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中国古代易经之精华四柱八字之研究和实践

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日志

 
 

TDO链条润滑油嘴安装位置对驱动电机的负载影响  

2012-08-31 09:15:44|  分类: 易经企业实战录 |  标签: |举报 |字号 订阅

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        链条要高速运行中要保始终保持良好的运行状态离不开弹簧钢板的抗冲击能力和良好的恢复能力,在保证链条连接螺栓润滑处在最佳状态,螺栓活动自由灵活的状态下,我们还必须确保链条的良好润滑,以确保链条在高速运行时维持理想的温度和最佳的负载性能,从而确保TDO24小时不停机,24小时均维持在相同的优良状态下.关于螺栓润滑,我们必须确保以下几点

1,保证油压的稳定性,确保每次喷射至螺栓部们的油量在额定值以上,.

2,保证喷射位置的正确性,避免由于压力不足使油未能正确喷射至预定部位

要做到这两点,油泵的排油能力,喷油电磁阀的开关性能,喷嘴的可靠性都是非常重要的,首先我们得保证加入的油是纯净无杂质的,这是保证所有的喷嘴能始终无阻力喷油的前提条件,当某个喷油嘴因为阻塞就会导致相应的螺栓得不到及时有效的润滑,这种情况是力求要去避免,所以,我们除了在电脑上时刻注意每天的实际消耗量外,还要重视停机时对所有喷嘴实际喷油能力的检查工作,以确保整根链条始终稳定工作.

在实际的观察中可以看出,螺栓是否运行灵活,对于减少丰破膜具有重要的意义,特别是在做薄膜时更加明显.因为越薄的膜生产线的运行速度越高,对链条的运行要求也越高,而螺栓的灵活运动显然是光润滑链条所不能达到的.链条的润滑可以确保链与驱动齿轮之间的摩擦力及链条摩擦片与弹簧钢板之间的摩擦力,而螺栓的润滑主要是针对套筒的内部润滑,所以此处润滑是否良好决定了链条在各种运动方向下产生的阻力大小以及瞬时加以调整的应变能力,

说起链条润滑,我们不得不去重视那个小小的加油嘴,那么这个加油嘴为何有这么重要呢,下面我们用图示来说明这个问题,

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 经验与教训:

由于位于驱动侧热定型区5附近链条上的连接盖板下陷导致三十几个夹子与这个下陷的上盖板发生强烈的碰撞,导致夹子表面轻微损伤,链条运行噪声明显,个别还产生严重的撞击声,不时还有金属铁屑磨下来,同时TDO出口破膜率明显增加,生产线无法正常运行,停机重新调整盖板后恢复正常,后来在检查所有盖板时决定重新调整链条上的各个喷油嘴,结果导致电机负载比调整前一下增加了百分之二十,而且拉伸段的链轨温度一直呈上升状态,在低速下稍微运转了几分钟后温度就已升到了二百度以上,而且有继续上升的迹象,这到底是为什么呢?显然,在这种状态下是不可能正常生产的,从前因后果的分析可以知道, 我们仅仅只是调整了加油嘴的喷射位置而已,从上面的图示可以得出,加油嘴离轨道中心点肯定是调整得过近了,问实际调整者果然如此,重新调整加油嘴后电机负载和拉伸段链轨温度均已恢复正常.

在实际的生产线中,我们经常可以看到操作侧拉伸温度与驱动侧总是不同,有的操作侧小于180度正常,但驱动侧大于100度,明显不正常,我想可能的原因也许就在上面吧.同样,当我们减少操作侧或驱动侧的夹子数量后发现驱动电机的负载会明显增大,有时甚至超过百分之十以上,所以,我们不赞成用减少夹子的方法来达到某些预定的效果.

在下面我们还要来谈一下一个很重要的问题,那就是为何我们拆了一个夹子后TDO电机负载会增加百分之十左右呢?

首先,我们来看一下TDO的链条构造

1,对于布鲁克纳的八米线,操作侧与驱动侧每一侧各有夹子1444个,

2,链条张力的控制是通过装在油缸附近的一个行程开关来控制的,而不是用设定的张力值通过PID去控制的,所以,在这个控制系统里只用到了几个压力开关,用以保证稳定的油压输出,而上限压力开关用以保证油泵及电机的正常运行.也限止了我们可以调整的最高张力,从设计原理上来看,因为链条长度是固定的,也没有出现忽大忽小的传导油的消耗,所以,油泵的负载是稳定的,故不需要用控制活动变量的PID检测和反馈系统,所以,我们只要一个决定油缸伸缩杆长度的行程开关就可以保证链条的稳定张力了,

因为行程开关的位置对应的是1444只夹子决定的链条长度所对应的链条张力大小,当我们拆了一个夹子后可以得出链轮会向后退半个夹子的距离,而在控制系统上我们只设定了油压的最高值,没有规定一个预定大小,这就决定了在预设值和最大值之间的链条张力都是在允许的范围之内,所以,减少了一个夹子,就会导致链条张力变得更高,因为在行程开关的作用下,油缸的伸缩杆的位置在油压的作用下仍没有改变,结果链条的张力变大了,驱动电机的负载也就会相应增加,实际观察,拆去一个夹子,驱动负载约增加百分之十左右,折为功耗则白白损失15KW以上的电能,两边则共损耗30KW的电能,同时链条的应力因为过高导致一系列其它的问题,如链条套筒与电机驱动链轮之间的摩擦力和压力增加,就会有咬牙的危险,接触磨损量就会相应增加,整个链轨系统的温度也会相应增加,所以这是绝对不允许的,在没有夹子的情况下,我们可以改变行程开关的位置以使链条张力恢复到原来的合理值.

经验与教训:增加或减少夹子时,一定要相应调整行程开关的位置,以确保链条张力维持在最佳状态,以确保整机耗能接近最小,以确保在链条张力和压力的作用下链轮不产生高温,不被咬死,咬伤.不被大量磨损,为了维持链条系统的24小时不停机稳定工作,所以,链条润滑和螺栓润滑一定要密切配合. 以确保链条系统各个活动接触部件处于最小的磨损率和故障率.

TDO链条传动与常规的链条传动有本质性的区别,TDO链条的传动包含两个方面的功能

1,传导由电机和齿轮箱发出的动力,这跟所有的链条传动功能相同.

2,确保固定于链条上的每一个夹子始终保持在预定的位置,在确保纵向平稳传导的前提下,绝对不能横向晃动,否则夹子上所拉紧的膜也会随着夹子左右位置的移动造成厚度不均,甚至脱夹,这可以从TDO出口处的夹子夹紧部位上看出来,如果有很多个有横向滑动的现象,则说明链条存在横向晃动,若只有个别的就说明只是个别夹子性良不良,所以, TDO链轨内采用了强度很高的弹簧钢片以保证链条和弹簧钢片始终保持在一定的摩擦力,以确保优良的抗冲击性能,并确保链条不会产生横向晃动,这样就大大增加了拉膜的稳定性,也确保薄膜厚度的稳定性,从而保证了生产线的连续稳定生产.当然,这种摩擦力的获得需要牺牲电机的有效载量,这种电力消耗与链条跟弹簧钢片的摩擦力的大小成正比.

现在市场上出现多家链条油经销商,实践证明润滑效果差异较大,以美国美孚公司生产的合成白石墨超高温链条润滑油效果较好,相对于生产线速度较高的八米线,入口和出口基本控制在3升和4升左右,连螺栓润滑一天消耗为9升左右即可满足设备的正常连续生产,实践证明,添加的润滑油越小效果越好,那么TDO内部就越清洁,越有利于生产高档产品,也极大地方便了设备的维护,可靠地保证了设备长时间连接生产的要求,由于TDO驱动属于双电机同步控制,在两侧负载特性有差异时极易造成其中一侧链轨温度升高,电机过流的现象,严重者不得不停机检修,因此对润滑油的要求甚高,不要轻易改变品种,否则会降低设备的运行寿命.对于电机出现负载不平衡时要细心检查变频驱动系统,检查变频器数据是否改动,电机轴承是否老化,链轮转盘主轴承是否老化,润滑情况是否正常,否则一般毛病则出在链轨上,链轨上有杂物堵塞,喷油嘴积碳,单向阀泄漏,弹簧钢片形状和张力改变,TDO工艺温度偏低,破膜故障比时TDO和MDO温度减少量设置太高,注油量过多,TDO入口两根导辊轴承卡死或老化都会导致驱动电机过流和链轨超温的问题.有必要必须拆下链条和钢带进行全面的清洗和维护,并更换上述主要轴承.有关双电机如何同步的问题请参考以下资料,一般布鲁克纳生产线基本上就是按下述的第三种方式来实现同步控制的.只是除上述速度给定信号外,其中的转矩控制信号也完全由电脑软件来重新分配,一般采用主动变频器的转矩信号为参考基准,然后通过软件偏置调整仍用profibus送至从动变频器作为从动变频器的同步转矩控制信号,因此比第三种方式更具有弹性和安全性.采用更安全更可靠的数字信号处理系统后既省去了外接的转矩模拟连接,也大大地增强了变频器的抗干扰性能,取得了良好的实时动静态控制性能.

西门子6SE70系列矢量控制变频器变频控制技术在双电机同步驱动同一负载中的应用

摘要:分析了双向拉伸薄膜装备横向拉伸机(TDO)双电机刚性连接同步驱动同一负载的负载平衡控制问题,提出了采用西门子6SE70系列矢量控制变频器解决负栽平衡控制问题的具体方案,并对各控制方案进行了比较扣分析,经应用证实控制效果良好,满足生产工艺要求。关键词:矢量控制变频器;同步驱动;同一负栽;负载平衡Frequency Control Technology in the Two-Synchronous Motor Drive the Same Load of TDOLONG Cheng-zhong(Guilin

摘要:分析了双向拉伸薄膜装备横向拉伸机(TDO)双电机刚性连接同步驱动同一负载的负载平衡控制问题,提出了采用西门子6SE70系列矢量控制变频器解决负栽平衡控制问题的具体方案,并对各控制方案进行了比较扣分析,经应用证实控制效果良好,满足生产工艺要求。
关键词:矢量控制变频器;同步驱动;同一负栽;负载平衡
Frequency Control Technology in the Two-Synchronous Motor Drive the Same Load of TDO
LONG Cheng-zhong
(Guilin Electrical Equipment Scienffic Research Institute,Guilin Cuangxi 541004,China)
Abstract:This paper analyses the load balancing of two synchronous motors when connecting by a steel axes in the transverse direction orienteer(TDO)of biaxially direction stretched film production line,use the Siemens6SE70 series of vector control inverter to solve specific problems of load balancing control and the control programmers were compared and analyzed,the control system can be running well in actual application .
Keywords:vector control converter ,simultaneously drive,same load,load balancing
以往薄膜幅宽在5.2 m 以下的双向拉伸(B0PP或B0PET)薄膜成套设备中,通常横向拉伸机(11)O)左右链铗的传动是由一台电机通过左右传动轴和齿轮箱及链轮驱动的;当薄膜幅宽超过5.2 In后,横向拉伸机(rIDO)设备宽度相应要增加,而薄膜产量的提高,除了有宽幅的拉膜设备外,还需要大幅提升拉膜设备的生产速度。但生产速度的提高,使得齿轮传动机构和连接轴的体积和质量都相应增加,若继续沿用单电机的驱动方式,使得横向拉伸机(TD0)的动态机械负载平衡性及可靠性和机加工精度都很难满足生产工艺要求。为此,采用两台电机分别直接驱动左右齿轮箱和链轮,左右齿轮箱之间用一根传动轴刚性连接,从而降低了传动机械的转动惯量和振动幅度,提高了动态机械负载平衡性及可靠性,降低了机加工难度。但由此引出的新问题是:如何使控制系统满足驱动左右齿轮箱两台同功率电机的负载平衡和同步驱动的要求。对于横向拉伸机(TDO)这样的控制对象,对速度精度、转矩动态响应、负荷自动分配等都有着比较严格的要求,而一般的V 控制的变频器又难以满足此要求。本文着重介绍了采用矢量控制变频技术,实现2台变频器分别拖动2台电机同步驱动同一负载,实现高精度、大转矩调速的问题。
1 横向拉伸机(TDO)对控制系统的要求
影响薄膜质量的因素有很多,如生产工艺参数、设备加工和安装精度、生产温度及速度的控制精度、生产操作人员的技能等,都会对薄膜质量产生影响。但从薄膜成套设备的角度来看,横向拉伸机( I1DO)对薄膜的质量特别是成膜率,有着直接的影响。由于横向拉伸机的结构特点是用两台相同功率的交流电机分别驱动左右齿轮传动机构,而左右齿轮传动机构之间有-N性相连的连接轴,这样就使得横向拉伸机在传动结构上和负载的性质上变成了两台电机同时驱动一个负载的形式(如图1)。
如图1所示,这种传动结构形式的好处就是使得左右链条永远I司步运行,而不会出现左右链条之间在运行过程中产生速差使薄膜破裂的现象。根据薄膜生产工艺的特点,横向拉伸机(TD0)除了与整条生产线要保持速度链关系外,其本身左右链条的两台驱动电机还要保持速度同步和机械动态负载平衡的关系,否则将会出现因两台电机速度不同步,而造成两台电机承受的机械负载不平衡,出现一台电机电流过大,而另一台电机电流过小的情况。严重时还会造成变频器因电流过大而频繁出现过载保护现象,使得控制系统无法正常工作,这对控制系统和电机以及机械设备都是极为有害的。因此要求横向拉伸机(TDO)的速度控制系统要有极高的稳速精度和动态相应品质,确保机械负载的动态平衡。
2 横向拉伸机(TDO)控制系统组成和工作原理
2.1 变频器的选择
采用一般的通用变频器给异步电动机供电时,可以实现电机无级平滑调速。但是,调速时有静差,精度不高,调速范围在hl0左右,而且不能像直流调速系统那样提供很高的动态性能。所以,一般v/F控制模式的变频器不论是静态的稳速精度还是动态响应速度,都无法满足薄膜生产工艺的要求。而矢量控制变频器的特点是:采用由转子磁链决定d一轴方向的dq同步旋转坐标系,把异步电机的定子电流分解为其励磁分量和转矩分量,得到类似于直流电机的转矩模型,再采取措施把非线性系统变换成两个独立的转速和转子磁链的子系统,从而模仿直流电机分别用PI调节器进行控制。所以,矢量控制变频器有像直流调速系统那样优异的调速精度和动态响应速度以及很宽的调速范围(hl00)和完备的转矩控制功能,完全能满足薄膜生产工艺要求。所以在该控制系统中选择西门子6SE70系列矢量控制变频器作为电机的速度控制调节器和转矩控制调节器。
2。2 双电机同步驱动同一负载的基本要求
两台矢量控制变频器驱动2台电机拖动同一个机械负载的基本要求是:
(1)两台变频器必须保持严格的同步运行关系;
(2)两台变频器之间实现动态和稳态负载的自动平衡分配。
2.3 三种基本的控制方案
下面介绍的三种基本控制方案可以满足上述的基本要求。
(1)转矩跟踪控制方案1将两台矢量控制变频器的其中l台作为主动装置,另1台作为从动装置,主从两装置之间用串行方式连接成主从控制方式;在主动装置上加装一块SCB2接口板,在从动装置上加装一块13oo工艺板(如图2)。
生产线速度链的调速信号送至主动装置,再经SCB2接口板分配到从动装置的T300工艺板上,应用T30o工艺板的多电机传动控制功能通过转矩限制的软特性和补偿进行负载平衡调节,使两台变频器之间实现动态和稳态负载的自动平衡分配。该方法的缺点是要增加一块SCB2接口板和一块.I.3oo工艺板。
(2)转矩跟踪控制方案2同样将两台矢量控制变频器连接成主从控制方式(如图3)。
生产线速度链的调速信号送至主动装置,而主动装置的转矩输出信号经主动装置的模拟量输出口X102.21.22端子送至从动装置的模拟量输入口X102.17.18端子,作为从动装置的转矩给定信号,并将主动装置设置成编码器反馈的速度闭环控制模式,而从动装置设置成带编码器反馈的直接转矩控制模式,这样从动装置输出的转矩值就紧紧跟随主动装置的转矩值,确保主从装置的同步运行以及动态和稳态负载的自动平衡分配。
(3)转矩跟踪控制方案3同样将两台矢量控制变频器连接成主从控制方式(如图4)。
生产线速度链的调速信号经PROFIBUS总线送至主、从控制装置,再将主动装置的转矩输出信号经主动装置的模拟量输出口X102.21.22送至从动装置的模拟量输入口X102.17.18端子,作为从动装置的转矩限幅信号;实际应用时,先人为将从动装置的速度给点值设成约大于主动装置的速度给点值,使从动装置实际运转速度约大于主动装置的实际运转速度;如果没有将主动装置输出的转矩限幅信号送至从动装置的模拟量输人口,作为从动装置的转矩限幅给定信号,那么,从动装置的实际转速则大于主动装置的实际转速,所以从动装置的实际输出转矩也将大于主动装置的实际输出转矩;但从动装置因受主动装置转矩限幅信号的制约,而始终与主动装置的负载转矩保持动静态的自动平衡分配。
3 结论
根据双向拉伸薄膜横向拉伸机(TI)o)设备中两台电机同步拖动同一负载的实际情况及薄膜的生产工艺要求,提出了采用两台矢量控制变频器分别驱动两台电机的转矩跟踪控制方案,其中方案二已经实验证实可行,方案三已在一条5.2 m双向拉伸薄膜生产线的横向拉伸机(TD0)上得到了实际应用。经过数年的运行,证实该控制方案完全满足横向拉伸机( TDO)的生产工艺要求,控制效果良好。这些方案也可应用到冶金、起重、造纸、玻璃、装卸等行业中,需用两台电机同步运行并自动保持负载转矩平衡分配拖动同一负载的场合。同时,对其他有类似的控制要求的行业,也有很好的借鉴意义和广泛的应用前景。


 

 


 

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