为了节约投资,在充分研究现有退卷单元机械结构、工作原理的基础上,笔者提出如下改造方案:以质量2000kg、尺寸为1550mm×1320mm的原纸作为退卷单元的极限负荷,用理论力学的原理计算出为了维持正常范围的张力刹车器应具备的各项性能指标,并以此为依据,选用合适的水冷式刹车器并给其配置一套简单可靠的冷却散热系统,同时对退卷单元“转塔总成”的机械结构作相应的修改,以解决给刹车器提供压缩空气和冷却水的问题;另外,将原来的模糊控制式张力控制器换成数显式的张力控制器,以改善人机界面,方便日后排除故障。
刹车器选型计算计算依据:*大纸卷直径Dmax(mm):1550;可用*大气压pmax(Pa):7×105;*大纸幅宽度Wmax(mm):1320;*小纸卷直径Dmin(mm):180;*大纸幅线速度vmax(m/min):450;*大纸幅张力Fmax(N):1200;退卷轴与刹车器联接尺寸d(mm):50。根据上述基本参数,我们来计算所需刹车器的关键性能参数:*大制动力矩Tmax=Fmax×Dmax/2=930Nm;摩擦盘*高转速为nmax=vmax/(3.14×Dmin)=796r/min;散热能力HD=Fmax×vmax=9000W.
根据上述计算结果及Wichita刹车器的性能参数,SWCB111的各项性能指标足以满足我们的使用要求,其外形尺寸比Montalvo1008型刹车器还要小,因此,我们决定选用它取代原设计退卷单元的风冷式刹车器。通过对Montalvo系列张力性能参数的分析、比较,我们决定用丹麦产MontalvoS-3110型张力控制器取代原设计的MontalvoTCX-90E型张力控制器。
“转塔总成”的机械结构改造原设计的转塔总成,它主要由退卷轴刹车1??退卷轴刹车组件;2??榄形臂;3??转轴;4??支座原设计的转塔总成示意图组件1、榄形臂2(两侧对称各一件)、转轴3、支座4(两侧对称各一件)等零件组成。其中转轴3和支座4均为焊接件。为了提高“转塔总成”的刚度、强度,经校核计算并考虑加工工艺等因素,我们将新转轴设计成实心轴,在轴的一端装上单通口旋转接头给驱动操作边退卷轴的气马达供气,在轴的另一端装上四通口旋转接头以解决给刹车器提供压缩空气和冷却水的循环问题。新转轴两侧轴承选用调心轴承23040CCK/W33,转轴支座选用铸铁件,并在轴承正下方加辅助支承。“转塔总成”的改进设计。
刹车器的冷却、散热系统的设计为了保证生产过程中退卷单元纸幅的张力稳定,1??单通口旋转接头;2??新转轴;3??四通口旋转接头;4??新支座(左右对称各一件);5??辅助支承“转塔总成”的机械结构改进设计刹车器必须按气-电转换器的要求输出合适的制动力。刹车器内摩擦副的温度对其制动力有直接的影响,温度过高,刹车片容易磨损、破裂;温度过低,在摩擦副的表面有冷凝水产生。
结束语实施这项改造,从设计、制造到项目完工用了约两个半月的时间,总费用为RMB370000元。与原设备的供应商TetraPakVTVAB提供的方案、报价相比较,节约费用为RMB4630000元。一方面,为工厂节约了大笔的投资,也为公司在生产旺季到来之前准备好充足的生产能力赢得了时间;另一方面,通过进行项目方案的制定、具体的设计、采购及费用控制、制造工艺的跟踪、安装调试等项目管理工作,笔者自己的专业知识和工作能力也得以提升。
(完)