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YF17卷烟输送存储装置主传动扭矩实时监控及预警系统的研制

2020年11月18日 来源:郑州烟草研究院官网 作者:
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  项目背景

  YF17卷烟输送存储装置是连接卷烟机和包装机的桥梁与缓冲器,其中的储烟罐是存储装置的核心。当卷烟机的速度大于包装机的速度时,烟支向储烟罐存储;当包装机速度大于卷烟机速度时,储烟罐释放烟支给包装机。由于储烟罐的特殊结构,通过70多个轴承进行定位和支撑,对间隙要求极为严格。随着使用时间延长,轴承会出现磨损或缺油,间隙发生变化,使储烟罐的负载变大,影响设备正常运行,严重时造成电机烧毁或者螺旋钢带断裂。

  目前,国内外保护关键设备防止过载损坏的主要方法是:设定电机电流保护和使用机械式过载离合器。当电机超过设定的最大电流时,系统会报警并自动切断动力电源。这种方式看起来简单,但由于电机随着负载的不同电流会有较大浮动,且为了满足储烟罐的高动态响应性,电机的瞬时加速度和瞬时电流都很大,很难找到最佳设置值。机械式过载离合器通过手工调整很难达到理想状态,会出现满载出烟时离合器脱离或者过载时离合器不脱离等情况,严重影响设备安全。

  改进方案

  在YF17卷烟输送存储装置的储烟罐电机与负载之间加装扭矩测量装置(如上图所示)。该装置主要由扭矩测量传感器(①)、信号调理硬件(②)、滑环(③)、弹簧压片(④)和动力轴(⑤)组成,动态检测电机的扭矩,并提供预警功能。根据当前的运动状况,结合螺旋钢带所处的位置和正反向速度、加速度等因素,通过PLC和HMI判断设备的扭矩是否处于正常范围。如果扭矩超出正常范围,立即进行提醒报警,提醒检查负载状态,更换轴承或调整间隙;如果扭矩超出正常范围较大,立即停机,切断电机动力源,确保设备安全。

  使用效果

  该装置能够保护YF17的核心部件不会因为过载而造成钢带断裂、电机烧毁等情况,不仅有效延长了设备使用寿命,提高了设备有效作业率,而且还为储烟罐的维修提供了可靠的科学依据。

  该装置的研制为同类关键部件的保护和预警提供了一个范例,可以推广至各卷烟生产企业使用。目前,该系统已获国家实用新型专利授权。

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