fa232a型梳棉机的设计与创新

fa232a型梳棉机的设计与创新

1双刺辊/板式梳棉机f23a纺织机是青岛鸿运纺机的最新一代纺织机。该产品已在第八届中国国际纺织机械展览上展出，并由中国纺织机械集团获得科技创新奖。FA232A型梳棉机主要技术参数如下:适用范围纯棉、化纤及其混纺纤维,纤维长度22～76mm;产量最高产量100kg/h;正常产量40～80kg/h;双刺辊工作直径250mm;第一刺辊工作速度780～1170r/min;第二刺辊工作速度900～1350r/min;锡林工作速度400～600r/min;回转盖板根数(工作盖板/盖板总数)29/84;固定盖板根数前6后6;盖板速度98～370mm/min;自调匀整混合环;吸尘吸尘点共14点,连续吸尘;风量4000m3/台·h;总装机功率11kW。FA232A型梳棉机的结构如图1所示。棉箱1的原料来自开清棉设备,经棉箱的开松和除尘,形成均匀排列的筵棉由给棉罗拉2喂给双刺辊3和5,纤维在进一步开松和除尘后,进入锡林11和盖板12分梳区,经分梳后的纤维被转移到道夫15上,由三罗拉剥棉将纤维从道夫上剥取,经导棉器17形成棉条,棉条经大压辊18将其导入圈条器20内,制成半成品,供后道工序使用。在整个工艺流程中,也就是纤维运动过程中,有两个区域是影响产品质量的关键部位。1.1刀和吸开口这个区域包括给棉罗拉、双刺辊、分梳板、除尘刀和吸风口。此区域担负着将纤维进一步开松,并去除前道工序留下来的未被清除的细小杂质,并通过吸尘系统,吸去应去除的杂质和短绒。1.2梳棉机的设计与开发这个区域包括三部分:(1)锡林和盖板部分;(2)一体化的固定盖板和棉网清洁器;(3)带吸风的封闭漏底。在这个区域纤维经过充分分梳,将纤维分梳成单纤维,并均匀排列在整个工作幅度上,同时该区域还承担进一步去除短绒的任务。梳棉机从最初的5～10kg/h提高到现在80～100kg/h,是建立在不断提高分梳能力、除杂能力、改善生条不匀率的基础上,所以分梳、除杂、不匀率一直是梳棉机设计普遍关注的重点。产品的创新、机构的创新也一直围绕着上述内容进行。本文通过对产品的机构分析,在实现工艺创新、结构创新、技术创新的基础上,提高产品质量,实现优质高产。2机构分析2.1技术创新FA232A梳棉机的工艺创新主要体现在顺向喂棉和双刺辊上。2.1.1逆向喂棉逆向喂棉传统的喂棉方式为逆向喂棉,即给棉罗拉喂入方向与刺辊在切入点运动方向相反(在切入点给棉罗拉向上运动,而刺辊向下运动)。显然,这种逆向喂棉方式,使切入点纤维将受到较大的损伤,并使短绒增加。顺向喂棉,给棉罗拉喂入方向与刺辊在切入点运动方向相同(在切入点,给棉罗拉和刺辊都向上运动),在切入点,纤维受损情况大为改善,并使短绒减少。2.1.2刺辊齿条辊带固定刀口双刺辊是本产品创新的精华。传统的刺辊配置为单刺辊,国内外新型梳棉机的刺辊配置也有三刺辊等形式,但采用双刺辊的梳棉机只有FA232A,属于首创。双刺辊的结构形式是:第一刺辊为梳针辊,反向旋转(见图1),顺向喂棉,刺辊下部装有一把除尘刀,一个排杂吸口;第二刺辊为齿条辊,正向旋转,刺辊下部装有两把除尘刀,两块分梳板和两个排杂吸口。采用双刺辊的优点是:(1)为顺向喂棉创造了条件。对于单刺辊,由于刺辊回转方向必须与锡林回转方向相反,而给棉罗拉向前输送棉层方向也不能改变,受上述两个条件限制,采用单刺辊只能做到逆向喂棉,无法实现顺向喂棉。采用双刺辊后,第二刺辊可以满足刺辊和锡林回转方向相反,而第一刺辊可以满足给棉罗拉的顺向喂棉。(2)减少纤维损伤,减少短绒。采用双刺辊后,由于第一刺辊采用梳针辊,即用梳针代替传统的锯齿针布,使开松方式由剧烈趋向柔和,实现轻打多梳,既达到纤维的充分开松、除杂和除短绒,又使纤维损伤程度做到尽可能的小。(3)与三刺辊相比,两刺辊的剥取作用比较缓和,不损伤纤维,可减少短绒(多一个刺辊,多一次增加短绒的可能),同时可简化结构,有利于降低机器成本,减少占地面积。本机构的难点是第一刺辊圆整度要求较高。2.2结构创新2.2.1立柱的传动特点FA232A型梳棉机的盖板与传统梳棉机的盖板相比,有许多创新之处,具体表现在:(1)盖板材料由铸铁改为铝合金型材,改善了加工工艺,减少了加工工作量,有利于降低成本,同时由于重量减轻,可降低能耗。(2)盖板采用变频电机传动,结构简单,调整方便。(3)盖板传动由链条改为齿形带,不仅运动精确平稳,有利于分梳,而且这种传动方式,也有利于安装和拆卸。(4)盖板回转方向由原来与锡林同向改为与锡林反向,可增强分梳,改善棉网质量。(5)固定盖板区域扩大,分前上固定盖板、前下固定盖板、后上固定盖板、后下固定盖板四处。由于分梳面积增大,再加上配置合理,使其分梳能力增强,有利于改善棉网质量。固定盖板材料也为铝合金型材。本创新的难点是铝合金型材盖板的平面度,两端踵趾轴的同轴度和平行度要求较高。2.2.2传达能量FA232A型梳棉机传动特点是:采用多电机单独传动,实现无级调速和比例跟踪,用皮带替代齿轮传动。(1)中央辊FA232A共有8只电机,分别用于锡林、刺辊、道夫、给棉罗拉、盖板、圈条器、换筒、盖板花和清洁辊。由于采用多电机传动,使传动结构大大简化,并大幅度提高了机电一体化的水平。(2)电机和圈条器上述电机中,锡林、道夫、给棉罗拉、盖板传动均采用变频电机,圈条器则采用伺服电机,由于电机性能改善,使得上述机构可以实现无级调速,并通过计算机实现各相关机构的同步运行。这种传动方式为调整产品工艺提供了方便。(3)齿轮传动的选择在上述电机传动中,除锡林和刺辊之间采用平皮带,清洁辊采用三角带,其余均采用齿型皮带,没有一处采用齿轮传动。由于采用了柔性传动,不仅使运动平稳,而且有效地降低了机器的噪音。现将有关传动情况汇总于表1。2.3科技创新FA232A在技术上有许多创新之处,表现在:2.3.1自调制整器的实现生条不匀率是梳棉机一个重要的质量指标,生条不匀率的好坏直接影响到成纱的变异系数cV%值、断裂强度cV%值。自调匀整器的功能就是改善梳棉机的生条不匀率。传统梳棉机的自调匀整器一般采用闭环式,棉条在大压辊处得到检测,再将检测到的信号送到自调匀整器,自调匀整器根据检测到的信号发出指令,控制给棉罗拉的转速,实现棉条长片段的匀整。FA232A的自调匀整器采用混合环,如图2所示。大压辊输出棉条和给棉罗拉喂入棉层两处同时进行检测,并将检测到的信号随时输入到计算机,计算机将信号进行处理后发出指令,控制给棉罗拉的转速。混合环自调匀整器,不仅能改善生条长片段的不匀率,同时也能改善短片段生条不匀率,从而使梳棉机的生条质量有明显提高。2.3.2自动换筒和圈条器都可以提高制定产传统的圈条器需人工换筒,生产效率低,操作强度大,尤其在梳棉机实现高产后,换筒次数更趋频繁。采用自动换筒装置后,可提高生产效率,提高自动化程度,最大限度地减小了劳动强度。采用自动换筒是梳棉机实现高产后的必然趋势。自动换筒采用单独电机传动。传统圈条器传动是通过大压辊齿轮传入圈条器,圈条器安装位置受大压辊位置限制,不能自由摆放。改用单独电机传动以后,圈条器不再受大压辊位置限制,其位置可以自由安装和放置。对于圈条器内小压辊与大压辊速度同步问题,由于圈条器采用伺服电机,由伺服电机控制器跟踪道夫实现与道夫电机同步,而道夫和大压辊通过机械实现同步,从而保证了小压辊和大压辊的同步。2.3.3主要参数设计FA232A型梳棉机的机电一体化水平较高,具体应用于下列内容:(1)工艺控制道夫和给棉罗拉变频电机,实现无级调速和比例跟踪;圈条器伺服电机和道夫变频电机,保持同步运行;混合环自调匀整器控制;滤尘压力连续检测。(2)工艺、技术参数的设定可进行工艺、技术参数设定的主要参数有:各主要电机的转速,道夫慢速下限值、快速下限值以及自调匀整的有关参数。(3)显示在显示屏上能看到的主要内容有:各种工艺参数和技术参数;各种故障显示和报警;满筒显示和报警。FA232A的显示屏和电器控制柜是分离安装的。显示屏安装在机器的前部,便于操作。电器控制柜则安装在机器的后部,安全可靠。3机器的综合质量需