停機(jī)對(duì)整條制葉絲線(xiàn)的生產(chǎn)連續(xù)性有著嚴(yán)重的影響，進(jìn)而波及到后道工序（薄板烘線(xiàn)機(jī)）對(duì)煙絲水份的控制，且每生產(chǎn)一批次的煙絲均要出現(xiàn)幾次料頭料尾，大大增加了車(chē)間的物耗和能耗。

3 問(wèn)題分析及解決方案

3.1 造成該問(wèn)題產(chǎn)生的原因

經(jīng)電氣修理人員仔細(xì)檢查，排除切絲設(shè)備電氣方面存有故障的可能，而刀輥電機(jī)發(fā)熱，變頻器頻繁跳閘則主要為其電機(jī)負(fù)荷過(guò)大造成。產(chǎn)生刀輥電機(jī)負(fù)荷過(guò)大的原因有很多方面，根據(jù)設(shè)備工作原理與傳動(dòng)方式，找出以下幾個(gè)機(jī)械方面原因：一為刀片刃口易變形卷曲; ? ? ? ? ? ? ? ? ? 二為煙葉自身品質(zhì)問(wèn)題;三為前幾道工序不到位，造成煙葉水分過(guò)大;四為刀門(mén)壓力設(shè)置過(guò)大;五為變頻器發(fā)生異常;六為“煙餅”過(guò)厚造成切削阻力過(guò)大。 其中通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查看和多次重復(fù)測(cè)試，刀片磨削不夠鋒利和“煙餅”過(guò)厚造成切削阻力過(guò)大是引起該問(wèn)題的主要原因。

3.2主要原因分析及對(duì)應(yīng)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(zhì)方面入手，經(jīng)向?qū)?yīng)生產(chǎn)廠(chǎng)家求證及現(xiàn)場(chǎng)磨削核實(shí)，兩種材質(zhì)均符合設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行要求，除此之外，可調(diào)整刀片和砂輪磨削形式來(lái)使刀片變得更加鋒利。

打開(kāi)切絲設(shè)備機(jī)頭，檢查刀片磨削情況，發(fā)現(xiàn)刀刃口卷曲，有毛邊。且刀口的磨削角度太過(guò)平滑（剛強(qiáng)度不夠）。關(guān)上機(jī)頭，打開(kāi)機(jī)頭罩，點(diǎn)動(dòng)砂輪電機(jī)，觀(guān)察砂輪磨削刀片產(chǎn)生的火花情況。發(fā)現(xiàn)火花產(chǎn)生的位置在砂輪端面靠近內(nèi)圓的地方，得出結(jié)輪是當(dāng)初調(diào)整的磨削位置確實(shí)不好。

現(xiàn)對(duì)刀門(mén)刃口平滑度進(jìn)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(mén)刃口平滑一些的受力為F1，刀門(mén)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?yàn)檎麄€(gè)砂輪整體材質(zhì)一致，在砂輪的端面上，其剛強(qiáng)度最大的位置是端面中部的幾個(gè)同心圓位置，越靠?jī)?nèi)圓或者靠外圓其剛強(qiáng)度越低。而在端面上，砂輪在砂輪電機(jī)的帶動(dòng)下以3000轉(zhuǎn)/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，其角速度都是一致的，在端面越靠外圓，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑越大，其線(xiàn)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(nèi)圓，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑越小，線(xiàn)速度越小，磨削效果就越差。當(dāng)然如果調(diào)整角度過(guò)大，接觸點(diǎn)太靠近端面外圓邊上，砂輪的剛強(qiáng)度也會(huì)下降，磨削刀片的效果也會(huì)下降。

下為砂輪裝置圖4：砂輪裝置主要由砂輪架1、轉(zhuǎn)動(dòng)架2、碗形砂輪3及進(jìn)給裝置等組成。砂輪的進(jìn)給量是可以無(wú)級(jí)調(diào)整的。（注：刀片刃口距砂輪內(nèi)孔邊緣10mm處開(kāi)始進(jìn)入磨削區(qū)域。）

綜上，對(duì)砂輪往復(fù)支架作調(diào)整，經(jīng)過(guò)反復(fù)的調(diào)整，最終使砂輪與刀片的磨削調(diào)整到砂輪端面上靠近外圓（離外圓邊3-5mm處），見(jiàn)圖5所示。該次的調(diào)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(qū)域面積有所減小，磨削后的刀片刃口強(qiáng)度和剛度更大，刃口不易變形。而磨削點(diǎn)位置外移，其磨削點(diǎn)半徑增大，其線(xiàn)速度增大后，磨削后的刀片就更鋒利，這樣調(diào)整后，刀輥電機(jī)的工作阻力就變小，其負(fù)荷自然就大大降低。

3.2.2“煙餅”過(guò)厚造成切削阻力過(guò)大

3.2.2.1原因分析

原昆船技術(shù)人員在調(diào)機(jī)時(shí)，設(shè)定的刀輥轉(zhuǎn)速是300r/min左右，超聲波來(lái)料料位高料位是650mm。由于調(diào)試時(shí)使用的煙葉品質(zhì)差，質(zhì)地粗燥，在上下銅排鏈同步向前輸送過(guò)程中，其可壓縮量很大。在上刀門(mén)氣缸的壓力作用下，在刀門(mén)處（切削位置）形成的煙餅厚度為75mm左右，即刀門(mén)高度為75mm。而在正式投產(chǎn)后，使用的煙葉品質(zhì)提高，其質(zhì)地變得更緊密，再用原來(lái)設(shè)定的參數(shù)運(yùn)行，刀門(mén)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(jī)的負(fù)荷就會(huì)加大，其發(fā)熱導(dǎo)致變頻器頻繁跳閘就發(fā)生了。查閱SQ215D切絲機(jī)的資料，得到其主要參數(shù)為：刀輥?zhàn)罡咿D(zhuǎn)速為660r/min，刀門(mén)高度最低為65mm，兩項(xiàng)參數(shù)的調(diào)整空間都很大。

3.2.2.1解決方案

首先根據(jù)切絲寬度公式，分析產(chǎn)量Q，煙絲寬度S及刀門(mén)高度h之間的關(guān)系：切絲寬度為刀輥轉(zhuǎn)動(dòng)1/Z圓周用時(shí)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(guān)系，見(jiàn)表二：

切絲寬度不變，提高刀輥轉(zhuǎn)速，降低刀門(mén)高度，同樣能保證切絲產(chǎn)量（使原來(lái)刀輥電機(jī)重載慢跑變?yōu)檩p載快跑來(lái)運(yùn)行）。將刀輥轉(zhuǎn)速設(shè)定為370r/mm，把超聲波高料位設(shè)定為500 mm。啟動(dòng)切絲設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后，刀門(mén)高度顯示降為73mm左右，機(jī)器運(yùn)行平穩(wěn)，見(jiàn)圖7所示，在設(shè)定范圍之內(nèi)，一整批次料生產(chǎn)結(jié)束，未發(fā)生電機(jī)變頻器跳閘現(xiàn)象。但切絲機(jī)前面的皮運(yùn)機(jī)在超聲波檢測(cè)儀作用下，頻繁起停，造成喂料小車(chē)內(nèi)煙葉布料不太平穩(wěn)，時(shí)有高低波動(dòng)，造成壓實(shí)后的煙餅緊密程度波動(dòng)，切后煙絲質(zhì)量有波動(dòng)，且皮運(yùn)機(jī)、高空振槽頻繁啟停，對(duì)其各組件也會(huì)加大沖擊損傷;因此，采用適當(dāng)調(diào)高超聲波高位值為 550 mm，降低來(lái)料速度來(lái)解決此問(wèn)題。

將進(jìn)料喂料提升機(jī)上的均料輥位置調(diào)低30mm后，再把電機(jī)頻率由原來(lái)的50HZ逐漸往下調(diào)，反復(fù)試驗(yàn)，最后設(shè)定為：當(dāng)后道工序-----烘絲機(jī)生產(chǎn)流量為4300kg/h的品牌煙時(shí)，刀輥轉(zhuǎn)速設(shè)定為370r/min，提升機(jī)電機(jī)頻率為48HZ，當(dāng)后工序生產(chǎn)流量為3000kg/h，刀輥轉(zhuǎn)速設(shè)定為340r/min，提升機(jī)電機(jī)頻率為38HZ;通過(guò)這樣調(diào)整后，刀輥電機(jī)異常發(fā)熱，變頻器跳閘未再發(fā)生，且煙絲質(zhì)量也得到很好保證。

4 總結(jié)

雖然僅只調(diào)整了砂輪磨削位置、刀輥轉(zhuǎn)速和刀門(mén)高度，SQ215D型切絲機(jī)刀輥電機(jī)變頻器跳閘問(wèn)題就迎刃而解，但在調(diào)整之前，需要大量的數(shù)據(jù)理論分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，同時(shí)也需要各方面人員的盡力及協(xié)同配合，才能將對(duì)應(yīng)的一系列關(guān)系理清、校準(zhǔn)，才能將問(wèn)題的“癥結(jié)”徹底根治。因此，面對(duì)處理設(shè)備故障時(shí)，只要秉持“理論+實(shí)踐+技術(shù)”，并一以貫之，最終就能將其迅速“偵破”。

參 ?考 ?文 ?獻(xiàn)

[1]《SQ215D型切絲機(jī)使用說(shuō)明》.昆明船舶集團(tuán)有限公司

[2]《煙機(jī)設(shè)備修理工（制絲）專(zhuān)業(yè)知識(shí)》編寫(xiě)組. 煙機(jī)設(shè)備修理工（制絲）專(zhuān)業(yè)知識(shí)[M].鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社， 2013.4.

[3]《煙機(jī)設(shè)備修理工基礎(chǔ)知識(shí)》編寫(xiě)組. 煙機(jī)設(shè)備修理工基礎(chǔ)知識(shí)

[4]《Solidworks 2012從入門(mén)到精通》. 胡仁喜等編著北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.7;