干法腈綸短纖維打包機改進技術

摘要：干法腈綸短纖維打包機是干法腈綸纖維生產過程中后道成品包裝的重要設備，主要由計量系統、儲棉系統、液壓控制和壓縮系統、氣動系統及電氣控制系統組成，其中液壓控制閥組眾多，液壓油缸大而多，液壓系統的動作由眾多的限位開關傳遞信號通過PLC集中控制，在生產過程中液壓元件、液壓油缸等機械零部件故障較高，不僅維修工作量大，而且影響了整臺打包機的正常生產運行。

關鍵詞：干法腈綸短纖維打包機；同步油缸；推棉箱系統；防彈鉤裝置

中圖分類號：TQ342 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）08-0033-03

1 干法腈綸短纖維打包機在實際生產過程中存在的問題

干法腈綸短纖維打包機主要由計量系統、儲棉系統、液壓控制和壓縮系統、氣動系統及電氣控制系統組成。有分步計量、推棉、預壓、轉向、主壓、捆包、出包等步驟，因打包機除了捆包動作為人工操作外，其余步驟均為自動控制進行，且步驟動作繁多，只要有一個環節出現故障，整個打包過程就不能正常進行，且有可能造成較大的故障，短纖維打包機經過一段時間的生產使用后，暴露了一些結構和設計上的不足及缺陷，打包機的運行不可靠，故障維修率高，嚴重影響了生產的正常進行，該打包機的主要不足和缺陷表現為：同步油缸系統故障高，壓縮棉箱不能保證同步升降，棉箱容易發生傾斜；推棉箱漏棉多，推棉板和出料門易被卡住，推棉系統故障高；防彈鉤扭簧容易產生疲勞斷裂等。針對打包機整體故障高，嚴重影響生產的情況，對以上故障頻繁發生的部位必須進行相應改造。

2 對干法腈綸短纖維打包機故障常發部位進行改造

2.1 同步油缸的改造

當主壓頭到終壓時，壓縮棉箱需提升，然而進行穿帶、捆包、出包等。壓縮棉箱提升機構部分包括兩只提箱油缸和一只同步油缸，提箱油缸為活塞式油缸，當主壓油缸壓頭下降到捆包位置后，提箱油缸動作，將壓縮棉箱升起，以便捆包和翻包。提升壓縮棉箱時，為了保證壓縮棉箱平穩升降，左右兩側的兩只提箱油缸必須同步動作升降，否則就會造成棉箱傾斜，從而導致提升油缸活塞桿彎曲、限位開關不到位動作等一系列故障，而左右兩只提箱油缸的同步性原設計由一只同步油缸來控制實現。同步油缸實際上是一個復式油缸，它的兩個活塞聯接在同一活塞桿上，所以它們受力后產生相同的運動速度，使等量的油被分別輸送到兩個提箱油缸下腔，使兩個提箱油缸同步上升，提箱油缸下降時，因其回油靠調節支承閥控制背壓，可使兩提箱油缸下降同步。在同步油缸中設有油液補償裝置，以消除兩個提箱油缸在每一個工作循環中由于泄漏所產生的誤差。

同步油缸在理論上可以保證壓縮棉箱升降時的平穩性和同步性，但這要以同步油缸系統中各個零部件的無故障運行來保證，在實際生產中，壓縮棉箱同步升降系統的運行故障較高，壓縮棉箱升降不同步，導致其傾斜，每個班都會出現多次，嚴重地影響了生產的正常運行。

在打包機的生產運行過程中，由于整個液壓系統較為復雜，液壓控制管路中各種零部件繁多，且工作步驟動作多，互相影響制約。各類大小故障時有發生，引起液壓系統中的一些控制閥等破損，同時由于油缸活塞桿受力不勻和老化等原因，造成活塞上的密封件損壞，導致活塞與油缸內壁磨損，這些都會產生一些鐵屑等雜質，這些鐵屑隨液壓油進入油缸內，一方面鐵屑會卡住同步油缸的平衡調節閥，而不能正常地平衡調節，從而使同步油缸不能控制兩只提箱油缸同步升降，另一方面鐵屑卡在活塞密封件上，損壞油缸密封件，同步油缸各密封件損壞，造成內部泄漏，使同步油缸不能同步控制兩只提箱油缸，同時在活塞運行時拉毛油缸內壁，從而造成同步油缸活塞兩側串油，導致同步油缸無法同步工作。另外油缸被拉毛后產生的鐵屑等雜質，卡住同步油缸內油液平衡補償裝置，使其不能正常工作，引起同步油缸控制不同步?？傊?，整個同步油缸系統故障頻發，無法較好地保證提棉箱的同步升降，影響整個打包過程的正常進行，同時引發打包機其他系統的故障。因而對同步油缸必須進行改造，具體改造內容如下：

改造原則是由同步油缸液壓平衡控制的兩只提箱油缸，改由連桿和導軌的機械結構來控制壓縮棉箱升降時的同步性，機械結構的可靠性較高，故障率相對較低。具體方案為取消原有同步油缸，在中心立柱外套上增設T型導向導軌，使壓縮棉箱只能沿導軌直線升降，以減少箱體運行的自由度，這樣即使兩只提箱油缸稍有不同步，壓縮棉箱通過連桿提升，在導軌的約束下，也不會出現傾斜的情況，從而基本消除了因壓縮棉箱出現傾斜而造成的各種故障。同時在纖維箱體上增設兩套同步脫鉤裝置，以保證纖維箱兩側與轉臺間的鉤子能夠同時脫開，這樣通過導軌加連桿機構，使兩提箱油缸運行同步，增設以上兩套同步脫鉤裝置，并去除同步油缸后，液壓系統和電氣控制系統程序等要作相應改造，相關管路須改動，這樣打包機的提棉箱同步升降的控制由原來的同步油缸液壓控制改造為導軌和連桿的機械控制方式，運行可靠性大大提高。

2.2 推棉箱系統的改造

推棉箱系統由推棉箱、推棉傳動裝置和出料門組成。推棉箱由不銹鋼板制成，安置在計量料斗的下面，一端與固定棉箱聯接，當一定量的纖維從計量斗落入推棉箱后，裝在推棉箱尾部的電機啟動，通過推棉箱外側的鏈輪、鏈條，使裝在推棉箱內部的推料板沿水平方向向前移動，將纖維推入固定棉箱和壓縮箱內。出料門為垂直滑動板，它隨同預壓頭下落，將推棉箱封閉，以防止在預壓過程中纖維落在預壓頭上面。預壓頭上升時，又將出料門帶上來，使推棉箱前端敞開，為下次將纖維推入壓縮箱做好準備。

此結構的推棉箱系統由于鏈輪和鏈條傳動部件在側面，而推棉板又在箱體內，推棉箱不能完全密封，推棉系統的最大的缺陷是推棉箱漏棉嚴重，易造成推棉傳動系統的導軌、鏈輪、鏈條掛棉而卡住，同時推棉板和出料門也易被棉卡住，從而導致一系列故障的產生，如推棉電機過載甚至燒壞、推棉板和出料門卡住、限位不到位等等，最終影響了生產的正常進行，同時浪費了大量的漏棉。針對以上缺陷，對此系統進行如下改造：

重新設計推棉系統，推棉動力采用氣缸，設置在整個推棉箱的尾部中間，氣缸動作在棉箱的外部，整個棉箱可加工成全密封形式。棉箱采用骨架加覆不銹鋼板結構，推棉板四周附有聚氨脂板，在運動時起到柔性的密封作用，不讓棉外漏，避免推棉板被卡住。兩側采用不銹鋼網孔板，便于氣壓平衡，推棉板用氣缸在后面推拉，并在下面用滾輪作為支承和導向，從而使整個推棉箱密閉而無其他開口，短纖維就不易從中漏出，減少了推棉箱的漏棉，在箱體一側開門，以方便維修和排除故障。這種不易漏棉的結構，就不再存在推棉系統卡住過載、限位不到等一系列故障，同時把推棉動力由電機改為氣缸，降低了能源消耗。

2.3 防彈鉤裝置的改造

防彈鉤裝置位于壓縮箱的前后側，防彈鉤用不銹鋼板制成，與軸焊為一體，在軸的兩端裝有扭簧，壓縮箱在預壓側位置時，防彈鉤插入壓縮箱內，在預壓頭回升后防止纖維回彈，壓縮箱在主壓側位置時，當主壓頭下降到剛進入壓縮箱上端口的位置時，提箱油缸活塞桿少量上移一定距離，使防彈鉤退出箱外，主壓頭能順利下降，至終壓結束，壓縮箱被提升，防彈鉤處于張開狀態，故主壓頭亦能順利上升。

由于在腈綸短纖維打包過程中，每打一包短纖維，防彈鉤要在預壓位置上動作6次，在主壓位置上要動作1次，如此頻繁的動作，使防彈鉤扭簧容易出現疲勞斷裂（平均壽命約為2個月）。防彈鉤扭簧斷裂，不僅使防彈鉤無法工作，而且還有可能引起擠壞壓頭圍板，甚至造成擠壓防彈鉤軸承座破裂，引起較大的設備事故和人身安全事故，造成對生產的嚴重影響。針對這些故障情況，為減少甚至消除防彈鉤故障，把防彈鉤扭簧改為具有相同回彈作用而抗疲勞好的拉簧結構。改造后使用情況良好，扭簧斷裂的故障完全消除。

3 結語

干法腈綸短纖維打包機經過以上改造后，基本消除了原結構存在的不足和缺陷，設備故障率明顯降低，減少了維修工作量，提高了整機的運行率，確保了生產的連續性，為企業長、滿、安、穩、優地運行提供了保障。

作者簡介：葉烈洪（1970—），男，浙江上虞人，浙江金甬腈綸有限公司設備工程師，研究方向：化工設備的檢維修技術、裝置的技術改造和項目建設。

（責任編輯：文 森）