■ 高興春 劉 娟 袁 瑩

〔山東天鵝棉業(yè)機械股份有限公司，山東濟南250032〕

在現(xiàn)有國內(nèi)棉花加工技術(shù)領域，棉花液壓打包機已經(jīng)實現(xiàn)了高性能、低消耗、易操作，自動化程度高，雖然給棉花加工廠帶來非常可觀的經(jīng)濟效益，但是預踩棉花飛絨卻給打包機加工現(xiàn)場環(huán)境帶來了不利的影響，同時也造成浪費。

一、棉花液壓打包機結(jié)構(gòu)原理及飛絨的問題

棉花液壓打包機由機架部、送棉部、預壓部、主壓部、轉(zhuǎn)盤部，棉箱部等幾大部分組成。棉花液壓打包機主要由液壓系統(tǒng)驅(qū)動油缸工作，通過PLC智能控制系統(tǒng)的控制，由不同的油缸協(xié)調(diào)工作，共同完成喂棉、踩棉、打包、脫箱、提箱、拋包、稱重等工作的自動化過程。

它的原理是皮棉經(jīng)集棉裝置與風分離后形成棉胎，經(jīng)淌棉道進入打包機送棉部，由送棉油缸推動進入棉箱，然后由預壓油缸進行踩壓。送棉油缸與預壓油缸協(xié)同工作送棉一次、踩棉一次，經(jīng)過多個循環(huán)后，完成一次打包。

由于預踩頭的上、下運動造成棉花在走臺和棉箱之間的縫隙中隨著空氣不斷飛出，因此，對環(huán)境造成影響，同時也產(chǎn)生浪費。如果能夠有效地加以回收，不僅對環(huán)境的污染起到一定的防范及治理作用，而且能夠再次回收并利用棉絨，還能節(jié)省大量的人工費用，為國家和企業(yè)創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟效益。

二、改造方案

為了改變預壓踩棉飛出棉絨問題，山東天鵝棉業(yè)機械股份有限公司專門開發(fā)了一種安全可靠的吸棉系統(tǒng)裝置，既有效地改善了打包機的工作環(huán)境，又減少了棉花的浪費，此裝置彌補了打包機現(xiàn)有技術(shù)的空白。

（一）原理分析

結(jié)合圖1對本裝置做進一步說明，為了更直觀地看到該吸棉裝置，我們用序號在圖形上表示，并且直接安放在打包機上。

此裝置采取負壓吸風方式進行預壓踩棉飛絨清理，同時配合安裝位置和方式，以及吸風管道的大小進行優(yōu)化配置。吸風管道采用扁管和圓管與集棉吸風主管道相連接。

預壓吸棉裝置在打包機預壓兩側(cè)，當打包機工作時，如果有棉花和棉絨飛出，結(jié)構(gòu)中的扁管通過風力將其吸走，并將棉絨吸入管道，通過集棉吸風主管道進入集棉塵籠，直接打包到棉包中，這樣棉絨能夠再次被利用，從而達到保護環(huán)境和減少棉花浪費的目的。吸棉裝置在棉花加工中不僅工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單，還安裝方便，可以廣泛適用于棉花加工行業(yè)。

（二）數(shù)據(jù)對比

之前在沒有設計吸棉系統(tǒng)裝置的時候，棉花加工廠需要專門在這個崗位安排一名工人打掃隨空氣飛出的棉絨，可是工人在這個位置工作非常危險。當打包機滿箱后會有一個轉(zhuǎn)箱動作，如果工作人員離打包機太近，就有被傷到的危險。最重要的是此裝置配置到打包機上不僅能減少棉花浪費，而且能節(jié)約人力開支，為棉廠增加經(jīng)濟效益，詳見以下數(shù)據(jù)分析。

1.棉花成本。

沒有安裝吸棉系統(tǒng)裝置之前，飛出的棉絨量隨著打包的過程逐漸增加，為了避免浪費，棉花加工廠專門安排一名工人打掃收集散落到車間的棉絨（人工收集的棉花因受到外界影響可能會下降一個等級），其實與安裝這個裝置起到了同等的作用，綜合整個軋花季來說棉花的損失這一項可以忽略。

圖1 預壓吸棉裝置安裝在打包機的示意圖

2.人工成本。

這種裝置的使用，可以節(jié)約兩位工人的人工成本。在棉花加工廠，假設每人每天150元工資，一般棉花加工廠實行兩班倒制度，一個軋花季按兩個月計算，費用為：

3.制作件成本。

此裝置的管道組件及連接法蘭需要現(xiàn)場制作，現(xiàn)對現(xiàn)場所用人工及材料進行核算。根據(jù)現(xiàn)場考察，這些管道，兩個工人兩天就能完成下料和制作。

（1）工人成本按照每人每天300元，兩人兩天計算。

（2）材料核算。

各部件的質(zhì)量m在計算時不能只按密度ρ乘以體積V得出來的理論質(zhì)量，還需要乘以一個耗材系數(shù)x（x的取值各個公司取值不一樣）

式中：m為質(zhì)量（kg）；ρ為密度（取值7.85kg/m3）；V為體積（mm3）；L為長度（mm）；B為寬度（mm）；H為高度（mm）；x為耗材系數(shù)（取值1.12）。

方圓變徑管組件如圖2、圖3所示。

圖2 方圓變徑管組件

圖3 方圓變徑管尺寸圖及展開尺寸

組件包括圓法蘭（板厚2mm）、方圓變徑管（板厚0.75mm）、變徑方法蘭（板厚2mm）。各部件的材料質(zhì)量如下：

①圓法蘭重量m1按公式（1）計算：

m1=230×230×2×7.85×1.12÷1000000=0.93kg

②方圓變徑管重量m2按公式（1）計算：

m2=（1196×654+84×553.5）×0.75×7.85÷1000 000=5.46kg

③變徑方法蘭重量m3按公式（1）計算：

m3=710×126×2×7.85×1.12÷1000000=1.57kg

圖4 左、右下接管組件尺寸圖

左下接管組件如圖4所示。

組件包括單邊孔方法蘭（板厚2mm）、下接管（板厚0.75mm）、方法蘭（板厚2mm）。各部件的材料質(zhì)量如下：

①單邊孔方法蘭m4按公式（1）計算：

m4=736×152×2×7.85×1.12÷1000000=1.97kg

②下接管m5按公式（1）計算（長度和寬度分別為鈑金展開后的尺寸）：

m5=330×1480×0.75×7.85÷1000000=3.22kg

③方法蘭m6按公式（1）計算：

m6=710×126×2×7.85×1.12÷1000000=1.57kg

4.右下接管組件。

右下接管組件與左下接管組件對稱，所以耗材重量為m4+m5+m6。

5.其他零部件。

其他零部件的耗材重量m7=4.8kg

總耗材重量為m:

按當前鋼材平均價格約4.4元/kg計算，材料費用為：

人工成本和材料成本的總費用約為：

假如一臺打包機能用10年，每年的成本僅僅增加132元，但是卻能節(jié)約人工費用1.78萬元，也就是說棉花加工廠如果增加一部吸棉系統(tǒng)裝置，則每年直接給棉花加工廠帶來至少約1.78萬元的經(jīng)濟效益。

三、結(jié)語

吸棉裝置在棉花加工中不僅工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單，而且安裝方便，既增加加工廠效益，又改善車間環(huán)境，可以廣泛應用于棉花加工行業(yè)。