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毛刷滚筒工作权威分析
双击自动滚屏 发布者:admin 发布时间:2014-8-2 阅读:1770次 【字体:

毛刷滚筒是棉花加工机械的重要部件,无论是轧花厂检修还是棉机厂制造设计都会碰到。了解它的特性很重要,我们想从以下几个方面来分析它。

一、毛刷滚筒的结构

纵观国内外轧花机、剥绒机、皮清机毛刷滚筒的结构,基本有三种型式:压块式、压条式、木条式。

轧花机、皮清机的毛刷滚筒大都采用压块式和压条式。

压块式结构是用一根直径50mm~60mm的通长钢轴,轴上均匀分布五至六只齿形铝花轮,利用锁紧套对各铝轮与轴进行周向和轴向上固定,铝轮与铝轮之间用白铁皮严密包围成圆筒,注意白铁皮圆筒上咬缝要顺着旋转方向,否则会“兜风”,高转速下引起 “爆炸”。铝花轮轮缘上有21个齿形槽,毛刷条嵌入齿形槽,用小块压板螺栓固定在轮缘上,挡住毛刷条不致在高速旋转时甩出。这是在引进美国四十年代轧花机时沿袭而来的结构。那时美式轧花机普遍在80片左右,工作长度一般在1600mm。


压条式结构是一根通长钢轴(直径因各厂而异),轴向上均匀分布五至六只铝轮,与上述压块式结构不同,铝轮圆周无槽口,两边带台阶,使蒙在上面的白铁皮与凸缘齐平,再用整压条将边法兰、中法兰连接,毛刷条依次被压紧在压条中。压条截面成U形,其深度一般为20mm~22mm,一方面与阶梯形毛刷条木头高度相配套,另一方面也是与板材的最大压延深度有关。其长度与毛刷滚筒长度一样。这种结构是美国六七十年代轧花机毛刷滚筒所采用,这时美式轧花机发展到141片和158片,工作长度已发展为 2800mm~3000mm,细分析可看出毛刷滚筒结构技术的进步。


下面不妨对上述两种结构作简单的力学分析和比较。毛刷滚筒的安装属两端支点悬壁梁,压块式结构各法兰在轴上是独立的,仅通过木质毛刷条和铁包皮相连,应力载荷在轴中部最高,弯矩中部最大,毛刷滚筒整体刚度随着长度加长而降低。长度增加时只有通过增加中法兰,增加应力支点,分解应力载荷来弥补刚性不足 ,但是 长度在达到2100mm时,毛刷滚筒整体刚性、可靠性、平稳性已不可逾越。压条式结构各法兰在轴上用压条相连,压条经过压延具有一定的刚度,压条与毛刷条在圆周上均匀分布挤实,这样毛刷滚筒应力载荷在轴两边最高,弯矩中部最小,毛刷滚筒整体刚度提高。

毛刷滚筒整体圆柱度就有保证,锯片滚筒与毛刷滚筒的问隙、后挡风板与毛刷滚问隙整体一致性就有保剥绒机的毛刷滚筒是用木质毛刷条直接覆连在法兰上,我们姑且称为“木条式”,法兰间用铁
皮衬嵌。剥绒机的毛刷滚筒转速不如轧花机的高,工作长度不算长,这种结构基本可靠。因木材与法兰螺钉连接不能承受大的径向力,有些用户回去后用铁丝周向包扎,也可提高结构可靠性。至于
为什么用这种结构方法,不用压块(条)式,除了从成本经济性考虑外,本人认为与剥绒机功能对象一棉绒的性状有关,在下面谈毛刷滚筒直径与毛刷条根数时具体分析。


二、毛刷滚筒的转速

轧花机毛刷滚筒的转速一般在1600~min~1800 r/min,大都是用“刷棉比”的概念计算得出的。


所谓刷棉比是毛刷滚筒的线速与锯片滚筒线速的比值。刷棉比取值不大于2.5,不过用线速比2.5配备毛刷滚筒的转速是有一定的局限性。这种方法需要锯片上的齿和毛刷辊上的毛均匀分布在圆
周上,锯片达到了这一点,304个齿均匀分布在直径320mm的锯片上,毛刷条也是均匀分布在毛刷滚筒上,但每根毛刷分布在滚筒上的间隙空白是相当大的,毛刷滚上的鬃毛不算均匀分布在圆周上。 在设计制造和改革棉机中必须按照棉花的天然条件(因设计产品时细绒棉GB1103—1999未出台,参考的是原老标准),这样才能不损坏棉花的天然性状。我国棉花最长的衣分长度是33ram,最低的23ram,标准长度是27ram,以最低长度23ram为依据,来改革和设计毛刷滚筒。以每根毛刷刷锯片弧长不超过23ram为标准,如果超过23ram,在轧低等级和水份过高的棉花时就会刷棉不净,造成回棉。这样看来,毛刷式锯齿轧花机刷棉的条件:锯片上的锯齿钩拉纤维后,毛刷滚筒经过运转,每根毛刷条须能刷锯片上有效弧长21.8毫米左右,才能将锯齿上棉纤维刷净。


毛刷滚筒通过运转产生的气流更进一步的将棉纤维吹下,并将棉纤维吹走,完成刷棉全过程。我们根据上述认识试着计算一下毛刷滚筒的转速:
i--n~1T×A/P~B
= 320~3.14~750"21.9~21
= 1639转/分

i一毛刷滚筒的转速;
B一毛刷条根数;
n一锯片滚筒的直径;
A一锯片滚筒的转速;
P_每根毛刷条刷锯片的弧长的合适数21.9。


三、毛刷滚筒的直径和毛刷


国内各厂家轧花机、剥绒机、皮清机的毛刷滚筒的直径各有不同。就轧花机而言就有406mm和380mm两种。皮清机毛刷滚筒直径另有 450mm 和600mm 的型式。剥绒机的毛刷滚筒直径有450ram,一般的直径为406mm的滚筒上有24根毛刷条,直径为380mm的滚筒上有2l根,剥绒机的毛刷滚筒上更多,装有36根毛刷条,这还与上述毛刷式锯齿轧花(剥绒)机刷棉(绒)的条件的认识有关。每根毛刷刷下的棉(绒)
最好处于滚筒圆周上相邻两毛刷条的间隙空白中。我们试着计算一下406mm滚筒的毛刷条根数合理性:

L=D×1T/B一20
= 406~3.14/24—20—33
L一棉(绒)衣分长度;
D一毛刷滚筒直径;
B一毛刷条根数;
20一毛刷条毛束的最大宽度。同样的我们看看剥绒机毛刷条根数的合理性
L=450×3.14/36—20—19

 接近绒纤维的长度≤16,不过这点分析上可能有点牵强附会,也算一 个认识。

毛刷条根数多刷棉效率高,毛刷滚筒的直径也就大,毛刷滚筒线速度有一定值,这样毛刷滚筒转速可以低些,平稳性好些。毛刷滚筒直径也不能无限制大,这
里有毛刷滚筒的总重量大和机器总体各部件摆布设计问题。


四、毛刷滚筒运转产生的风


毛刷滚筒产生的风目前没有计算公式,可能有经验公式,有人测试过80片轧花机毛刷滚筒(工作长度 1600mm)产生的风量为5000 m3/h左右。我们对80片轧花机毛刷滚筒试车时发现一个现象,出风口两边各有25—30ram无风区,基于这个认识,设计锯片滚筒工作幅长时应小于毛刷滚筒工作长度50—60ram才合理。一般毛刷滚筒周围有一些机壁件,使毛刷滚筒有进风口、出风口。出风口处装有后挡风板,间隙小,可防止回棉。由毛刷滚筒两端各装有十字形分布的风叶片,当毛刷转动时叶片产生气流在机壁和边挡风板作用下,这部分气流随同毛表面气流一起进人皮棉道,从而防止由毛刷刷下的棉纤维向滚筒两端飞散而缠绕在毛刷轴上。


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