一種新型鋸筒磨齒機的設想

〔山東天鵝棉業機械股份有限公司，山東濟南250032〕

一、前言

眾所周知，剝絨機的剝絨是靠鋸片上鋸齒的兩條側刃和齒頂刃刮剝毛棉籽表面來進行工作的。鋸齒上的兩側刃是剝絨機的主要工作刃，齒刃的工作長度、齒形的前面傾斜角度、齒尖的厚度是影響剝絨效果的最重要因素；同時兩側刃和齒頂刃的鋒利程度也影響剝絨機的剝絨產量和短絨質量，并影響著棉籽的破籽率。在鋸片齒形完整、齒刃鋒利而不尖銳時，剝絨產量高、短絨質量好、棉籽的破籽率低；缺齒、齒刃鈍、齒形異變時，剝絨產量低、短絨質量差、棉籽破籽率高。傳統的剝絨銑鋸機是靠圓形合金銼刀片來銼銑鋸片，銼刀與鋸齒前刃面利用仿形貼合壓力來工作。如果鋸片缺齒、歪齒、齒前角磨損變位，銑出的齒形便逐漸失真，剝絨機的工作性能逐漸下降，影響了剝絨產量和短絨質量，棉籽破籽率也會隨之增加，降低了企業的經濟效益。為了避免這種現象的發生，筆者設想了一種新型的鋸筒磨齒機。

圖1 鋸筒磨齒機結構圖

二、新型銑鋸機結構簡介

如圖1所示，新型的鋸筒磨齒機主要由機架1、液壓驅動機構2、移動安裝盤8、磨頭部件10、鋸筒減速電機4、橫向導軌5、縱向導軌6、齒條分度機構9、電氣控制箱7等部分組成。四組磨頭組件（包括傳動電機）橫向一字排開、間隔相同的距離（一般為片距的N倍）分別固定在移動安裝盤上，分段完成對鋸筒的磨齒工作。磨頭組件和移動安裝盤作為一個整體可以根據PLC程序編排，由液壓缸驅動實現前后、左右移動。分度齒條的齒距與鋸片片距一致，配合棘爪的定位，保證每次向右位移后砂輪能與鋸片準確對應。磨頭組件前進定位由其前端的調整螺栓確定，保證磨齒高度均勻一致。每組磨頭上的一對碗型砂輪經過修正后，都具有固定的角度，保證與鋸片的齒側外形相吻合。每個磨頭組件上都配有自動夾持鋸片穩定機構，通過調整自動夾持穩定機構的方位，使夾持穩定機構正對著要磨齒的鋸片，保證碗型砂輪在工進與退出時不損傷鋸齒，確保砂輪刃磨鋸齒工序的準確進行。同時，調整自動夾持機構的彈簧壓力，使其具有合適的夾持力和良好的滑動性，以穩定鋸片、降低噪音。如圖1所示，鋸片和砂輪都是逆時針旋轉，可以確保砂輪對鋸片實行逆向磨刃，這樣不僅磨齒效果好，而且鋸片倒齒運動時不容易傷人，砂輪向下旋轉所產生的飛濺物也遠離了人員作業區，可以確保工人的安全。橫向導軌和縱向導軌均采用滾珠滑套結構，液壓缸驅動移動安裝盤及其上面的磨頭組件時更加靈活、省力。

三、工作原理及過程

新型的鋸筒磨齒機是利用砂輪的磨削原理來修正鋸片兩側刃的。由于現在使用的鋸片大多是合金材料，含碳量較高，并且經過熱處理工藝加工，因此，其硬度和韌性都較高。如果用傳統的銼銑工藝來修正鋸齒，不僅加工困難、耗時較長、鋸齒易走形、噪音大，而且對圓形銼刀所選用的材料、制作工藝要求較高，使用成本大。而磨削工藝就非常適用于加工硬度和韌性較高的工件，用新型的鋸筒磨齒機來修正鋸齒，改變了過去逐齒銑銼的加工方式，一次工進可以修磨一整張鋸片。在去除材料很小的情況下可以快速地形成新的鋸齒兩側刃，不僅速度快、噪音低，而且修磨后的鋸片齒形標準、整齊，光潔度很好，可以省去后面的砂磨工序，提高了作業效率。工作時，按下準備按鈕，磨頭組件在縱向和橫向液壓缸的驅動下分別向左、向后退至初始原位置，然后裝上待修的鋸筒（如圖，注意鋸齒的朝向）；手動工進，調整好鋸筒與磨頭組件的對正方位，使待磨的第一組鋸片與相應的碗型砂輪準確地一一對齊，驗證、調整每個磨頭組件的前進極限位置，確保砂輪磨齒高度合適。調整每組自動夾持穩定機構的位置和夾持力，確保能夠穩定夾持鋸片并使鋸筒轉動平穩；調整完成后，手動退回，使每組磨頭后退至初始位置。啟動工作按鈕，在鋸筒減速電機和砂輪電機的分別驅動下，鋸筒和砂輪按各自設定的轉速逆時針方向旋轉；程序延時后，移動安裝盤及其上的四組磨頭在縱向液壓缸的驅動下進給到磨齒位置，夾持穩定機構夾緊穩定鋸片，砂輪開始修磨鋸齒，隨著鋸筒的旋轉，砂輪逐漸把該張鋸片上的所有鋸齒修磨一遍，之后磨頭后退到位，完成單張鋸片的磨齒工序。接著，安裝盤及其上的四組磨頭在橫向液壓缸的驅動下向右移動一個工位，由于齒條分度機構的限位，因此，右移距離準確而一致，四組磨頭再次縱向前行進，工進到位后刃磨各自的第二張鋸片，第二張鋸片修磨完成后，磨頭再次后退到位，完成第二張鋸片的磨齒工序。如此反復動作，逐漸把整個鋸筒修磨一遍。在多次修磨鋸筒后，四個磨頭組件上的碗型砂輪會因損耗程度不同而失真，需要用金剛刀修正砂輪并調節磨頭前方的定位螺釘，確保被磨鋸筒齒形始終合理、刃磨高度一致。

四、性能特點

這種新型的鋸齒磨齒機不是刃磨鋸齒的前刀面，而是由成對的具有一定角度（約2°）的碗型砂輪磨鋸齒的兩側面，以形成新的剝絨刃，磨削量少。它不改變齒形的前面角，不削弱鋸齒的強度，修后的鋸齒整齊一致，不引起剝絨機設計性能的變化，并且銑鋸效率是傳統銑鋸機的5倍以上，省時省力。該機針對需要修磨的鋸片配有自動夾持穩定機構，消除了機械振動，并且砂輪磨齒本身就平穩，工作噪音極低。碗型砂輪比銑鋸刀片價格便宜得多，市場供應充足，相應降低了銑鋸成本。該機機、電、液高度融合，自動化程度非常高，從磨第一張鋸片開始到整筒鋸片修磨結束完全由PLC程序控制。鋸筒安裝到位后，自動銑鋸、自動換位，銑鋸完成后自動停止，降低了勞動強度。這種新型的鋸齒磨齒機既可用于鋸片沖齒后新鋸齒的開刃，又可用于剝絨機使用后變鈍鋸片齒刃的修磨，一機兩用，方便快捷。該機配有多種齒距（10 mm、11.11 mm等）的橫向分度機構，可以滿足現有不同型號剝絨機鋸筒的磨齒需要。缺點是由于砂輪具有一定的自銳性，因此，砂輪的工作面磨損較快，5個工作日后即需要用金剛刀修整砂輪一次。砂輪修整后，因外形尺寸變小，就需要調整夾持穩定機構與砂輪的前后相對距離，使其相距尺寸絕對值保持不變，并調整磨頭組件前限位螺釘，保證砂輪磨齒高度不變。一般情況下，每組砂輪修整5次后需要更換新的砂輪，新砂輪更換后，首先需要用金剛刀對砂輪進行修整，使其具有規定的磨齒角度和高度。

五、市場前景

目前，國內大約有4 000多家棉花加工廠在生產，每家棉花加工廠基本上配有一條或兩條剝絨車間，而鋸片銑鋸機是剝絨車間的標配，一條剝絨車間少者配有1臺、多者配有2臺～3臺銑鋸機。鑒于沒有新的技術突破，幾十年來一直在用傳統的銑鋸機修正鋸片，勞動強度大、工作環境差、經濟效益低。如果用新型的鋸齒磨齒機替換傳統的銑鋸機，將給棉花加工企業帶來新氣象，工作輕松、環境宜人、成本降低、效益提高。在經濟、社會大發展的時代，新技術層出不窮，新技術代替舊新技術是歷史的必然。新型的鋸齒磨齒機不僅能為棉花加工企業、棉機生產企業帶來可觀的經濟效益，也必將能產生巨大的社會效益，促進社會進步。

以上是筆者對新型鋸筒磨齒機的粗淺見解，意在拋磚引玉，望大家廣泛參與、積極討論，不足之處，敬請指正！☆