單軸流開棉機結構性能及PLC控制系統分析及作用

開棉設備是集機、電、氣等高新技術于一體的紡織機械設備。作為各種工藝流程的前紡設備，在提高紡織產品檔次與質量中起著重要作用。我公司(原鄭州紡織機械廠清梳聯工程公司)在消化、吸收世界先進紡織技術的基礎上，自行研制開發了FAl02、FAl03、FAl04、FAl06、 FAl08系列等多種型號規格的開棉設備。近年來，經不懈地改進、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。根據國外紡機的發展動態和國內外用戶的要求，現研制開發了FAll3型單軸流開棉機。

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

2 主要結構特點及技術規格參數

2.1結構特點

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的開棉輥筒，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，受密集角釘的打擊，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，相對于采用傳統的一根通軸，既重量輕、運轉平穩、振動小，又節約了材料，降低了成本。開棉輥筒轉速和塵格角度可以在線自動調節，并可同時設定不同的工藝參數，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，工藝參數自動轉換。塵棒分左右兩組，可通過兩只步進減速電機帶動連桿機構對兩組塵棒進行同步調節。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。

開棉輥筒側面裝有除塵裝置，有利于排除微塵和短絨。全機控制系統采用PLC控制，操作顯示屏可顯示、設置不同的工藝參數，實現了監控及信息處理，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，結構緊湊，外形美觀，在開清棉或清梳聯流程中與其他設備渾然一體。

2.2技術規格參數

機幅1600mm;最高產量 1200kg/h;開棉輥筒型式V形角釘;直徑750nun;轉速480～960r/min(變頻調節);塵格裝置塵棒型式三角塵棒;塵棒數量72根(分左右兩組，每組36根);調節方式步進電機在線自動調節;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PLC控制。

3 主要機構性能分析

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，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速具有在線調節功能。

為方便工藝參數的制定，開棉強度分為l～10檔，通過PLC的程序自動轉換成開棉打手的轉速(480～960r/min，每檔轉速差約48)，控制開棉打手變頻器的工作，以實現打手轉速的在線調節功能。相對于改變打手轉速須停車更換皮帶輪來說，其優越性不言

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、調節板、連桿機構及步進電機等組成。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對兩組塵棒進行同步調節，塵棒安裝角度可根據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為在線調節。

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，其排雜狀態通過在線調節，既可設定為連續排雜，亦可設定為間隔排雜(排雜時間和排雜間隔時間根據工藝要求可任意設定)。

落雜收集箱一側與排雜(吸落棉)管道相連，落棉雜質可通過此管道被吸到濾塵系統。底面裝有滾輪，可由機器內拉出，以便察看落棉情況。

3.4氣動控制系統

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.

3.5電氣控制系統全機控制采用西門子S7-200系列PLC實現自動控制。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速、塵格角度、排雜時間、排雜間隔，在調試階段可用手動操作來實現各部分的動作，并可直觀地顯示機器運行狀態、故障部位、原因，同時發出警報。高質量的PLC與I/O的直觀性不僅提高了整機的可靠性、穩定性，也使得所有操作更簡便、快捷。

4生產使用情況

本機于2001年9月安裝在無錫紡織機械試驗中心進行生產運轉實驗。專項試驗數據表明：在工藝選擇優化的條件下，低含雜(1%～1.2%)原棉或較高含雜 (3.5%)原棉經過本機處理后，實際除雜效率可達35%一37.5%，棉結增長率可控制在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生產的C14.6tex棉紗，成紗條干CV%值達到了97公報的25%水平，km細節、km粗節達到了97公報的25%---50%水平，km棉結達到了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，為企業創造了良好的經濟效益。

5結束語

FAll3型單軸流開棉機的研制成功，在開清棉或清梳聯流程中為國內紡織廠設備改造和技術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，隨著生產使用范圍的不斷擴大，我們仍將根據國外紡機的發展動態和國內外用戶的要求，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還是國際都會有廣闊的市場前景。