鋼領(lǐng)座的再設(shè)計(jì)與優(yōu)化

邊文廣，陸 晉，李雪梅

（1.經(jīng)緯紡織機(jī)械股份有限公司 榆次分公司，山西 晉中 030601；2.晉中經(jīng)緯鈺鑫機(jī)械有限公司，山西 晉中 030601）

0 引言

近年來，在競爭激烈的市場環(huán)境中，國內(nèi)細(xì)紗機(jī)制造企業(yè)以技術(shù)創(chuàng)新為手段，不斷優(yōu)化和完善細(xì)紗機(jī)零部件的功能結(jié)構(gòu)和制造工藝，并取得了相應(yīng)的市場地位和份額。廣大工程技術(shù)和管理人員不僅關(guān)注核心零部件、專件的研究和開發(fā)，還對一些精度不高、制造難度低、價(jià)格低的非關(guān)鍵零部件的結(jié)構(gòu)功能或工藝進(jìn)行了深入研究，使構(gòu)成細(xì)紗機(jī)的每個(gè)零部件及時(shí)采用新的設(shè)計(jì)理念和工藝手段，提高整機(jī)的綜合效益。

1 鋼領(lǐng)座的作用

由于設(shè)備零部件安裝精度或插拔紗管引起錠子反復(fù)受力而走位，造成錠子與鋼領(lǐng)不同軸，因此，細(xì)紗機(jī)在連續(xù)使用一段時(shí)間后都要重新調(diào)整錠子相對于鋼領(lǐng)的位置，俗稱“敲活錠子”，是細(xì)紗機(jī)裝配和保全工序之一。松開、敲擊錠腳后極易造成不同部位的變形，使錠子在高速時(shí)出現(xiàn)擺頭、振動等問題，從而影響紗線捻度的均勻性，并造成斷頭，增加耗損，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致錠桿報(bào)廢［1］；另外，還需要配合松緊錠腳螺母工作，操作比較繁瑣。

鋼領(lǐng)座的應(yīng)用取代了“敲活錠子”的工作方法，僅靠調(diào)整鋼領(lǐng)座使鋼領(lǐng)在小范圍內(nèi)繞錠子中心位移，使鋼領(lǐng)中心與錠子的旋轉(zhuǎn)中心保持一致，減少斷頭，提高成紗質(zhì)量，鋼領(lǐng)座如圖1所示。鋼領(lǐng)座的安裝首先需要用2個(gè)M4×6mm的螺釘將其輕固定在鋼領(lǐng)板上，再用鋼領(lǐng)錠子對中規(guī)套在錠桿上，觀察鋼領(lǐng)是否與錠桿中心同軸；當(dāng)不同軸時(shí)，則調(diào)整鋼領(lǐng)使鋼領(lǐng)內(nèi)環(huán)與對中規(guī)間隙均勻一致，然后擰緊螺釘固定鋼領(lǐng)座；是以固定錠子位置為基準(zhǔn)來調(diào)整鋼領(lǐng)的位置，使兩者同軸，避免了敲擊錠子帶來的損傷，勞動強(qiáng)度也得以降低，鋼領(lǐng)板和龍筋的制造工藝得以改善，因而被廣泛使用。

圖1 鋼領(lǐng)座示意

2 原鋼領(lǐng)座的制造工藝和材料利用率

原鋼領(lǐng)座選用Q235A冷軋鋼板，厚度為1mm，以零件外形各段圓弧線圍繞面積s1為3 246.06mm2、直徑為54mm的s2為2 290.22mm2，2個(gè)7mm的安裝孔的面積s3為76.97mm2。該零件的制造工藝是首先用剪板機(jī)將板料剪切成條料，再用沖床和復(fù)合模沖壓為圖樣尺寸，最后對零件進(jìn)行發(fā)藍(lán)工藝處理。從材料的利用率來看，將零件旋轉(zhuǎn)45°后2個(gè)安裝座耳處于正方形料（面積s0為3 844mm2）的對角線上，可使條料獲得最大利用率，如圖2所示，材料利用率k約為23%，若考慮沖壓工藝搭邊量，材料利用率會更低。綜合分析，該零件的制造工藝復(fù)雜，材料浪費(fèi)嚴(yán)重，亟需改善。

圖2 原材料最大利用率

3 鋼領(lǐng)座再設(shè)計(jì)

針對鋼領(lǐng)座的缺點(diǎn)，我們對其進(jìn)行了再設(shè)計(jì)。為提高材料利用率，考慮與其他零件進(jìn)行組合排樣套料［2］，充分利用鋼領(lǐng)座安裝孔φ54mm的材料，也可以改變材料種類和制造工藝，使其在保持鋼領(lǐng)座功能的同時(shí)降低綜合生產(chǎn)成本。

分析鋼領(lǐng)座的受力情況，其在紡紗過程中隨鋼領(lǐng)板一起在鉛垂方向上往復(fù)低速運(yùn)動，質(zhì)量很小的鋼絲圈在鋼領(lǐng)上高速回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用于鋼領(lǐng)也很微弱，因此，可以忽略其對鋼領(lǐng)座的作用。采用Q235A冷軋鋼板制成的鋼領(lǐng)座強(qiáng)度過高，考慮采用工程塑料作為鋼領(lǐng)座的原材料。

根據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)條件，利用高速雕刻機(jī)雕刻多件1.6mm厚的ABS工程塑料鋼領(lǐng)座，安裝在紡紗試驗(yàn)室進(jìn)行驗(yàn)證。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)3個(gè)月，鋼領(lǐng)座未出現(xiàn)塑料融化、翹曲變形的問題，紗線質(zhì)量未降低，表明用工程塑料代替Q235A冷軋鋼板是可行的。圖1為改進(jìn)后的鋼領(lǐng)座，適當(dāng)加大了邊寬，以使其更加可靠、耐用。

表1為試驗(yàn)條件下成紗質(zhì)量，機(jī)型為FA506－480型細(xì)紗機(jī)，紗線品種為T 65／CJ 35 13.1tex，錠速為16.5kr／min。

表1 試驗(yàn)室條件下成紗質(zhì)量數(shù)據(jù)

表1數(shù)據(jù)表明：工程塑料鋼領(lǐng)座未明顯影響成紗質(zhì)量，能滿足所紡紗線的要求。

根據(jù)材料學(xué)可得知，聚甲醛（POM），密度為1.42g／cm3，綜合性能優(yōu)于 ABS，具有高的彈性模量、剛性和硬度，優(yōu)良的耐疲勞性，較好的沖擊強(qiáng)度和耐蠕變性，較高的熱變形溫度，有著與金屬材料較為接近的比強(qiáng)度和比剛性，能在很多領(lǐng)域中代替鋼、鋅、鋁、銅及鑄鐵［3］，其良好的注塑工藝性，足以勝任鋼領(lǐng)座的使用要求。

4 工程塑料鋼領(lǐng)座的優(yōu)點(diǎn)

工程塑料鋼領(lǐng)座由于使用了注塑工藝，將分散的加工地集中在一起，減少了加工地之間的轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)度工作；模具一般設(shè)計(jì)成多件型腔結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)效率得以提高，材料利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于23%。當(dāng)注塑原料中加入色母粒和抗靜電母粒，則可以獲得更加良好的實(shí)用功能，在近40m長的黑色鋼領(lǐng)板上搭配彩色鋼領(lǐng)座，也活躍了細(xì)紗機(jī)的視覺效果。不同材質(zhì)鋼領(lǐng)座的特性對比見表2［4］。

表2 不同材質(zhì)鋼領(lǐng)座的特性對比

由表2可見：單件工程塑料鋼領(lǐng)座減輕重量約為5g，在1 008錠細(xì)紗機(jī)上將會減少5kg的重量，并可以相應(yīng)地減少鋼領(lǐng)板提升所配的平衡重錘的重量以及動力消耗；不考慮制造、周轉(zhuǎn)和生產(chǎn)效率，僅考慮材料利用率的情況下，單體的材料成本可減少0.07元；由于塑料具有一定的柔韌性，更有利于鋼領(lǐng)座與鋼領(lǐng)板的緊密貼合、吸收輕微振動，有利于提高成紗質(zhì)量。

5 結(jié)語

生產(chǎn)中，除了關(guān)注重要零部件的特性和成本外，還應(yīng)對其他零部件進(jìn)行觀察和功能分析，對非關(guān)鍵零部件進(jìn)行優(yōu)化，從而觸發(fā)改進(jìn)的思路，結(jié)合學(xué)習(xí)和應(yīng)用不同的制造技術(shù)，就能很好地控制成本，取得較好的綜合收益。

［1］張曉方.一種易于調(diào)整的細(xì)紗機(jī)鋼領(lǐng)錠子組件：中國，CN 2732773［P］.2005－10－12.

［2］李彩綿.實(shí)施集中下料管理提高材料利用率［J］.煤炭科技，2013，（4）：103－104.

［3］石安富.工程塑料手冊［M］.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2001.

［4］成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.