CN109295558A - 一种梳棉机梳理机构及方法 - Google Patents

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周俊
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Abstract

本发明公开了一种梳棉机梳理机构及方法，包括：顺向喂入机构、刺辊机构、锡林机构、双区盖板机构、道夫机构以及三罗拉剥棉机构；顺向喂入机构实现棉料的喂入，刺辊机构表面的针布在旋转过程中抓取喂入棉料的棉纤维；锡林机构将棉花纤维经过一次固定盖板的梳理后进入双区盖板机构；所述双区盖板机构包括前区盖板及后区盖板，前区盖板的线速度与锡林线速度方向相反，后区盖板的线速度与锡林速度方向相同；经过双区盖板机构且经过第二次固定盖板梳理的棉花纤维转移到所述道夫机构的道夫表面；三罗拉剥棉机构将道夫表面的棉网剥离下来。每个区域的组件所承受的负荷以及对动力带来的损耗都大大减小，并且杂质的排出能力也被显著提高，大大提高了生产效率。

Description

一种梳棉机梳理机构及方法
技术领域
本公开涉及机械技术领域，特别是涉及一种梳棉机梳理机构及方法。
背景技术
纺织行业使用梳棉机进行棉花纤维的梳理。在由棉花到纱线的工艺过程中，梳棉机的质量决定了纤维的质量，因此其影响着成品的质量。梳棉机的工作原理是喂毛机将棉料喂入后入的机器中，如梳棉机或者特种纤维梳理机。之后梳棉机将喂入的物料纤维进行开松分梳，在梳理的工艺过程中，棉料中卷曲缠绕状的纤维都可以在梳理元件的作用下逐渐伸直并最终成为单纤维状，梳棉机还具有除杂的作用，刺辊、除尘刀、小漏底及活动盖板承担起了除杂任务。棉网清洁器是梳棉机上重要的组成部分，它可以将前一道工序带来的杂质、短绒等去除掉，随后，梳理完成的棉网见过压辊装置等部分网被集成棉条经过圈条器储存于棉筒内，供并条工序使用。
近年来随着梳理技术不断发展和新的梳理技术不断出现，梳棉机的梳理系统也发生了巨大变化。目前广泛使用的共有两种结构方案：单活动盖板系统以及全固定盖板系统。两种梳理系统方案均有各自的特点，随着纺织行业的飞速发展，如何设计出一种既能满足高产要求，同时还能保证产品质量的梳棉机梳理系统显得尤为迫切，因此对梳棉机的梳理系统进行改良设计研究是一个具有深远意义的课题。
经检索，对国内外市场现存的梳棉机梳理系统评述如下：
国产第一代高产梳棉机A186型采用了仅有一个活动盖板结构，即单活动盖板系统。这种结构传动简单便于维修。但是这种结构的体积非常大，该本是一个整体的结构，并且模仿链条传动的方式进行运动，其接触表面积非常大，并且与锡林的贴合性能不好，因此运行的精度极低摩擦力极大，盖板的运行速度因此也受到了限制，这直接会改变产品的质量。这种结构无论是生产效率还是能源的利用率都有着极大的缺陷。
瑞士一企业生产的DK4型梳棉机采用了全固定盖板梳理系统。该种梳棉机没有回转式盖板结构，所有盖板均为固定盖板。所有工艺过程均不属于柔性梳理，因此梳理的强度相比传统的单回转式活动盖板结构的梳棉机要提高很多。在这种结构下，盖板与锡林的贴合程度更加完善，从而保证了二者之间隔距的稳定，间接保证了工艺过程以及成品的稳定性。全固定盖板的隔距也可以根据实际的原料的不同效果进行调节。这种结构没有盖板传动元件，因而机器整体的惯性以及传动系统固定的复杂程度被大大降低，并且也不存在传动元件的磨损，大大减少了机器的成本。然而其也有着很多的缺点。首先由于固定盖板针布是固定不可移动的，因此棉料相比在柔性的空间下的储存时间与空间相比传统的结构来说都要差一些。因此棉料很容易将盖板堵塞。不仅仅是棉料容易在这个狭小的空间里面产生堆积，其中的杂质也会堆积，并且由于固定盖板结构的除杂能力相对有限，因此需要在前面的工序中将棉料中的杂质降低至较低的水平才可以保证机器的长期正常运转，增加了原料的成本。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种梳棉机梳理机构，增加有效梳理面积，成品中的杂质或者短纤维的含量大大下降，提高了生产效率。
为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案：
一种梳棉机梳理机构，包括：顺向喂入机构、刺辊机构、锡林机构、双区盖板机构、道夫机构以及三罗拉剥棉机构；
所述顺向喂入机构实现棉料的喂入，所述刺辊机构表面的针布在旋转过程中抓取喂入棉料的棉纤维；
所述锡林机构将棉花纤维经过一次固定盖板的梳理后进入双区盖板机构；
所述双区盖板机构包括前区盖板及后区盖板，所述前区盖板的线速度与锡林线速度方向相反，后区盖板的线速度与锡林速度方向相同；
经过双区盖板机构且经过第二次固定盖板梳理的棉花纤维转移到所述道夫机构的道夫表面；
所述三罗拉剥棉机构将道夫表面的棉网剥离下来。
进一步的技术方案，所述顺向喂入机构包括给棉罗拉、加压筒及浮动轴承座；给棉罗拉的两端分别设置有浮动轴承座，每个浮动轴承座上均设置有加压筒；
给棉罗拉一侧设置有挡块，根据物料特性调节给棉罗拉与挡块二者之间的隔距；给棉罗拉的筒体与两端堵头焊接在一起，给棉罗拉的筒体筒体中不设有筋板，给棉罗拉的筒体表面设有沟槽，所述堵头两端设有沟槽。
进一步的技术方案，所述加压筒内设有弹簧，加压筒下部的活塞与相应的浮动轴承座接触，旋转加压筒上部的端盖实现对弹簧的压缩继而实现对浮动轴承座压力的调节。
进一步的技术方案，所述浮动轴承座中间设有滚动轴承，滚动轴承通过左短轴和右短轴固定，两短轴通过螺纹彼此相连，短轴右侧装有一盖板，用来固定短轴，浮动轴承座下方利用螺栓、螺母实现浮动轴承最低位置的限位。
进一步的技术方案，所述刺辊机构包括刺辊机架、刺辊结合件、轴承座；
刺辊结合件由两堵头与刺辊筒体焊接而成且刺辊筒体内不设有筋板，刺辊结合件的两端分别设置有轴承座，所述轴承座上设置有刺辊机架；
所述刺辊结合件左右边缘一定距离处开有沟槽，用于将针布的一端压入其中并固定，在堵头左右两端设有密封圈沟槽。
进一步的技术方案，将所述双区盖板机构的盖板区域分为两个部分之后，每个区域由多根盖板单元组装而成，并且每个区域的活动盖板都配有两级清洁辊；每个区域均由前托脚、支撑托脚、后托脚三个组件支撑。
进一步的技术方案，针布安装在盖板单元上，两侧设有卡槽将其固定，盖板单元内侧设有凸起，配合星轮进行传动，盖板单元下方两侧均由一圆弧凹槽；
盖板单元之间每一端连接处，链条与螺栓之间设有套筒，在螺栓与盖板单元的连接处设有一螺母。
进一步的技术方案，所述锡林机构包括锡林筒体、锡林平衡铁、锡林堵头及锡林轴，所述锡林堵头与锡林筒体螺栓连接，锡林筒体的外圈设有一圈螺纹孔安装锡林平衡铁，锡林堵头中设置有锡林轴。
进一步的技术方案，所述道夫机构包括道夫轴、道夫平衡铁、道夫堵头以及道夫筒体；所述道夫堵头与道夫筒体螺纹连接，所述道夫堵头上留有安装道夫平衡铁的螺纹孔，实现道夫平衡铁的安装，所述道夫筒体内设置有道夫轴。
进一步的技术方案，所述道夫筒体内部焊接有多个筋板，所述道夫筒体内的结构为对称结构。
进一步的技术方案，所述三罗拉剥棉机构包括上轧辊及下轧辊；
上轧辊与加压弹簧相连接，上、下轧辊均由两个堵头以及一个筒体焊接而成，内部不设有筋板，筒体表面加工有螺旋槽，上轧辊设置有浮动轴承座，下轧辊的轴承座为固定轴承座，轴承盖处安装有一螺栓和一螺母，用来限制上轧辊的浮动范围。
进一步的技术方案，盖板速度为109.4mm/min，道夫速度10-60r/min，10-60r/min为0.1mm-0.18mm，刺辊锡林隔距大小为0.3mm-0.38mm，固定盖板与锡林之间隔距为0.3mm-0.4mm，锡林与活动盖板之间隔距为0.22mm或0.3mm，锡林与道夫间隔距大小为0.1mm-0.18mm；剥棉装置与道夫的间距为0.25mm-0.6mm；剥棉罗拉与轧辊之间的间距为0.25mm-0.6mm；漏底与锡林隔距为1.5mm-2.5mm，入口处为3mm-4mm。
本公开还提及了一种梳棉机梳理机构的梳理方法，包括：
顺向喂入机构实现棉料的喂入，刺辊机构表面的针布在旋转过程中抓取喂入棉料的棉纤维；
锡林机构将棉花纤维经过一次固定盖板的梳理后进入双区盖板机构；
双区盖板机构包括前区盖板及后区盖板，所述前区盖板的线速度与锡林线速度方向相反，后区盖板的线速度与锡林速度方向相同；
经过双区盖板机构且经过第二次固定盖板梳理的棉花纤维转移到所述道夫机构的道夫表面；
三罗拉剥棉机构将道夫表面的棉网剥离下来。
与现有技术相比，本公开的有益效果是：
本公开提供的梳理系统方案在单活动盖板梳棉机的结构上，抬高锡林增加有效梳理面积，由单个大的活动盖板改为两个小的活动盖板(双区盖板)，二者旋转方向相反，并配备除杂吸口。这样既有效的解决了传统设计的能量损耗大的问题，又结合了单活动盖板梳棉机的优点，增强了分梳能力。这样的结构下，每个区域的组件所承受的负荷以及对动力带来的损耗都大大减小。并且杂质的排出能力也被显著提高，针的使用寿命以及棉料最后的成品都有了明显的改善，维护周期也被延长，节约了维护所用的人力物力。大大提高了生产效率。由于盖板大小的缩小，传统结构所存在的隔距不均匀的问题被解决，提高了棉料中长纤维所占的比例。每一个区域都有着同样的作用，相当于在原来的基础上增加了一次梳理、落棉以及排杂，成品中的杂质或者短纤维的含量大大下降。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本公开一些实施例子的梳棉机梳理系统整体简图；
图2为本公开一些实施例子的顺向喂入机构示意图；
图3为本公开一些实施例子的刺辊结构示意图；
图4为本公开一些实施例子的双曲盖板机构示意图；
图5为本公开一些实施例子的锡林机构示意图；
图6为本公开一些实施例子的道夫机构示意图；
图7为本公开一些实施例子的压辊结构示意图；
图8为本公开一些实施例子的给棉罗拉结构示意图；
图中，Ⅰ顺向喂入机构，Ⅱ刺辊机构，Ⅲ双区盖板机构，Ⅳ锡林机构，Ⅴ道夫机构，Ⅵ三罗拉剥棉机构；
Ⅰ-1给棉罗拉，Ⅰ-2加压筒，Ⅰ-3第一浮动轴承座；
Ⅱ-1刺辊机架，Ⅱ-2刺辊结合件，Ⅱ-3刺辊轴承座；
Ⅲ-1前托脚，Ⅲ-2支撑托脚，Ⅲ-3后托脚，Ⅲ-4清洁辊；
Ⅳ-1锡林筒体，Ⅳ-2锡林平衡铁，Ⅳ-3锡林堵头，Ⅳ-4锡林轴；
Ⅴ-1道夫筒体，Ⅴ-2道夫平衡铁，Ⅴ-3道夫轴，Ⅴ-4道夫堵头；
Ⅵ-1加压弹簧，Ⅵ-2上轧辊，Ⅵ-3下轧辊，Ⅵ-4第二浮动轴承座，Ⅵ-5剥棉罗拉结合件。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了新型梳棉机梳理机构，包括：顺向喂入机构、刺辊机构、锡林机构、双区盖板机构、道夫机构以及三罗拉剥棉机构；
在该实施例子中，梳棉机梳理机构的工作过程为：具体的棉料由顺向喂入机构Ⅰ喂入梳棉机。刺辊机构Ⅱ表面的针布在旋转过程中抓取棉纤维。锡林表面的针布握持力更强，并且锡林机构Ⅳ锡林线速度更高，因此棉花纤维在此过程中由刺辊转移到锡林上去。棉花纤维经过一次固定盖板的梳理后进入双区盖板机构Ⅲ。前区盖板的线速度与锡林线速度方向相反，梳理力更强。后区盖板的线速度与锡林速度方向相同，保护棉花纤维不会过度损伤。过后经过第二次固定盖板梳理。随后棉花纤维转移到道夫机构Ⅴ道夫表面。最后三罗拉剥棉机构Ⅵ将棉网剥离下来供后续工序使用。
在具体实施例子中，如图2所示，顺向喂入机构Ⅰ包括给棉罗拉Ⅰ-1、加压筒Ⅰ-2、第一浮动轴承座Ⅰ-3。给棉罗拉两端各有一个第一浮动轴承座，每个加压筒分别设置在对应的第一浮动轴承座的上方，给棉罗拉Ⅰ-1右侧设有挡块，可以根据物料特性调节二者之间的隔距。给棉罗拉筒体与两端堵头焊接在一起，因给棉罗拉Ⅰ-1直径较小强度满足运行要求且筒体内空间小，因此筒体中不设有筋板。给棉罗拉表面设有深3mm，间隔8mm，宽度为5mm的沟槽，以增强对棉料的握持力。堵头两端也设有沟槽，使喂入中飞出的棉棉料缠绕在堵头两端而不是缠到给棉罗拉两端堵头的轴上。加压筒Ⅰ-2内有弹簧，下部的活塞与第一浮动轴承座Ⅰ-3接触。可使用扳手，旋转加压筒上部的端盖实现利用弹簧对第一浮动轴承座Ⅰ-3压力的调节。通过对压力的调节，可以保证棉层喂入厚度的恒定，并可以在棉料堆积或棉层过厚时保护针布不受损伤。第一浮动轴承座Ⅰ-3中间设有滚动轴承用来减少轴承座上下浮动过程中的阻力，滚动轴承通过左短轴和右短轴固定，两短轴通过螺纹彼此相连，短轴右侧装有一盖板，用来固定短轴，浮动轴承座下方利用螺栓、螺母实现浮动轴承最低位置的限位。
在具体实施例子中，如图3所示，刺辊机构Ⅱ包括刺辊机架Ⅱ-1、刺辊结合件Ⅱ-2、刺辊轴承座Ⅱ-3。刺辊结合件Ⅱ-2由两堵头与刺辊筒体焊接而成且中间不设有筋板。在刺辊结合件Ⅱ-2筒体左右边缘25mm处开有一个深2mm、宽2mm的沟槽，方便在缠绕针布时工人将针布的一端压入其中并固定。在堵头左右两端设有密封圈沟槽。
如图4所示，双区盖板机构的单个区域包括前托脚Ⅲ-1、支撑托脚Ⅲ-2、后托脚Ⅲ-3三个组件支撑，以保证运行时的稳定性。盖板由盖板单元组装而成，针布安装在盖板单元上，两侧有卡槽将其固定。盖板的组装形式模仿链条传动，盖板内侧设有凸起，配合星轮进行传动。盖板下方两侧均由一圆弧凹槽，方便支撑轮在其中运行。每一端连接处，链条与螺栓之间设有套筒，模仿链传动中的芯轴，减少摩擦力。将盖板区域分为两个部分之后，每个区域由72根盖板单元组装而成。这样的结构使得每个区域的工作视角相对之前有了非常大程度的减少，并且每个区域的活动盖板都配有两级清洁辊Ⅲ-4，相比之前的结构而言，增加了一次清洁次数，因此该结构下，盖板被充塞的情况大大改善，因而提高了机器的梳理能力以及盖板针布的使用寿命。两次清洁也一定程度增强了机器排除杂质的能力。同时每个区域长度的缩短也使得盖板的平整度有所提高，每个单元的高度的精度也相较于传统结构有了明显的改善。
如图5所示，锡林机构包括，锡林筒体Ⅳ-1、锡林平衡铁Ⅳ-2、锡林堵头Ⅳ-3、锡林轴Ⅳ-4。它是梳理系统中重要的组成部分。锡林堵头与锡林筒体螺栓链接，为保证良好的梳理效果，锡林的径向跳动应小于0.02mm。因此，在锡林筒体Ⅳ-1的外圈设有一圈螺纹孔可以安装锡林平衡铁Ⅳ-2。组装完成后，应在转速400r/min时检验动平衡，并且锡林平衡铁Ⅳ-2的总重量应该小于15kg，以减小机器运行时的转动惯量。
如图6所示，道夫机构包括道夫筒体Ⅴ-1、道夫平衡铁Ⅴ-2、道夫轴Ⅴ-3、道夫堵头Ⅴ-4。道夫堵头与道夫筒体罗双链接，与锡林一样，道夫的径向跳动也应该被限制在0.02mm内。因此其道夫堵头Ⅴ-4上也留有安装平衡铁的螺纹孔。为了保证运行精度，道夫内的结构为对称设计。由于该结构的直径为698mm，为了保证道夫筒体Ⅴ-1的强度与精度。在道夫筒体Ⅴ-1内部焊接有四个厚度为8mm的筋板，每两个筋板相隔175mm。组装完成后，应在转速400r/min时检验动平衡，并且道夫平衡铁Ⅴ-2的总重量应该小于15kg，以减小机器运行时的转动惯量。
如图7、8所示，三罗拉剥棉机构包括加压弹簧Ⅵ-1、上轧辊Ⅵ-2、下轧辊Ⅵ-3、第二浮动轴承座Ⅵ-4、剥棉罗拉结合件Ⅵ-5。上轧辊Ⅵ-2与加压弹簧Ⅵ-1相连接，且第二浮动轴承座Ⅵ-4与顺向喂入机构一样。作用也是在棉料堆积时最大限度地保护机器。上下轧辊均由两个堵头以及一个筒体焊接而成，内部不设有筋板。筒体表面加工有宽度5mm、深2mm的螺旋槽，其可以增加对棉网的握持力并且可以稳定气流。螺旋槽头数为50。下轧辊Ⅵ-3的轴承座为固定轴承座，轴承盖处安装有一螺栓和一螺母，用来限制上轧辊Ⅵ-2的浮动范围。
关于双区盖板速度的设计：
根据实验，衡量成品效果共有两项指标：第一项指标为中长棉料含量，第二项指标为长棉料含量。
在缠绕在盖板上的棉料中，第二项指标在22.1％-47.7％的区间内，盖板的速度对第二项指标有明显的作用。在l49-449mm/min的区间里，速度的增加会引起第二项指标的上升；在449-849mm/min的区间里，第二项指标较为平稳，稳定在40％。速度在949mm/min时，第二项指标最大为47.7％。
第二项指标在10.1％-17.5％的区间里，速度在l49-349mm/min区间里，速度的增加会引起第一项指标的上升。在449-849mm/min的区间里，速度逐渐提高，第一项指标较为平稳，约l5.9％。速度在949mm/min时，第一项指标有所降低，为13.9％。盖板速度越高，第一项与第二项指标大幅度提高，因此，为了保证较高的产量以及良好的产品质量，应该采去450mm/min以下的速度较为合适。
盖板速度公式为
此时，取f＝50Hz，代入公式可得
v＝5.1×50＝255mm/min或2.188×50＝109.4mm/min
其中，前区盖板与锡林转向相反，这样可以使得棉料在一次过程中进行多次的梳理，并且这个区域的相对速度差较大，从而可以达到增强梳理能力的目的。后区盖板与锡林转向相同，这样可以充分提高排杂效率，由于纤维已经经过了有效的梳理，为了避免对纤维造成过度的损伤，因此需要后区盖板顺向转动。
关于道夫速度的设计
根据实验，共有五项指标：第一项指标为棉料5％长度的含量，第二项指标为棉料3％长度的含量，第三项指标为短棉料的含量，第四项指标为中短棉料的含量，第五项指标为中长棉料的含量。
按照第一项指标来看，速度24.9r/min时效果最佳为27.82mm，速度为19mm/min以及速度为29mm/min是的实验结果紧随其后。从第一项指标的有效长度比较看，24.9r/min时效果最佳为22.54mm，速度为19mm/min以及速度为29mm/min是的实验结果紧随其后。对于第一项指标的短绒率，速度19r/min效果最佳，为27.1％。速度为29mm/min以及速度为39mm/min是的实验数据紧随其后。因此可以得出，速度19r/min时效果最好。
按照第二项指标来看，速度为19r/min，第二项指标最高，速度为29mm/min以及速度为24mm/min是的实验结果紧随其后。说明对于第二项指标，19r/min时效果最佳，29r/min时的效果次之。因此可以得出，速度19r/min时效果最好。
按照第三项指标来看，速度为24r/min，第三项指标最高，速度为19mm/min以及速度为29mm/min是的实验结果紧随其后，比对照数据高出了1.89％、1.59％。说明对于第二项指标，19r/min时效果最佳，29r/min时的效果次之。因此可以得出，速度24r/min时效果最好。
按照第四项指标来看，速度为24r/min，第四项指标最高，速度为29mm/min以及速度为19mm/min是的实验结果紧随其后，比对照数据高出了8.63％、3.53％。因此可以得出，速度24r/min时效果最好。
按照第五项指标来看，速度为19r/min，第五项指标最高，速度为24mm/min以及速度为19mm/min是的实验结果紧随其后，比对照数据高出了10.39％、0.49％。因此可以得出，速度29r/min时效果最好。
综上所述选择道夫速度为10-60r/min。
关于喂入部分隔距的选择
给棉罗拉以及刺辊与给棉板之间的隔距范围均为0.1mm到0.23mm，隔距的大小随着喂入棉料厚度的增加而增加。根据最新的研究可以了解到，当梳棉机的产量超过30kg/h，给棉罗拉处的隔距应取0.15mm左右。当机器采用梳针式的结构时并且b值为24时，其成品的效果相比同条件下的其他结构辊子，对纤维的保护作用更加明显；其次对于低质量要求的转杯纱专用机器(短绒率等的要求要低于一般生产水平)，隔距的要求也可以适当扩大范围以减少不必要的工业成本。但是当机器产量非常大时，同样应该空大隔距的选取范围。
综上所述，确定该隔距大小为0.1mm-0.18mm。
关于刺辊锡林隔距的选择：
根据多年的应用实践经验可得，锡林刺辊之间的间距一般采用较大的0.8mm。大额度间距会导致棉料的转移不顺利甚至于在两个部件之间来回往返，对棉料产生非常大的伤害。
最新的机器的刺辊的转速非常高(1111r/min-2224r/min)，即机器的生产力非常高(成品棉料98kg/h)，此时其转速约为1500r/min，在这种情况下缠绕在辊子表面的物料在强大离心力的作用下非常顺利地向锡林转移，而不容易产生塞车的现象。目前最多采用的转速刺辊转速都在590r/min-1040r/min的范围内。
在非常高的转速下，不仅仅纤维会受到离心力的作用，辊子由于自己很大的自重，离心力的作用也不可忽视。在高转速下锡林以及刺辊会向外膨胀，所以实际情况下的间距要比最初设计时要小，因此，不易采取过大的转速。
机器的动作宽度高达1020mm，在最后为辊子安装针布时，很难保证其表面的圆柱度，也就是说，实际的隔距可能是不均匀的，为了防止撞针现象的发生，间距也应该取大一点。
在综合了以上情况后，确定该隔距大小为0.3mm-0.38mm。
关于固定盖板与锡林之间隔距的选择：
根据多年的应用实践经验可得，过小的此处间距会导致严重的纤维损伤。因此为了保护棉料，该处的间距应该设置的大一点。接触的刺辊表面的棉料在经过了充分的开松之后是非常细的。所以如果增加了产量时该处的隔距必须要增加，防止纤维损伤，最大限度地提高原料的利用率。
综合选择该处隔距为0.3mm-0.4mm。
关于锡林与活动盖板之间隔距的选择：
根据多年的应用实践经验可得，活动盖板与锡林之间的隔距一直为0.2mm-0.3mm(入口以及出口处为0.7mm-0.9mm)。但是仅仅从数据的层面观察所得到的结论是不准确的，我们同时还要注意到产量提高带来的影响，因此我们可以就此认为隔距是有所增大的。在这段梳理的弧形区域里面，盖板与锡林对纤维进行的是柔性分梳，并且经过了前面的梳理转移等运动的作用，棉料纤维已经有了一定程度上的方向性和定向性。因此，为了加强分梳作用，此处的间距可以适当的缩小。
综上考虑，选择此处隔距为0.22mm或0.3mm(入口以及出口处为0.18mm或0.25mm)。
关于其他隔距的选择：
由于其余隔距对做种产品效果的影响不大，且往年以来使用的参数的大小均比较稳定，因此决定沿用以往机器的隔距参数。如下：锡林与道夫间隔距大小为0.1mm-0.18mm；剥棉装置与道夫的间距为0.25mm-0.6mm；剥棉罗拉与轧辊之间的间距为0.25mm-0.6mm；漏底与锡林隔距为1.5mm-2.5mm，入口处为3mm-4mm。
关于道夫部件轴承校核计算：
道夫自重为106.5kg，道夫转速为10～60r/min(60r/min为最高设计转速)，带传动的压轴力为607N，棉料对于道夫的径向载荷约为350N，道夫所受轴向载荷约为120N。轴与轴承配合处直径为50mm，为保证道夫旋转过程中径向跳动小于0.02mm，故决定选用调心球轴承。
在此条件下，轴承径向载荷
轴承的轴向载荷Fa＝120N，预期使用寿命L'h＝8×300×8＝19200h。
求比值
故我们选用代号为1210的调心球轴承，其内径为50mm，外径为90mm，宽度为20mm，e＝0.2，C0＝22.8kN。
故此时，
初步计算当量动载荷
根据公式
Pr＝Fr+Y1Fa＝1000.35+3.1×120＝1372.35N
验算轴承寿命
即实际寿命远远高于设计要求，故该轴承符合要求。
关于道夫轴设计校核计算：
已知道夫轴的输入功率P＝2.2kW，转速n＝60r/min，由3.1中可知，带传动的压轴力为607N，道夫自重为106.5kg。
可求得道夫轴扭矩
估算最小轴径
考虑到键槽，将直径增大10％，则
d＝(1+10％)×35.15＝38.665mm
取d＝45mm。
轴的一端需要一皮带轮通过键连接，此处的直径最小为45mm。轴的另一端加工有一个M10深10mm的螺纹盲孔用来安装挡圈。轴承一点通过轴肩固定，另一端通过轴承挡圈固定，此处轴径50mm，二者配合选用k6。轴需要与堵头安装在一起，此处选用h6配合，轴径为65mm。为了节省加工成本，轴的中间部分轴径缩减1mm至64mm且表面仅进行粗加工。两端轴承固定方式相同，不再赘述。
随后确定轴的各段长度：
I-II段：dI-II＝45mm,LI-II＝155mm，轴上键槽取14×50；
II-III段：dII-III＝50mm,LII-III＝30mm，安装挡圈的槽深1.5mm；
III-IV段：dⅢ-IV＝65mm,LⅢ-IV＝120mm；
IV-V段：dIV-V＝64mm,LIV-V＝860mm，仅进行粗加工；
V-VI段：dV-VI＝65mm,LV-VI＝120mm；
VI-VII段：dVI-VII＝50mm,LVI-VII＝30mm，安装挡圈的槽深1.5mm；
VII-VIII段：dVII-VIII＝45mm,LVII-VIII＝110mm。
由图可知，危险截面是截面II。最大弯矩为M＝62.8245N·m，扭矩T＝350.166N·m，
应力公式为
圆截面的极性矩为
将数据代入公式经计算得计算应力为7.9MPa。轴选用45钢材料制成，调质处理，通过查询相关资料可知许用应力为60MPa，小于计算应力，所以轴强度符合要求。
关于锡林部件轴承校核计算：
锡林自重为210kg，锡林转速为403r/min，带传动的压轴力为1100N，棉料对于锡林的径向载荷约为350N，锡林所受轴向载荷约为120N。轴与轴承配合处直径为80mm，为保证锡林旋转过程中径向跳动小于0.02mm，故决定选用调心球轴承。
在此条件下，轴承径向载荷
轴承的轴向载荷Fa＝120N，预期使用寿命
L'h＝8×300×8＝19200h
1.求比值
故我们选用代号为1216的调心球轴承，其内径为80mm，外径为140mm，宽度为26mm，e＝0.18，C0＝39.5kN。
故此时，
2.初步计算当量动载荷
根据公式
Pr＝Fr+Y1Fa＝1754+3.6×120＝2186N
3.验算轴承寿命
即实际寿命远远高于设计要求，故该轴承符合要求。
关于锡林轴设计校核计算
已知锡林轴的输入功率P＝4kW，转速n＝403r/min，由3.1中可知，带传动的压轴力为1100N，锡林自重为210kg。
可求得锡林轴扭矩
估算最小轴径
考虑到键槽，将直径增大10％，则可得轴颈尺寸为
d＝(1+10％)×35.15＝38.665mm
故取d＝45mm。
轴的一端需要一皮带轮通过键连接，此处的直径最小为45mm。轴的另一端加工有一个M10深10mm的螺纹盲孔用来连接测速传感器。轴承一点通过轴肩固定，另一端通过轴承挡圈固定，此处轴径50mm，二者配合选用k6。轴需要与堵头安装在一起，此处选用h6配合，轴径为65mm。为了节省加工成本，轴的中间部分轴径缩减1mm至64mm且表面仅进行粗加工。两端轴承固定方式相同，不再赘述。
随后确定轴的各段长度：
I-II段：dI-II＝60mm,LI-II＝155mm，轴上键槽取14×50；
II-III段：dII-III＝70mm,LII-III＝30mm，安装挡圈的槽深1.5mm；
III-IV段：dⅢ-IV＝88mm,LⅢ-IV＝120mm；
IV-V段：dIV-V＝86mm,LIV-V＝860mm，仅进行粗加工；
V-VI段：dV-VI＝88mm,LV-VI＝120mm；
VI-VII段：dVI-VII＝70mm,LVI-VII＝30mm，安装挡圈的槽深1.5mm；
VII-VIII段：dVII-VIII＝65mm,LVII-VIII＝80mm
可知，危险截面是截面II。最大弯矩为M＝62.8245N·m，扭矩T＝350.166N·m。应力公式为
圆截面的极性矩为
将数据代入公式经计算得计算应力为11.7MPa。轴选用45钢材料制成，调质处理，通过查询相关资料可知许用应力为60MPa，小于计算应力，所以轴强度符合要求。
关于锡林辊筒挠度校核
锡林与其他梳理元件配合工作的前提是保持稳定的隔距，而锡林的动不平衡度、形状误差和针布压力等因素都会对隔距产生影响，从而影响纤维层的转移和梳理效果。因此对辊筒刚度的校核十分有必要。锡林辊筒两端设有堵头，通过锥形轴套和轴相连接，辊筒内部设有多个筋板，来提高筒体的刚度。
由公式计算包裹的针布作用在辊筒表面的压强q，即
P表示针布包裹的张力，为80N，b表示针布的基础厚度，为0.8mm，r0表示锡林光辊筒的外半径，为615mm，则q＝0.162N/mm2。
在q的作用下，辊筒截面都会发生径向的收缩变形，所以在辊筒上取出一个轴向长条，宽度为一个单位，用来研究在针布压强q、堵头和辊筒内部圆环支撑作用下的径向挠度曲线，从而获得辊筒的凹陷变形。
设y是轴向取样上发生的径向位移，即代表此截面对应的辊筒圆环半径缩短的距离，设此圆环的周向压力是F，即
式中：E为锡林辊筒材料的弹性模量，为1.2×105N/mm2；
r为辊筒的平均半径，mm。
设在取样长条的两侧面单位长度内的压应力是T，即
式中：h是辊筒的壁厚，取10mm。
因为∠Δθ＝1，所以T的合力R，方向为沿着半径向外，公式为：
R与挠度y正相关，分布在取样长条上，所以长条可以看作是弹性基础梁。因为取样长条不是单独存在，会受到周围长条的牵制，所以取样长条的弯曲刚度公式为：
式中：μ为泊松比，为0.31。
所以D＝1.8×107N·mm。
取坐标系X轴的右向为正方向，Y轴向下为正方向，负载q向下为正方向，挠度y取向下为正方向，取转角θ顺时针方向为正，在取样长条的左截面上的剪力Q取向下为正方向，弯矩M取逆时针为正方向。
由材料力学公式得，
再设
则
β＝0.0164mm-1
求解得，
挠度公式为
公式中，l表示取样长条的长度为1220mm，和取值为1，则
代入数值得
y＝8.14×10-3[1-e 0.0164x(sin0.0164x cos0.0164x)]＝0.015mm<0.02mm
综上所述，符合刚度要求。
关于锡林滚筒校核分析
利用UG对锡林滚筒进行有限元分析，筋板相隔110mm，滚筒壁厚为10mm，锡林转速为360r/min，直径为1284mm，长为1220mm，分析可得其应力、应变分布图。图3-8为单个筒体的应变分布图，可以看出，筒体整体的变形较为严重且不均匀，容易造成隔距的不均匀。结构优化前可以看出，中间的形变量较大，因此决定加大中间筋板的长度。优化筋板结构后，应变分布明显分布的更为均匀，有利于间距均匀的保持。有结果可知，最大变形为0.002472mm<0.02mm，因此锡林滚筒的设计满足使用要求。
关于刺辊轴承校核计算
刺辊自重为51.6kg，刺辊转速为1039r/min，带传动的压轴力为450N，棉料对于刺辊的径向载荷约为460N，锡林所受轴向载荷约为90N。轴与轴承配合处直径为35mm，为保证刺辊旋转过程中径向跳动小于0.02mm，故决定选用调心球轴承。
在此条件下，轴承径向载荷
轴承的轴向载荷Fa＝90N，预期使用寿命L'h＝8×300×8＝19200h。
1.求比值
固我们选用代号为1207的调心球轴承，其内径为35mm，外径为72mm，宽度为17mm，e＝0.23，C0＝15.8kN。
故此时，
2.初步计算当量动载荷
根据公式可得
Pr＝Fr+Y1Fa＝707.84+2.7×90＝950.84N
3.验算轴承寿命
即实际寿命远远高于设计要求，故该轴承符合要求。
3.8剥棉罗拉轴承校核计算
剥棉罗拉自重为42kg，刺辊转速为296r/min，带传动的压轴力为220N，棉料对于刺辊的径向载荷约为300N，锡林所受轴向载荷约为55N。轴与轴承配合处直径为30mm，为保证刺辊旋转过程中径向跳动小于0.02mm，故决定选用调心球轴承。
在此条件下，轴承径向载荷
轴承的轴向载荷Fa＝55N，预期使用寿命
L'h＝8×300×8＝19200h
1.求比值
故们选用代号为1206的调心球轴承，其内径为30mm，外径为62mm，宽度为16mm，e＝0.24，C0＝15.8kN。
故此时，
2.初步计算当量动载荷
根据公式可得
Pr＝Fr+Y1Fa＝465.8+2.7×55＝613.4N
3.验算轴承寿命
即实际寿命远远高于设计要求，故该轴承符合要求。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种梳棉机梳理机构，其特征是，包括：顺向喂入机构、刺辊机构、锡林机构、双区盖板机构、道夫机构以及三罗拉剥棉机构；
所述顺向喂入机构实现棉料的喂入，所述刺辊机构表面的针布在旋转过程中抓取喂入棉料的棉纤维；
所述锡林机构将棉花纤维经过一次固定盖板的梳理后进入双区盖板机构；
所述双区盖板机构包括前区盖板及后区盖板，所述前区盖板的线速度与锡林线速度方向相反，后区盖板的线速度与锡林速度方向相同；
经过双区盖板机构且经过第二次固定盖板梳理的棉花纤维转移到所述道夫机构的道夫表面；
所述三罗拉剥棉机构将道夫表面的棉网剥离下来。
2.如权利要求1所述的一种梳棉机梳理机构，其特征是，所述顺向喂入机构包括给棉罗拉、加压筒及浮动轴承座；给棉罗拉的两端分别设置有浮动轴承座，每个浮动轴承座上均设置有加压筒；
给棉罗拉一侧设置有挡块，根据物料特性调节给棉罗拉与挡块二者之间的隔距；给棉罗拉的筒体与两端堵头焊接在一起，给棉罗拉的筒体筒体中不设有筋板，给棉罗拉的筒体表面设有沟槽，所述堵头两端设有沟槽；
所述加压筒内设有弹簧，加压筒下部的活塞与相应的浮动轴承座接触，旋转加压筒上部的端盖实现对弹簧的压缩继而实现对浮动轴承座压力的调节。
3.如权利要求2所述的一种梳棉机梳理机构，其特征是，所述浮动轴承座中间设有滚动轴承，滚动轴承通过左短轴和右短轴固定，两短轴通过螺纹彼此相连，短轴右侧装有一盖板，用来固定短轴，浮动轴承座下方利用螺栓、螺母实现浮动轴承最低位置的限位。
4.如权利要求1所述的一种梳棉机梳理机构，其特征是，所述刺辊机构包括刺辊机架、刺辊结合件、轴承座；
刺辊结合件由两堵头与刺辊筒体焊接而成且刺辊筒体内不设有筋板，刺辊结合件的两端分别设置有轴承座，所述轴承座上设置有刺辊机架；
所述刺辊结合件左右边缘一定距离处开有沟槽，用于将针布的一端压入其中并固定，在堵头左右两端设有密封圈沟槽。
5.如权利要求1所述的一种梳棉机梳理机构，其特征是，将所述双区盖板机构的盖板区域分为两个部分之后，每个区域由多根盖板单元组装而成，并且每个区域的活动盖板都配有两级清洁辊；每个区域均由前托脚、支撑托脚、后托脚三个组件支撑。
针布安装在盖板单元上，两侧设有卡槽将其固定，盖板单元内侧设有凸起，配合星轮进行传动，盖板单元下方两侧均由一圆弧凹槽；
盖板单元之间每一端连接处，链条与螺栓之间设有套筒，在螺栓与盖板单元的连接处设有一螺母。
6.如权利要求1所述的一种梳棉机梳理机构，其特征是，所述锡林机构包括锡林筒体、锡林平衡铁、锡林堵头及锡林轴，所述锡林堵头与锡林筒体螺栓连接，锡林筒体的外圈设有一圈螺纹孔安装锡林平衡铁，锡林堵头中设置有锡林轴。
7.如权利要求1所述的一种梳棉机梳理机构，其特征是，所述道夫机构包括道夫轴、道夫平衡铁、道夫堵头以及道夫筒体；所述道夫堵头与道夫筒体螺纹连接，所述道夫堵头上留有安装道夫平衡铁的螺纹孔，实现道夫平衡铁的安装，所述道夫筒体内设置有道夫轴。
所述道夫筒体内部焊接有多个筋板，所述道夫筒体内的结构为对称结构。
8.如权利要求1所述的一种梳棉机梳理机构，其特征是，所述三罗拉剥棉机构包括上轧辊及下轧辊；
上轧辊与加压弹簧相连接，上、下轧辊均由两个堵头以及一个筒体焊接而成，内部不设有筋板，筒体表面加工有螺旋槽，上轧辊设置有浮动轴承座，下轧辊的轴承座为固定轴承座，轴承盖处安装有一螺栓和一螺母，用来限制上轧辊的浮动范围。
9.如权利要求1所述的一种梳棉机梳理机构，其特征是，盖板速度为109.4mm/min，道夫速度10-60r/min，10-60r/min为0.1mm-0.18mm，刺辊锡林隔距大小为0.3mm-0.38mm，固定盖板与锡林之间隔距为0.3mm-0.4mm，锡林与活动盖板之间隔距为0.22mm或0.3mm，锡林与道夫间隔距大小为0.1mm-0.18mm；剥棉装置与道夫的间距为0.25mm-0.6mm；剥棉罗拉与轧辊之间的间距为0.25mm-0.6mm；漏底与锡林隔距为1.5mm-2.5mm，入口处为3mm-4mm。
10.一种梳棉机梳理机构的梳理方法，其特征是，包括：
顺向喂入机构实现棉料的喂入，刺辊机构表面的针布在旋转过程中抓取喂入棉料的棉纤维；
锡林机构将棉花纤维经过一次固定盖板的梳理后进入双区盖板机构；
双区盖板机构包括前区盖板及后区盖板，所述前区盖板的线速度与锡林线速度方向相反，后区盖板的线速度与锡林速度方向相同；
经过双区盖板机构且经过第二次固定盖板梳理的棉花纤维转移到所述道夫机构的道夫表面；
三罗拉剥棉机构将道夫表面的棉网剥离下来。
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