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

開棉設備是集機、電、氣等高新技術(shù)于一體的紡織機械設備。作為各種工藝流程的前紡設備，在提高紡織產(chǎn)品檔次與質(zhì)量中起著重要作用。我公司(原鄭州紡織機械廠清梳聯(lián)工程公司)在消化、吸收世界先進紡織技術(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)格的開棉設備。近年來，經(jīng)不懈地改進、完善和提高開棉設備的設計和制造水平，縮短了我國開棉設備與國際先進水平的差距。根據(jù)國外紡機的發(fā)展動態(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。

該機具有高產(chǎn)量、高除雜效率、高自動化等特點，在生產(chǎn)使用中體現(xiàn)了其設計合理，工藝性能好，機電一體化水平高。

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

2.1結(jié)構(gòu)特點

導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，從而使原料沿導流板圍繞開棉輥筒外表面螺旋前進。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。

開棉輥筒傳動軸與另一端非傳動軸為兩根獨立的空心短軸，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、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、振動小，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調(diào)節(jié)，并可同時設定不同的工藝參數(shù)，還可適應抓棉機對不同的原料進行分組抓取，同時供應兩條清花線，工藝參數(shù)自動轉(zhuǎn)換。塵棒分左右兩組，可通過兩只步進減速電機帶動連桿機構(gòu)對兩組塵棒進行同步調(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，可由機器內(nèi)拉出，以便察看落雜情況，也可通過其上裝有的兩個視窗察看落雜情況。

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

2.2技術(shù)規(guī)格參數(shù)

機幅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)方式步進電機在線自動調(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;進棉管直徑300mm;風量2160—2880m3/h;靜壓+50～+150pa;出棉管直徑300mm;風量2160～3600m3/h;靜壓 -50～-200pa;排塵管直徑220mm;風量1440～1800m3/h;靜壓-400～-700pa;排雜(吸落棉)管直徑160mm;風量 1800m3/h;靜壓-700pa;電機功率主電機11kW;排雜電機0.37kW;塵格電機96W;控制系統(tǒng)PLC控制。

3 主要機構(gòu)性能分析

3.1開棉輥筒部分

開棉輥筒為本機的重要組成部分，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，由進棉口喂人的原料沿打手切線方向進入，在后方風機的作用下，圍繞打手外表面螺旋前進，其優(yōu)點是延長了原料在本機中停留的時間，增加了原料受打擊的次數(shù)，從而開松效果好，除雜效率高，成為本機的顯著特點之一。本機的另一個顯著特點是開棉強度即開棉輥筒的轉(zhuǎn)速具有在線調(diào)節(jié)功能。

為方便工藝參數(shù)的制定，開棉強度分為l～10檔，通過PLC的程序自動轉(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的主要組成部分，由塵棒、調(diào)節(jié)板、連桿機構(gòu)及步進電機等組成。塵棒分左右兩組，其安裝初始角度為10’，最大角度40‘。

本機通過兩只步進減速電機帶動連桿機構(gòu)對兩組塵棒進行同步調(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，由齒輪減速電機通過滾子鏈傳動，其排雜狀態(tài)通過在線調(diào)節(jié)，既可設定為連續(xù)排雜，亦可設定為間隔排雜(排雜時間和排雜間隔時間根據(jù)工藝要求可任意設定)。

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，可由機器內(nèi)拉出，以便察看落棉情況。

3.4氣動控制系統(tǒng)

當前方機臺風機未開時，開棉輥筒不能啟動，這樣可有效防止堵車，避免機器損壞，維護正常生產(chǎn).

3.5電氣控制系統(tǒng)全機控制采用西門子S7-200系列PLC實現(xiàn)自動控制。通過CPU226可編程控制器與TD200顯示面板進行邏輯控制、計算和操作。

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

4生產(chǎn)使用情況

本機于2001年9月安裝在無錫紡織機械試驗中心進行生產(chǎn)運轉(zhuǎn)實驗。專項試驗數(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)過本機處理后，實際除雜效率可達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，有時還可達到負增長。

用該機所在的成卷系統(tǒng)生產(chǎn)的C14.6tex棉紗，成紗條干CV%值達到了97公報的25%水平，km細節(jié)、km粗節(jié)達到了97公報的25%---50%水平，km棉結(jié)達到了97公報的5%～25%水平。

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

5結(jié)束語

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

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