梳棉機的分析

PAGE3FA231A型梳棉機的分析班級：專業(yè)：教學(xué)系：指導(dǎo)老師：完成時間：2011年8月25日至2012年5月20號摘要：在這日以漸進的時代、紡織產(chǎn)業(yè)以成為人們?nèi)粘Ｉ钪忻懿豢煞值囊徊糠?、市場對于紡織廠的要求也在提高、梳棉機的應(yīng)用十分廣泛、其中FA231A型梳棉機是紡織行業(yè)中應(yīng)用比較廣泛的一種機型，其結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，完善的電機配置實現(xiàn)了高精度的加工。在本論文里詳細的介紹了FA231A型梳棉機的產(chǎn)品用途、特點，簡述了梳棉機的工藝流程和技術(shù)特性，重點分析了FA231A型梳棉機的主要機構(gòu)，有給棉刺輥部分，錫林、蓋板和道夫部分，剝棉、成條和圈條部分。并對該梳棉機電氣控制的特點和傳動機構(gòu)進行了闡述。并對FA231A型梳棉機的注意事項進行了分析，有利于日后的維護及保養(yǎng)。關(guān)鍵詞：梳棉機；機構(gòu)；電氣控制；電機1FA231A型梳棉機的概述FA231A型梳棉機，其主要應(yīng)用于原棉經(jīng)開清棉聯(lián)合機之后，其外觀如圖1.1所示。錫林刺輥主要采用平皮帶傳動，結(jié)構(gòu)簡單啟動穩(wěn)定。給棉羅拉采用調(diào)頻電機傳動，能實現(xiàn)無級變速，通過計算機控制與道夫傳動同步?？梢暶蘧W(wǎng)的雙皮圈導(dǎo)棉裝置，保證棉條高速穩(wěn)定輸出，通用設(shè)計的前壓輥具有自調(diào)勻整檢測羅拉功能。道夫采用變頻電機，同步齒形帶傳動，實現(xiàn)無級調(diào)速。全機多吸點連續(xù)吸，壓力連續(xù)檢測。獨特的加壓機構(gòu)實現(xiàn)了加壓與檢測一體化，并與自調(diào)勻整檢測裝置通用。蓋板倒轉(zhuǎn)，增強分梳，改善棉網(wǎng)質(zhì)量。蓋板花剝?nèi)∮沙⑷〈蠑氐?。FA231A型梳棉機電器控制柜，采用進口PLC和兩臺進口變頻器，控制道夫和給棉電機的無級調(diào)速和比例運轉(zhuǎn)，開降速平滑，運行穩(wěn)定可靠。電器控制柜與安全罩一體化設(shè)計，美觀大方。機器的左前方安全罩上裝有進口顯示屏，能控制開停各個電機，能顯示各種動態(tài)的工藝數(shù)據(jù)，并能對各種故障和滿簡等狀態(tài)作出報警，整機的控制中心是進口可編程控制器，操作簡便，運行可靠。圖1.1FA231A型梳棉機的外部圖1.1FA231A型梳棉機的設(shè)備特點梳棉機是將開清棉機械制成的棉層進行開松、除雜、梳理和混合。該機主要用于纖維長度為22～76mm的純棉、化纖及其它混紡纖維的開松、除雜和梳理。梳棉機的前道工序是開清棉聯(lián)合機或清梳聯(lián)，后道工序是并條機，梳棉機用于加工綿纖維和化學(xué)纖維。將前道工序送來的棉(化纖)卷或由棉箱供給的棉(化纖)層進行開松分梳除雜。使所有呈卷曲、塊狀的棉圍成為基本伸直的單纖維狀態(tài)，并在此過程中，除掉清花工序遺留下來的破籽、雜質(zhì)和短絨，然后集成一定規(guī)格的棉條，儲存于棉筒內(nèi)，供并條工序使用。以下是FA231A型梳棉機的電機位置分布圖：梳棉機的工藝特點要求設(shè)備速度升降平穩(wěn)，喂入輥、錫林、刺輥和道夫同步好從電磁離合器的更新?lián)Q代實現(xiàn)了低速啟動和高速運轉(zhuǎn)，以下為演變過程：（電磁離合器→星三角、雙速電機等方式）給棉羅拉有用調(diào)頻電機傳動，實現(xiàn)無級變速，通過計算機控制與道夫傳動同步全機多吸點連續(xù)吸壓力連續(xù)檢測獨特的加壓機構(gòu)實現(xiàn)了加壓與檢測一體化，并與自調(diào)勻整檢測裝置通過1.2FA231A型梳棉機的主要結(jié)構(gòu)FA231A型梳棉機的主要部分可大略分為給棉刺輥部分、錫林和蓋板道夫部分、剝棉成條成圈部分組成一、給棉刺輥部分：由棉卷羅拉、給棉板、給棉羅拉、直接加壓機構(gòu)、厚卷自停裝置、刺輥、除塵刀、刺輥分梳板、小漏底等組成。主要作用：喂給、握持棉層進行梳理、排除雜質(zhì)和短絨，受以下幾點影響：

1）給棉方式：順向喂給，以鋸齒羅拉彈性握持，則刺輥分梳時鋸齒握持的較長纖維尾端可從握持鉗口中順利抽出以避免損傷。

逆向喂給，刺輥分梳時，鋸齒所帶纖維尾端受到的阻力大，纖維易被拉斷。

2）給棉分梳工藝長度給棉分梳工藝長度指給棉羅拉與給棉板握持點a到給棉羅拉（或給棉板）與刺輥最小隔距點b間的距離，不同的工藝長度選擇不同的給棉板3）刺輥的分梳方面受氣流與鋸齒工作角α大小的影響，當α小時，有利于鋸齒刺入棉須分梳，但對雜質(zhì)的拋落不利，過小時會造成刺輥返花，棉結(jié)增多。因此，鋸齒工作角的大小應(yīng)考慮除雜方面。二、錫林、蓋板、道夫部分錫林、蓋板和道夫部分由錫林、回轉(zhuǎn)蓋板、固定蓋板、道夫、錫林前后罩板和大漏底等組成。主要作用：對刺輥已梳理過的原料進行2次梳理，去除余下的雜質(zhì)和短絨，道夫把錫林與蓋板之間梳過的纖維，聚攏成纖維層。應(yīng)注意以下幾點固定蓋板的前后安裝區(qū)別后固定的作用：可對進入錫林蓋板區(qū)的纖維進行預(yù)分梳，減輕錫林針布和回轉(zhuǎn)蓋板針布的梳理負荷。前固定的作用使纖維層從錫林到道夫之前，再次受到分梳，以提高纖維伸直平行度和改善生條質(zhì)量。如下圖：除塵刀及吸風(fēng)系統(tǒng)，則進一步加強了梳棉機對雜質(zhì)、短絨、微塵的排出作用，一般固定在蓋板上?？煞忠韵录腥鹗浚河阂獯罄菏崂碛玫凝X條和活動、固定蓋板針布的使用規(guī)格也極為講究，如下圖：三、剝棉、成條、圈條部分：1）剝棉裝置作用：將凝聚在道夫表面的纖維剝下形成棉網(wǎng)。梳棉工藝對剝棉裝置的要求是：⒈能順利地從道夫上剝?nèi)±w維層，并保持棉層的良好結(jié)構(gòu)和均勻性，不增加棉結(jié)。

⒉當原料性狀、工藝條件及溫濕度發(fā)生變化時能保證穩(wěn)定剝棉，不會引起棉網(wǎng)破洞，破邊甚至斷頭。⒊機構(gòu)簡單，使用維修方便成條

棉網(wǎng)由剝棉裝置剝離后，由大壓輥牽引經(jīng)喇叭口逐漸集攏、壓縮成條。圈條器

圈條器由圈條喇叭口、小壓輥、圈條盤、圈條器傳動部分等組成。作用：將壓輥輸出的棉條，有序地圈放在棉條筒中，以便儲運和供下道工序使用。應(yīng)注意偏心距偏心距的大小根據(jù)條筒直經(jīng)、棉條圈放半經(jīng)及氣孔大小等決定的。

1.3FA231A型梳棉機的技術(shù)特征適用范圍本機適用于纖維長度22~76毫米的純棉、化纖及其混紡產(chǎn)量（公斤/小時）最高70出條速度（米/分）89~200棉條定量（克/米）3.5~6.5喂棉重量（克/米）400~800工作幅寬（毫米）1000總牽伸倍數(shù)98~177錫林工作直徑（毫米）φ1288錫林轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）326356428道夫工作直徑（毫米）φ706道夫轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）6~60刺輥工作直徑（毫米）φ250刺輥轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）674736803886967回轉(zhuǎn)蓋板根數(shù)（工作蓋板/蓋板總數(shù)）30/82回轉(zhuǎn)蓋板速度（毫米/分）77~309附加梳理部件前固定蓋板、后固定蓋板、刺輥分梳板適用棉條筒（毫米）直徑600或1000高度1100連續(xù)吸塵吸風(fēng)量3500米3/小時、靜壓-920帕裝機總功率（千瓦）6.784其中：主電機3.8道夫電機1.5蓋板清潔輥電機0.37清潔輥電機0.55給棉羅拉電機0.55蓋板小毛刷電機0.007安全罩型式全封閉占地面積（長x寬）（毫米）4165x2641機器凈重（公斤）約4500產(chǎn)量受下列因素影響：條重、出條速度、原料、纖維細度、長度、工作條件、空調(diào)、調(diào)整維修、管理經(jīng)驗等1.4FA231A型梳棉機的工藝流程棉卷由棉卷羅拉4喂入，再經(jīng)過給棉羅拉5和棉板的共同握持喂給刺輥8進行分梳。分梳后的纖維纏繞在刺輥一同經(jīng)過刺輥分梳板6，和后面的除塵刀清理后，錫林16及三角漏底剝?nèi)ダw維，雜質(zhì)與短絨會在經(jīng)過棉板、除塵刀、分梳板、三角小漏底之間落下，錫林剝?nèi)〉睦w維隨同錫林向上經(jīng)過固定蓋板11的梳理，進入錫林工作區(qū)。經(jīng)過蓋板13針齒的作用后，在蓋板針齒的少量纖維和雜質(zhì)在走出工作區(qū)后由蓋板花吸點9吸走；由錫林帶出的纖維經(jīng)過固定蓋板17的梳理后，部分凝聚到道夫19的表面上。由剝棉羅拉21剝?nèi)『蠼?jīng)過導(dǎo)棉裝置22，收攏成條由大壓輥24輸出，通過圈條器25，規(guī)則的圈放在條筒內(nèi)。其中控制柜為1，3為卷棉架，2、9、10、12、18、20為吸點。以下圖：1、控制柜14、錫林2、車肚花吸點15、前蓋板雜質(zhì)吸點3、棉卷架16、前固定蓋板4、棉卷羅拉17、三角區(qū)吸點5、給棉羅拉18、前棉網(wǎng)清潔器6、刺輥分梳板19、道夫7、刺輥放氣罩吸點20、清潔輥吸點8、刺輥21、剝棉羅拉9、蓋板花吸點22、導(dǎo)棉裝置10、后棉網(wǎng)清潔器吸點23、圈條器吸點11、后固定蓋板24、前壓輥12、后蓋板雜質(zhì)點吸25、圈條器13、蓋板2FA231A型梳棉機的傳動2.1梳棉機傳動的要求對于電動機的一般要求是可以直接拖動負荷中心，可按需求改變功率的消耗，與速度。如今的梳棉機已采用多臺電動機同時傳動，通過工藝運轉(zhuǎn)對梳棉機的傳動要求有以下三個方面：⒈調(diào)整工藝參數(shù)方便在傳動系統(tǒng)的適當部位設(shè)置變換帶輪和變換齒輪，以便根據(jù)質(zhì)量，產(chǎn)量和消耗要求調(diào)整速度，牽伸等工藝參數(shù)。

⒉便于運轉(zhuǎn)操作生頭時道夫需慢速，生頭后向快速轉(zhuǎn)換時，道夫應(yīng)有一個逐步增速的過程；錫林為負荷中心，起動也應(yīng)具有良好的起動性，并便于起動操作，同時還應(yīng)給抄磨針準備傳動輪。

⒊高速生產(chǎn)時為防堵防軋，輸出機件與喂給機件應(yīng)連鎖，以保證產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備安全。2.2FA231型梳棉機的傳動系統(tǒng)電動機（3.8KW）→刺輥→錫林→蓋板星形導(dǎo)盤軸電動機（變頻1.5kw）→剝棉羅拉→道夫→下軋輥→上軋輥→雙膠圈導(dǎo)棉裝置→大壓輥→圈條器電動機（變頻0.55kw）→棉卷羅拉→給棉羅拉→棉卷羅拉→給棉羅拉電動機（0.37kw）→蓋板清潔毛刷電動機（0.22kw）→清潔輥2.3FA231型梳棉機的傳動特點可實現(xiàn)對大慣量錫林的均勻升速，降低啟動電流，節(jié)省能源，主要在該電動機輸出軸上裝有一套離心塊式摩擦離合器皮帶輪，在皮帶的背面?zhèn)鲃哟梯伷л?，并由一只固定張力輪和一只可調(diào)張力輪保持平皮帶的張力。道夫、三羅拉剝棉裝置、雙膠圈棉網(wǎng)集束器、大壓輥、圈條器由一臺變頻電動機通過同步齒形帶傳動，實現(xiàn)無級調(diào)速，慢速生頭，快速運行。給棉羅拉采用變頻電動機傳動，實現(xiàn)無級調(diào)速，通過計算機控制與道夫傳動同步。安全清潔輥由一臺雙軸伸電動機單獨傳動，該電動機還可用于道夫抄針蓋板清潔輥由一臺B5電動機單獨傳動以下為FA321A型梳棉機傳動圖2.4FA231型梳棉機的安全裝置道夫、給棉部分與錫林、刺輥間聯(lián)鎖開車時，當刺輥速度達到一定值時，道夫、給棉部分啟動；關(guān)車時，當刺輥速度降到一定值時，道夫自動關(guān)車自停裝置為保證安全生產(chǎn)，保護工人的人身安全，并保證產(chǎn)品質(zhì)量，梳棉機設(shè)置了多出自停裝置，如喂入棉層過厚自停，刺輥降速自停，斷條自停，錫林擠車自停，蓋板失速自停，管道欠壓自停等裝置。3FA231A型梳棉機的電氣控制3.1FA231型梳棉機的電路特點1）由于錫林慣量大，轉(zhuǎn)速高，在啟動時。電流會比較大，時間較長，為了避免啟動過程中熱繼電器誤動作，在錫林啟動時，熱繼電器不接入，啟動過程結(jié)束時，熱繼電器自動接入。2）為了達到“慢速生頭、快速運轉(zhuǎn)”的工藝要求，道夫傳動使用一臺雙速電動機。3）在提高產(chǎn)品質(zhì)量，預(yù)防機械事故，采用了棉卷過厚、道夫返花和棉花擁條、斷頭等道夫自停電氣控制裝置，并用指示燈指出故障部位。4）為了保證出現(xiàn)故障時道夫迅速停車，在道夫傳動系統(tǒng)中裝置了電磁離合器。3.2FA231A梳棉機控制系統(tǒng)分析FA231A型梳棉機錫林刺輥采用平皮帶傳動，結(jié)構(gòu)簡單，啟動穩(wěn)定。給棉羅拉采用調(diào)頻電機傳動，實現(xiàn)無級變速，通過計算機控制與道夫傳動同步?？梢暶蘧W(wǎng)的雙皮圈導(dǎo)棉裝置，保證棉條高速穩(wěn)定輸出，通用設(shè)計的前壓輥具有自調(diào)勻整檢測羅拉功能。道夫采用變頻電機，同步齒形帶傳動，實現(xiàn)無級調(diào)速。全機多吸點連續(xù)吸，壓力連續(xù)檢測。獨特的加壓機構(gòu)實現(xiàn)了加壓與檢測一體化，并與自調(diào)勻整檢測裝置通用。蓋板倒轉(zhuǎn)，增強分梳，改善棉網(wǎng)質(zhì)量。蓋板花剝?nèi)∮沙⑷〈蠑氐?。FA231A型梳棉機電器控制柜采用進口歐姆龍PLC和兩臺進口變頻器，控制道夫和給棉電機的無級調(diào)速和比例運轉(zhuǎn)，開降速平滑，運行穩(wěn)定可靠。電器控制柜與安全罩一體化設(shè)計，美觀大方。機器的左前方安全罩上裝有進口歐姆龍顯示屏，能控制開停各個電機，能顯示各種動態(tài)的工藝數(shù)據(jù)，并能對各種故障和滿簡等狀態(tài)作出報警。如下，F(xiàn)A231A梳棉機電氣設(shè)備布局圖FA231梳棉機是通過以日本歐姆龍公司的CPM2A系列可編程序控制器及NT31人機界面為中心的電路系統(tǒng)來控制梳棉機的全部電機和電磁閥工作，輸入有自停開關(guān)，熱繼電器及傳感器等，采用PLC控制各電機的運轉(zhuǎn)速度和工藝參數(shù)。觸摸屏用于設(shè)定和顯示道夫運轉(zhuǎn)速度，加減速時間，牽伸比等工藝參數(shù)和電機啟動、停止，速度的調(diào)整等操作信號，通過PLC將開關(guān)信號等送至各變頻器，控制變頻器的啟停。變頻器和電動機等報警信號送至觸摸屏顯示故障類別等。PLC和觸摸屏之間采用RS-485通訊口通訊，上述工藝參數(shù)和操作信號通過RS-485通訊口送至PLC，經(jīng)數(shù)據(jù)處理分析計算后，由PLC的RS-485通訊口輸出，以控制相應(yīng)變頻器和電動機的啟停和運轉(zhuǎn)速度，另一方面梳棉機道夫、給棉羅拉的速度等運行狀況，以及各變頻器的頻率、電壓、電流和各報警信號由PLC的另一RS-485通訊口送至觸摸屏以數(shù)據(jù)或圖文形式顯示，以實現(xiàn)在線監(jiān)測。道夫運轉(zhuǎn)速度、牽伸比等工藝參數(shù)在觸摸屏上設(shè)定，送至PLC經(jīng)數(shù)據(jù)處理計算后控制給棉羅拉變頻器輸出頻率和電動機的運轉(zhuǎn)速度。其控制系統(tǒng)功能方框圖如圖4所示。CPM2A可編程序控制器輸入點有測速傳感器，斷路器及機上故障開關(guān)（行程開關(guān)，微動開關(guān)及光電開關(guān)）等十幾個數(shù)字量輸入，只要有一個故障輸入動作就能停道夫和給棉，同時機上紅燈亮，NT31人機界面馬上跳到故障顯示畫面，在畫面上可看到梳棉機的相應(yīng)部位處有文字說明故障情況，有故障的方框黑白相間閃動。道夫是由U1變頻器控制的M4電機來傳動，U1變頻器受可編程序控制器控制，必須在刺輥速度達到80%時（即760轉(zhuǎn)/分）才允許道夫啟動，這是為了保護針布。給棉電機也是有變頻器控制的，變頻器收PLC控制，它是跟蹤道夫來運行的，道夫開，給棉羅拉開，道夫停，給棉羅拉即停，且跟蹤系數(shù)可根據(jù)實際情況可調(diào)。CPM2A系列可編程序控制器是由電源，CPU，存儲器和輸入器件組成的單元型可編程序控制器，F(xiàn)A231A梳棉機用的是CPM2A-40。電源輸入為AC100-240V，允許范圍為AC85-265V，頻率為50/60Hz,I輸入電壓為DC24V，可編程序控制器本身內(nèi)裝DC24V電源可作為I輸入點電源和傳感器電源。在可編程序控制器端子罩內(nèi)裝有RUN/STOP開關(guān)，為設(shè)置通訊用，出廠時已設(shè)定好，不要輕易改動，可編程序控制器內(nèi)裝有RAM存儲器進行工作，在程序端子罩內(nèi)還有擴展插口，可插入輸入輸出擴展模塊及特殊擴展模塊如模擬量模塊等等。電氣系統(tǒng)中由傳感器拾取FA231梳棉機的運行狀態(tài)信息，經(jīng)適當處理后，通過輸入模塊進入CPU模塊，CPU模塊根據(jù)來自操作面板的信息和機組的狀態(tài)信息進行邏輯控制，發(fā)出相應(yīng)的控制信號，通過執(zhí)行機構(gòu)控制機組的運行。PLC通過通訊模塊可以和人機界面連接，完成車間管理任務(wù)。斷路器起保護作用，雖然變頻器有過流保護功能，但是根據(jù)電流大小選擇合適的斷路器能起到雙重保護的功能?？刂崎_關(guān)和指示燈都安裝在控制箱的表面，具有美觀大方的特點。具體的控制箱內(nèi)各部件的相對位置按照電路走線和PLC及變頻器的散熱要求，進行合理的安排。PLC的輸入端子接控制開關(guān)和各種工藝自停開關(guān)，輸出端子接指示燈和變頻器。

FA231梳棉機PLC內(nèi)部的控制程序根據(jù)輸入信號按順序啟動和關(guān)閉機器，程序有自鎖、互鎖、連動以及延時等功能，這些功能的有機組合使梳棉機實現(xiàn)了平穩(wěn)的啟動、剎車過程以及各種故障和工藝自停等。錫林和道夫的速度控制由變頻器設(shè)定，道夫的慢速啟動時間和慢轉(zhuǎn)快時間都可調(diào)。道夫的剎車時間設(shè)為很短。這樣啟動過程可以比較緩和，有利于減輕開車過程的突發(fā)性條干不勻，尤其是突發(fā)性細節(jié)，而道夫的停止時間短可以行效地保護道夫針布。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要通過觸摸屏與梳理機控制系統(tǒng)的可編程控制器相互通訊，實現(xiàn)對梳理機的運行狀態(tài)監(jiān)控、生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計、故障統(tǒng)計和系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等功能。人機界面主菜單為用戶提供九組菜單，分別為“開車說明”、“參數(shù)設(shè)定”、“手動”、“速度顯示”、“產(chǎn)量顯示”、“自動”、“實時數(shù)據(jù)”、“故障”、“返回”。實時數(shù)據(jù)可對顯示