用变频技术更新HF65绳机交换齿轮机构

摘 要：依据HF65绳机的捻距范围58.5mm～103.5mm，在绳机的牵引部分加装电机取代主转动并计算出相应的速比，改变原有的传动方式，同时在电机上加装变频器对电机的转速进行控制，通过调节变频器上的频率来改变电机的转速从而改变牵引轮转速达到取代交换齿轮实现捻制相应规格绳芯捻距的要求。

关键词：变频器；频率；交换齿轮；传动比；捻距

1 前言

1.1 目的

通过调节变频器上的频率来改变电机的转速从而改变牵引轮转速达到取代交换齿轮实现捻制相应规格绳芯捻距的要求。

1.2 交换齿轮的不足

交换齿轮使用、更换频繁操作不方便，捻距调节范围变化小精度低，维修费用高。

1.3 变频器的优点

操作方便，捻距调节范围大适应性强且精度高，且经济易安装；

维修成本低。

2 改进前的状况

2.1 传动示意见图1

2.2 绘制HF65绳机的传动示意图

2.3 计算分析

由于Z1、Z2、Z6、Z3、Z7、π、C、D牵均为常数，当绳经D变化时则Z也随之变化，即捻距的变化靠变换交换齿轮的齿数来满足，但当捻距发生小范围变化时，靠变交换齿轮的齿数就无法满足其要求，而采用变频调速就能满足这一要求，弥补了原用交换齿轮的不足。现就此找出电流频率X与捻距及交换齿轮的关系。

2.4 据改进前的牵引传动机构图算出相关数据（见表1）其目的为改进提供理论依据。

现分别绘制改进前传动示意图及改进后传动示意图。见图1、图2。

附表1的计算依据：

捻距与交换齿轮的数据对应是查该机台的《捻距齿轮配备表》所得。（n1的转速查该机的传动示意图所得）

3 改进后的状况

3.1 传动示意图见图2

图2 改进后传动示意图

3.2 根据表1的相关数据和市场调查选定部件的型号

常用型号的选定：

电机：y132M1-6 3.5KW n0=960rpm

摆线针轮变速器：XW-6 i=35

变频器：TOPVERT7300 3.7KW

3.3 链条型号的选定：

链条：P38.1（参照该机牵引与收线传动链条P38.1制定）

3.4 确定小链轮Z4、大链轮Z5的齿数

3.4.1 确定Z5/Z4的速比i3/

由表1查得当n3=18.59rpm时，i3=1.4348其速比为最小值，而生产的绳捻距为最大值，为此取i3/=1.4348为Z5/Z4的传动比。

3.4.2 确定小链轮齿轮Z4的齿数：

经查机械零件设计手册P338页，参照链轮齿数应优先选择的范围数，选定Z4=17（齿）

3.4.3 确定大链轮Z5的齿数：

3.4.4 小链轮的主要结构尺寸计算

3.4.5 大链轮的主要结构尺寸计算

所以链轮：z4=17 链轮：z5=24（齿数的确定主要是参照n3的转速18.59rpm制定，零件图附后）

3.5 链条P38.1工作条件验算

所以 P38.1的节距链条适应当前的工作条件

3.6 绘制改进后的相关技术参数表即表2及有关技术参数的计算依据，其目的是能够看出改进后的效果。

计算有关参数的依据：

3.7 绘制改进后的有关技术参数表见表2，其作用是反映出变频器上的频率数值X与捻距的对应关系，从而达到调节频率数值X来满足生产相应规格捻距的要求。

表2

说明：由表2所示当变频器的频率调至27.05时，生产绳芯的捻距为58.5mm，若要改变捻距的大小可调节使用变频器上的调节旋钮即可。

4 检查效果

4.1 经济效益

据统计当年用于该牵引交换齿轮传动的维修费用为6500元，而用于投资改造变频的总金额为7500元，由此下去约一年零两个月的时间就可收回投资，随后每年就可带来6500元的直接效益。

4.2 提高设备作业率

由于采用了变频器调节，取消了更换交换齿轮的时间、极大的方便了生产工人的操作从而提高了设备作业率和生产率。此项技术经在HF65绳机上安装、调试使用，测量观察其误差值均在允许的范围内（如剑麻四股绳其正常要求的捻距范围为绳经的4.5-5.0倍），同年在另两台绳机上相继推广使用，目前在所有的绳机上进行了推广使用，效果良好。

参考文献

[1]王少怀.机械设计师手册[M].北京：电子工业出版社.

[2]葛志祺.机械零件设计手册[M].北京：冶金工业出版社.

[3]EV2000系列通用变频器用户手册[Z].艾默生网络能源有限公司.

作者简介：陈绍兵（1965，5-），男，贵州省石阡县，现职称：机械助理工程师，学历：本科，研究方向：冶金机械维护，修理、技改及设计。