紡粘針刺無紡布生產(chǎn)線可切換針刺機結(jié)構(gòu)設(shè)計分析
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論文導(dǎo)讀：1998年特大洪水后，土工材料的應(yīng)用引起了國家有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)注，相關(guān)部門制訂了相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范，我公司參與制訂了長絲土工布的國家標(biāo)準(zhǔn)。隨著需求量的增加，我公司自行研制開發(fā)了多條不同幅寬的長絲無紡布生產(chǎn)線，結(jié)合生產(chǎn)模式的特點，對其關(guān)鍵設(shè)備之一的針刺機，創(chuàng)造性地設(shè)計成可切換式，起到了理想的效果。因此，長絲紡粘法既容易斷針，又不宜停車，對針刺機設(shè)計提出了特殊要求。
關(guān)鍵詞：紡粘法，針刺機，功能原理，設(shè)計
0.引言
聚酯長絲紡粘非織造布是土工合成材料的一種，我們又稱“長絲土工布”。1998年特大洪水后，土工材料的應(yīng)用引起了國家有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)注，相關(guān)部門制訂了相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范，我公司參與制訂了長絲土工布的國家標(biāo)準(zhǔn)。至此，我國聚酯長絲紡粘無紡布開始步入規(guī)范性的發(fā)展階段。目前，長絲土工布已廣泛應(yīng)用于鐵路、高速公路、垃圾填埋場等重要建設(shè)工程。隨著需求量的增加，我公司自行研制開發(fā)了多條不同幅寬的長絲無紡布生產(chǎn)線，結(jié)合生產(chǎn)模式的特點，對其關(guān)鍵設(shè)備之一的針刺機，創(chuàng)造性地設(shè)計成可切換式，起到了理想的效果。本文就可切換式針刺機的設(shè)計研究作一介紹。
1.無紡布生產(chǎn)工藝流程、針刺機的針刺目的、針刺機理及工藝特性
�。�1）生產(chǎn)工藝流程：聚酯切片→輸送→結(jié)晶干燥→螺桿擠壓→熔體過濾→紡絲→側(cè)吹風(fēng)冷卻→氣流牽伸→擺絲鋪網(wǎng)→預(yù)針刺→主針刺→儲布→切邊→成卷→檢驗、包裝、入庫
（2）無紡布針刺的目的是用刺針在牽伸擺絲后疏松而無強力的纖網(wǎng)上往復(fù)穿刺，將網(wǎng)加工成具有一定緊密度和強力的成布，這種非織造布完全是靠針刺作用使纖網(wǎng)中纖維與纖維之間發(fā)生纏織和摩擦而加固的。
�。�3）針刺機針刺機理
針刺機理：刺針裝在以固定動程往復(fù)運行的平板上，刺針在兩塊平板間夾著以一定速度運動的纖網(wǎng)上做上下穿刺運動。兩平板上鉆有相同位置的孔眼，并與針板上的植針位置相對應(yīng)。纖網(wǎng)喂入針刺機時纖網(wǎng)很蓬松，纖維與纖維抱合力較差，幾乎無強力。成千上萬根帶鉤刺針刺入纖網(wǎng)時，刺針上的勾刺帶著纖網(wǎng)內(nèi)的部分纖維隨針穿過纖維網(wǎng)，并使纖網(wǎng)受到壓縮，當(dāng)刺針刺入一定深度回升，由于勾刺的順向使隨針的纖維脫離留在纖網(wǎng)內(nèi)，使已壓縮的纖網(wǎng)不再恢復(fù)原狀，最終成無紡布。設(shè)計制造的針板刺針的排列有一定規(guī)律，生產(chǎn)無紡布針刺痕跡也有序，現(xiàn)在已發(fā)展成無序布針刺，無紡布針孔均勻表面美觀。
�。�4）針刺深度工藝特性對針刺機的要求
使用時根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格的大小，應(yīng)調(diào)整剝網(wǎng)板與托網(wǎng)板間距，以及托網(wǎng)板與刺針相對位置，以適應(yīng)不同規(guī)格無紡布對針刺深度要求。
2.長絲紡粘無紡布生產(chǎn)線對針刺機的特殊要求
聚酯長絲紡粘生產(chǎn)線特點：噴管牽伸氣流使絲速達5000米/分，單絲強力較高；擺絲成網(wǎng)后纖網(wǎng)雖呈無規(guī)狀，但微觀結(jié)構(gòu)顯示絲屬連續(xù)狀態(tài)。論文大全。由于這些特點決定了長絲無紡布生產(chǎn)用針刺機，刺針使纖網(wǎng)成布與短纖維成布相比，受力更大且容易斷針。因短纖維無紡布，纖維兩端可自由伸縮，刺針負(fù)荷較輕。生產(chǎn)線的另一特點是：長絲無紡布生產(chǎn)線從切片投料到產(chǎn)品卷繞是連續(xù)化生產(chǎn)，短纖維無紡布隨時可以停車換針，而長絲無紡布生產(chǎn)停機會產(chǎn)生大量廢料。因此，長絲紡粘法既容易斷針，又不宜停車，對針刺機設(shè)計提出了特殊要求。
3.對針式可切換針刺機的結(jié)構(gòu)原理
3.1不停車可切換針刺機工作原理
不停車是相對生產(chǎn)線而言，換針時生產(chǎn)線繼續(xù)進行產(chǎn)品生產(chǎn)。每臺針刺機安裝上、下兩套針梁針板，共用一套剝網(wǎng)板與托網(wǎng)板。其中一套針梁工作時，另一套針梁作為備用。論文大全。當(dāng)工作一套需要換針時，備用一套起動待頻率達生產(chǎn)要求時，剝網(wǎng)板與托網(wǎng)板同時升降切換至工藝要求的針刺深度，備用針梁正常工作后，停止原工作針梁進行換針。
3.2可切換針刺機的主要組成部件
該針刺機基本結(jié)構(gòu)包括機架、曲軸箱、上下對置針梁、剝網(wǎng)板、托網(wǎng)板、輸布牽拉機構(gòu)、網(wǎng)板升降裝置、、電氣控制部分。
1）機架：整體機架由上下橫梁、中間立柱與底立柱組成，各件鋼板焊接而成，機腳使用橡膠墊塊墊平，以吸收機器往復(fù)運動慣性力而引起的振動。
2）曲軸箱：曲軸箱是針刺機的心臟部位。主要有主軸、平衡機構(gòu)、連桿、導(dǎo)向桿、導(dǎo)柱、箱體等組成，特寬（7米）無紡布生產(chǎn)線針刺機上下各設(shè)置六只曲軸箱，其原理相同，結(jié)構(gòu)略有不同。
傳動主軸：主軸與連桿聯(lián)接接部位有一定的偏心量，偏心量的兩倍為沖程高度。我公司可切換針刺機動程為25mm。在保證針剌深度滿足工藝要求的情況下，動程以小為宜，可減小機器震動，降低噪聲。每只箱體之間用鼓齒聯(lián)軸節(jié)聯(lián)接，每一組箱體裝V型帶輪，由一臺設(shè)置于機身中間位置的電動拖動，電機用變頻控制。
平衡塊：也稱配重塊。主要功能是保持運動部件的平穩(wěn)，減小震動。其實際重量在安裝時根據(jù)運動平穩(wěn)性進行調(diào)整。
推桿：是針梁和連桿的連接件，做上下往復(fù)運動，要求精度高、硬度大、耐磨性能好，對潤滑要求也嚴(yán)格。
潤滑系統(tǒng)：該機采用油泵送至機器各潤滑點噴嘴，回油流入油箱循環(huán)使用。
3）針梁：針梁是安裝針板的機構(gòu)，它與推桿相連，并被推桿帶動上下運動，聯(lián)接部位易產(chǎn)生疲勞裂紋。針梁采用輕質(zhì)合金材料。論文大全。
4）針板：針板裝在針梁上，針板上鉆有針孔，孔徑與針柄匹配，并保持有一定的夾持力，生產(chǎn)過程中要經(jīng)常換針，針板材料具有較好的耐磨性。針板采用輕質(zhì)而耐磨的合金材料。
5）剝網(wǎng)板與托網(wǎng)板：剝網(wǎng)板與托網(wǎng)板均裝有蝸輪蝸桿提升機構(gòu)，并用鏈傳動與經(jīng)特殊設(shè)計的離合減速器及電機相聯(lián)接，剝網(wǎng)板與托網(wǎng)板可分別或整體上下運動，并根據(jù)需要通過離合器手柄調(diào)節(jié)成自動與手動。網(wǎng)板網(wǎng)孔直徑約為5－6mm，其分布規(guī)律與針板孔中心完全對應(yīng)。切換前后，剝、托網(wǎng)板功能互相轉(zhuǎn)換，因此兩網(wǎng)板均要求較高的剛性與強度。針刺機網(wǎng)板入口端設(shè)計成光滑圓角或一定的刀口形，確保纖網(wǎng)或半成品順利過渡。網(wǎng)板的平面度、網(wǎng)孔的形狀網(wǎng)孔之間的位置精度要求很高，因此網(wǎng)板也是針刺機的關(guān)鍵部件之一。
6）輸布牽拉裝置：牽拉輸布由帶有麻面橡膠繩的主動輥與光滑的被動輥組成，主針刺機輸出輥速度既可單獨控制，也可由兩針刺機間速度補償器自動調(diào)節(jié)控制。由于針刺機針入纖網(wǎng)時，纖網(wǎng)宜停止運動，以免纖網(wǎng)牽拉刺針而折斷。因此，該輸布輥帶有間歇運動與勻速運動兩種特性，并設(shè)計有可變換兩種速度特性的切換裝置。間歇運動能改善針刺布外觀質(zhì)量并減少斷針。一般針刺頻率較低時采用間歇運動牽拉。高速針刺時采用勻速牽拉。
7)電氣控制部分：寬7米生產(chǎn)線曲軸箱主軸由55KW電機驅(qū)動，采用交流變頻調(diào)速，顯示針刺頻率。網(wǎng)板升降由5.5KW電機拖動，顯示針刺深度。輸出輥由1.5KW電機拖動。變頻調(diào)速，針刺頻率與輸出輥可單獨調(diào)整，也可牽拉速度與針刺聯(lián)運調(diào)整。為保護刺針在低頻率運行時，纖網(wǎng)不運動，因此在規(guī)定頻率以上，輸出輥才能運行。潤滑油泵電機正常運行后，全機才能啟動。
4.結(jié)束語
長絲紡粘法無紡布生產(chǎn)線上采用可切換式針刺機，帶來了較好的效果。目前，我公司正為提高制造精度及針刺頻率的方向邁進。
參考文獻
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