李　坤，李　鉻，梁　睦，杜星祝，許小黑

(中原工學(xué)院，河南 鄭州 450007)

小樣漿紗機(jī)溢流板結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)

李坤，李鉻，梁睦，杜星祝，許小黑

(中原工學(xué)院，河南 鄭州 450007)

文章分析了大型漿紗設(shè)備的活動(dòng)溢流板結(jié)構(gòu)在小樣漿紗機(jī)使用上的不足，設(shè)計(jì)了一種固定式溢流板結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由溢流結(jié)構(gòu)和放漿機(jī)構(gòu)構(gòu)成，溢流結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便工人操作，放漿機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放漿，其在小樣漿紗機(jī)上使用效果良好。

小樣漿紗機(jī)；溢流結(jié)構(gòu)；放漿機(jī)構(gòu)

溢流板是漿槽的重要組件，漿槽是漿紗機(jī)的核心單元，是貯存漿液并在其上進(jìn)行上漿運(yùn)作的機(jī)構(gòu)。槽體常采用主漿槽加預(yù)熱器的連體形式，中間用溢流板隔開，漿液從主漿槽經(jīng)溢流板流入預(yù)熱器，再在循環(huán)漿泵的作用下實(shí)現(xiàn)漿液的循環(huán)[1]。在漿槽中，溢流板的主要作用是通過溢流板調(diào)整裝置，使主漿槽內(nèi)的漿液流入預(yù)熱器實(shí)現(xiàn)溢流和放漿功能，同時(shí)兼有調(diào)整漿槽內(nèi)漿液液面高度，改變紗線的浸透量，獲得預(yù)期的上漿率。企業(yè)在開發(fā)新產(chǎn)品和試驗(yàn)新漿料時(shí)，常在小樣漿紗機(jī)上進(jìn)行工藝實(shí)驗(yàn)，相對(duì)于大型漿紗設(shè)備，小樣漿紗機(jī)具有風(fēng)險(xiǎn)小、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)[2～3]。小樣漿紗機(jī)的尺寸只有大型漿紗機(jī)的三分之一，由于空間的限制，如采用大型漿紗機(jī)上常用的活動(dòng)溢流板結(jié)構(gòu)裝置會(huì)造成斷紗，且不方便工人操作，已不能滿足小樣漿紗機(jī)的功能要求。本文分析了活動(dòng)溢流板結(jié)構(gòu)在小樣漿紗機(jī)使用上的不足，并結(jié)合小樣漿紗機(jī)的功能要求對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，提高了小樣漿紗機(jī)的性能和工人操作的方便性。

1　活動(dòng)溢流板調(diào)整結(jié)構(gòu)分析

大型漿紗機(jī)溢流板調(diào)整結(jié)構(gòu)如圖1所示。溢流板3用軟橡膠板2做鉸鏈，安裝固定在主漿槽底板后邊，其上部連接連桿11、轉(zhuǎn)臂4和轉(zhuǎn)軸6，轉(zhuǎn)軸6與蝸輪7同軸固定，蝸輪7和蝸桿5配合，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪8時(shí)，蝸桿5驅(qū)動(dòng)蝸輪7進(jìn)而帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸6同步轉(zhuǎn)動(dòng)，通過轉(zhuǎn)臂4、連桿11使溢流板3擺動(dòng)。當(dāng)需要放漿時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使溢流板的位置低于主漿槽槽底，主漿槽的漿液經(jīng)溢流板流入預(yù)熱漿槽，從預(yù)熱漿槽的放漿口流出。

圖1　活動(dòng)溢流板結(jié)構(gòu)圖

溢流板調(diào)整結(jié)構(gòu)雖然可以調(diào)節(jié)液面高度和通過調(diào)節(jié)溢流板的位置實(shí)現(xiàn)放漿功能，但也有很多不足之處：

(1)溢流板的擺動(dòng)裝置在預(yù)熱器上方，溢流板的擺動(dòng)空間在水平方向上占用尺寸比較大，同樣結(jié)構(gòu)用在小樣漿紗機(jī)預(yù)熱器上，需增加漿槽槽體尺寸，增加了外型空間尺寸。

(2)經(jīng)導(dǎo)紗輥出來的紗線經(jīng)浸沒輥進(jìn)入漿液上漿，紗線和擺動(dòng)裝置中的連桿干涉，如圖1虛線所示，因此需在浸沒輥前方另外再設(shè)置導(dǎo)紗輥，由于小樣漿紗機(jī)浸沒輥前方的空間小，安裝導(dǎo)紗輥后，工人在處理漿槽中輥?zhàn)由系睦p紗、斷頭和清理漿槽時(shí)，操作不方便。

(3)溢流板的升降是靠漿槽外的蝸輪蝸桿副實(shí)現(xiàn)的，工人通過轉(zhuǎn)動(dòng)手輪來實(shí)現(xiàn)放漿，手動(dòng)溢流板的控制動(dòng)作難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的操作要求[4]。

2　小樣漿紗機(jī)取消溢流板調(diào)整裝置的可行性分析

從經(jīng)軸架出來的紗線經(jīng)導(dǎo)紗輥引導(dǎo)，繞過浸沒輥進(jìn)入漿槽進(jìn)行上漿，然后在上漿輥和壓漿輥的擠壓下出漿槽完成上漿。紗線要保證一定的上漿率就必須要有一定的浸透量，在給定的紗線品種、漿料和壓漿力條件下，影響浸透量的主要因素是紗線浸沒時(shí)間。紗線浸沒時(shí)間與紗線浸沒深度和紗線速度有關(guān)，紗線速度由漿紗工藝決定，因此實(shí)際生產(chǎn)中，通過調(diào)節(jié)紗線浸沒深度來獲得合適的浸沒時(shí)間，調(diào)節(jié)浸沒輥高度和溢流板的傾斜角度都可以改變紗線浸沒深度。近年來高壓上漿得到了普遍的應(yīng)用，使得漿紗機(jī)的最高速度由低壓上漿的50 m/min提高到高壓上漿100 m/min，紗線浸沒時(shí)間大大縮短，而漿液主要是靠壓漿輥的高壓擠壓進(jìn)去的，相比于低壓上漿，高壓上漿的浸透效果更好，高壓上漿的紗線漿膜厚度低，但浸透深度深(現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示)[5]，紗線的結(jié)構(gòu)更緊密，具有更高的可織性。漿紗速度提高后，調(diào)整液面高度對(duì)調(diào)整紗線浸沒時(shí)間的效果不太明顯，通過調(diào)節(jié)浸沒輥的高度就可以獲得漿紗工藝要求的漿紗浸透時(shí)間，所以，通過溢流板調(diào)整結(jié)構(gòu)來改變漿液液面高度的作用越來越小，這也為溢流板裝置的改進(jìn)提供了可行性依據(jù)。

表1低壓上漿與高壓上漿中漿膜厚度與浸透深度比較

項(xiàng)目低壓上漿高壓上漿漿膜厚度(mm)0.0140.008浸透深度(mm)0.0080.020

3　小樣漿紗機(jī)固定式溢流板結(jié)構(gòu)改進(jìn)

針對(duì)溢流板結(jié)構(gòu)裝置的功能要求，做出如下設(shè)想：

(1)為了增大預(yù)熱器上方的操作空間，方便工人處理紗線，新的結(jié)構(gòu)在溢流板處應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單，現(xiàn)有溢流板裝置的功能是溢流漿液和放漿，因此，可以設(shè)計(jì)成溢流結(jié)構(gòu)和放漿結(jié)構(gòu)的組合裝置，放漿機(jī)構(gòu)不再安置在預(yù)熱器上方，為紗線走向和工人操作留出很大空間。

(2)溢流板結(jié)構(gòu)應(yīng)便于調(diào)整漿液的水平度，從而保證主漿槽內(nèi)漿液能均勻溢流。

(3)放漿機(jī)構(gòu)要取代人工操作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放漿，同時(shí)不采用獨(dú)立的放漿管道和設(shè)施，要盡可能地利用現(xiàn)有的放漿管道實(shí)現(xiàn)放漿，以使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和節(jié)省空間，降低造價(jià)。

3.1溢流板的形狀設(shè)計(jì)方案比較

主漿槽內(nèi)的漿液一般含有漿皮和其它雜物，在漿液經(jīng)溢流板流入預(yù)熱器的過程中，這些漿皮和雜物會(huì)粘連到紗線上，經(jīng)壓漿輥和上漿輥的擠壓作用，紗線在漿皮和雜物處粘結(jié)，經(jīng)烘燥處理后，這些粘結(jié)的紗線在干分絞時(shí)因紗線張力過大而發(fā)生斷裂。根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)知，不同形狀的溢流板對(duì)漿液流動(dòng)有不同的影響，溢流板的形狀大致可有三種，如圖2所示?，F(xiàn)有漿紗機(jī)溢流板采用的是圖2(a)所示的形狀，整體采用長(zhǎng)方形，這種形狀易加工，但漿液均勻流出，漿皮和雜物也均勻地和紗線接觸；圖2(b)形狀的溢流板是中間凹兩端高的形式，中間的漿液優(yōu)先溢流，漿皮和雜物優(yōu)先從中間流出，這種形狀的溢流板溢流效果最差，一般不采用。本次改造設(shè)計(jì)采用的是圖2(c)形狀的溢流板，頂部呈兩端低中間高的對(duì)稱方式設(shè)置，具體形式是中間段部分為平直結(jié)構(gòu)，其兩側(cè)為斜坡結(jié)構(gòu)，兩端漿液優(yōu)先溢流，使得兩端的漿皮和雜物多而中間的少，通常紗線幅寬要小于漿槽幅寬，這樣漿皮和雜物從紗線和漿槽側(cè)板之間的間隙流出，大大減少紗線與漿皮和雜物的接觸，降低了紗線在干分絞時(shí)發(fā)生斷裂的可能，有利于提高漿紗質(zhì)量。

3.2溢流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

溢流板材料采用不銹鋼板，溢流結(jié)構(gòu)由可調(diào)溢流板5和固定板4組成，可調(diào)溢流板5和固定板4用螺栓連接(見圖3)。固定板4的底部焊接在漿槽側(cè)壁3上，在溢流板下方開有一排長(zhǎng)圓孔。安裝時(shí)，擰松螺栓，就可以通過微調(diào)溢流板的高度來調(diào)整其水平性，固定板4僅起支撐作用，降低了其焊接難度。在預(yù)熱器底端放有過濾網(wǎng)1，其內(nèi)積存了大量的漿皮和雜物，為保證漿液清潔，需對(duì)漿槽進(jìn)行清理；當(dāng)更換漿液時(shí)，也需要清理漿槽。當(dāng)清理槽體時(shí)，擰掉螺栓，拿掉可調(diào)溢流板，方便工人對(duì)槽體進(jìn)行清理。

圖2　溢流板的形狀

圖3　固定式溢流裝置及放漿口

3.3放漿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

放漿口(見圖3)開在漿槽側(cè)板附近，在漿槽壁之間的夾層空間設(shè)置放漿通道，放漿通道連通主漿槽底部和預(yù)熱器側(cè)壁。放漿機(jī)構(gòu)如圖4所示，動(dòng)力源是氣缸7，通過支撐桿9安裝在漿槽側(cè)板2上，氣缸接頭螺紋連接于銷軸4，銷軸安裝在接頭6下端，轉(zhuǎn)軸11通過緊定螺釘5和鍵固定在接頭上端，其上連接著連桿13和密封盤14。擋蓋10通過螺釘3連接安裝在漿槽側(cè)板內(nèi)側(cè)，其內(nèi)部用密封圈密封，防止主漿槽內(nèi)漿液外溢。整個(gè)空間機(jī)構(gòu)共有4個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，銷軸和接頭下端的圓孔夠成轉(zhuǎn)動(dòng)副1，氣缸安裝孔和支撐桿構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副2，轉(zhuǎn)軸和漿槽墻板圓孔構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副3，密封盤上端和連桿在開口銷的作用下構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副4。當(dāng)氣缸活塞伸出時(shí)，轉(zhuǎn)軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，通過連桿帶動(dòng)密封盤，打開放漿口；當(dāng)氣缸活塞收縮時(shí)，轉(zhuǎn)軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿也逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使密封盤下落，關(guān)閉放漿口。密封盤做成圓錐形，在外面包覆一層橡膠，具有很好的密封性。這種放漿結(jié)構(gòu)使得只需要控制氣缸伸出來打開放漿口，主漿槽內(nèi)的漿液就可以放入到預(yù)熱器，再經(jīng)預(yù)熱器的放漿口放出。

圖4　放漿機(jī)構(gòu)

4　小結(jié)

這種溢流結(jié)構(gòu)和放漿機(jī)構(gòu)組合的固定式溢流裝置既能實(shí)現(xiàn)溢流和放漿的功能，又避免了活動(dòng)溢流板裝置的缺點(diǎn)，在小樣漿紗機(jī)上使用效果良好。溢流板處沒有調(diào)整裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其預(yù)熱器上方空間大，紗線從導(dǎo)紗輥引出后可直接進(jìn)入主漿槽上漿，不需要再安裝輔助導(dǎo)紗輥引紗，減小了紗線張力，同時(shí)方便工人處理浸沒輥處紗線斷頭、纏繞和清理漿槽，有效地提高了工作效率。放漿結(jié)構(gòu)使得漿液直接流入預(yù)熱器，再經(jīng)預(yù)熱器的放漿口放出，不需要設(shè)計(jì)單獨(dú)的放漿管和閥門，使得整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。而且該放漿機(jī)構(gòu)使用氣缸作為動(dòng)力機(jī)構(gòu)，漿槽內(nèi)的其它動(dòng)力機(jī)構(gòu)用的也是氣缸，有現(xiàn)成的氣源可以使用，通過漿紗機(jī)PLC的控制能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放漿，有利于漿槽的進(jìn)一步自動(dòng)化發(fā)展。同時(shí)，兩端低中間高形狀的溢流板投入使用后，粘連在紗線上的漿皮和雜物減少了15%，降低了干分絞時(shí)紗線發(fā)生斷裂的可能，提高了漿紗質(zhì)量，得到了客戶的好評(píng)。

[1]蕭漢濱.國(guó)內(nèi)外新型漿紗機(jī)的性能剖析[J].棉紡織技術(shù)，2005，33(4)：218—223.

[2]劉慧娟，吳保平，丁艷瑞.JSSJ—83型小樣漿紗機(jī)的改造[J].棉紡織技術(shù)，2007，35(8)：50—52.

[3]賈立霞，劉君妹，王向陽(yáng).小樣漿紗機(jī)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的模擬性分析[J].棉紡織技術(shù)，2012，40(8)：20—22.

[4]張格昌.漿紗機(jī)全數(shù)字化控制系統(tǒng)[J].紡織機(jī)械，2004，(4)：25—27.

[5]蕭漢濱.新型漿紗設(shè)備與工藝[M].北京：中國(guó)紡織出版社，2006.

Improving Design of the Overflow Plate Structure in Sample Sizing Machine

LiKun，LiGe，LiangMu，DuXingzhu，XuXiaohei

(Zhongyuan University of Technology , Zhengzhou 450007,China)

A fixed structure of overflow plate was designed by analyzing deficiencies of overflow plate of large sizing equipment used in sample sizing machine.The structure constituded of overflow structure and discharging slurry sector had favorable result on sample sizing machine.The overflow structure was simple, operating easily. the discharging slurry sector could discharge slurry automatically.

sample sizing machine; overflow structure；discharging slurry sector

2015-05-14

李坤(1988—)，男，河南信陽(yáng)人，碩士研究生。

TS103

B

1009-3028(2015)05-0022-04