單軸流開棉機(jī)結(jié)構(gòu)性能及PLC控制系統(tǒng)分析及作用

開棉設(shè)備是集機(jī)、電、氣等高新技術(shù)于一體的紡織機(jī)械設(shè)備。作為各種工藝流程的前紡設(shè)備，在提高紡織產(chǎn)品檔次與質(zhì)量中起著重要作用。我公司(原鄭州紡織機(jī)械廠清梳聯(lián)工程公司)在消化、吸收世界先進(jìn)紡織技術(shù)的基礎(chǔ)上，自行研制開發(fā)了FAl02、FAl03、FAl04、FAl06、 FAl08系列等多種型號規(guī)格的開棉設(shè)備。近年來，經(jīng)不懈地改進(jìn)、完善和提高開棉設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造水平，縮短了我國開棉設(shè)備與國際先進(jìn)水平的差距。根據(jù)國外紡機(jī)的發(fā)展動(dòng)態(tài)和國內(nèi)外用戶的要求，現(xiàn)研制開發(fā)了FAll3型單軸流開棉機(jī)。

該機(jī)具有高產(chǎn)量、高除雜效率、高自動(dòng)化等特點(diǎn)，在生產(chǎn)使用中體現(xiàn)了其設(shè)計(jì)合理，工藝性能好，機(jī)電一體化水平高。

2 主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)規(guī)格參數(shù)

2.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

導(dǎo)流板采用在其上面焊接與開棉輥筒中心線成64*夾角的若干導(dǎo)流片，以便配合在上面裝有螺旋狀排列的角釘?shù)拈_棉輥筒，從而使原料沿導(dǎo)流板圍繞開棉輥筒外表面螺旋前進(jìn)。開棉輥筒為直徑750mm的V形角釘輥筒，分16排呈螺旋狀排列，每排9枚，原料在螺旋前進(jìn)過程中，受密集角釘?shù)拇驌?，開松效果好，除雜效率高;開棉輥筒的簡體采用整張鋼板卷制而成，表面光滑，圓整度好。

開棉輥筒傳動(dòng)軸與另一端非傳動(dòng)軸為兩根獨(dú)立的空心短軸，且均采取漲套連接，相對于采用傳統(tǒng)的一根通軸，既重量輕、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、振動(dòng)小，又節(jié)約了材料，降低了成本。開棉輥筒轉(zhuǎn)速和塵格角度可以在線自動(dòng)調(diào)節(jié)，并可同時(shí)設(shè)定不同的工藝參數(shù)，還可適應(yīng)抓棉機(jī)對不同的原料進(jìn)行分組抓取，同時(shí)供應(yīng)兩條清花線，工藝參數(shù)自動(dòng)轉(zhuǎn)換。塵棒分左右兩組，可通過兩只步進(jìn)減速電機(jī)帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)對兩組塵棒進(jìn)行同步調(diào)節(jié)。排雜打手裝在落雜收集箱里，落雜收集箱下面裝有滾輪，可由機(jī)器內(nèi)拉出，以便察看落雜情況，也可通過其上裝有的兩個(gè)視窗察看落雜情況。

開棉輥筒側(cè)面裝有除塵裝置，有利于排除微塵和短絨。全機(jī)控制系統(tǒng)采用PLC控制，操作顯示屏可顯示、設(shè)置不同的工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控及信息處理，自動(dòng)化程度高，操作方便，性能可靠。在整機(jī)設(shè)計(jì)過程中，體現(xiàn)了“安全第一”的指導(dǎo)思想。整機(jī)設(shè)有多處安全保險(xiǎn)裝置，為確保勞動(dòng)者的人身安全提供了重要保障。整機(jī)設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀，在開清棉或清梳聯(lián)流程中與其他設(shè)備渾然一體。

2.2技術(shù)規(guī)格參數(shù)

機(jī)幅1600mm;最高產(chǎn)量 1200kg/h;開棉輥筒型式V形角釘;直徑750nun;轉(zhuǎn)速480～960r/min(變頻調(diào)節(jié));塵格裝置塵棒型式三角塵棒;塵棒數(shù)量72根(分左右兩組，每組36根);調(diào)節(jié)方式步進(jìn)電機(jī)在線自動(dòng)調(diào)節(jié);排雜裝置排雜打手型式6葉翼片式;排雜打手直徑350mm;排雜打手轉(zhuǎn)速16r/rain;進(jìn)棉管直徑300mm;風(fēng)量2160—2880m3/h;靜壓+50～+150pa;出棉管直徑300mm;風(fēng)量2160～3600m3/h;靜壓 -50～-200pa;排塵管直徑220mm;風(fēng)量1440～1800m3/h;靜壓-400～-700pa;排雜(吸落棉)管直徑160mm;風(fēng)量 1800m3/h;靜壓-700pa;電機(jī)功率主電機(jī)11kW;排雜電機(jī)0.37kW;塵格電機(jī)96W;控制系統(tǒng)PLC控制。

3 主要機(jī)構(gòu)性能分析

3.1開棉輥筒部分

開棉輥筒為本機(jī)的重要組成部分，由簡體、角釘、法蘭、空心軸等組成。

裝在筒體上的角釘呈螺旋狀排列，由進(jìn)棉口喂人的原料沿打手切線方向進(jìn)入，在后方風(fēng)機(jī)的作用下，圍繞打手外表面螺旋前進(jìn)，其優(yōu)點(diǎn)是延長了原料在本機(jī)中停留的時(shí)間，增加了原料受打擊的次數(shù)，從而開松效果好，除雜效率高，成為本機(jī)的顯著特點(diǎn)之一。本機(jī)的另一個(gè)顯著特點(diǎn)是開棉強(qiáng)度即開棉輥筒的轉(zhuǎn)速具有在線調(diào)節(jié)功能。

為方便工藝參數(shù)的制定，開棉強(qiáng)度分為l～10檔，通過PLC的程序自動(dòng)轉(zhuǎn)換成開棉打手的轉(zhuǎn)速(480～960r/min，每檔轉(zhuǎn)速差約48)，控制開棉打手變頻器的工作，以實(shí)現(xiàn)打手轉(zhuǎn)速的在線調(diào)節(jié)功能。相對于改變打手轉(zhuǎn)速須停車更換皮帶輪來說，其優(yōu)越性不言

自明。

3.2塵格裝置部分塵格裝置亦為本機(jī)的主要組成部分，由塵棒、調(diào)節(jié)板、連桿機(jī)構(gòu)及步進(jìn)電機(jī)等組成。塵棒分左右兩組，其安裝初始角度為10’，最大角度40‘。

本機(jī)通過兩只步進(jìn)減速電機(jī)帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)對兩組塵棒進(jìn)行同步調(diào)節(jié)，塵棒安裝角度可根據(jù)原料情況和工藝要求在控制面板上分7檔設(shè)定，每檔之間安裝角度相差5同樣，塵棒安裝角度的改變?yōu)樵诰€調(diào)節(jié)。

3.3排雜裝置部分

排雜裝置為本機(jī)不可缺少的組成部分，主要由落雜收集箱和排雜打手組成。落雜收集箱為梯型箱體，下部裝有排雜打手，打手為6葉翼片式，由齒輪減速電機(jī)通過滾子鏈傳動(dòng)，其排雜狀態(tài)通過在線調(diào)節(jié)，既可設(shè)定為連續(xù)排雜，亦可設(shè)定為間隔排雜(排雜時(shí)間和排雜間隔時(shí)間根據(jù)工藝要求可任意設(shè)定)。

落雜收集箱一側(cè)與排雜(吸落棉)管道相連，落棉雜質(zhì)可通過此管道被吸到濾塵系統(tǒng)。底面裝有滾輪，可由機(jī)器內(nèi)拉出，以便察看落棉情況。

3.4氣動(dòng)控制系統(tǒng)

當(dāng)前方機(jī)臺(tái)風(fēng)機(jī)未開時(shí)，開棉輥筒不能啟動(dòng)，這樣可有效防止堵車，避免機(jī)器損壞，維護(hù)正常生產(chǎn).

3.5電氣控制系統(tǒng)全機(jī)控制采用西門子S7-200系列PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。通過CPU226可編程控制器與TD200顯示面板進(jìn)行邏輯控制、計(jì)算和操作。

由TD200顯示面板可直接輸入打手轉(zhuǎn)速、塵格角度、排雜時(shí)間、排雜間隔，在調(diào)試階段可用手動(dòng)操作來實(shí)現(xiàn)各部分的動(dòng)作，并可直觀地顯示機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)、故障部位、原因，同時(shí)發(fā)出警報(bào)。高質(zhì)量的PLC與I/O的直觀性不僅提高了整機(jī)的可靠性、穩(wěn)定性，也使得所有操作更簡便、快捷。

4生產(chǎn)使用情況

本機(jī)于2001年9月安裝在無錫紡織機(jī)械試驗(yàn)中心進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)。專項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：在工藝選擇優(yōu)化的條件下，低含雜(1%～1.2%)原棉或較高含雜 (3.5%)原棉經(jīng)過本機(jī)處理后，實(shí)際除雜效率可達(dá)35%一37.5%，棉結(jié)增長率可控制在3.5%，短絨增長率變化較小，有時(shí)還可達(dá)到負(fù)增長。

用該機(jī)所在的成卷系統(tǒng)生產(chǎn)的C14.6tex棉紗，成紗條干CV%值達(dá)到了97公報(bào)的25%水平，km細(xì)節(jié)、km粗節(jié)達(dá)到了97公報(bào)的25%---50%水平，km棉結(jié)達(dá)到了97公報(bào)的5%～25%水平。

由此可以看出，本機(jī)是一種除雜效率高，棉結(jié)增長少，適應(yīng)原棉含雜范圍較廣的預(yù)開棉機(jī)。本機(jī)自投入批量生產(chǎn)以來，在短短的一年時(shí)間里，用戶使用效果良好，已遠(yuǎn)銷巴基斯坦等東南亞國家，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

5結(jié)束語

FAll3型單軸流開棉機(jī)的研制成功，在開清棉或清梳聯(lián)流程中為國內(nèi)紡織廠設(shè)備改造和技術(shù)進(jìn)步提供了一種新機(jī)型。

為保持和擴(kuò)大我國紡織機(jī)械在國際市場上的地位，隨著生產(chǎn)使用范圍的不斷擴(kuò)大，我們?nèi)詫⒏鶕?jù)國外紡機(jī)的發(fā)展動(dòng)態(tài)和國內(nèi)外用戶的要求，不斷地進(jìn)行改進(jìn)提高。我們深信FAll3型單軸流開棉機(jī)無論在國內(nèi)還是國際都會(huì)有廣闊的市場前景。