一種新型鋸?fù)材X機(jī)的設(shè)想

〔山東天鵝棉業(yè)機(jī)械股份有限公司，山東濟(jì)南250032〕

一、前言

眾所周知，剝絨機(jī)的剝絨是靠鋸片上鋸齒的兩條側(cè)刃和齒頂刃刮剝毛棉籽表面來進(jìn)行工作的。鋸齒上的兩側(cè)刃是剝絨機(jī)的主要工作刃，齒刃的工作長度、齒形的前面傾斜角度、齒尖的厚度是影響剝絨效果的最重要因素；同時兩側(cè)刃和齒頂刃的鋒利程度也影響剝絨機(jī)的剝絨產(chǎn)量和短絨質(zhì)量，并影響著棉籽的破籽率。在鋸片齒形完整、齒刃鋒利而不尖銳時，剝絨產(chǎn)量高、短絨質(zhì)量好、棉籽的破籽率低；缺齒、齒刃鈍、齒形異變時，剝絨產(chǎn)量低、短絨質(zhì)量差、棉籽破籽率高。傳統(tǒng)的剝絨銑鋸機(jī)是靠圓形合金銼刀片來銼銑鋸片，銼刀與鋸齒前刃面利用仿形貼合壓力來工作。如果鋸片缺齒、歪齒、齒前角磨損變位，銑出的齒形便逐漸失真，剝絨機(jī)的工作性能逐漸下降，影響了剝絨產(chǎn)量和短絨質(zhì)量，棉籽破籽率也會隨之增加，降低了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，筆者設(shè)想了一種新型的鋸?fù)材X機(jī)。

圖1 鋸?fù)材X機(jī)結(jié)構(gòu)圖

二、新型銑鋸機(jī)結(jié)構(gòu)簡介

如圖1所示，新型的鋸?fù)材X機(jī)主要由機(jī)架1、液壓驅(qū)動機(jī)構(gòu)2、移動安裝盤8、磨頭部件10、鋸?fù)矞p速電機(jī)4、橫向?qū)к?、縱向?qū)к?、齒條分度機(jī)構(gòu)9、電氣控制箱7等部分組成。四組磨頭組件（包括傳動電機(jī)）橫向一字排開、間隔相同的距離（一般為片距的N倍）分別固定在移動安裝盤上，分段完成對鋸?fù)驳哪X工作。磨頭組件和移動安裝盤作為一個整體可以根據(jù)PLC程序編排，由液壓缸驅(qū)動實(shí)現(xiàn)前后、左右移動。分度齒條的齒距與鋸片片距一致，配合棘爪的定位，保證每次向右位移后砂輪能與鋸片準(zhǔn)確對應(yīng)。磨頭組件前進(jìn)定位由其前端的調(diào)整螺栓確定，保證磨齒高度均勻一致。每組磨頭上的一對碗型砂輪經(jīng)過修正后，都具有固定的角度，保證與鋸片的齒側(cè)外形相吻合。每個磨頭組件上都配有自動夾持鋸片穩(wěn)定機(jī)構(gòu)，通過調(diào)整自動夾持穩(wěn)定機(jī)構(gòu)的方位，使夾持穩(wěn)定機(jī)構(gòu)正對著要磨齒的鋸片，保證碗型砂輪在工進(jìn)與退出時不損傷鋸齒，確保砂輪刃磨鋸齒工序的準(zhǔn)確進(jìn)行。同時，調(diào)整自動夾持機(jī)構(gòu)的彈簧壓力，使其具有合適的夾持力和良好的滑動性，以穩(wěn)定鋸片、降低噪音。如圖1所示，鋸片和砂輪都是逆時針旋轉(zhuǎn)，可以確保砂輪對鋸片實(shí)行逆向磨刃，這樣不僅磨齒效果好，而且鋸片倒齒運(yùn)動時不容易傷人，砂輪向下旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的飛濺物也遠(yuǎn)離了人員作業(yè)區(qū)，可以確保工人的安全。橫向?qū)к壓涂v向?qū)к壘捎脻L珠滑套結(jié)構(gòu)，液壓缸驅(qū)動移動安裝盤及其上面的磨頭組件時更加靈活、省力。

三、工作原理及過程

新型的鋸?fù)材X機(jī)是利用砂輪的磨削原理來修正鋸片兩側(cè)刃的。由于現(xiàn)在使用的鋸片大多是合金材料，含碳量較高，并且經(jīng)過熱處理工藝加工，因此，其硬度和韌性都較高。如果用傳統(tǒng)的銼銑工藝來修正鋸齒，不僅加工困難、耗時較長、鋸齒易走形、噪音大，而且對圓形銼刀所選用的材料、制作工藝要求較高，使用成本大。而磨削工藝就非常適用于加工硬度和韌性較高的工件，用新型的鋸?fù)材X機(jī)來修正鋸齒，改變了過去逐齒銑銼的加工方式，一次工進(jìn)可以修磨一整張鋸片。在去除材料很小的情況下可以快速地形成新的鋸齒兩側(cè)刃，不僅速度快、噪音低，而且修磨后的鋸片齒形標(biāo)準(zhǔn)、整齊，光潔度很好，可以省去后面的砂磨工序，提高了作業(yè)效率。工作時，按下準(zhǔn)備按鈕，磨頭組件在縱向和橫向液壓缸的驅(qū)動下分別向左、向后退至初始原位置，然后裝上待修的鋸?fù)玻ㄈ鐖D，注意鋸齒的朝向）；手動工進(jìn)，調(diào)整好鋸?fù)才c磨頭組件的對正方位，使待磨的第一組鋸片與相應(yīng)的碗型砂輪準(zhǔn)確地一一對齊，驗(yàn)證、調(diào)整每個磨頭組件的前進(jìn)極限位置，確保砂輪磨齒高度合適。調(diào)整每組自動夾持穩(wěn)定機(jī)構(gòu)的位置和夾持力，確保能夠穩(wěn)定夾持鋸片并使鋸?fù)厕D(zhuǎn)動平穩(wěn)；調(diào)整完成后，手動退回，使每組磨頭后退至初始位置。啟動工作按鈕，在鋸?fù)矞p速電機(jī)和砂輪電機(jī)的分別驅(qū)動下，鋸?fù)埠蜕拜啺锤髯栽O(shè)定的轉(zhuǎn)速逆時針方向旋轉(zhuǎn)；程序延時后，移動安裝盤及其上的四組磨頭在縱向液壓缸的驅(qū)動下進(jìn)給到磨齒位置，夾持穩(wěn)定機(jī)構(gòu)夾緊穩(wěn)定鋸片，砂輪開始修磨鋸齒，隨著鋸?fù)驳男D(zhuǎn)，砂輪逐漸把該張鋸片上的所有鋸齒修磨一遍，之后磨頭后退到位，完成單張鋸片的磨齒工序。接著，安裝盤及其上的四組磨頭在橫向液壓缸的驅(qū)動下向右移動一個工位，由于齒條分度機(jī)構(gòu)的限位，因此，右移距離準(zhǔn)確而一致，四組磨頭再次縱向前行進(jìn)，工進(jìn)到位后刃磨各自的第二張鋸片，第二張鋸片修磨完成后，磨頭再次后退到位，完成第二張鋸片的磨齒工序。如此反復(fù)動作，逐漸把整個鋸?fù)残弈ヒ槐?。在多次修磨鋸?fù)埠?，四個磨頭組件上的碗型砂輪會因損耗程度不同而失真，需要用金剛刀修正砂輪并調(diào)節(jié)磨頭前方的定位螺釘，確保被磨鋸?fù)昌X形始終合理、刃磨高度一致。

四、性能特點(diǎn)

這種新型的鋸齒磨齒機(jī)不是刃磨鋸齒的前刀面，而是由成對的具有一定角度（約2°）的碗型砂輪磨鋸齒的兩側(cè)面，以形成新的剝絨刃，磨削量少。它不改變齒形的前面角，不削弱鋸齒的強(qiáng)度，修后的鋸齒整齊一致，不引起剝絨機(jī)設(shè)計性能的變化，并且銑鋸效率是傳統(tǒng)銑鋸機(jī)的5倍以上，省時省力。該機(jī)針對需要修磨的鋸片配有自動夾持穩(wěn)定機(jī)構(gòu)，消除了機(jī)械振動，并且砂輪磨齒本身就平穩(wěn)，工作噪音極低。碗型砂輪比銑鋸刀片價格便宜得多，市場供應(yīng)充足，相應(yīng)降低了銑鋸成本。該機(jī)機(jī)、電、液高度融合，自動化程度非常高，從磨第一張鋸片開始到整筒鋸片修磨結(jié)束完全由PLC程序控制。鋸?fù)舶惭b到位后，自動銑鋸、自動換位，銑鋸?fù)瓿珊笞詣油Ｖ?，降低了勞動?qiáng)度。這種新型的鋸齒磨齒機(jī)既可用于鋸片沖齒后新鋸齒的開刃，又可用于剝絨機(jī)使用后變鈍鋸片齒刃的修磨，一機(jī)兩用，方便快捷。該機(jī)配有多種齒距（10 mm、11.11 mm等）的橫向分度機(jī)構(gòu)，可以滿足現(xiàn)有不同型號剝絨機(jī)鋸?fù)驳哪X需要。缺點(diǎn)是由于砂輪具有一定的自銳性，因此，砂輪的工作面磨損較快，5個工作日后即需要用金剛刀修整砂輪一次。砂輪修整后，因外形尺寸變小，就需要調(diào)整夾持穩(wěn)定機(jī)構(gòu)與砂輪的前后相對距離，使其相距尺寸絕對值保持不變，并調(diào)整磨頭組件前限位螺釘，保證砂輪磨齒高度不變。一般情況下，每組砂輪修整5次后需要更換新的砂輪，新砂輪更換后，首先需要用金剛刀對砂輪進(jìn)行修整，使其具有規(guī)定的磨齒角度和高度。

五、市場前景

目前，國內(nèi)大約有4 000多家棉花加工廠在生產(chǎn)，每家棉花加工廠基本上配有一條或兩條剝絨車間，而鋸片銑鋸機(jī)是剝絨車間的標(biāo)配，一條剝絨車間少者配有1臺、多者配有2臺～3臺銑鋸機(jī)。鑒于沒有新的技術(shù)突破，幾十年來一直在用傳統(tǒng)的銑鋸機(jī)修正鋸片，勞動強(qiáng)度大、工作環(huán)境差、經(jīng)濟(jì)效益低。如果用新型的鋸齒磨齒機(jī)替換傳統(tǒng)的銑鋸機(jī)，將給棉花加工企業(yè)帶來新氣象，工作輕松、環(huán)境宜人、成本降低、效益提高。在經(jīng)濟(jì)、社會大發(fā)展的時代，新技術(shù)層出不窮，新技術(shù)代替舊新技術(shù)是歷史的必然。新型的鋸齒磨齒機(jī)不僅能為棉花加工企業(yè)、棉機(jī)生產(chǎn)企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，也必將能產(chǎn)生巨大的社會效益，促進(jìn)社會進(jìn)步。

以上是筆者對新型鋸?fù)材X機(jī)的粗淺見解，意在拋磚引玉，望大家廣泛參與、積極討論，不足之處，敬請指正！☆