发条梳发机设计原理与实践

原保忠

摘 要：目前，发制品行业的很多工序都是纯人工作业，劳动强度较大。基于此，本文主要介绍了一款梳发机，其主要由机架、工作台组件、小车组件、梳子组件、压发组件和控制系统组成。然后，探讨其工作原理和实践应用。经过实践可得出，此设备结构严谨、布局合理，实现了梳发、篦水工作同步完成，改善了工人的工作环境，提高了生产效率，为推动产业升级起到了积极作用。

关键词：发条梳发机；PLC；设计原理

中图分类号：TQ050.2 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）17-0069-02

Design Principle and Practice of Wind-combing Machine

YUAN Baozhong

Abstract： At present， many processes in the hair products industry are purely manual operations， and the labor intensity is relatively large. Based on this， this paper mainly introduced a combing machine， which was mainly composed of frame， workbench component， car assembly， comb module， pressing component and control system. Then， the work principle and practical application were discussed. Through practice， it could be concluded that the equipment was strict in structure and reasonable layout. The work of comb and grate was completed synchronously， the working environment of workers was improved， production efficiency had been improved， and it had played an active role in promoting industrial upgrading.

Keywords： hair carding machine；PLC；design principle

1 后处理梳发工序现状

发制品行业是近20年来发展起来的劳动密集型产业，发制品工序繁多，很多工序都是纯人工作业。例如，后处理的洗发发条上篦子梳理工序，劳动条件差、强度大。工作时，人工先将处理好的发条帘子平铺在篦子上（所述的篦子是将不锈钢板焊在不锈钢方管架上，不锈钢板有平板和网板2种），然后一只手按住发条的帘子边，另一只手拿着钉齿梳对发条帘进行逐次顺序向发条尾部梳理，每条发条的帘子边相错25mm逐次铺在篦子上，发条要求梳透、梳顺直；然后仍是一只手按压住发条帘边，另一只手用塑胶板逐次顺序地刮去发条帘里多余的水分，保证每个发条贴在篦子上，且尾部贴紧篦子。手工操作铁齿梳容易扎破手指，且费时又费力。

2 梳发机的结构组成

梳发机是一种后处理发条梳发设备，其组成结构包括机架、工作台组件、小车组件、梳子组件、压发组件和控制系统[1]（见图1和图2）。设备各部件的关联结构说明如下。

机架是型材结构件，上边设置有工作台导轨、梳子组件的固定横梁和压发组件的固定座以及工作台驱动电机固定板。

工作台组件由工作台、小车导轨和工作台驱动链条、导向轮、驱动链轮及步进电机构成；驱动链条与工作台采用柔性连接，通过导向轮在步进电机的驱动下实现工作台往复移动。

小车组件包括型材框架结构、驱动步进电机和滚珠丝杠等，梳发篦子可以稳固地放在小车框架上面，通过步进电机驱动丝杠带动小车架沿着工作台上的导轨实现往复移动。

梳子组件由梳子、梳子导杆、弹簧、双动气缸、梳子固定座、固定座导柱等构成；通过双动气缸带动梳发组件上下移动，并可以停留在距小车上篦子面50mm和250mm两个位置。

压发组件由一组5个双杠气缸、压块等组成。压块以铰链结构固定在气杆端部，其可以前后摆动。5组气缸同时联动实现压紧发条帘子边的功能。

控制系统包括气动控制和电器控制。电器部分主要包括配电箱、控制动作的电器元件、PLC、显示屏和控制按钮等；气动控制部分主要是气缸控制阀元件，而阀的动作仍靠电器来控制。

3 单条发条的梳发工艺过程

发条铺在篦子上的方向和梳发方向相同，压边块组件通过压边块气缸动作压紧帘子边，梳子组件在双行程气缸的带动下下移200mm，停留0.5s，而工作台步进电机驱动工作台带动小车和篦子一同向后移动到发条长度的1/3处，梳子组件进行下行50mm与篦子上帘子接触，工作台继续后移开始第一梳，梳发条尾部1/3长度，然后，梳子组件抬起50mm，工作台回程到发条长度2/3处停，梳子组件压下，然后开始第二梳，梳发条2/3长度，然后，梳子组件抬起50mm，工作台回程到压发条帘子边处停，梳子组件压下，然后开始第三梳，梳发条全长，即完成一条发条上篦子梳发篦水工作；然后，梳子组件抬起250mm，工作台回到铺发原始位置[2]。

4 梳发机整机工作原理

工作开机后，首先启动设备，使设备动作机构复位回工作零位，即工作台回零，小车回零，再根据不同长度规格的发条调用对应的操作程序；然后，放篦子于小车上。首先工作台上的压帘子边压发组件压下，然后铺发条于篦子上，发条摆放时以压边夹具为基准；启动铺发按钮，压边气缸抬起，小车向右移动25mm，压边块气缸压下，启动梳发按钮，工作台移动，进入梳发工作循环，即梳子组件下行第一行程，同时工作台带动小车运行至发条1/3长度处，梳子再下行第二行程，开始梳发，进入单发条工作循环；即小车和工作台在步进电机的驱动下向后移动，梳子组件向下使梳子压住发条实现梳发和篦水工作运行，分别完成1、2、3梳，梳子组件回到最高点，即抬起回到原始位置，同时工作台带动小车组件3架回程运动，回到工作台启动时原位置，设备一个工作循环结束；再次重复上次铺发条动作，启动铺发按钮，篦子向右移动25mm，启动梳发按钮，压紧帘子边，重复上面的工作循环。如此经过若干工作循环之后，设备仍停止在原点位置，压边块气缸抬起，篦子架带动篦子回程运动至原点停机，取回梳好发条的篦子，即完成一个完整工作循环；然后重新放上一个空篦子，重复以上的操作。总之，整个过程摆放发条由人工操作，其余的梳发篦水动作均由梳发机完成。

5 设备使用结果

设备通过生产车间试用，经过测算得出以下結论：自动发条后处理梳发机按每日8h制，203～355mm可以梳发6 000条，一人可以同时操作一台设备，比人工提高了3倍功效且不累；406～610mm可以梳发平均3 000条，且一人可以同时操作2台设备，比人工提高6倍功效。

总而言之，本设备结构严谨、布局合理，实现了梳发、篦水的自动化，改善了工人的工作环境，提高了生产效率，推动了产业升级。

参考文献：

[1]范永胜.电器控制与PLC应用[M].2版.北京：中国电力出版社，2007.

[2]机械设计手册编委.械设计手册[M].3版.北京：机械工业出版社，2008.