棉精梳機(jī)牽伸系統(tǒng)改造

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(陜西烽火通信集團(tuán)有限公司，陜西 寶雞　721006)

?專家答疑

棉精梳機(jī)牽伸系統(tǒng)改造

張?jiān)?/p>

(陜西烽火通信集團(tuán)有限公司，陜西 寶雞721006)

摘要：為了降低棉精梳機(jī)在高速運(yùn)行時(shí)牽伸系統(tǒng)氣缸漏氣、頭膠輥纏花的故障率，提高生產(chǎn)效率，分析牽伸系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因，對(duì)牽伸系統(tǒng)的氣缸密封、頭膠輥?zhàn)詣?dòng)清潔裝置提出了改造方案，并通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證改造方案的可行性。結(jié)果表明：改造后的棉精梳機(jī)牽伸系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、牽伸指標(biāo)良好、故障率明顯減小，能有效提高精梳生產(chǎn)效率，值得推廣。

關(guān)鍵詞：棉精梳機(jī)；牽伸系統(tǒng)；氣缸；密封；頭膠輥；清潔裝置；改造

0引言

近年來(lái)，國(guó)產(chǎn)棉精梳機(jī)制造技術(shù)進(jìn)步神速，其運(yùn)轉(zhuǎn)速度大幅度提高到500鉗次/min，實(shí)際工藝速度約為400鉗次/min。同時(shí)，高速運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備故障率也明顯增大，影響了精梳生產(chǎn)效率。其中，牽伸系統(tǒng)的故障率成為影響棉精梳機(jī)效率和質(zhì)量的重要問(wèn)題之一。

1棉精梳機(jī)牽伸系統(tǒng)故障

1.1牽伸氣缸漏氣

棉精梳機(jī)牽伸膠輥采用穩(wěn)定的氣動(dòng)加壓方式，可方便調(diào)壓力，有專用的氣動(dòng)加壓開關(guān)和釋壓開關(guān)，手動(dòng)操作即可。一般而言，牽伸膠輥上的壓力調(diào)節(jié)范圍為491.0N～687.4N[1]，但由于棉精梳機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度較高，膠輥的運(yùn)轉(zhuǎn)速度也較高，使膠輥和氣缸中氣膜所受壓力隨之增大，長(zhǎng)時(shí)間使用中氣膜破裂產(chǎn)生漏氣，導(dǎo)致氣缸無(wú)法正常工作，膠輥牽伸壓力不足也導(dǎo)致棉條無(wú)牽伸，出現(xiàn)掉條和涌條問(wèn)題，造成牽伸棉條粗細(xì)波動(dòng)太大，直接影響到精梳棉條質(zhì)量，牽伸系統(tǒng)也無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須停機(jī)檢查牽伸系統(tǒng)的6個(gè)膠輥加壓氣缸，查出漏氣氣缸后更換氣膜——這一復(fù)雜的過(guò)程嚴(yán)重影響精梳生產(chǎn)效率。

1.2牽伸頭膠輥纏花

牽伸頭膠輥運(yùn)轉(zhuǎn)速度過(guò)高時(shí)，與其清潔片間接觸面容易堆積棉絮，長(zhǎng)時(shí)間累積后易產(chǎn)生牽伸頭膠輥纏花故障，甚至?xí)蝾^膠輥纏花太多而出現(xiàn)“卡死”問(wèn)題。這種牽伸頭膠輥纏花問(wèn)題出現(xiàn)較頻繁，致使回花率增大，設(shè)備運(yùn)行效率降低，擋車工勞動(dòng)強(qiáng)度增大[2]，且對(duì)頭膠輥纏花的處理比較麻煩，處理時(shí)間較長(zhǎng)，直接影響精梳條的產(chǎn)量。

2改造方案

2.1氣缸2.1.1氣缸漏氣原因

牽伸氣缸漏氣的原因是氣膜破裂。圖1所示為牽伸氣缸結(jié)構(gòu)，圖2所示為氣缸的氣膜。牽伸氣缸的工作原理是通過(guò)氣體加壓，氣膜受壓變形，推動(dòng)活塞頭運(yùn)動(dòng)，圖1中活塞頭的位置為氣缸工作位置，并且長(zhǎng)時(shí)間保持這種狀態(tài)。氣膜的作用有2個(gè)：一是密封固定，用螺釘將氣膜上端的O形圈壓變形以固定密封氣缸蓋和氣缸主體，防止腔體漏氣；二是氣體加壓，氣膜變形推動(dòng)活塞頭運(yùn)動(dòng)，卸壓后氣膜恢復(fù)初始狀態(tài)。長(zhǎng)期的觀察和統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，氣膜破裂的位置在3mm直徑的O形圈與氣膜厚度為0.5mm的連接處。主要原因是O形圈的變形在密封固定后通常是不變的，而且直徑較大，不容易被破壞，雖然在氣膜厚度為0.5mm處相對(duì)較薄，但采用的是夾布耐油橡膠材料，完全可以承受0.40MPa～0.55MPa的壓力。在長(zhǎng)時(shí)間的使用中，氣膜加壓、卸壓多次循環(huán)使用，在3mm直徑的O形圈與氣膜厚度為0.5mm的連接處一直處于強(qiáng)拉強(qiáng)松狀態(tài)，且此處容易與氣缸內(nèi)壁圓角處摩擦，當(dāng)循環(huán)次數(shù)過(guò)多時(shí)，會(huì)產(chǎn)生表面疲勞磨損或裂痕。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，筆者曾經(jīng)采用材料較好的氣膜、加厚氣膜、修光氣缸內(nèi)壁圓角等方法來(lái)解決，但均沒(méi)有實(shí)質(zhì)性突破，氣膜破裂問(wèn)題仍然存在。

1—?dú)饽ぃ?—?dú)飧咨w；3—活塞頭；4—?dú)飧字黧w。圖1　氣缸結(jié)構(gòu)

圖2　氣膜

2.1.2氣缸密封改造

O形圈密封氣缸是一種標(biāo)準(zhǔn)氣缸形式，其壽命長(zhǎng)，且O形圈不易損壞；因此，采用O形圈密封氣缸代替氣膜氣缸，具體改造方案如下。

改造后氣缸結(jié)構(gòu)如圖3所示，改進(jìn)了氣缸蓋、活塞頭結(jié)構(gòu)，使其能配套安裝O形圈，然后將O形圈1安裝在活塞頭中部，與氣缸主體內(nèi)壁形成密封；用螺釘將O形圈2壓變形以固定密封氣缸蓋、氣缸主體，防止腔體漏氣。改造后氣缸的工作原理，是氣體直接加壓于活塞頭，推動(dòng)其運(yùn)動(dòng)到工作位置并保持狀態(tài)；卸壓后，活塞頭不受氣體壓力，并通過(guò)膠輥卸壓反彈，恢復(fù)到不工作時(shí)的位置。

1—O形圈1；2—?dú)飧咨w；3—O形圈2；4—活塞頭；5—?dú)飧字黧w。圖3　氣缸改造后結(jié)構(gòu)

2.2頭膠輥2.2.1頭膠輥纏花原因

原棉精梳機(jī)牽伸頭膠輥的清潔裝置只適合中低速運(yùn)轉(zhuǎn)(200鉗次/min～320鉗次/min)；其工作原理，是在牽伸膠輥下方緊貼清潔用軟塑料片，機(jī)器運(yùn)行產(chǎn)生的拋花能被清潔片及時(shí)、有效地?fù)踝?，隨即被吸風(fēng)裝置清除掉[3]。但在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，棉條浮游纖維即拋花在單位時(shí)間內(nèi)增多、被清潔片刮下來(lái)的浮游纖維也增多，浮游纖維積累到一定程度就會(huì)被積壓在清潔片下，而原有的吸風(fēng)裝置不能及時(shí)徹底地吸走這些浮游纖維，造成浮游纖維與頭膠輥的摩擦力增大、產(chǎn)生的靜電增大，易導(dǎo)致棉條纏繞頭膠輥；當(dāng)棉條纏繞頭膠輥到一定程度時(shí)，精梳機(jī)牽伸機(jī)構(gòu)纏繞自停裝置起作用使機(jī)器停機(jī)；當(dāng)速度為400鉗次/min時(shí)，使用新型牽伸機(jī)構(gòu)自停裝置的膠輥上，纏繞的棉網(wǎng)平均長(zhǎng)度為1.7m[4]。在這個(gè)過(guò)程中，棉條的重量受到影響，從而影響到棉條質(zhì)量。目前，國(guó)內(nèi)很多廠家使用抗繞花性、抗靜電性特別好的膠輥[5]，來(lái)降低這類故障出現(xiàn)的頻率；但生產(chǎn)成本明顯增大，且在不同棉紡工藝下的效果也不理想。

2.2.2清潔裝置改造

為解決上述問(wèn)題，將原有清潔裝置改為一種牽伸頭膠輥的自動(dòng)清潔裝置，即在牽伸頭膠輥清潔片上裝一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。當(dāng)清潔片刮下來(lái)的浮游纖維在清潔片上大量積累時(shí)，在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下，清潔片離開膠輥表面一定的高度并抖動(dòng)一定的次數(shù)，以抖散被刮下來(lái)的浮游纖維，使其更易于被吸風(fēng)裝置清除，解決頭膠輥纏花的問(wèn)題。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的伸縮量和抖動(dòng)次數(shù)可根據(jù)不同棉紡工藝的要求，在精梳機(jī)的觸摸屏上設(shè)置[6]。

改造后的牽伸頭膠輥?zhàn)詣?dòng)清潔裝置如圖4所示。

具體改造措施：牽伸頭膠輥一側(cè)裝有用于刮走膠輥表面浮游纖維的清潔片，且清潔片在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下伸縮、抖動(dòng)，以便與膠輥表面呈現(xiàn)或離、或合狀態(tài)；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為電磁鐵結(jié)合件，包括電磁鐵、伸縮桿和彈簧，其彈簧套在伸縮桿上。同時(shí)，在牽伸頭膠輥側(cè)面設(shè)有吸風(fēng)裝置，吸風(fēng)裝置有一段延伸管，且延伸管的進(jìn)風(fēng)口緊鄰牽伸頭膠輥和清潔片，將連接件3用銷釘連接在牽伸墻板上，使其可繞銷釘旋轉(zhuǎn)，并將電磁鐵結(jié)合件固定在吸風(fēng)裝置上；清潔片結(jié)合件用螺釘固定在連接件3上，連接件1用螺釘固定在清潔片上，并與連接件2用銷釘連接且可相互旋轉(zhuǎn)，連接件2用銷釘連接在電磁鐵結(jié)合件的伸縮桿端部。連接件3、清潔片和連接件1固定在一起為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中的一桿，其余三桿分別為連接件2、電磁鐵結(jié)合件和兩固定點(diǎn)組成的連桿。

a)　清潔片緊貼頭膠輥　　　　　　　　　b)　清潔片離開頭膠輥1—頭膠輥；2—清潔片；3—連接件1；4—連接件2；5—電磁鐵結(jié)合件；6—吸風(fēng)裝置；7—連接件3。圖4　牽伸頭膠輥的自動(dòng)清潔裝置

電磁鐵未通電時(shí)，電磁鐵結(jié)合件的伸縮桿在其彈簧和重力的作用下伸長(zhǎng)量最大，此時(shí)清潔片正好緊貼在牽伸頭膠輥表面，起到刮塵和清潔牽伸頭膠輥的作用，如圖4a)所示。當(dāng)電磁鐵通電時(shí)，電磁鐵結(jié)合件的伸縮桿沿著軌道迅速被吸回，在伸縮桿帶動(dòng)下，清潔片被提升約5mm～12mm的高度，離開牽伸頭膠輥表面，如圖4b)所示。在此過(guò)程中，清潔片上的浮游纖維和雜質(zhì)接近吸風(fēng)口被清除；當(dāng)清潔片上積累的浮游纖維和雜質(zhì)過(guò)多，不能及時(shí)地被完全清除時(shí)，可通過(guò)反復(fù)通、斷電操作，以抖動(dòng)清潔片使浮游纖維和雜質(zhì)被抖散，易于被完全清潔消除，斷電后即恢復(fù)清潔片工作位置，如圖4a)所示。

通過(guò)PLC和人機(jī)界面控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清潔器的整個(gè)動(dòng)作，即控制電磁鐵在某一待定時(shí)間點(diǎn)上閉合。在人機(jī)界面上，設(shè)定清潔片刮塵時(shí)間、抬起時(shí)間以及抖動(dòng)間隔時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)不同工藝和環(huán)境下的清潔操作[7]。

3生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證

在一臺(tái)棉精梳機(jī)上試用改造后的牽伸系統(tǒng)，其效果很好；在多家紡織廠的多臺(tái)棉精梳機(jī)進(jìn)行牽伸系統(tǒng)優(yōu)化改造，生產(chǎn)實(shí)踐表明其使用效果更為顯著。

3.1使用效果對(duì)比情況

在機(jī)臺(tái)、車速、工藝相同的條件下，進(jìn)行為期1a的對(duì)比試驗(yàn)，改造前、后牽伸加壓氣缸的使用效果對(duì)比見(jiàn)表1。

表1改造前后牽伸加壓氣缸的使用效果對(duì)比

牽伸加壓氣缸改造前改造后氣缸漏氣停機(jī)時(shí)間/d300頭膠輥纏花停機(jī)時(shí)間/d20整車運(yùn)行效率低高

由表1可知，改造后未出現(xiàn)牽伸氣缸漏氣和牽伸頭膠輥纏花引起的停機(jī)問(wèn)題，且整車運(yùn)行效率大大提高。

3.2用戶評(píng)價(jià)

新型牽伸氣缸已上車運(yùn)轉(zhuǎn)超過(guò)1a，未發(fā)現(xiàn)有漏氣問(wèn)題，大幅度減少了保全保養(yǎng)工作量，使停機(jī)次數(shù)減少，生產(chǎn)效率提高，質(zhì)量穩(wěn)中有升，并得到用戶的一致好評(píng)；新型牽伸頭膠輥?zhàn)詣?dòng)清潔裝置的使用，很好地解決了因牽伸頭膠輥纏花引起的停機(jī)問(wèn)題，減輕了擋車工的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效地減少了停機(jī)次數(shù)，大幅度提高了精梳機(jī)的生產(chǎn)效率，得到用戶認(rèn)可。

4結(jié)語(yǔ)

棉精梳機(jī)牽伸系統(tǒng)的改進(jìn)，經(jīng)多家紡織廠長(zhǎng)時(shí)間使用驗(yàn)證，表明棉精梳機(jī)牽伸系統(tǒng)改造效果良好，故障明顯減少，精梳棉條質(zhì)量指標(biāo)良好，有效地提高了精梳生產(chǎn)效率。該改進(jìn)方案可全面推廣運(yùn)用在棉精梳機(jī)上。

參考文獻(xiàn)：

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ModificationoftheDraftingSystemontheCottonComber

ZHANGYuanchao

(ShaanxiFenghuoCommunicationGroupCo.，Ltd.,Baoji721006,China)

Abstract:In order to avoid the troubles with the drafting system such as air leakage in the cylinder and lapping of the first roller and such for high poduction efficiency when the cotton comber is running in high speed,analysis is done to the causes of the trouble occurred.Some modification is done to the cylinder seals and the automatic cleaning device of the first roller.The feasibility of the modification is double proofed,indicating that the drafting system is of stable performance,good drafting index,less troubles,consequently improving the production efficiency.It is worthy of being promoted.

Key Words:cotton comber;drafting system;cylinder;seal;first roller;cleaning device;modification

收稿日期：2015-09-30

作者簡(jiǎn)介：張?jiān)?1983—)，男，陜西咸陽(yáng)人，工程師，主要從事紡機(jī)研發(fā)工作。

中圖分類號(hào)：TS103.22+5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1001-9634(2016)03-0053-04

?革新改造