JWF1286型精梳機的研發(fā)

范忠勇，孫寶菊，聶智良

(經(jīng)緯智能紡織機械有限公司，山西 晉中 030601)

0 引言

JWF1286型精梳機是在原精梳機的基礎(chǔ)上設(shè)計的一款高速高效新型全自動精梳設(shè)備[1]，通過對原有精梳機型的鉗板運動、皮老虎加壓鉗板開口機構(gòu)、吸風(fēng)通道設(shè)計、拉空管機構(gòu)、換卷機構(gòu)和接頭機構(gòu)等進行分析，采用130°錫林針布、新型吸風(fēng)通道設(shè)計，具備自動退管、自動換卷、自動接頭、自動開車等功能，提高了整機的穩(wěn)定性和可靠性，以及更換棉卷時的棉網(wǎng)搭接質(zhì)量，大大降低了棉紡行業(yè)擋車工的勞動強度和對熟練技術(shù)工人的需求。經(jīng)過1年時間連續(xù)生產(chǎn)試運轉(zhuǎn)，JWF1286型精梳機生產(chǎn)速度達到450 Nip/min，自動退管、自動換卷、自動接頭功能穩(wěn)定，接頭成功率達到90%以上的設(shè)計要求。

1 JWF1286型精梳機的結(jié)構(gòu)

1.1 研發(fā)思路

1.1.1通過分析鉗板運動和原有精梳機鉗板開口控制和加壓裝置，利用PTC公司三維制圖軟件CREO進行計算與模擬運動研究，將原齒輪傳動改進為連桿傳動來控制鉗板加壓與開閉合時間，使其在不同落棉刻度下，鉗板開口尺寸保持不變，精確控制每一鉗次的給棉量。

1.1.2分析現(xiàn)有90°錫林針布起始和結(jié)束梳理的時間段，并通過錫林軸變速來研究130°錫林針布的梳理效能，從而將錫林準(zhǔn)確定位在錫林軸上，使其不與其他零部件發(fā)生干涉。

1.1.3通過分析車中風(fēng)道的工作原理進行改進，減少或消除過棉通道中的螺釘數(shù)量來提高吸風(fēng)通道清潔效率，同時合理安排三角氣流板位置來提高棉網(wǎng)外觀和棉網(wǎng)搭接質(zhì)量。

1.1.4全新設(shè)計自動退管、自動換卷、自動接頭裝置，三自動功能穩(wěn)定。

1.2 鉗板開口控制裝置

精梳機鉗板通過曲柄滑塊機構(gòu)實現(xiàn)往復(fù)運動，如圖1所示。為實現(xiàn)130°錫林針布的梳理要求，通過CREO機構(gòu)模擬運動，在保持鉗口位置不變的情況下，將下鉗板設(shè)計成臺階式。130°錫林梳理時間重新計算進行分配，開始梳理時間提前為34.2分度(精梳機將錫林軸旋轉(zhuǎn)360°規(guī)定為40分度，即每分度相當(dāng)于9°；另外規(guī)定鉗板最前位置為24分度，以下同)，結(jié)束梳理時間定在3分度；將鉗板閉合時間更改為33.5分度，10分度打開。這樣的設(shè)計能夠保證大角度錫林在運轉(zhuǎn)過程中不會碰到下鉗板，同時又能保證梳理時的梳理隔距。

圖1 曲柄滑塊機構(gòu)示意

精準(zhǔn)設(shè)計上下鉗板鉗口形狀及相對位置，使其在梳理過程中梳理隔距變化很小，基本實現(xiàn)等隔距梳理，保證高質(zhì)量梳理，使精梳機的梳理效果大幅提升，表1為各分度實測梳理隔距。

表1 各分度實測梳理隔距

為了與錫林變速梳理運動互相配合，在錫林梳理過程提前結(jié)束時，需要有將鉗板鉗口提前打開的鉗板開口控制裝置與之配合，用以及時調(diào)整鉗板開口與閉合時間。通過計算機模擬，將原有齒輪傳動改進為連桿調(diào)節(jié)機構(gòu)，該機構(gòu)由鉗板擺軸通過四連桿裝置(見圖2)傳遞給張力偏心軸，使張力軸偏心通過皮老虎帶動上鉗板對鉗板開口施加影響。當(dāng)鉗板開口、閉口定時需要調(diào)整時，松開抱緊裝置，改變連桿與張力偏心軸的相對位置，即可使鉗板開、閉口定時發(fā)生變化。初始位置的調(diào)節(jié)與傳統(tǒng)機型也不同，該機型在24分度時將圖2表面用水平尺調(diào)整水平，隨后盤車到17分度位置調(diào)整偏心輪的位置。通過實測，該裝置在調(diào)整落棉隔距后按照設(shè)計刻度進行調(diào)整，鉗板開口保持在設(shè)計尺寸上，完美地實現(xiàn)了設(shè)計要求。

1—張力軸；2—緊固螺栓；3—刻度盤；4—鎖緊螺母；5—上連桿；6—下連桿；7—緊固螺釘；8—偏心輪。

1.3 變速梳理技術(shù)的改進

新型130°錫林(見圖3)安裝時需要在錫林軸相應(yīng)位置打孔，這與以前90°和110°錫林安裝方式不同。原錫林在安裝時需要對錫林殼體進行定位，一般為37分度定位，此時錫林殼體和錫林軸可以相對360°旋轉(zhuǎn)。130°錫林安裝時在軸上加工有安裝孔，這樣就要求精確計算錫林頭排針的初始分度位置，通過研究原有機型結(jié)構(gòu)，通過計算機模擬計算改變定位旋轉(zhuǎn)角度使錫林頭排針定位在34.2分度，而梳理結(jié)束分度定位為3分度，這樣完美解決了大角度錫林梳理定位問題。

圖3 新型130°錫林針布安裝示意

1.4 新型吸風(fēng)通道的改進

隨著車速的提高，被錫林梳理的短絨、棉結(jié)、雜質(zhì)在單位時間內(nèi)成倍增加，需要高效率的清潔吸風(fēng)系統(tǒng)，精梳機每一梳理位上吸風(fēng)風(fēng)斗的工作效率至關(guān)重要，原有精梳機的風(fēng)道為多個零件組合而成，內(nèi)部組合用標(biāo)準(zhǔn)件和焊點較多，在使用時容易鉤掛棉花從而影響清潔效率。通過重新設(shè)計，將風(fēng)斗設(shè)計為榫卯結(jié)構(gòu)，將焊點布置在外部，三角氣流板設(shè)計為可調(diào)式，調(diào)節(jié)螺釘隱藏在內(nèi)部既方便了調(diào)節(jié)又減小了掛花概率，風(fēng)道后蓋板全新設(shè)計使裝拆更加方便。

1.5 三自動功能的研究

JWF1286型精梳機的三自動功能主要是指自動退管、自動換卷和自動接頭。這是該型精梳機最大的亮點，為我國向真正意義的黑燈工廠邁出了堅實的一步。通過對原有機型部分機架進行改進，采用新的橫截面，增加拉空管機構(gòu)、自動換卷機構(gòu)和接頭機構(gòu)，伺服電機單獨傳動承卷羅拉，接頭羅拉傳動設(shè)計改進得以實現(xiàn)三自動技術(shù)。

1.5.1 自動退管機構(gòu)

改進中墻板后增加拉空管機構(gòu)(如圖4)，在棉卷用完時拉空管機構(gòu)在氣缸作用下向上翻起將尚有余棉的筒管壓緊，吸風(fēng)通道(像手電筒)打開，承卷羅拉反轉(zhuǎn)，將剩余棉網(wǎng)吸干凈。拉空管機構(gòu)在氣缸作用下將空筒管翻轉(zhuǎn)到空管架或運棉小車上。

1—拉空管機構(gòu)； 2—承卷羅拉。

1.5.2 自動換卷機構(gòu)

新的棉卷備用有2種方式：一種備卷在運棉小車上，另外一種備卷在承卷架上(見圖5)。當(dāng)剩余棉網(wǎng)被吸風(fēng)裝置清理干凈后，空的筒管被拉空管裝置翻轉(zhuǎn)到空管架上被檢測光電檢測到，承卷架保險氣缸打開承卷架氣缸下降將棉卷放到2個承卷羅拉之間完成自動換卷動作。

圖5 承卷架上的備卷示意

1.5.3 自動接頭機構(gòu)

自動接頭機構(gòu)設(shè)計由接頭羅拉、吹氣管、吹氣板、接頭加壓膠輥組成(見圖6)。

1—吹氣管；2—接頭加壓膠輥；3—接頭羅拉；4—吹氣板；5—承卷羅拉。

棉卷用完時機器停車，接頭膠輥下壓將棉網(wǎng)壓緊在接頭羅拉上，單獨控制承卷羅拉的伺服電機帶動承卷羅拉反轉(zhuǎn)將棉網(wǎng)扯斷在接頭羅拉和第1個承卷羅拉之間，此時吹氣板上抬，吹氣管吹氣將棉網(wǎng)尾端吹到吹氣板下方，吹氣板下降等待新棉網(wǎng)頭端。隨后進行自動退管和自動換卷動作，完成自動換卷后吹氣板上抬，棉卷正向轉(zhuǎn)動，當(dāng)棉網(wǎng)頭端到達吹氣板上方時吹氣板吹氣形成負(fù)壓區(qū)，將棉網(wǎng)頭端吸附到吹氣板上同時下降，此時棉網(wǎng)頭端在接頭膠輥和承卷羅拉之間、在舊棉網(wǎng)尾端上部，接頭膠輥上抬然后再次壓下，將棉網(wǎng)頭端壓緊在此處完成新舊棉網(wǎng)搭接動作，全機開車正常生產(chǎn)。

2 生產(chǎn)試驗

精梳機質(zhì)量水平主要包括精梳落棉率、精梳條干CV值、精梳條結(jié)雜和含短絨率等。表2主要是檢驗JWF1286型精梳機8個棉卷同時換卷、同時接頭時的質(zhì)量指標(biāo)。

表2 JWF1286型精梳機不同速度下精梳條質(zhì)量對比

將JWF1286型精梳機車速提到450 Nip/min時，精梳條質(zhì)量見表3。

表3 JWF1286型精梳機在450 Nip/min時的精梳條質(zhì)量

JWF1286型精梳機車速提高到450 Nip/min時，單機臺跟蹤CJ 12.96 tex成紗質(zhì)量：條干CV值為13.72%，細(xì)節(jié)為11.5個/km，粗節(jié)為27.5個/km，+200%棉結(jié)為28.5個/km，+140%棉結(jié)為165個/km，強力為177.1 cN。

3 結(jié)語

3.1JWF1286型精梳機運用CREO三維設(shè)計軟件對130°錫林、吸風(fēng)通道、臺階式鉗板、鉗板的加壓和開口的控制進行優(yōu)化設(shè)計，并研發(fā)了自動退管、自動換卷和自動接頭裝置，使精梳機的生產(chǎn)速度達到450 Nip/min，三自動功能的成功率達90%以上。

3.2JWF1286型精梳機8個棉卷同時換卷、同時接頭時,生產(chǎn)的精梳產(chǎn)品與成紗質(zhì)量指標(biāo)均達到國內(nèi)先進水平和烏斯特公報5%水平。

3.3JWF1286型精梳機是國內(nèi)首次在生產(chǎn)中實現(xiàn)自動退管、自動換卷、自動接頭、自動開車的精梳設(shè)備，配合棉卷自動運輸系統(tǒng)可以實現(xiàn)條并卷機到精梳機之間的條并精梳聯(lián)。