棉精梳機牽伸系統改造

[編輯:Qsj]  [發布時間:2016-06-12 13:06:23]  [紡織器材在線]

　　近年來，國產棉精梳機制造技術進步神速，其運轉速度大幅度提高到500鉗次/min，實際工藝速度約為400鉗次/min。同時，高速運轉的設備故障率也明顯增大，影響了精梳生產效率。其中，牽伸系統的故障率成為影響棉精梳機效率和質量的重要問題之一。
　　1棉精梳機牽伸系統故障
　　1.1牽伸氣缸漏氣
　　棉精梳機牽伸膠輥采用穩定的氣動加壓方式，可方便調壓力，有專用的氣動加壓開關和釋壓開關，手動操作即可。一般而言，牽伸膠輥上的壓力調節范圍為491.0N～687.4N，但由于棉精梳機運轉速度較高，膠輥的運轉速度也較高，使膠輥和氣缸中氣膜所受壓力隨之增大，長時間使用中氣膜破裂產生漏氣，導致氣缸無法正常工作，膠輥牽伸壓力不足也導致棉條無牽伸，出現掉條和涌條問題，造成牽伸棉條粗細波動太大，直接影響到精梳棉條質量，牽伸系統也無法正常運轉，必須停機檢查牽伸系統的6個膠輥加壓氣缸，查出漏氣氣缸后更換氣膜——這一復雜的過程嚴重影響精梳生產效率。
　　1.2牽伸頭膠輥纏花
　　牽伸頭膠輥運轉速度過高時，與其清潔片間接觸面容易堆積棉絮，長時間累積后易產生牽伸頭膠輥纏花故障，甚至會因頭膠輥纏花太多而出現“卡死”問題。
　　這種牽伸頭膠輥纏花問題出現較頻繁，致使回花率增大，設備運行效率降低，擋車工勞動強度增大，且對頭膠輥纏花的處理比較麻煩，處理時間較長，直接影響精梳條的產量。
　　2改造方案
　　2.1氣缸
　　2.1.1氣缸漏氣原因
　　牽伸氣缸漏氣的原因是氣膜破裂。圖1所示為牽伸氣缸結構，圖2所示為氣缸的氣膜。牽伸氣缸的工作原理是通過氣體加壓，氣膜受壓變形，推動活塞頭運動，圖1中活塞頭的位置為氣缸工作位置，并且長時間保持這種狀態。氣膜的作用有2個：一是密封固定，用螺釘將氣膜上端的O形圈壓變形以固定密封氣缸蓋和氣缸主體，防止腔體漏氣；二是氣體加壓，氣膜變形推動活塞頭運動，卸壓后氣膜恢復初始狀態。

　　長期的觀察和統計發現，氣膜破裂的位置在3mm直徑的O形圈與氣膜厚度為0.5mm的連接處。主要原因是O形圈的變形在密封固定后通常是不變的，而且直徑較大，不容易被破壞，雖然在氣膜厚度為0.5mm處相對較薄，但采用的是夾布耐油橡膠材料，完全可以承受0.40MPa～0.55MPa的壓力。在長時間的使用中，氣膜加壓、卸壓多次循環使用，在3mm直徑的O形圈與氣膜厚度為0.5mm的連接處一直處于強拉強松狀態，且此處容易與氣缸內壁圓角處摩擦，當循環次數過多時，會產生表面疲勞磨損或裂痕。針對這個問題，筆者曾經采用材料較好的氣膜、加厚氣膜、修光氣缸內壁圓角等方法來解決，但均沒有實質性突破，氣膜破裂問題仍然存在。
　　2.1.2氣缸密封改造
　　O形圈密封氣缸是一種標準氣缸形式，其壽命長，且O形圈不易損壞；因此，采用O形圈密封氣缸代替氣膜氣缸，具體改造方案如下。
　　改進了氣缸蓋、活塞頭結構，使其能配套安裝O形圈，然后將O形圈1安裝在活塞頭中部，與氣缸主體內壁形成密封；用螺釘將O形圈2壓變形以固定密封氣缸蓋、氣缸主體，防止腔體漏氣。改造后氣缸的工作原理，是氣體直接加壓于活塞頭，推動其運動到工作位置并保持狀態；卸壓后，活塞頭不受氣體壓力，并通過膠輥卸壓反彈，恢復到不工作時的位置。

　　2.2頭膠輥
　　2.2.1頭膠輥纏花原因
　　原棉精梳機牽伸頭膠輥的清潔裝置只適合中低速運轉（200鉗次/min～320鉗次/min）；其工作原理，是在牽伸膠輥下方緊貼清潔用軟塑料片，機器運行產生的拋花能被清潔片及時、有效地擋住，隨即被吸風裝置清除掉。但在高速運轉時，棉條浮游纖維即拋花在單位時間內增多、被清潔片刮下來的浮游纖維也增多，浮游纖維積累到一定程度就會被積壓在清潔片下，而原有的吸風裝置不能及時徹底地吸走這些浮游纖維，造成浮游纖維與頭膠輥的摩擦力增大、產生的靜電增大，易導致棉條纏繞頭膠輥；當棉條纏繞頭膠輥到一定程度時，精梳機牽伸機構纏繞自停裝置起作用使機器停機；當速度為400鉗次/min時，使用新型牽伸機構自停裝置的膠輥上，纏繞的棉網平均長度為1.7m。在這個過程中，棉條的重量受到影響，從而影響到棉條質量。目前，國內很多廠家使用抗繞花性、抗靜電性特別好的膠輥，來降低這類故障出現的頻率；但生產成本明顯增大，且在不同棉紡工藝下的效果也不理想。
　　2.2.2清潔裝置改造
　　為解決上述問題，將原有清潔裝置改為一種牽伸頭膠輥的自動清潔裝置，即在牽伸頭膠輥清潔片上裝一驅動機構。當清潔片刮下來的浮游纖維在清潔片上大量積累時，在驅動機構的作用下，清潔片離開膠輥表面一定的高度并抖動一定的次數，以抖散被刮下來的浮游纖維，使其更易于被吸風裝置清除，解決頭膠輥纏花的問題。驅動機構的伸縮量和抖動次數可根據不同棉紡工藝的要求，在精梳機的觸摸屏上設置。

　　具體改造措施：牽伸頭膠輥一側裝有用于刮走膠輥表面浮游纖維的清潔片，且清潔片在驅動機構的作用下伸縮、抖動，以便與膠輥表面呈現或離、或合狀態；驅動機構為電磁鐵結合件，包括電磁鐵、伸縮桿和彈簧，其彈簧套在伸縮桿上。同時，在牽伸頭膠輥側面設有吸風裝置，吸風裝置有一段延伸管，且延伸管的進風口緊鄰牽伸頭膠輥和清潔片，將連接件3用銷釘連接在牽伸墻板上，使其可繞銷釘旋轉，并將電磁鐵結合件固定在吸風裝置上；清潔片結合件用螺釘固定在連接件3上，連接件1用螺釘固定在清潔片上，并與連接件2用銷釘連接且可相互旋轉，連接件2用銷釘連接在電磁鐵結合件的伸縮桿端部。連接件3、清潔片和連接件1固定在一起為曲柄滑塊機構中的一桿，其余三桿分別為連接件2、電磁鐵結合件和兩固定點組成的連桿。
　　電磁鐵未通電時，電磁鐵結合件的伸縮桿在其彈簧和重力的作用下伸長量最大，此時清潔片正好緊貼在牽伸頭膠輥表面，起到刮塵和清潔牽伸頭膠輥的作用，如圖4a）所示。當電磁鐵通電時，電磁鐵結合件的伸縮桿沿著軌道迅速被吸回，在伸縮桿帶動下，清潔片被提升約5mm～12mm的高度，離開牽伸頭膠輥表面，如圖4b）所示。在此過程中，清潔片上的浮游纖維和雜質接近吸風口被清除；當清潔片上積累的浮游纖維和雜質過多，不能及時地被完全清除時，可通過反復通、斷電操作，以抖動清潔片使浮游纖維和雜質被抖散，易于被完全清潔消除，斷電后即恢復清潔片工作位置，如圖4a）所示。
　　通過PLC和人機界面控制實現自動清潔器的整個動作，即控制電磁鐵在某一待定時間點上閉合。在人機界面上，設定清潔片刮塵時間、抬起時間以及抖動間隔時間，以實現不同工藝和環境下的清潔操作。
　　3生產實踐驗證
　　在一臺棉精梳機上試用改造后的牽伸系統，其效果很好；在多家紡織廠的多臺棉精梳機進行牽伸系統優化改造，生產實踐表明其使用效果更為顯著。
　　3.1使用效果對比情況
　　在機臺、車速、工藝相同的條件下，進行為期1a的對比試驗。改造后未出現牽伸氣缸漏氣和牽伸頭膠輥纏花引起的停機問題，且整車運行效率大大提高。
　　3.2用戶評價
　　新型牽伸氣缸已上車運轉超過1a，未發現有漏氣問題，大幅度減少了保全保養工作量，使停機次數減少，生產效率提高，質量穩中有升，并得到用戶的一致好評；新型牽伸頭膠輥自動清潔裝置的使用，很好地解決了因牽伸頭膠輥纏花引起的停機問題，減輕了擋車工的勞動強度，有效地減少了停機次數，大幅度提高了精梳機的生產效率，得到用戶認可。
　　4結語
　　棉精梳機牽伸系統的改進，經多家紡織廠長時間使用驗證，表明棉精梳機牽伸系統改造效果良好，故障明顯減少，精梳棉條質量指標良好，有效地提高了精梳生產效率。該改進方案可全面推廣運用在棉精梳機上。