范忠勇，孫寶菊，翟芳宇

(經(jīng)緯智能紡織機械有限公司，山西 晉中 030601)

精梳是棉紡工序中的重要環(huán)節(jié)，是棉紡工業(yè)提高紗線質(zhì)量的重要手段。精梳機主要用于排除一定長度以下的短纖維、棉結(jié)和雜質(zhì)。筆者通過對精梳機鉗板開口和給棉的情況進行理論分析，為精梳機開車和新機設(shè)計提供一定幫助。

1 精梳機的梳理原理及鉗板開口

圖1為精梳機梳理原理示意。其中，鉗板擺軸傳動鉗板后擺臂，帶動下鉗板結(jié)合件前后擺動，下鉗板結(jié)合件通過銷軸連接在鉗板前擺臂上，上鉗板結(jié)合件下部通過銷軸連接在下鉗板結(jié)合件中間銷軸上，上鉗板結(jié)合件上部經(jīng)過銷軸和皮老虎連接到張力軸連桿上。當鉗板軸后擺時上下鉗板閉合，鉗板下部的錫林梳針對上下鉗板夾緊下壓的棉網(wǎng)進行梳理，當鉗板軸前擺時上下鉗板打開，這時分離羅拉倒轉(zhuǎn)回的棉網(wǎng)尾端與鉗板給棉羅拉輸出的棉網(wǎng)頭端進行搭接完成1次梳理過程。每次梳理過程中鉗板開合1次，給棉羅拉給棉1次，錫林旋轉(zhuǎn)1周，分離羅拉正反轉(zhuǎn)1次[1]。

1—毛刷；2—錫林；3—鉗板擺軸；4—鉗板后擺臂；5，8，18—銷軸；6—下鉗板結(jié)合件；7—下鉗板；9—上鉗板結(jié)合件；10—給棉羅拉；11—皮老虎；12—張力軸；13—上鉗板；14—棉網(wǎng)頭端；15—棉網(wǎng)尾端；16—分離膠輥；17—輸出棉網(wǎng)；19—錫林殼體；20—前擺臂；21—錫林軸。圖1 精梳機梳理原理示意

鉗板組件作為直接參與梳理的重要組件，起到非常關(guān)鍵的作用，鉗板組件在每鉗次中參與梳理動作的準確性、一致性對最終生產(chǎn)的精梳條質(zhì)量起到?jīng)Q定性的作用。同時，鉗板在運動過程中打開和關(guān)閉的時機和給棉羅拉給棉的多少，是影響精梳機開車質(zhì)量的關(guān)鍵因素。筆者從理論上分析鉗板開口在精梳機梳理環(huán)節(jié)中的重要影響，為精梳機新機設(shè)計和在用戶現(xiàn)場的調(diào)整提供參考。

2 理論分析

精梳機有前進給棉和后退給棉2種給棉方式[2]。

2.1 前進給棉

如圖2所示，前進給棉中，棘爪較長，裝配在給棉棘輪上部，在鉗板擺軸帶動下鉗板結(jié)合件向前運動過程中，上、下鉗板逐漸打開，鉗板開口喂棉系數(shù)K逐漸加大。此時，安裝在上鉗板結(jié)合件中的長棘爪將勾住給棉棘輪，使其逆時針旋轉(zhuǎn)，給棉棘輪帶動給棉羅拉旋轉(zhuǎn)將所壓棉網(wǎng)向前輸出。當鉗板到達最前位置時開口K最大，完成1個鉗次的給棉運動。鉗板擺軸帶動鉗板開始向后運動，鉗板開口K越來越小，給棉棘爪沿著給棉棘輪向前運動直到上、下鉗板完全閉合，棘爪到達下一個給棉棘輪齒的位置且能夠完全勾住，為下一個鉗次循環(huán)做好準備。

1—棘輪；2—棘爪；3—鉗板。圖2 前進給棉示意

2.2 后退給棉

如圖3所示，后退給棉中，棘爪較短，在鉗板軸帶動下鉗板結(jié)合件向后運動過程中，上、下鉗板逐漸閉合，鉗板開口K逐漸減小。此時，裝在上鉗板結(jié)合件中的短棘爪將撐住給棉棘輪，使其逆時針旋轉(zhuǎn)，給棉棘輪帶動給棉羅拉旋轉(zhuǎn)將所壓棉網(wǎng)向前輸出。當鉗板到達最后位置時上、下鉗板完全閉合，棘輪不再轉(zhuǎn)動，完成1次給棉。此時，鉗板軸將帶動下鉗板結(jié)合件向前運動，上、下鉗板逐漸打開，給棉棘爪沿著給棉棘輪運動，當鉗板到達最前位置時給棉棘爪到達給棉棘輪下一個齒的位置且能夠完全勾住，為下一個鉗次循環(huán)做好準備。

1—棘輪；2—棘爪；3—鉗板。圖3 后退給棉示意

2.3 給棉分析

分析給棉方式可以得出，給棉棘輪的齒數(shù)決定每鉗次給棉量的多少。目前，大部分精梳機的給棉棘輪有16齒、18齒、20齒和22齒4種。

以18齒棘輪計算：鉗板每前進或后退1次，則棘爪帶動棘輪轉(zhuǎn)動1齒，那么每齒轉(zhuǎn)動角度α為：

α=360°/18=20°

在未考慮齒溝槽系數(shù)的理想情況下，當給棉羅拉直徑d為30 mm時，則每鉗次給棉羅拉的給棉長度L為：

L=(πd/360)×α=5.23 mm

上述給棉長度是當鉗板開口K設(shè)置到最合適情況下的理論值。

3 現(xiàn)狀分析

根據(jù)實際鉗板運動狀態(tài)分析，無論前進給棉還是后退給棉，鉗板在閉合狀態(tài)時棘爪位置是固定不變的。鉗板開口正常狀態(tài)下給棉羅拉的給棉應(yīng)該是每鉗次轉(zhuǎn)動1個給棉棘輪齒，在臺面上形成均勻棉網(wǎng)。但在實際生產(chǎn)過程中，在調(diào)整落棉隔距后，由于工藝變化，鉗板開口調(diào)整不精確，會造成鉗板的開口比標準值或大或小，從而出現(xiàn)問題。

3.1 鉗板開口比標準值小

3.1.1 前進給棉

如圖4a)所示，前進給棉時鉗板向前運動到與分離膠輥最小位置(即24分度)時，開口K最大，但比正常值小。由于給棉棘爪(長棘爪)每鉗次的位置是固定的，因而給棉棘輪與其接觸的齒位置也固定。此時，給棉羅拉給棉結(jié)束，鉗板運行到與分離羅拉距離最小位置。當鉗板向后運動時，見圖4b)，鉗板逐漸閉合，給棉棘爪向前移動、給棉棘輪停止，當鉗板完全閉合后棘爪達到最前位置，由于鉗板開口小于標準值，給棉棘爪的移動角度未能達到1個齒的標準要求，給棉長度小于1個齒。由于給棉棘輪的制造誤差，出現(xiàn)時而給棉時而不給棉的問題，導致給棉不勻、棉網(wǎng)時疏時密，在條干儀上會有機械波出現(xiàn)，棉網(wǎng)外觀變差，未能達到質(zhì)量要求。

隨著計算機技術(shù)、芯片技術(shù)和軟件技術(shù)為核心的數(shù)字化技術(shù)取得了長足的發(fā)展，使得控制技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的步伐加快，嵌入式技術(shù)再度成為研究的熱點。

a) 前進給棉時鉗板向前運動 b) 前進給棉時鉗板向后運動圖4 前進給棉時鉗板開口比標準值小的狀態(tài)

3.1.2 后退給棉

如圖5a)所示，后退給棉時鉗板向后運動到鉗板完全閉合位置時，給棉棘爪(短棘爪)每鉗次的位置是固定的，對應(yīng)的給棉棘輪齒也固定，此時給棉羅拉給棉結(jié)束。當鉗板向前運動時鉗板開口逐漸增大，見圖5b)，給棉棘輪停止轉(zhuǎn)動，給棉棘爪沿著給棉棘輪向上移動，當鉗板到達與分離羅拉最小位置(即24分度)后棘爪達到最上位置，由于鉗板開口小于標準值，給棉棘爪的移動高度未達到1個齒。另外，由于給棉棘輪的制造誤差，出現(xiàn)時而給棉時而不給棉的問題，造成給棉不勻和給棉長度不勻、棉網(wǎng)時疏時密，在條干儀上會有機械波出現(xiàn)，棉網(wǎng)外觀變差，未能達到質(zhì)量要求。

a) 后退給棉時鉗板向后運動 b) 后退給棉時鉗板向前運動圖5 后退給棉時鉗板開口比標準值小的狀態(tài)

3.2 鉗板開口比標準值大

3.2.1 前進給棉

和3.1.1原理類似，當鉗板開口大于標準值時，給棉棘爪(長棘爪)在鉗板完全閉合后所移動的角度將大于標準值。當鉗板開口足夠大時，給棉棘輪每鉗次的給棉網(wǎng)長度將有可能達到2齒或更大給棉長度，造成棉網(wǎng)不均勻和質(zhì)量嚴重下降等問題。

3.2.2 后退給棉

和3.1.2原理類似，當鉗板開口大于標準值時，給棉棘爪(短棘爪)在鉗板完全打開后所抬高的高度將大于標準值。當鉗板開口足夠大時，給棉棘輪每鉗次的給棉網(wǎng)長度將有可能達到2齒或更大給棉長度，造成棉網(wǎng)不均勻和質(zhì)量嚴重下降等問題。

4 鉗板開口補償調(diào)整裝置計算方法

4.1 齒輪傳動方式

如圖6所示，鉗板擺軸通過扇形齒輪傳動過橋齒輪與張力軸齒輪，使張力軸帶動偏心輪產(chǎn)生擺動。在下鉗板前后擺動時，通過偏心輪的擺動調(diào)整鉗板開閉時間，同時鉗板閉合后通過偏心輪使皮老虎對上、下鉗板的壓力進行控制。

1—張力軸；2—張力軸齒輪；3—張力軸偏心調(diào)整裝置；4—過橋齒輪；5—扇形齒輪；6—鉗板擺軸；7—螺母；8—偏心輪。圖6 齒輪傳動方式示意

當調(diào)整落棉隔距時，鉗板軸帶動扇形齒輪轉(zhuǎn)動一個角度α，那么張力軸轉(zhuǎn)動角度β則為：扇形齒輪齒數(shù)乘以α除以張力軸齒輪齒數(shù)，即為65α/40。

同時，使鉗板后擺臂也轉(zhuǎn)動相同角度α，通過下鉗板傳動四連桿計算或計算機模擬運動可以計算出鉗板開口的變化。這時通過張力軸偏心輪的相關(guān)尺寸，可以計算出為補償開口變化的張力軸偏心旋轉(zhuǎn)角度θ，最終此變化角度反映到張力軸偏心調(diào)整裝置，即張力軸和張力軸齒輪，通過調(diào)整張力軸齒輪和張力軸的偏心旋轉(zhuǎn)角度θ使鉗板開口得以保證。實際計算時，應(yīng)當根據(jù)落棉隔距以8分度～13分度每一分度間隔計算，最終得出偏心裝置上的刻度值，見圖7。

圖7 偏心裝置的刻度值

4.2 連桿傳動方式

如圖8所示，鉗板軸通過連桿使張力軸帶動偏心輪產(chǎn)生擺動，使鉗板開閉時間得以控制，并使皮老虎對上下鉗板壓力進行控制。

1—張力軸；2—張力軸偏心齒輪；3—張力軸偏心調(diào)整裝置；4，5—連桿；6—鉗板軸；7—偏心輪。圖8 連桿傳動方式示意

當調(diào)整落棉隔距時，鉗板軸帶動連桿轉(zhuǎn)動角度α，可以通過連桿計算或計算機模擬計算出張力軸轉(zhuǎn)動角度β。

同時，鉗板后擺臂轉(zhuǎn)動相同角度α，通過下鉗板傳動四連桿的計算或計算機模擬運動可以計算出鉗板開口的變化。這時通過張力軸偏心輪的相關(guān)尺寸，可以計算出張力軸偏心旋轉(zhuǎn)角度θ，以補償此開口變化，最終此變化角度反映到張力軸偏心調(diào)整裝置上，通過調(diào)整張力軸偏心齒輪和張力軸的相對角度偏移θ使鉗板開口得以保證。實際計算時，應(yīng)當根據(jù)落棉隔距，以8分度～13分度每一分度間隔計算，最終得出偏心裝置上的刻度值。

5 結(jié)語

通過分析可知，鉗板開口對精梳機棉網(wǎng)的均勻度影響很大，不管是前進給棉還是后退給棉都應(yīng)重視。目前，立達精梳機后退給棉開口普遍為17 mm～18 mm，前進給棉開口為16 mm～17 mm。設(shè)計和調(diào)整精梳機時，應(yīng)該根據(jù)鉗板棘輪、棘爪的位置關(guān)系和實際情況，詳細計算、調(diào)整鉗板開口K的大小，并設(shè)計相應(yīng)調(diào)整落棉隔距后的鉗板開口調(diào)整裝置，保證調(diào)整后鉗板開口的一致性，從而使給棉羅拉每鉗次均能精確給棉，從根本上保證精梳棉條的質(zhì)量。