喂棉与钳持部分:
一、喂棉部分 精梳机的喂棉部分包括承卷罗拉、给棉罗拉及其传动机构。其作用是在每一个工作循环中喂给一定长度的棉层,供锡林梳理。 (一)喂棉机构 1、承卷罗拉 承卷罗拉有两种回转方式:一是间歇回转式,如A201系列精梳机;采用此种方式喂棉,高速时承卷罗拉的冲击大,且给棉量难以控制。二是连续回转式,如SXF1269A型精梳机;此种方式适应精梳机的高速运转。 SXF1269A型精梳机的承卷罗拉传动机构如图4-4-1所示。主传动油箱中的副轴通过过桥轮系和喂棉调节轮系Z,以链条传动承卷罗拉慢速回转退解棉层。由于承卷罗拉连续回转,当给棉罗拉不给棉时,承卷罗拉仍在喂给,加之给棉罗拉随钳板摆动,从而引起棉层张力呈周期性的波动,为了稳定棉层张力,SXF1269A型精梳机的承卷罗拉与给棉罗拉之间装有一只偏心张力轴2,如图4-4-2所示。偏心张力轴由钳板摆轴传动。偏心辊大半径转向棉层,使承卷罗拉3输出的棉层因输送距离增加而被“贮存”起来,当给棉罗拉4给棉时,偏心辊小半径转向棉层,棉层因输送距离缩短而被“释放”出来,从而补偿了因连续喂棉和钳板摆动引起的棉层长度变化,使棉层张力稳定。当给棉方式不同时,偏心张力轴支座6上的螺钉5处于水平位置时所对应的分度值不同,前进给棉为13分度,后退给棉为15分度。
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式中:Z为给棉罗拉至承卷罗拉间的张力牵伸变换齿轮齿数,在SXF1269型精梳机上,Z有44、45、49、50、51、55、56七种供选用,计算得到承卷罗拉的给棉长度、给棉罗拉至承卷罗拉间的张力牵伸倍数见表4-4-1。 2、给棉罗拉 SXF1269A等新型精梳机均采用单给棉罗拉机构,与双给棉罗拉机构相比,对须丛的抬头、棉网的分离接合及精梳机的高速有利。在新型精梳机上,有两种给棉方式;一种是钳板在前摆过程中给棉,称为前进给棉;另一种是后摆过程中给棉,称为后退给棉。精梳机的给棉方式不同,则给棉机构亦不同。 SXF1269A型精梳机配有前进给棉机构(见图4-4-3)和后退给棉机构(见图4-4-4)供选用,以适应各种精梳产品的不同质量要求和落棉控制。采用前进给棉机构,当钳板前进时上钳板逐渐开启,带动装于上钳板上的棘爪将固装于给棉罗拉轴端的给棉棘轮Z2拉过一牙,使给棉罗拉转过一定角度而产生给棉动作;当给棉罗拉随钳板后摆时,棘爪在棘轮上滑过,不产生给棉动作。如果采用后退给棉,可换上后退给棉机构,如果4-4-4所示;当钳板后退时上钳板逐渐闭合,带动装于上钳板上的棘爪将固装于给棉罗拉轴端的给棉棘轮Z2撑过一牙,使给棉罗拉转过一定角度而产生给棉动作;当给棉罗拉随钳板前摆钳口打开时,棘爪在棘轮上滑过,不产生给棉动作。
(二)喂棉过程分析 精梳机的落棉多少与梳理质量的好坏与给棉方式、落棉隔距、给棉长度、喂棉系数等因素有关;可通过喂棉过程分析,找出它们之间的内在联系。 1、喂棉系数 (1)前进给棉喂棉系数 在前进给棉过程中,顶梳插入须丛之前,已经开始给棉;在顶梳插入须丛后给棉仍在给棉,此时喂给的棉层因受顶梳的阻止而涌皱在顶梳的后面,直到顶梳离开须丛,涌皱的棉层再因弹性而挺直。把顶梳插入须丛前的喂棉长度与总喂棉长度的比值称为喂棉系数,用公式表示为:
4-4-3 式中:X -顶梳插入前给棉罗拉的喂棉长度(mm); A-给棉罗拉的总喂棉长度(mm)。 顶梳插入须丛越早或给棉开始越迟时,则X越小,K也越小,表示须丛在顶梳后涌皱越多。反之,X 越大,K也越大,须丛在顶梳后涌皱越少。当0≤X≤A时,则0≤K≤1。 (2)后退给棉喂棉系数 在后退给棉过程中,须丛的涌皱受到钳板闭合的影响,钳板闭合后给出的棉层将涌皱在钳唇的后面,它的影响程度可用喂棉系数K′表示
(1) (1)分离结束时,钳板钳口外的须丛垂直投影长度为B,而顶梳后面涌皱在须丛内的长度为:A-X=(1-K)A 。 (2) (2)钳板后退,顶梳退出,须丛挺直,钳板钳口外的须丛长度为:B + (1-K) A 。 (3) (3)钳板继续后退、闭合,锡林对钳口外的须丛进行梳理,未被钳口握持的纤维有可能进入落棉,故未进入落棉的最大长度为:L1= B + (1-K) A 。 (4) (4)钳板前摆,钳口开启,给板罗拉给棉,当须丛前端进入分离钳口而顶梳同时插入须丛时,钳板钳口外的须丛长度为: L1 + X = B + (1-K) A +KA=B+A。 (5) (5)钳板继续前摆,给棉罗拉仍在继续给棉,当钳板钳口到达最前位置Ⅱ-Ⅱ时,继续给棉量为:A-X= (1-K ) A,这一部分棉层受到顶梳的阻碍而涌皱在顶梳后的须丛内,回复到过程(1),以后每一个工作循环,重复上述过程。 由于分离钳口每次从须丛中分离的长度即为给棉长度A,故进入棉网的最短纤维长度L2=L1-A=B+(1-K)A-A=B-KA。图中的虚线表示被分离的纤维。 3、后退给棉过程分析 后退给棉过程如图4-4-6所示,图中的符号意义和图4-4-5相同。在后退给棉过程中,须丛的涌皱不受顶梳插入的影响,而是受钳板闭合的影响。
(1) (1)分离结束时,钳板钳口外须丛长度为B,无涌皱现象。 (2) (2)钳板后退到钳口闭合时的喂给长度为Xˊ=KˊA,故钳口外的须丛长度为:B+KˊA。 (3) (3)钳板继续后退,锡林对钳口外的须丛进行梳理,未被钳口握持的纤维有可能进入落棉,故未进入落棉的最大纤维长度为:L1ˊ=B+KˊA。钳板闭合后继续喂给的须丛长度为:A-Xˊ=(1-Kˊ)A。 (4) (4)钳板向前摆动,钳口逐渐开启,钳口后面的须丛因弹性伸直,故钳口外的须丛长度为:L1ˊ+(1-Kˊ)A=B+A。 (5) (5)由于每次分离的须丛长度为A故进入棉网的最短纤维长度为:L2ˊ= L1ˊ-A=B+KˊA-A=B-(1-Kˊ)A。 分离结束时,回复到过程(1),进入下一循环。 3、理论落棉率 对于前进给棉而言,进入落棉的最大纤维长度为L1, 而进入棉网的最短纤维长度分别为L2,则长度介于L1和L2之间的纤维既可进入落棉又可进入棉网,为计算方便,选用它们的中间值L3为分界纤维长度,则:
根据分界纤维长度的表达式,现将影响精梳落棉率的因素分析如下: (1) (1)分离隔距B大时,无论是前进给棉或是后退给棉,分界纤维长度长,落棉多。 (2) (2)在前进给棉中,喂棉系数K大时,分界纤维长度L3小,落棉率低;在后退给棉中,喂棉系数Kˊ大时,分界纤维长度L3ˊ,落棉率大。 (3) (3)喂棉长度A对精梳落棉的影响比较复杂。在前进给棉中,当K>0.5时,加大A,则落棉率小;当K<0.5时,加大A,则落棉率大。在后退给棉中,当Kˊ>0.5时,加大A,则落棉率大;当Kˊ<0.5时,加大A,则落棉率小。 在SXF1269A型精梳机上,当采用前进给棉时,经计算可知K值大于0.5;当采用后退给绵时,因给棉动作在钳口闭合时已经完成,故Kˊ近似为1。 4、重复梳理次数 锡林对须丛的梳理程度可用须丛所受到的重复梳理次数表示。由于梳理时钳口外棉丛的梳理长度大于喂棉罗拉的每次喂棉长度,因此须丛要经过锡林的重复梳理后才被分离。自须丛受到锡林梳理开始到被完全分离时为止,所受到锡林梳理的次数称为重复梳理次数。重复梳理次数大时梳理效果好。 从给棉过程分析可知,锡林梳理时钳口外的须丛长度为L1 或L1ˊ。而钳口咬合线外未被锡林梳理的死隙处的纤维未受到梳理,如图4-4-8所示。
设钳口咬合线外未被锡林梳理的死隙长度为a,则前进给棉与后退给棉钳口外须丛实际受到梳理长度分别为(L1-a)、(L1ˊ-a)。由此得到前进给棉与后退给棉时重复梳理次数分别为:
式中:n-为前进给棉时, nˊ-为后退给棉时重复梳理次数。 由式(4-4-9)及式(4-4-10)可知影响重复梳理次数的因素如下: (1) (1)无论是前进给棉还是后退给棉,分离隔距B大时,重复梳理次数增大;死隙长度a小时,重复梳理次数增大;喂棉长度小时,重复梳理次数增大。 (2) (2)在前进给棉时,喂棉系数大,则重复梳理次数小;在后退给棉时,喂棉系数大,则重复梳理次数大。 二、钳持部分 精梳机的钳板部分包括钳板摆轴传动机构、钳板传动机构、钳板加压机构及上、下钳板等。它们的作用是钳持棉丛供锡林梳理,并将梳理过的须丛送向分离钳口,以实现新棉丛与旧棉网的接合。 (一)钳板机构 1、钳板摆轴的传动机构 SXF1269A型精梳机钳板摆轴的运动来源于锡林轴,其传动机构如图4-4-9所示。在锡林轴1上固装有法兰盘2,在离锡林轴中心70mm处装有滑套3,钳板摆轴5上固装有L形滑杆4,滑杆的中心偏离钳板摆轴中心38mm,且滑杆套在滑套内。当锡林轴带动法兰盘转过一周时,通过滑套带动滑杆和钳板摆轴往复摆动一次。 2、钳板摆动机构 SXF1269A型精梳机的钳板摆动机构如图4-4-10所示。下钳板3固装于下钳板座4上,钳板后摆臂5固装于钳板摆轴6上,钳板前摆臂2以锡林轴1为支点,它们组成以钳板摆轴和锡林轴为固定支点的四连杆机构。当钳板摆轴作正、反向摆动时,通过摆臂和下钳板座使钳板作前后摆动。由于钳板摆动的支点在锡林的中心,故称之为中支点式摆动钳板机构。 3、钳板开闭口及加压机构 SXF1269A型精梳机的钳板开闭口及加压机构如图4-4-10所示,上钳板架7铰接于下钳板座4上,其上固装有上钳板8。张力轴12上装有偏心轮11,导杆10上装有钳板钳口加压弹簧9,导杆下端与上钳板架7铰接,上端则装于偏心轮上的轴套上。当钳板摆轴6逆时针回转时,钳板前摆,同时由钳板摆轴传动的张力轴12也作逆时针方向转动,再加上导杆10的牵吊,使上钳板8逐渐开口;而当钳板摆轴6作顺时针方向转动时,钳板后退,张力轴也作顺时针回转,在导杆和下钳板座的共同作用下,上钳板逐渐闭口。钳板闭口后,下钳板继续后退,导杆中的弹簧受压使导杆缩短而对钳板钳口施加压力,以便钳板能有效地钳持须丛接受锡林梳理。为确保锡林梳理时的钳口压力,在24分度钳板在最前位置时,由定位工具校定张力轴与偏心轮的位置角α为17.30。
4、钳板的钳唇结构 上、下钳板钳唇结构应满足以下要求:(1)钳唇的结构应满足对棉丛良好握持的要求。在锡林梳理时,钳板上、下钳唇应牢固地握持棉层,以防止长纤维被锡林抓走。如图4-4-11所示,目前精梳机钳板钳唇对棉层的握持有两种形式,一种是一点握持(或称单线握持),如国产A201系列精梳机。另一种是两点握持(或称双线握持),如国产SXF1269A型精梳机。采用两点握持,钳唇对棉丛的握持更加牢固可靠。例如当棉卷出现横向不匀时,一个握持点握持不足时,另一个握持点可充分发挥作用。因此两点握持优于一点握持。(2)上、下钳唇的几何形状应满足锡林对棉丛充分梳理的要求。为使锡林梳针能顺利地刺入棉丛梳理,在开始梳理时,应防止棉丛的上翘,否则后排梳针就很难发挥梳理作用。因此在钳板闭合时,上、下钳唇的几何形状应使棉丛的弯曲方向正对锡林针齿。由于国产SXF1269A型精梳机下钳板钳唇的下部切去了腰长为1.5mm的等腰三角形,如图4-4-11所示,当钳板闭合时,由于上钳板的下压作用,使棉丛的弯曲方向正对锡林针齿,能满足锡林对棉丛充分梳理的要求。(3)钳唇的结构应使钳板握持棉丛的死隙长度(即钳板钳口至锡林针齿间的棉丛长度)尽可能短。上、下钳板的钳唇结构决定了受梳棉丛的死隙长度,从而影响锡林针齿对棉丛梳理长度和梳理效果。
(二)钳板部分的工艺分析 精梳机钳板部分的工艺有:钳板的运动规律、落棉隔距、梳理隔距、梳理定时钳板闭合定时等,它们与锡林的梳理、精梳落棉率及分离接合质量关系密切。 1、对钳板运动的工艺要求 为了更好地发挥精梳锡林的梳理作用,提高分离接合质量,钳板运动必须满足以下要求: (1)梳理隔距变化要小,以充分发挥锡林各排梳针的梳理作用,提高梳理效果。 (2)锡林第一排针到达钳口下方始梳时,上、下钳唇应闭合,并牢靠地握持棉丛,以防止长纤维被锡林抓走。 (3)当锡林梳过的棉丛头端向分离钳口运动时,钳板开口要充分,以防止棉丛抬头受到上钳唇的阻碍,不能顺利到达分离钳口而影响分离接合。 (4)分离接合阶段,钳板前摆速度要慢,以增加分离牵伸和分离接合时间,使分离丛的长度增加,提高分离接合质量。 (5)钳板机构运动惯量及闭口时冲击要小,以利于提高车速、降低噪音。 2、钳板的运动规律 钳板前后摆动的规律主要取决于钳板摆轴的摆动规律。为了便于分析,将图4-4-9中的滑杆刚体内扣除边长为38mm的矩形后简化为图4-4-12。设O为锡林轴心,O1为钳板摆轴轴心,B1、B2分别为钳板的前死心位置与后死心位置,θ为某分度曲柄OA与X轴的正向夹角, θ1为钳板最前位置(24分度)时OA与X的夹角(简称为前死心角),其值为:
由此算得FA261、SXF1269A型精梳机钳板运动的前死心角、后死心角、运动动程等参数见表4-4-2。由此可知:SXF1269A型精梳机钳板由最前到达最后位置曲柄OA的转角为140.460(15.6分度);钳板前摆过程中曲柄OA的转角为219.540(24.4分度);即钳板前时进慢、后退时快,符合工艺要求。
3、落棉隔距 在SXF1269A型精梳机上,当钳板摆动到最前位置(24分度)时,下钳板钳唇前缘与后分离罗拉表面间的距离称为落棉隔距。 落棉隔距是调节落棉和锡林梳理的重要手段。在精梳机上,分离隔距B随着落棉隔距的增大而增大;由式4-4-5、4-4-7及式4-4-9、4-4-10可知分界纤维长度及重复梳理次数都随分离隔距B的增大而增大。因此,落棉隔距越大,精梳落棉率越高,其梳理效果也越好。一般情况下,落棉隔距增减1mm,精梳落棉率约增减2%-2.5%。落棉隔距的调节方法步骤是: (1)调节最小落棉隔距:如图4-4-13所示,取下顶梳,将托脚调到最后位置,并将分度盘调到24分度,拧开所有的螺丝3(不能拧的太松),在
分离罗拉2与下钳板1间插入6.34mm隔距块,用塑料锤轻敲重锤盖4,使 钳板前摆,最后将螺丝拧紧。 (2)调节落棉刻度盘:在SXF1269A型精梳机钳板摆轴上装有一直径为132mm的落棉刻度盘,落棉刻度标尺厚度为1mm,如图4-4-14所示。标尺5上落棉刻度调节范围为5-12,相邻两刻度间的圆心角为10。在落棉刻度为5时调节落棉隔距的最小值为6.34mm以后,松开螺丝1后,调节螺丝2和3,使钳板摆轴及后摆臂随之摆动,从而使落棉隔距也随之改变。落棉刻度每增大1,钳板摆轴及后摆臂向后摆动过10,使落棉隔距增大。SXF1269A型精梳机在不同落棉刻度下对应的落棉隔距值见表4-4-3。为防止由于装配精度等原因引起各眼落棉隔距不一致的现象,在整机调节落棉刻度盘之后,要逐眼复查落棉隔距。图中4 为定位块。
4、梳理隔距 在锡林梳理过程中,锡林针尖与上钳板钳唇下缘的距离称为梳理隔距。在锡林梳理阶段,由于钳板钳口的摆动及锡林的转动,梳理隔距一直在变化着,梳理隔距变化幅度越小,锡林对棉丛的梳理效果越好。 由于SXF1269A型精梳机,钳板摆动的支点与锡林轴同心,称为中支点式钳板摆动机构。此种机构与其他形式的钳板板摆动机构相比,梳理隔距变化较小。当落棉刻度为8时,SXF1269A型精梳机锡林梳理阶段的梳理隔距变化变化见表4-4-4。
5、锡林梳理定时 锡林第一排针开始接触棉丛时,分度盘指针指示的分度数,称为梳理开始定时;锡林末排针脱离棉丛时的的分度数,称为梳理结束定时。锡林梳理开始定时的早晚与锡林定位及落棉刻度有关。落棉刻度不同,意味着钳板从最前位置后开始后退的起点不同,钳板后退途中与锡林头排针相遇的时间(分度)和位置也不同。落棉隔距小,钳板开始后退的起点靠前,钳板与锡林头排针相遇的分度迟,位置靠前;落棉隔距大,钳板开始后退的起点靠后,与锡林相遇的分度早,位置靠后。SXF1269A型精梳机在锡林定位为37分度、落棉隔距为8时,梳理开始定时为34.7分度;梳理结束定时为4.3分度。 6、钳板开、闭口定时 上、下钳板闭合时分度盘指示的分度数称为钳板闭合定时;钳板钳口开始打开时分度盘的分度数称为钳板的开口定时。 (1)闭口定时 根据梳理的要求,应该在精梳锡林开始梳理棉丛前使钳板钳口闭合,以防止纤维被锡林抓走。SXF1269A型精梳机在钳板机构设计上保证了钳板闭口定时较梳理开始定时早1-2个分度。 (2)开口定时 根据分离接合的要求,在梳理结束时钳板应及时开口,以便使棉丛抬头顺利到达分离钳口。SXF1269A型精梳机钳板开口定时为8-11分度,比梳理结束定时晚4-8分度,开口较迟。特别是在落棉刻度较大时,钳板开口更迟,不利于棉丛的抬头。 在SXF1269A型精梳机上,钳板的开、闭口定时不能调整;对应于34—5分度间的梳理隔距见上表4-4-4。
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