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        鋼領(lǐng)座的再設(shè)計與優(yōu)化

        2015-12-19 06:38:38邊文廣李雪梅
        紡織器材 2015年5期
        關(guān)鍵詞:工藝

        邊文廣,陸 晉,李雪梅

        (1.經(jīng)緯紡織機械股份有限公司 榆次分公司,山西 晉中 030601;2.晉中經(jīng)緯鈺鑫機械有限公司,山西 晉中 030601)

        0 引言

        近年來,在競爭激烈的市場環(huán)境中,國內(nèi)細紗機制造企業(yè)以技術(shù)創(chuàng)新為手段,不斷優(yōu)化和完善細紗機零部件的功能結(jié)構(gòu)和制造工藝,并取得了相應(yīng)的市場地位和份額。廣大工程技術(shù)和管理人員不僅關(guān)注核心零部件、專件的研究和開發(fā),還對一些精度不高、制造難度低、價格低的非關(guān)鍵零部件的結(jié)構(gòu)功能或工藝進行了深入研究,使構(gòu)成細紗機的每個零部件及時采用新的設(shè)計理念和工藝手段,提高整機的綜合效益。

        1 鋼領(lǐng)座的作用

        由于設(shè)備零部件安裝精度或插拔紗管引起錠子反復(fù)受力而走位,造成錠子與鋼領(lǐng)不同軸,因此,細紗機在連續(xù)使用一段時間后都要重新調(diào)整錠子相對于鋼領(lǐng)的位置,俗稱“敲活錠子”,是細紗機裝配和保全工序之一。松開、敲擊錠腳后極易造成不同部位的變形,使錠子在高速時出現(xiàn)擺頭、振動等問題,從而影響紗線捻度的均勻性,并造成斷頭,增加耗損,嚴重時會導(dǎo)致錠桿報廢[1];另外,還需要配合松緊錠腳螺母工作,操作比較繁瑣。

        鋼領(lǐng)座的應(yīng)用取代了“敲活錠子”的工作方法,僅靠調(diào)整鋼領(lǐng)座使鋼領(lǐng)在小范圍內(nèi)繞錠子中心位移,使鋼領(lǐng)中心與錠子的旋轉(zhuǎn)中心保持一致,減少斷頭,提高成紗質(zhì)量,鋼領(lǐng)座如圖1所示。鋼領(lǐng)座的安裝首先需要用2個M4×6mm的螺釘將其輕固定在鋼領(lǐng)板上,再用鋼領(lǐng)錠子對中規(guī)套在錠桿上,觀察鋼領(lǐng)是否與錠桿中心同軸;當不同軸時,則調(diào)整鋼領(lǐng)使鋼領(lǐng)內(nèi)環(huán)與對中規(guī)間隙均勻一致,然后擰緊螺釘固定鋼領(lǐng)座;是以固定錠子位置為基準來調(diào)整鋼領(lǐng)的位置,使兩者同軸,避免了敲擊錠子帶來的損傷,勞動強度也得以降低,鋼領(lǐng)板和龍筋的制造工藝得以改善,因而被廣泛使用。

        圖1 鋼領(lǐng)座示意

        2 原鋼領(lǐng)座的制造工藝和材料利用率

        原鋼領(lǐng)座選用Q235A冷軋鋼板,厚度為1mm,以零件外形各段圓弧線圍繞面積s1為3 246.06mm2、直徑為54mm的s2為2 290.22mm2,2個7mm的安裝孔的面積s3為76.97mm2。該零件的制造工藝是首先用剪板機將板料剪切成條料,再用沖床和復(fù)合模沖壓為圖樣尺寸,最后對零件進行發(fā)藍工藝處理。從材料的利用率來看,將零件旋轉(zhuǎn)45°后2個安裝座耳處于正方形料(面積s0為3 844mm2)的對角線上,可使條料獲得最大利用率,如圖2所示,材料利用率k約為23%,若考慮沖壓工藝搭邊量,材料利用率會更低。綜合分析,該零件的制造工藝復(fù)雜,材料浪費嚴重,亟需改善。

        圖2 原材料最大利用率

        3 鋼領(lǐng)座再設(shè)計

        針對鋼領(lǐng)座的缺點,我們對其進行了再設(shè)計。為提高材料利用率,考慮與其他零件進行組合排樣套料[2],充分利用鋼領(lǐng)座安裝孔φ54mm的材料,也可以改變材料種類和制造工藝,使其在保持鋼領(lǐng)座功能的同時降低綜合生產(chǎn)成本。

        分析鋼領(lǐng)座的受力情況,其在紡紗過程中隨鋼領(lǐng)板一起在鉛垂方向上往復(fù)低速運動,質(zhì)量很小的鋼絲圈在鋼領(lǐng)上高速回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用于鋼領(lǐng)也很微弱,因此,可以忽略其對鋼領(lǐng)座的作用。采用Q235A冷軋鋼板制成的鋼領(lǐng)座強度過高,考慮采用工程塑料作為鋼領(lǐng)座的原材料。

        根據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)條件,利用高速雕刻機雕刻多件1.6mm厚的ABS工程塑料鋼領(lǐng)座,安裝在紡紗試驗室進行驗證。設(shè)備運轉(zhuǎn)3個月,鋼領(lǐng)座未出現(xiàn)塑料融化、翹曲變形的問題,紗線質(zhì)量未降低,表明用工程塑料代替Q235A冷軋鋼板是可行的。圖1為改進后的鋼領(lǐng)座,適當加大了邊寬,以使其更加可靠、耐用。

        表1為試驗條件下成紗質(zhì)量,機型為FA506-480型細紗機,紗線品種為T 65/CJ 35 13.1tex,錠速為16.5kr/min。

        表1 試驗室條件下成紗質(zhì)量數(shù)據(jù)

        表1數(shù)據(jù)表明:工程塑料鋼領(lǐng)座未明顯影響成紗質(zhì)量,能滿足所紡紗線的要求。

        根據(jù)材料學可得知,聚甲醛(POM),密度為1.42g/cm3,綜合性能優(yōu)于 ABS,具有高的彈性模量、剛性和硬度,優(yōu)良的耐疲勞性,較好的沖擊強度和耐蠕變性,較高的熱變形溫度,有著與金屬材料較為接近的比強度和比剛性,能在很多領(lǐng)域中代替鋼、鋅、鋁、銅及鑄鐵[3],其良好的注塑工藝性,足以勝任鋼領(lǐng)座的使用要求。

        4 工程塑料鋼領(lǐng)座的優(yōu)點

        工程塑料鋼領(lǐng)座由于使用了注塑工藝,將分散的加工地集中在一起,減少了加工地之間的轉(zhuǎn)運調(diào)度工作;模具一般設(shè)計成多件型腔結(jié)構(gòu),生產(chǎn)效率得以提高,材料利用率遠遠大于23%。當注塑原料中加入色母粒和抗靜電母粒,則可以獲得更加良好的實用功能,在近40m長的黑色鋼領(lǐng)板上搭配彩色鋼領(lǐng)座,也活躍了細紗機的視覺效果。不同材質(zhì)鋼領(lǐng)座的特性對比見表2[4]。

        表2 不同材質(zhì)鋼領(lǐng)座的特性對比

        由表2可見:單件工程塑料鋼領(lǐng)座減輕重量約為5g,在1 008錠細紗機上將會減少5kg的重量,并可以相應(yīng)地減少鋼領(lǐng)板提升所配的平衡重錘的重量以及動力消耗;不考慮制造、周轉(zhuǎn)和生產(chǎn)效率,僅考慮材料利用率的情況下,單體的材料成本可減少0.07元;由于塑料具有一定的柔韌性,更有利于鋼領(lǐng)座與鋼領(lǐng)板的緊密貼合、吸收輕微振動,有利于提高成紗質(zhì)量。

        5 結(jié)語

        生產(chǎn)中,除了關(guān)注重要零部件的特性和成本外,還應(yīng)對其他零部件進行觀察和功能分析,對非關(guān)鍵零部件進行優(yōu)化,從而觸發(fā)改進的思路,結(jié)合學習和應(yīng)用不同的制造技術(shù),就能很好地控制成本,取得較好的綜合收益。

        [1]張曉方.一種易于調(diào)整的細紗機鋼領(lǐng)錠子組件:中國,CN 2732773[P].2005-10-12.

        [2]李彩綿.實施集中下料管理提高材料利用率[J].煤炭科技,2013,(4):103-104.

        [3]石安富.工程塑料手冊[M].上海:上??茖W技術(shù)出版社,2001.

        [4]成大先.機械設(shè)計手冊[M].北京:化學工業(yè)出版社,2004.

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