細紗機吸棉風機節能改進設計

鄧靖

摘要：紡織業是我國國民經濟的重要組成部分，隨著節能環保理念的深入發展，細紗機吸棉風機為了滿足現代化發展要求，對其進行節能改造設計具有重要意義。下面文章主要細紗機吸棉風機現狀進行分析，并提出相應的改進設計策略。

關鍵詞：細紗機；吸棉風機；節能改進；節能設計

引言

衣食住行以作為人們平時穿的衣服，所以人們對穿著衣服要求越來越高也促進了我國紡織業的不斷發展。而隨著節能減排的理念不斷深入，目前情況下在紡織廠內的生產也要進行節能減排，在以往紡織廠生產的過程中，主機設備消耗的能源是主要部分，而在各類的風機也消耗了大量的能源。所以想促使整個紡織廠的節能減排降低風機的能源消耗是進行節能減排的重點之一。但是由于風機想要進行改變是十分困難的，不斷的研制低耗節能的電機，效果也不理想，在整個風機的能源消耗減少了之后反而會使整個風機。無法發揮其應有的作用。所以根據整個吸棉風機結構和效果，對其進行一些改變。

1細紗機風機現狀

在針對紡織行業中面廣量大的環錠紡細紗機進行了大量調研測試后發現，現有的環錠紡細紗機所配套的吸棉風機，其結構均采用無前盤、無蝸殼結構。此種結構的風機優點是不掛花、不堵塞，但風機的運行效率很低。根據細紗機的設計要求，要滿足紡紗工藝的要求，理論上吸棉風機的軸功率為0.9kW，而實際上現有的環錠紡細紗機所配套的吸棉風機的裝機功率絕大部分都為2.2kW，出現了“大馬拉小車”的現象，造成風機的運行效率低下。有資料顯示，無前盤、無蝸殼風機的全壓效率只有50%左右。因此只要將風機運行效率提高，細紗機吸棉風機的能耗將大大降低。

2細紗機吸棉風機改造的主要內容

吸棉風機改進主要包括以下幾個方面：第一，將細紗機笛管吸棉風機由原后置式單出口改為前置式上下兩側雙出口。第二，風機電機改用西門子公司生產的兩極1.1kW電機，電機轉子前端軸承放大1號，增加其承載負荷，減少電機的損壞。電機外部采用鋁合金外殼減輕質量，增加散熱效。第三，對風機風葉進行了重新設計，材料采用高強鋁合金精鑄車制而成，外徑縮小、風葉角度放大。外殼采用2.5mm鋼板沖制焊接而成。改造后的風機上車使用實測情況如下：配置細紗機錠數為456錠，所紡品種為JC18.2tex，風機電機功率為1.1kW，整臺細紗機笛管負壓值達到900Pa以上，吸棉風機電機負荷在1.7A～2.1A左右，電機輸出功率占額定功率的80%左右，經6個月以上長時間運轉，一切正常。每臺風機每年可節電2600kW·h左右，可在8個月～10個月內收回成本。細紗機是紡織廠數量多、耗電量大的常開設備，這項改造可取得較好的節電效果，增加企業經濟效益。稍加改造，這類風機也可以用于緊密紡的節能改造。

3細紗機吸棉風機節能改進設計

3.1吸棉風機負壓分析

由于細紗機吸棉風機在實際工作中始終以恒定轉速運行，吸風量及其負壓保持不變。細紗機吸棉風機負壓偏高的情況也是允許的，因為吸風箱濾網吸風花隨時間的增加而逐步增多，而原有負壓不會增加，反而應盡量采取必要措施增加部分負壓。吸棉風機采用主動輪D1直徑為恒量，根據所紡品種和紗的支數變換從動輪直徑D2，使風葉轉速不低于原電動機驅動轉速，以確保足夠的負壓。負壓適當增加有利于更好地吸附塵雜，降低成紗疵點，提高成紗質量，但負壓偏低的現象應當避免，負壓低會造成笛管或風管堵塞，引起繞羅拉纏皮輥造成羅拉偏心彎曲，引起機械波，嚴重影響成紗質量。

3.2確定風機的全壓和風量

根據市場調研，現有細紗機種類及生產廠家較多，其配套的吸棉風機的葉輪直徑有350、370、410mm等；配套的電機功率有1.5、2.2、3kW等；吸棉笛管負壓在500～1200Pa之間。因此可以說環錠紡細紗機的吸棉笛管的負壓只要不低于500Pa即可正常運行，且不會影響紡紗工藝。事實上大多數棉紡織企業的吸棉笛管的負壓都在1000Pa左右，主要的原因是對車間的環境有好處：在紡紗時由吸棉笛管吸走紗線上的飛花，一定程度上減少了車間的含塵量。因此在設計中確定吸棉笛管的負壓為1000Pa，再加上整個吸風系統的阻力約為600Pa，則所設計風機的全壓為1600Pa。環錠紡細紗機的吸棉笛管其主要功能是通過吸棉風機產生的負壓將紡紗時出現的斷頭吸入棉箱，以防止紗線纏繞在羅拉上。工藝要求吸口處風速V≥10m/s，其吸口的面積為20mm×3mm，以480錠細紗機（480個吸口）為例，則所設計風機的風量Q=480×20×3×15×10-6×3600=1600m3/h。（取吸口風速V=15m/s）。

3.3吸棉風機機構設計

基于上述兩點理論分析基礎，現進行風機節能技術設計，首先應考慮去除風機電動機且保持原吸風箱位置不變，然后將風葉裝于葉輪軸上，風葉與葉輪軸用逆止器或超越離合器聯接，其目的是當主電動機運行時主軸與葉輪軸同步運行但主軸停止后由于葉輪慣性在逆止器或超越離合器的作用下風葉繼續以原運行方向運行一段時間，以便殘余負壓吸附部分塵雜，同時又不會因風葉轉速快慣性大而損壞機件，葉輪軸用軸承座固定，葉輪軸裝有帶輪，此帶輪可根據需要拆卸更換所需直徑的帶輪，在主軸上裝有另一只帶輪，然后用傳動帶將兩輪連接，兩輪之間設計張力輪，以便改紡時更換帶輪后可調節皮帶張力。

3.4紡織除塵通風機

各類紡織機械在加工處理纖維的過程中，往往會排出帶有纖維和塵雜的空氣，其中還有一部分高濕度的含雜空氣，這就需要通風機用于紡織工藝的排塵、排熱和排風。其目的有的是為了保持機器內某一部位具有一定的負壓；有的是為了將機器內排出的廢料連續地抽吸排出；有的是為了當紗線發生斷裂時，防止已斷裂的紗條四處飄散，而用負壓將其吸進管道之中；也有的是為了讓機器內某一部位的過剩熱量迅速疏散排出。由于紡織除塵系統一般阻力不太高，系統總風量較大，因此除塵主通風機具有大流量、中低壓和高效率等特點。而輸送纖維塵雜空氣的排塵通風機，具有避免纖維纏繞葉輪、塵積葉片、葉道堵塞和金屬物碰擦產生火花等特殊要求。

3.5吸棉風機實際節能降耗效果

吸棉風機采用主電動機動力的機械傳動方式最終帶動風機葉輪運行，取消了額定功率為2.2kW的電機，從而極大地節省了風機電動機運行所消耗的能量開支。吸棉風機原因配有電動機對紡織機械制造廠而言增加了制造費用；對紡織廠而言增加了設備購置費用，再且電機和機械部分故也需要有電工和保全工日常共同加以維護會產生增加用工的費用，用主軸傳動純屬機械傳動能減少部分用工費用；又由于細紗機每班需落紗，落紗時吸棉風機始終不停地運行故也不可避免地造成能源浪費而使用主軸傳動風機，吸棉風機隨主電機同步運行但不同時停止不會影響其吸附作用和產品質量，又節約了部分能源，降低了一部分開支。

結語

總而言之，通風機在紡織企業中應用廣泛，不僅應用于紡織空調除塵系統的通風與排塵，也配套于各種紡織工藝主機用于抽吸負壓及排雜。目前國內廣泛應用的紡織通風機，主要為上世紀90年代通過引進和消化國外先進設備而成的。在未來紡織通風機仍要向高效、低噪、組合化、自動化、系列化、通用化、標準化等多方面發展。

參考文獻

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（作者單位：經緯智能紡織機械有限公司）