細(xì)紗機(jī)吸棉風(fēng)機(jī)節(jié)能改進(jìn)設(shè)計(jì)

鄧靖

摘要：紡織業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，隨著節(jié)能環(huán)保理念的深入發(fā)展，細(xì)紗機(jī)吸棉風(fēng)機(jī)為了滿足現(xiàn)代化發(fā)展要求，對(duì)其進(jìn)行節(jié)能改造設(shè)計(jì)具有重要意義。下面文章主要細(xì)紗機(jī)吸棉風(fēng)機(jī)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)策略。

關(guān)鍵詞：細(xì)紗機(jī)；吸棉風(fēng)機(jī)；節(jié)能改進(jìn)；節(jié)能設(shè)計(jì)

引言

衣食住行以作為人們平時(shí)穿的衣服，所以人們對(duì)穿著衣服要求越來越高也促進(jìn)了我國紡織業(yè)的不斷發(fā)展。而隨著節(jié)能減排的理念不斷深入，目前情況下在紡織廠內(nèi)的生產(chǎn)也要進(jìn)行節(jié)能減排，在以往紡織廠生產(chǎn)的過程中，主機(jī)設(shè)備消耗的能源是主要部分，而在各類的風(fēng)機(jī)也消耗了大量的能源。所以想促使整個(gè)紡織廠的節(jié)能減排降低風(fēng)機(jī)的能源消耗是進(jìn)行節(jié)能減排的重點(diǎn)之一。但是由于風(fēng)機(jī)想要進(jìn)行改變是十分困難的，不斷的研制低耗節(jié)能的電機(jī)，效果也不理想，在整個(gè)風(fēng)機(jī)的能源消耗減少了之后反而會(huì)使整個(gè)風(fēng)機(jī)。無法發(fā)揮其應(yīng)有的作用。所以根據(jù)整個(gè)吸棉風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)和效果，對(duì)其進(jìn)行一些改變。

1細(xì)紗機(jī)風(fēng)機(jī)現(xiàn)狀

在針對(duì)紡織行業(yè)中面廣量大的環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)進(jìn)行了大量調(diào)研測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)所配套的吸棉風(fēng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)均采用無前盤、無蝸殼結(jié)構(gòu)。此種結(jié)構(gòu)的風(fēng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)是不掛花、不堵塞，但風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率很低。根據(jù)細(xì)紗機(jī)的設(shè)計(jì)要求，要滿足紡紗工藝的要求，理論上吸棉風(fēng)機(jī)的軸功率為0.9kW，而實(shí)際上現(xiàn)有的環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)所配套的吸棉風(fēng)機(jī)的裝機(jī)功率絕大部分都為2.2kW，出現(xiàn)了“大馬拉小車”的現(xiàn)象，造成風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率低下。有資料顯示，無前盤、無蝸殼風(fēng)機(jī)的全壓效率只有50%左右。因此只要將風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率提高，細(xì)紗機(jī)吸棉風(fēng)機(jī)的能耗將大大降低。

2細(xì)紗機(jī)吸棉風(fēng)機(jī)改造的主要內(nèi)容

吸棉風(fēng)機(jī)改進(jìn)主要包括以下幾個(gè)方面：第一，將細(xì)紗機(jī)笛管吸棉風(fēng)機(jī)由原后置式單出口改為前置式上下兩側(cè)雙出口。第二，風(fēng)機(jī)電機(jī)改用西門子公司生產(chǎn)的兩極1.1kW電機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)子前端軸承放大1號(hào)，增加其承載負(fù)荷，減少電機(jī)的損壞。電機(jī)外部采用鋁合金外殼減輕質(zhì)量，增加散熱效。第三，對(duì)風(fēng)機(jī)風(fēng)葉進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，材料采用高強(qiáng)鋁合金精鑄車制而成，外徑縮小、風(fēng)葉角度放大。外殼采用2.5mm鋼板沖制焊接而成。改造后的風(fēng)機(jī)上車使用實(shí)測(cè)情況如下：配置細(xì)紗機(jī)錠數(shù)為456錠，所紡品種為JC18.2tex，風(fēng)機(jī)電機(jī)功率為1.1kW，整臺(tái)細(xì)紗機(jī)笛管負(fù)壓值達(dá)到900Pa以上，吸棉風(fēng)機(jī)電機(jī)負(fù)荷在1.7A～2.1A左右，電機(jī)輸出功率占額定功率的80%左右，經(jīng)6個(gè)月以上長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，一切正常。每臺(tái)風(fēng)機(jī)每年可節(jié)電2600kW·h左右，可在8個(gè)月～10個(gè)月內(nèi)收回成本。細(xì)紗機(jī)是紡織廠數(shù)量多、耗電量大的常開設(shè)備，這項(xiàng)改造可取得較好的節(jié)電效果，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。稍加改造，這類風(fēng)機(jī)也可以用于緊密紡的節(jié)能改造。

3細(xì)紗機(jī)吸棉風(fēng)機(jī)節(jié)能改進(jìn)設(shè)計(jì)

3.1吸棉風(fēng)機(jī)負(fù)壓分析

由于細(xì)紗機(jī)吸棉風(fēng)機(jī)在實(shí)際工作中始終以恒定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，吸風(fēng)量及其負(fù)壓保持不變。細(xì)紗機(jī)吸棉風(fēng)機(jī)負(fù)壓偏高的情況也是允許的，因?yàn)槲L(fēng)箱濾網(wǎng)吸風(fēng)花隨時(shí)間的增加而逐步增多，而原有負(fù)壓不會(huì)增加，反而應(yīng)盡量采取必要措施增加部分負(fù)壓。吸棉風(fēng)機(jī)采用主動(dòng)輪D1直徑為恒量，根據(jù)所紡品種和紗的支數(shù)變換從動(dòng)輪直徑D2，使風(fēng)葉轉(zhuǎn)速不低于原電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速，以確保足夠的負(fù)壓。負(fù)壓適當(dāng)增加有利于更好地吸附塵雜，降低成紗疵點(diǎn)，提高成紗質(zhì)量，但負(fù)壓偏低的現(xiàn)象應(yīng)當(dāng)避免，負(fù)壓低會(huì)造成笛管或風(fēng)管堵塞，引起繞羅拉纏皮輥造成羅拉偏心彎曲，引起機(jī)械波，嚴(yán)重影響成紗質(zhì)量。

3.2確定風(fēng)機(jī)的全壓和風(fēng)量

根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研，現(xiàn)有細(xì)紗機(jī)種類及生產(chǎn)廠家較多，其配套的吸棉風(fēng)機(jī)的葉輪直徑有350、370、410mm等；配套的電機(jī)功率有1.5、2.2、3kW等；吸棉笛管負(fù)壓在500～1200Pa之間。因此可以說環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)的吸棉笛管的負(fù)壓只要不低于500Pa即可正常運(yùn)行，且不會(huì)影響紡紗工藝。事實(shí)上大多數(shù)棉紡織企業(yè)的吸棉笛管的負(fù)壓都在1000Pa左右，主要的原因是對(duì)車間的環(huán)境有好處：在紡紗時(shí)由吸棉笛管吸走紗線上的飛花，一定程度上減少了車間的含塵量。因此在設(shè)計(jì)中確定吸棉笛管的負(fù)壓為1000Pa，再加上整個(gè)吸風(fēng)系統(tǒng)的阻力約為600Pa，則所設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的全壓為1600Pa。環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)的吸棉笛管其主要功能是通過吸棉風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓將紡紗時(shí)出現(xiàn)的斷頭吸入棉箱，以防止紗線纏繞在羅拉上。工藝要求吸口處風(fēng)速V≥10m/s，其吸口的面積為20mm×3mm，以480錠細(xì)紗機(jī)（480個(gè)吸口）為例，則所設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Q=480×20×3×15×10-6×3600=1600m3/h。（取吸口風(fēng)速V=15m/s）。

3.3吸棉風(fēng)機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

基于上述兩點(diǎn)理論分析基礎(chǔ)，現(xiàn)進(jìn)行風(fēng)機(jī)節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)，首先應(yīng)考慮去除風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)且保持原吸風(fēng)箱位置不變，然后將風(fēng)葉裝于葉輪軸上，風(fēng)葉與葉輪軸用逆止器或超越離合器聯(lián)接，其目的是當(dāng)主電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)主軸與葉輪軸同步運(yùn)行但主軸停止后由于葉輪慣性在逆止器或超越離合器的作用下風(fēng)葉繼續(xù)以原運(yùn)行方向運(yùn)行一段時(shí)間，以便殘余負(fù)壓吸附部分塵雜，同時(shí)又不會(huì)因風(fēng)葉轉(zhuǎn)速快慣性大而損壞機(jī)件，葉輪軸用軸承座固定，葉輪軸裝有帶輪，此帶輪可根據(jù)需要拆卸更換所需直徑的帶輪，在主軸上裝有另一只帶輪，然后用傳動(dòng)帶將兩輪連接，兩輪之間設(shè)計(jì)張力輪，以便改紡時(shí)更換帶輪后可調(diào)節(jié)皮帶張力。

3.4紡織除塵通風(fēng)機(jī)

各類紡織機(jī)械在加工處理纖維的過程中，往往會(huì)排出帶有纖維和塵雜的空氣，其中還有一部分高濕度的含雜空氣，這就需要通風(fēng)機(jī)用于紡織工藝的排塵、排熱和排風(fēng)。其目的有的是為了保持機(jī)器內(nèi)某一部位具有一定的負(fù)壓；有的是為了將機(jī)器內(nèi)排出的廢料連續(xù)地抽吸排出；有的是為了當(dāng)紗線發(fā)生斷裂時(shí)，防止已斷裂的紗條四處飄散，而用負(fù)壓將其吸進(jìn)管道之中；也有的是為了讓機(jī)器內(nèi)某一部位的過剩熱量迅速疏散排出。由于紡織除塵系統(tǒng)一般阻力不太高，系統(tǒng)總風(fēng)量較大，因此除塵主通風(fēng)機(jī)具有大流量、中低壓和高效率等特點(diǎn)。而輸送纖維塵雜空氣的排塵通風(fēng)機(jī)，具有避免纖維纏繞葉輪、塵積葉片、葉道堵塞和金屬物碰擦產(chǎn)生火花等特殊要求。

3.5吸棉風(fēng)機(jī)實(shí)際節(jié)能降耗效果

吸棉風(fēng)機(jī)采用主電動(dòng)機(jī)動(dòng)力的機(jī)械傳動(dòng)方式最終帶動(dòng)風(fēng)機(jī)葉輪運(yùn)行，取消了額定功率為2.2kW的電機(jī)，從而極大地節(jié)省了風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行所消耗的能量開支。吸棉風(fēng)機(jī)原因配有電動(dòng)機(jī)對(duì)紡織機(jī)械制造廠而言增加了制造費(fèi)用；對(duì)紡織廠而言增加了設(shè)備購置費(fèi)用，再且電機(jī)和機(jī)械部分故也需要有電工和保全工日常共同加以維護(hù)會(huì)產(chǎn)生增加用工的費(fèi)用，用主軸傳動(dòng)純屬機(jī)械傳動(dòng)能減少部分用工費(fèi)用；又由于細(xì)紗機(jī)每班需落紗，落紗時(shí)吸棉風(fēng)機(jī)始終不停地運(yùn)行故也不可避免地造成能源浪費(fèi)而使用主軸傳動(dòng)風(fēng)機(jī)，吸棉風(fēng)機(jī)隨主電機(jī)同步運(yùn)行但不同時(shí)停止不會(huì)影響其吸附作用和產(chǎn)品質(zhì)量，又節(jié)約了部分能源，降低了一部分開支。

結(jié)語

總而言之，通風(fēng)機(jī)在紡織企業(yè)中應(yīng)用廣泛，不僅應(yīng)用于紡織空調(diào)除塵系統(tǒng)的通風(fēng)與排塵，也配套于各種紡織工藝主機(jī)用于抽吸負(fù)壓及排雜。目前國內(nèi)廣泛應(yīng)用的紡織通風(fēng)機(jī)，主要為上世紀(jì)90年代通過引進(jìn)和消化國外先進(jìn)設(shè)備而成的。在未來紡織通風(fēng)機(jī)仍要向高效、低噪、組合化、自動(dòng)化、系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化等多方面發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：經(jīng)緯智能紡織機(jī)械有限公司）