多功能出布單元的研制

耿亞琳

（山東中天泰和實(shí)業(yè)有限公司，山東 泰安 271000）

平幅式織物出布方式一般有擺布式出布、馬鞍式落布及打卷式出布3種不同的方式。

擺布式出布［1］，即將平幅織物以一定幅度及頻率往復(fù)擺動(dòng)，將織物折疊落入運(yùn)布車(chē)中。擺布式出布裝置主要由導(dǎo)布輥單元、擺動(dòng)落布單元及相應(yīng)的傳動(dòng)系統(tǒng)等組成。導(dǎo)布輥單元的主要作用是引導(dǎo)布匹按穿布路線出布。傳動(dòng)系統(tǒng)的主要作用是給主動(dòng)導(dǎo)布輥旋轉(zhuǎn)動(dòng)作以及擺動(dòng)落布單元的擺動(dòng)動(dòng)作提供相應(yīng)的動(dòng)力。

馬鞍式落布，即將平幅織物在相應(yīng)的馬鞍架上整齊地往復(fù)落布。馬鞍式落布的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于擺布式出布，此種方式亦可以歸類(lèi)為擺布式出布方式。此種落布方式，其底部織物折邊位置不受或少受上部織物的壓力，可最大限度地避免產(chǎn)生折痕［2］。

打卷式出布［3］，即將平幅織物在A 型架輥筒上卷繞成布卷的出布方式。該種方式可避免擺布式出布容易形成的折皺，又可實(shí)現(xiàn)大容量?jī)?chǔ)存運(yùn)輸。其實(shí)現(xiàn)方式是主動(dòng)式出布輥接觸A 型架輥筒并施加一定的壓力，出布輥依靠形成的摩擦力帶動(dòng)A 型架上的輥筒旋轉(zhuǎn)，從而在A 型架輥筒上實(shí)現(xiàn)卷繞出布。隨著卷繞直徑的增大，主動(dòng)出布輥不斷抬升，直至打卷直徑達(dá)到設(shè)定值。

市面上鮮見(jiàn)集3 種出布方式于一體的出布單元，而客戶對(duì)多種出布方式要求的迫切性促進(jìn)了多功能出布單元的研制。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了克服現(xiàn)有出布方式單一的問(wèn)題，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需要，設(shè)計(jì)了一種出布裝置，即集平幅式擺布、馬鞍式落布、A 型架打卷式出布功能于一體的出布單元，見(jiàn)圖1。同時(shí)出布裝置末端配置靜電消除器，用于消除布坯所帶靜電，減少對(duì)后道工序的影響。

出布裝置由左右支臂、導(dǎo)布輥、出布輥、擴(kuò)幅輥、左右擺臂及抬升裝置等構(gòu)成。在平幅擺布與馬鞍落布時(shí)，出布輥位于最高位，高度一般超過(guò)擋車(chē)工正常身高，防止碰傷擋車(chē)工額頭。平幅擺布幅度一般為1 m。在打卷出布時(shí)，抬升裝置將左右支臂及出布輥落到低位，實(shí)現(xiàn)與A 型架輥筒的接觸。一般A 型架輥筒到地面的高度高于出布輥可達(dá)到的最低位，以實(shí)現(xiàn)兩輥之間的正常接觸并具備一定的壓力。鑒于此需求，需要設(shè)計(jì)一種支臂抬升裝置，使左右支臂固定的出布輥可在最低位和最高位之間變化位置。支臂連同導(dǎo)布輥、出布輥及左右擺臂在左右兩個(gè)抬升裝置帶動(dòng)下做升降運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)出布工位的轉(zhuǎn)換。出布輥的旋轉(zhuǎn)通過(guò)主電機(jī)實(shí)現(xiàn)；擺布動(dòng)作由擺布電機(jī)通過(guò)同步帶傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)。抬升裝置把左右支臂抬升后，擺布電機(jī)通過(guò)同步帶傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)平幅擺布，同時(shí)可通過(guò)電位器等控制裝置，實(shí)現(xiàn)馬鞍架平整擺布。綜上所述，出布單元主要由抬升裝置、擺布裝置及安全裝置組成，如圖1所示。

1.1 抬升裝置

支臂及其連接的導(dǎo)布輥、出布輥等總質(zhì)量較大，出布裝置配置的支臂抬升裝置抬升動(dòng)力一般選取氣動(dòng)或者液壓方式進(jìn)行動(dòng)作輸出。液壓方式的輸出力較大，且能較好保證兩側(cè)支臂動(dòng)作的同步性，但是液壓設(shè)備會(huì)出現(xiàn)漏油，容易污染織物及車(chē)間環(huán)境，且需要單獨(dú)配置液壓泵。氣壓方式由于氣體不可避免的壓縮性，其同步性相對(duì)液壓方式較差，但由于其動(dòng)力來(lái)源（壓縮空氣）在廠房環(huán)境中容易獲取，且經(jīng)過(guò)一系列的相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其同步性亦可以滿足使用要求，最終選取了氣缸抬升方案。左右支臂在連接裝置的連接下成為一個(gè)整體，依靠出布單元整體的質(zhì)量實(shí)現(xiàn)兩側(cè)氣缸輸出力的平衡。另外，在氣路設(shè)計(jì)中采用同一個(gè)電磁閥控制，電磁閥到氣缸口的氣管管徑及管長(zhǎng)均保持一致，在氣缸管口上配置調(diào)速閥用于微調(diào)輸出速度，這些措施均可以保證左右氣缸動(dòng)作的同步性。

氣缸抬升裝置端部與左右支臂連接，抬升裝置末端通過(guò)連接座固定于設(shè)備本體上并可通過(guò)支座銷(xiāo)軸旋轉(zhuǎn)。左右支臂裝置與設(shè)備本體通過(guò)帶座軸承固定，其旋轉(zhuǎn)功能不受影響。

1.2 擺布裝置

出布單元需要實(shí)現(xiàn)一定擺幅及擺動(dòng)頻率的擺布功能。擺動(dòng)執(zhí)行部件主要由擺臂及落布輥組成。擺臂的擺動(dòng)主要有兩種實(shí)現(xiàn)方式：一種由主動(dòng)輥、連桿、擺臂等組成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。在曲柄及搖桿上設(shè)有腰型孔或者若干不連續(xù)的連接孔，通過(guò)改變連桿在曲柄及搖桿連接的位置，即可以調(diào)節(jié)搖桿的擺幅。擺動(dòng)頻率通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外一種是擺動(dòng)電機(jī)固定在主動(dòng)同步帶輪連接的連接輥筒上，擺臂通過(guò)軸承固定在出布輥上，被動(dòng)同步帶輪與支臂連接為一個(gè)整體，主動(dòng)同步帶輪與被動(dòng)同步帶輪通過(guò)同步帶連接傳動(dòng)。擺動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)同步帶輪正反轉(zhuǎn)，同步帶即可帶動(dòng)擺臂按一定的幅度來(lái)回?cái)[動(dòng)。電機(jī)正反轉(zhuǎn)一般由擺臂擺動(dòng)到指定幅度觸發(fā)接近開(kāi)關(guān)或者行程開(kāi)關(guān)，從而控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)接近開(kāi)關(guān)或者行程開(kāi)關(guān)固定的位置即可微調(diào)擺臂擺幅，其擺動(dòng)速度也是通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

擺布裝置末端的兩只落布輥水平隔開(kāi)布置，用于落布前的織物導(dǎo)向。落布輥兩側(cè)配置靜電消除器。

1.3 安全裝置

左右支臂配置有小氣缸伸縮機(jī)構(gòu)，當(dāng)需要打卷出布時(shí)，需要把左右擺臂收起。為防止同步帶突然斷裂導(dǎo)致左右支臂突然掉落，設(shè)計(jì)了小氣缸伸縮機(jī)構(gòu)。結(jié)構(gòu)伸出后，可以防止擺臂的突然落下。同時(shí)，為保證同步帶的使用壽命，可選取內(nèi)襯鋼絲的同步帶，其拉力得到提升。在使用過(guò)程中，及時(shí)觀察同步帶外表面有無(wú)裂紋以及是否有斷齒等現(xiàn)象，如有以上現(xiàn)象，需要同時(shí)更換左右兩側(cè)同步帶。

氣缸抬升裝置的安全問(wèn)題主要是氣缸抬升過(guò)程中或是氣缸抬升到位后，廠房突然斷電斷氣，左右支臂及出布輥突然掉落，導(dǎo)致設(shè)備的損壞及擋車(chē)工的人身傷害。為保證安全性，在氣缸抬升裝置抬起到位后，設(shè)計(jì)了機(jī)械旋轉(zhuǎn)擺臂擋在氣缸本體和左右擺臂之間，即使廠房斷電斷氣，氣缸也不會(huì)落下。氣路方面采用二位五通電磁閥+先導(dǎo)式單向閥對(duì)氣缸無(wú)桿側(cè)腔進(jìn)行保壓，或者采用三位五通中泄閥+先導(dǎo)式單向閥對(duì)氣缸無(wú)桿側(cè)腔和有桿側(cè)腔同時(shí)進(jìn)行保壓。兩種方式均可以在斷氣的情況下，把氣缸腔內(nèi)的壓縮空氣保持相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間而不泄露，從而在安全性上得到保證。另外，為防止氣缸中壓縮空氣的泄露，采用三位五通中封閥的方式把壓縮空氣封在氣缸無(wú)桿側(cè)腔及有桿側(cè)腔。三位五通中封閥設(shè)置位置到氣缸側(cè)一般有一定的距離，在三位五通中封閥的接頭處及中封閥本身不可避免地存在泄露，故該種方式對(duì)壓縮空氣保持時(shí)間較短，其安全性相對(duì)較差。

采用A 型架打卷時(shí)，氣缸抬升裝置需要落下與A型架上的輥筒接觸。擋車(chē)工此時(shí)一般會(huì)把剛出布的布頭用膠帶貼在A 型架的輥筒上。為防止出布單元的輥筒壓傷擋車(chē)工的手，在出布輥外側(cè)設(shè)置了一條安全繩，當(dāng)擋車(chē)工的手臂抬升一段距離碰到該安全繩時(shí)，出布單元在控制邏輯下立刻抬升，以防止壓傷擋車(chē)工。

車(chē)間環(huán)境一般較暗，在出布單元上方設(shè)置一定照度的燈光，亦可減少安全事故；還可以在出布單元的醒目位置，均貼上相關(guān)安全警示標(biāo)簽，提醒擋車(chē)工時(shí)刻不忘安全。

2 結(jié)論

結(jié)合紡織企業(yè)需要，研制的多功能出布單元具有以下創(chuàng)新點(diǎn)：（1）集多種出布方式于一體，最大限度地滿足用戶需求；（2）多重安全措施，保障擋車(chē)工的使用安全；（3）擺幅、車(chē)速無(wú)極調(diào)節(jié)，可匹配多種后整理設(shè)備。

出布單元作為紡織后整理設(shè)備的通用單元，不能獨(dú)立完成某種工藝操作，與其他通用單元如進(jìn)布單元一樣需要集成到后整理設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)各自的功能。隨著紡織技術(shù)的進(jìn)步，用戶對(duì)多種出布方式的需求越來(lái)越高，進(jìn)一步推動(dòng)了多功能出布裝置的應(yīng)用。