SCP2系列氣缸加壓搖架的性能及結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

唐文輝

(東華大學(xué)，上海 201103)

?新品之窗

SCP2系列氣缸加壓搖架的性能及結(jié)構(gòu)創(chuàng)新

唐文輝

(東華大學(xué)，上海 201103)

為了提高羅拉加壓力的一致性，對(duì)圓柱螺旋彈簧加壓搖架、板簧加壓搖架、整體氣囊加壓搖架、獨(dú)立氣囊加壓搖架和SCP2系列氣缸加壓搖架等五大類型牽伸搖架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能進(jìn)行對(duì)比，重點(diǎn)闡述SCP2系列氣缸加壓搖架分類、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，分析了其加壓氣缸、鎖緊組件、固緊組件、壓力調(diào)整、膠輥握持、牽伸系統(tǒng)智能化等的創(chuàng)新點(diǎn)。說明：SCP2系列氣缸加壓搖架壓力穩(wěn)定、錠差小、膠輥三線平行度好、前中后三路獨(dú)立供氣；膠輥直徑差異自適應(yīng)能力強(qiáng)；智能控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)分區(qū)集體調(diào)壓和無級(jí)調(diào)壓，使壓力調(diào)整、控制、調(diào)用方便；可實(shí)現(xiàn)低壓力、低能耗紡紗。

SCP2系列；搖架；氣缸加壓；三路供氣；集體調(diào)壓；氣路控制系統(tǒng)；調(diào)試

筆者曾對(duì)現(xiàn)代各種牽伸加壓搖架分析后指出：

未來搖架的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)全面滿足牽伸加壓搖架的基本要求，尤以搖架壓力、平行度一致、穩(wěn)定、可靠和適應(yīng)高彈性膠輥技術(shù)推廣應(yīng)用為原則，向簡(jiǎn)單、方便、減輕調(diào)試人員工作強(qiáng)度的“傻瓜型”方向發(fā)展[1]。

湖南晟凱瑞機(jī)械有限公司為適應(yīng)智能化生產(chǎn)，最新研制的三路供氣SCP2系列獨(dú)立氣缸直壓式氣壓搖架(以下簡(jiǎn)稱“氣壓搖架”)，結(jié)構(gòu)新穎，性能穩(wěn)定，安裝簡(jiǎn)單，使用方便，具備多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)。

1 SCP2系列氣壓搖架的分類、結(jié)構(gòu)及參數(shù)

1.1 分類

SCP2系列氣壓搖架分：SCP2-150型，用于后區(qū)羅拉直線牽伸；SCP2-130V(V型牽伸)型，用于后區(qū)羅拉V型曲線牽伸。該系列搖架適用普通環(huán)錠紡、集聚紡的棉紡及60 mm以下化纖的純紡及混紡。

1.2 結(jié)構(gòu)

以SCP2-150型氣壓搖架為例，它由獨(dú)立氣缸、三套加壓組件、搖架體、手柄組件、搖架座、鎖緊件和氣路控制系統(tǒng)等組成，見圖1。

1—絨輥支架；2—緊固螺釘；3—?dú)飧准訅航M件；4—搖架體；5—墊圈；6—手柄組件；7—?dú)夤苤Ъ埽?—?dú)夤芸ㄤN；9—?dú)夤埽?0—支桿軸；11—鎖緊片；12—搖架座；13—鎖緊螺釘；14—?dú)忾T座密封圈；15—快插按鈕；16—握持塊；17—握持扭簧；18—加壓塊。圖1 SCP2-150型氣壓搖架結(jié)構(gòu)

前、中、后上羅拉分別由獨(dú)立的氣缸加壓組件握持，搖架座固定在搖架六角支桿軸上。當(dāng)搖架體初始?jí)合聲r(shí)，氣路暢通，壓縮空氣從總管路進(jìn)入進(jìn)氣管，從進(jìn)氣管頂部的出氣口經(jīng)每個(gè)錠位的進(jìn)氣閥進(jìn)入氣缸，使氣缸充氣，向各檔加壓組件的氣缸內(nèi)活塞加壓，把壓力直接傳遞到各檔上羅拉。氣缸內(nèi)的氣壓與總管氣壓平衡時(shí)，總管路不再向氣缸充氣。進(jìn)氣管上設(shè)有泄漏指示器，如果搖架管路系統(tǒng)漏氣、失壓，該指示燈閃爍報(bào)警，表示系統(tǒng)需要補(bǔ)充氣流，應(yīng)查明泄漏點(diǎn)并予以排除，直至報(bào)警燈不再閃爍。隨后手柄組件繼續(xù)向上推動(dòng)，使鎖緊片脫開頂面上鎖銷，搖架體在手柄作用下進(jìn)行上舉卸壓操作。

1.3 技術(shù)參數(shù)

SCP2-150型氣缸加壓搖架安裝尺寸及牽伸布局見圖2，技術(shù)參數(shù)見表1[2]。

2 SCP2-150型氣壓搖架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2.1 結(jié)構(gòu)分析

2.1.1 獨(dú)立氣缸

SCP2系列氣缸加壓搖架在每個(gè)加壓區(qū)均有一個(gè)獨(dú)立的加壓氣缸，如圖3所示，它是加壓搖架的核心部件。壓縮空氣直接作用在氣缸內(nèi)活塞面上，產(chǎn)生作用力F(F=P·S)。P為輸入壓縮空氣產(chǎn)生的氣缸內(nèi)氣壓，S為活塞面積。作用力F通過杠桿比傳遞到加壓膠輥上，僅與氣缸內(nèi)氣壓P及活塞面積S相關(guān)。圖3中，當(dāng)活塞處于A位置或B位置時(shí)，只要活塞面積S精度高，則同臺(tái)車搖架處于同氣壓P下，即可實(shí)現(xiàn)工藝壓力穩(wěn)定一致。彈簧加壓搖架的高度會(huì)影響彈簧的變形量，氣囊加壓搖架高度會(huì)影響氣囊的變形張力，這些都影響壓力穩(wěn)定性，致使一致性變差，需要進(jìn)行搖架體工作高度的相應(yīng)調(diào)整，不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且對(duì)調(diào)整人員的技術(shù)水平要求較高[3]。而氣缸加壓搖架進(jìn)行較準(zhǔn)確定位后無須再進(jìn)行工作高度調(diào)整，可消除膠輥磨礪前、后直徑變化對(duì)壓力的影響，對(duì)膠輥直徑差異自適應(yīng)能力強(qiáng)。

圖2 SCP2-150型氣壓搖架安裝尺寸及牽伸布局

表1 SCP2-150型氣壓搖架的技術(shù)參數(shù)

項(xiàng)目參數(shù)上羅拉握持尺寸/mm?9.5×16(前、中、后三區(qū))上膠圈內(nèi)徑×寬度×厚度/mm?37.0×27.8×(0.9～1.1)配套上銷SX2-6833B型、SX2-6833E型;?41.5×27.8×(0.9～1.1)配套上銷SX2-6842B型普通環(huán)錠紡工作氣壓/MPa前檔中檔后檔0.16～0.400.16～0.340.16～0.34集聚紡工作氣壓/MPa前檔0.30～0.50加壓力/N普通環(huán)錠紡前檔集聚紡前檔中檔后檔94～190150～230102～183102～183掀起定位角度/(°)60,45下羅拉直徑/mm25,27上羅拉直徑/mm前區(qū)中區(qū)后區(qū)27～312527～31

圖3 SCP2系列獨(dú)立氣缸

2.1.2 加壓組件

氣缸加壓組件由加壓塊、握持扭簧、膠輥握持塊和加壓支桿等組成。氣缸內(nèi)活塞面上氣壓直接作用在加壓塊上，通過加壓支桿、膠輥握持塊，傳遞到上膠輥、中上羅拉實(shí)施加壓。

2.1.3 鎖緊組件

搖架體的鎖緊和開啟，采用傳統(tǒng)四連桿式后鎖緊機(jī)構(gòu)，鎖緊可靠，操作輕便。

2.1.4 固緊組件

SCP2系列氣缸加壓搖架是通過搖架座、夾緊座握持六角形支桿軸，以搖架座為固定基準(zhǔn)直接定位，夾緊座夾緊，再通過鎖緊螺釘固緊定位。

2.1.5 膠輥握持機(jī)構(gòu)

如圖4所示，SCP2系列新型氣缸加壓搖架采用固定鉗口握持設(shè)計(jì)，三線平行度非常優(yōu)良且穩(wěn)定；可同時(shí)對(duì)同套搖架左、右兩錠進(jìn)行精確分壓，確保同套搖架加壓基本平衡；膠輥及其組件設(shè)計(jì)自鎖式的握持結(jié)構(gòu)，握持可靠，可單手裝卸膠輥；只有在主動(dòng)實(shí)施解鎖操作時(shí)，膠輥組件才會(huì)自動(dòng)落入操作者手心，裝卸膠輥組件輕松便捷。

1—自鎖握持；2—壓力平衡凸；3—固定鉗口。圖4 膠輥握持機(jī)構(gòu)

2.1.6 氣路供應(yīng)和控制系統(tǒng)

氣路供應(yīng)系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣筒、安全閥、壓力表、控制箱和供氣管道等組成。將壓縮空氣管路從空壓站鋪設(shè)到細(xì)紗機(jī)車頭或車尾，安裝一個(gè)開關(guān)閥，預(yù)留一個(gè)φ8 mm氣管快插接口，將本系統(tǒng)進(jìn)氣端用φ8 mm氣管聯(lián)接到預(yù)留接口上，控制箱的氣體輸出端有6根φ6 mm氣管，分3種顏色，每種顏色2根。在左右兩邊車進(jìn)氣端支桿軸結(jié)合件的快插接頭上：將輸出端2根紅色氣管分別接1號(hào)；2根藍(lán)色氣管分別接2號(hào)；2根無色透明氣管分別接3號(hào)。然后用φ6 mm氣管將相鄰支桿軸結(jié)頭處的對(duì)應(yīng)快插接頭聯(lián)接，即1號(hào)接頭與1號(hào)接頭用紅色氣管聯(lián)接；2號(hào)接頭與2號(hào)接頭用藍(lán)色氣管聯(lián)接；3號(hào)接頭與3號(hào)接頭用無色氣管聯(lián)接。即要求相同方位相連，相同顏色相連，禁止錯(cuò)位聯(lián)接，錯(cuò)色聯(lián)接，見圖5。細(xì)紗機(jī)最尾端用φ6 mm氣管將左右兩邊車聯(lián)通，依然遵循相同方位相連，相同顏色相連的原則。SCP2系列新型氣壓搖架氣路聯(lián)接原理見圖6[2]。

1，4，9—1號(hào)接頭；2,5,8—2號(hào)接頭；3,6,7—3號(hào)接頭。圖5 支桿軸氣管聯(lián)接示意

1—管道排放閥；2—過濾網(wǎng)；3，5,6,7—減壓閥；4—漏氣檢測(cè)單元。圖6 SCP2系列新型氣壓搖架氣路聯(lián)接原理

2.1.7 系統(tǒng)調(diào)試

如圖6所示，將管道排放閥置于通氣狀態(tài)，各減壓閥調(diào)至最低壓力后通氣，緩慢地將連接輸出無色氣管的減壓閥調(diào)至0.3 MPa，其余2個(gè)減壓閥調(diào)至0.2 MPa，檢查各連接處有無漏氣，2 min后觀察泄漏報(bào)警燈是否閃爍，若無則表示系統(tǒng)的氣密性達(dá)到要求，若有則表示系統(tǒng)存在泄漏點(diǎn)，需要查找泄漏點(diǎn)并予以排除，直至泄漏報(bào)警燈不再閃爍。

此時(shí)可以安裝上膠輥和上膠圈銷，將搖架體壓下加載。根據(jù)紡紗工藝要求的加壓力，按圖7所示。

a) 工作氣壓—壓力曲線

b) 壓力與氣壓表對(duì)照

氣壓—壓力曲線選擇各區(qū)工作氣壓(前、中、后三區(qū)曲線相同)，并將對(duì)應(yīng)的減壓閥調(diào)整至所選氣壓，用搖架測(cè)力儀檢測(cè)各區(qū)加壓力，進(jìn)行壓力確認(rèn)。若壓力有差異可以微調(diào)減壓閥，直至得到合適的加壓力。 細(xì)紗機(jī)正常開機(jī)應(yīng)按如下程序執(zhí)行：將管道排放閥置于通氣狀態(tài)，供氣系統(tǒng)先進(jìn)行充氣，待充氣完成(短車約40 s，長(zhǎng)車約60 s)后，依次啟動(dòng)風(fēng)機(jī)和主機(jī)；停機(jī)時(shí)按主機(jī)正常程序操作。若長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)，應(yīng)在羅拉完全停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，將管道排放閥置于泄氣狀態(tài)，對(duì)搖架進(jìn)行半釋壓，可以保持紗線不斷頭，也無須頻繁手動(dòng)盤羅拉，還可以避免膠輥因長(zhǎng)時(shí)間靜壓而產(chǎn)生變形。管道排放閥的狀態(tài)設(shè)置見圖8。

2.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

SCP2系列氣壓搖架具備以下特點(diǎn)[4]：

a) 壓縮空氣為壓力源，壓力穩(wěn)定可靠無衰退；

b) 加壓組件采用氣缸直壓式，搖架的壓力穩(wěn)定性、一致性好，錠差小；

a) 通氣狀態(tài)

b) 堵住上游氣體，排放下游氣體

c) 前、中、后三檔膠輥分別采用三套獨(dú)立加壓組件，集中供氣，可以實(shí)現(xiàn)前、中、后羅拉加壓獨(dú)立的集體無級(jí)調(diào)壓和半釋壓；

d) 搖架座由六角支桿定位緊固后，搖架體無須進(jìn)行工作高度調(diào)整；

e) 氣缸直壓式加壓, 適應(yīng)膠輥直徑差異，膠輥磨礪后尺寸變化對(duì)壓力無影響，無須調(diào)整搖架體工作高度；

f) 固定鉗口握持設(shè)計(jì)，前羅拉鉗口平行度優(yōu)良且穩(wěn)定，同時(shí)對(duì)同套搖架左、右兩錠進(jìn)行精確分壓，確保同套壓力基本平衡；

g) 采用創(chuàng)新膠輥握持結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)單手輕松快速裝卸膠輥；

h) 前膠輥前沖量可在0～7 mm靈活調(diào)動(dòng)；

i) 與電子精密調(diào)壓閥聯(lián)合使用，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程電腦控制搖架各檔羅拉壓力。

3 牽伸系統(tǒng)智能化設(shè)計(jì)

3.1 三路供氣設(shè)計(jì)

所謂三路供氣就是對(duì)每臺(tái)細(xì)紗機(jī)的每列羅拉加壓實(shí)施獨(dú)立的氣源供氣，即前、中、后三列羅拉分別有獨(dú)立的氣源。其優(yōu)點(diǎn)有：① 每列羅拉可進(jìn)行獨(dú)立的集體無級(jí)調(diào)壓，克服了彈簧加壓必須逐套調(diào)整壓力的缺陷；② 每列羅拉壓力可根據(jù)工藝設(shè)計(jì)任意配置，克服氣囊式氣壓搖架受壓力比例限制的缺陷，為充分挖掘紡紗工藝潛力提供條件；③ 完全消除搖架壓力的單套調(diào)整，各檔羅拉壓力均能單獨(dú)實(shí)現(xiàn)集體無級(jí)調(diào)壓，為牽伸系統(tǒng)智能化設(shè)計(jì)創(chuàng)造條件；④ 工藝適應(yīng)性強(qiáng)，升級(jí)為集聚紡以及低硬度高彈性膠輥(或聚氨酯膠輥)時(shí)無須對(duì)搖架進(jìn)行更改，只需調(diào)節(jié)壓力即可。

3.2 智能化設(shè)計(jì)

將控制工作氣壓的減壓閥改為電氣比例閥時(shí)，就可以通過控制各電氣比例閥的輸入電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)搖架各區(qū)加壓力的控制。

a) 遠(yuǎn)程自動(dòng)控制及檢測(cè)。通過程序控制電氣比例閥的輸入電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)搖架壓力遠(yuǎn)程控制，同時(shí)通過對(duì)輸入電壓定點(diǎn)監(jiān)控，或通過氣壓傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)各機(jī)臺(tái)、各檔羅拉壓力檢測(cè)，即在中控電腦上輸入指令，自動(dòng)調(diào)整、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)或查詢某機(jī)臺(tái)某檔壓力。

b) 智能分析，優(yōu)化紡紗加壓參數(shù)。程序控制系統(tǒng)自動(dòng)記錄各機(jī)臺(tái)紡不同品種或同品種時(shí)的加壓參數(shù)，以及各參數(shù)下的成紗質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)和能耗數(shù)據(jù)，通過一段時(shí)間收集后，可以通過數(shù)據(jù)分析技術(shù)找出某紡紗品種的最佳壓力參數(shù)，即成紗質(zhì)量好，能耗低的加壓參數(shù)。

c) 加壓參數(shù)自動(dòng)調(diào)用。智能加壓系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)歷史加壓參數(shù)的自動(dòng)調(diào)用，即紡某品種紗線時(shí)，只要在中控電腦上輸入該機(jī)臺(tái)的紡紗品種，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)用最佳加壓參數(shù)，并自動(dòng)調(diào)整搖架加壓力至最佳。

d) 搖架加壓力自動(dòng)調(diào)整?？稍陂_車過程中進(jìn)行壓力在線調(diào)整，也可配合智能紡紗系統(tǒng)根據(jù)溫濕度變化或羅拉速度變化進(jìn)行壓力在線調(diào)整，達(dá)到提高質(zhì)量，降低能耗的目的。

4 不同牽伸加壓搖架性能比較

現(xiàn)代牽伸加壓搖架經(jīng)歷了圈簧加壓搖架、板簧加壓搖架、整體氣囊加壓搖架、獨(dú)立氣囊加壓搖架和獨(dú)立氣缸加壓搖架幾個(gè)過程，其性能比較見表2。

表2 不同牽伸加壓搖架性能比較

5 結(jié)論

SCP2系列獨(dú)立氣缸直壓式氣壓搖架，優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在氣缸加壓和三路供氣方面，加壓穩(wěn)定，無衰減；免調(diào)高度，免維護(hù)；膠輥直徑差異自適應(yīng)能力強(qiáng)；可實(shí)現(xiàn)分區(qū)集體調(diào)壓和分區(qū)無級(jí)調(diào)壓，壓力配置靈活，一致性好；可實(shí)現(xiàn)低壓力、低能耗紡紗。

[1] 唐文輝.牽伸加壓搖架的結(jié)構(gòu)分析與使用[M].北京：中 國(guó)紡織出版社，2009.

[2] 湖南晟凱瑞機(jī)械有限公司.SCP2系列獨(dú)立氣缸直壓式氣壓搖架說明書[Z].

[3] 唐文輝.國(guó)產(chǎn)棉紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)及羅拉、牽伸搖架的發(fā)展[J].紡織器材，2014，41(3Z)：19-26.

[4] 俞宏圖.牽伸系統(tǒng)加壓搖架的發(fā)展方向淺析[C]//2015’全國(guó)紡織節(jié)能與降低生產(chǎn)成本研討會(huì)論文集.杭州：中國(guó)紗線網(wǎng)，2015：191-195.

The Performance and Structural Innovation of the Cylindrical Top Cradle

TANG Wenhui

(Donghua University,Shanghai 201103,China)

To ensure the consistency of roller pressure,comparison is done to the five main top cradles such as the cylindrical spiral spring top cradle,plate spring top cradle,integrated air-bag top cradle,isolated air-bag top cradle and cylindrical top cradle SCP2 series regarding their drafting structure and performance.Highlight is given to the classification,structure,and the features of the cylindrical top cradle.The innovated points are listed with the cylinder,locking assembly,fastening assembly,pressure adjustment,roller holding,intelligent drafting system.It porves that cylindrical top cradle SCP2 series is of stable pressure,small spindle deviation and good parallel degree of the three lines of the cots.Air supply is isolated in three lines for the top cradles in the front,middle and rear locations.The good adaptive ability is with the roller diameter difference.The intelligent control system can realize the partition or collective stepless pressure adjustment making easy in pressure adjustment and control,consequently realizing spinning production with low spinning pressure and low energy consumption.

SCP2 series;top cradle;cylinder pressurizing;tri-way gas supply;collective pressure adjustment;gas control system;commisoning

2016-06-02

唐文輝(1936—)，男，浙江溫州人，研究員，長(zhǎng)期從事環(huán)錠細(xì)紗技術(shù)的理論和實(shí)踐研究。

時(shí)間：2016-10-08 16:24

TS103.11+4

B

1001-9634(2017)01-0062-05

http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1131.TS.

20161008.1624.054.html