筒子染色机换向装置的研究

摘要：通过对筒子染色机染液的换向装置的结构、材料、密封性、加工工艺以及传动机构的研究，说明“阀板型”换向装置具有结构简单、染液换向平稳抗冲击、水流特性好，密封性能好、加工工艺先进、传动可靠等优越性，尤其在快速进水时，使得筒子纱内外同时进水，保证纱线内外吸水均匀，也不会将纱线冲毛，在提高效率的同时，也保证了产品的质量。

关键词：筒子染色机;换向装置;研究;加工工艺;传动机构

中图分类号：TS193.3   文献标识码：A   文章编号：1672-9129（2017）16-0023-01

Abstract： by studying the structure， material， sealability， processing technology and transmission mechanism of the gear changing device of the dye dye machine， it is shown that the "valve plate type" changing device has simple structure， the dye changing direction is stable， and the impact resistance is good. The advantages of good sealing performance， advanced processing technology， reliable transmission， etc.， especially in the rapid intake of water， so that both inside and outside the tube yarn into the water， to ensure that the yarn inside and outside the uniform water absorption， will not be wool， while improving efficiency， It also ensures the quality of the product.

Key words：tube dye machine;（a） Tilt change devices;Research;Processing process;Transmission mechanism

前言：筒子纱线在染色过程中，要求染液穿透筒子纱时能实现“外→内，内→外”的正反循环，且根据纱线的品种按工艺要求变换正反循环的时间，此功能依靠筒子染色机的换向来实现。对于换向装置，如果换向时间短，换向阻力小，换向平稳，可靠，则对纱线的染色质量具有决定性的作用，因此对筒子染色机染液换向装置的研究具有重大意义。

1 换向装置的常用结构研究

筒子染色机循环染液换向方式有两种：一种采用轴流式主循环泵，染液内外循环时，可通过主泵的正反转来实现，另一种采用离心泵或混流泵，它是通过换向装置来实现染液的内外循环。采用轴流式主循环泵换向，管路占用空间小，对降低浴比有好处，其次，染液换向时，冲击较小，但这种结构，由于染液换向是通过电机正反转来实现的，且转换的频率较高，故对电机寿命有影响，况且对于当今的大容量筒子染色机，轴流泵的扬程较难满足工艺要求，因此目前大部分筒子染色机均采用离心泵或混流泵加换向装置。换向装置的形式较多，目前较典型的几种有：鹅颈管式、直角弯头式和阀板式。“鹅颈管式”换向装置具有较好的流线流道，故阻力较小，但占用空间较大，并且是采用垂直密封和悬臂结构，传递扭距大，不适用大容量染色机的换向，这种结构主要适于双吸口离心泵的换向。“直角弯头式”换向装置， 现有的已将直角过渡改为圆弧过渡，其流道局部阻力较小，结构简单，制造成本低，转轴也由过去的垂直放置改为水平放置，但是由于采用电机带动，对电机损害大。“阀板式”换向装置是所有换向装置中最简单的一种，通过气缸带动阀板不断切换染液流向来实现筒子纱的正反循环，其使用性能和可靠性都很好。

2 换向装置主要关键件材料及密封性的研究

“鹅颈管式换向装置的主体材料是铸造件、“直角弯头式”材料是铸造件或焊接钢件，阀板式的主体材料是焊接钢件。铸铁的体积大、加工时间长，制造成本高，而且由于铸造件的组织较为疏松，而大部分染液属于碱性液体，因此铸造件容易腐蚀，直角弯头式材料如果采用焊接钢件，焊接后容易变形，并且难以修复，而对于采用焊接钢件的阀板式换向装置，通过采用设计的工装就可以保证加工出阀板的特殊外形尺寸，相应也就保证了阀板与四通管的内圆面的贴合性，即保证了相对的硬密封，减少了流量的损失。

3 阀板型换向装置主关键件加工工艺的研究

“阀板式”换向装置主关键件是四通管和阀板，四通管是通过钢板卷圆并焊接后切削内孔而成的，四通管内的阀板则是通过切割后利用工装（工装的角度必须与阀板工作状态的两个极限位置的角度一致）切削特殊的外形尺寸而成，然后装配时注意四通管和阀板的贴合间隙，以保证间隙在360度范围内的均匀性，如果间隙过大，则需要不断地修磨和配作，直到符合装配的技术要求为止。

4 换向装置传动装置的研究

“鹅颈管式”换向装置是由气缸通过连杆，轴传动靴，使靴的下接口交替运动到两个极限位置，这两个极限位置正好与泵的进、出口相连，而靴的上接口始终与染笼的底平面接口相通，这样通过气缸的伸缩运动，变换染笼与泵的吸口或出口相连，实现染液的正反循环。

因此“鹅颈管式”、“直角弯头式”换向装置都是采用电机直接带动，因此染液换向需要电机不断地改变方向，因此对电机的损害较大。而“阀板式”换向装置的传动是当气缸处于图5工作位置时，阀板处于图4的位置，此时泵的吸口与染笼相通，泵的出口与筒体相通，这叫反循环，当两气缸同时反向运动后即实现染液换向，染液进行正循环。对于阀板正反转动的动作协调问题，可采用安装位置可调的方法来保证，通过节流阀调节可以改变换向的力度保证，左右两个极限位置停留的时间长短可通过时间继电器来控制，另外可设计产生意外不换向时的报警功能。通过这种传动方式，“阀板式”换向装置可具备以下三大特点：①密封效果好。②水洗時对筒子纱的保护。通过中压式的两位五通阀控制气缸的运动，当水洗时，两位五通处于中位，此时阀板处于中位（即水平位置），筒子纱的内外腔同时进水，以免单向进水冲毛筒子纱。③由于阀板同时受两气缸的作用，且气缸的气口处装有节流阀，因此整个换向动作灵活平稳。

5 结论

通过以上对筒子染色机染液的几种换向装置的研究，得出“阀板型”换向装置具有结构简单、密封性能好、加工工艺先进，染液换向平稳抗冲击性好、传动可靠，另外可以通过两位五通的中位使得阀板处于中位，实现快速进水，此时筒子纱内外同时进水，保证纱线内外吸水均匀，也不会将纱线冲毛，在提高效率的同时，也保证了产品的质量。

参考文献：

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作者简介：王永红（1968-），女，湖南邵阳，邵阳职业技术学院，本科学历，高级工程师，副教授，主要从事机械结构创新和应用研究。