张春荣

（德州职业技术学院，山东德州 253034）

0 引言

通过对纺织机械制造等公司的市场调研，发现目前国内许多纺织机械存在如下问题：纺织机械设备上的辊轴数量较多、尺寸大、表面光整度要求很高，加工时需要砂带抛光工序提高轴辊表面光整度。抛光工序加工方法目前均是在车床上安装磨头进行抛光加工，抛光时砂带脱落的磨粒对车床导轨磨损极其严重，车床导轨一旦磨损，需要停产修磨床身导轨，极大地影响生产效率，如果导轨磨损严重，可导致机床报废。针对企业加工工艺方法存在的以上问题，目前企业亟需一种能够实现精细化、高效率加工的专用辊轴抛光机。即“设计专用抛光机以替代现行车床抛光的工艺方法”。

1 项目的研究方法

项目运用以下3 种研究方法。

1.1 实地调查研究法

根据厂家之前在车床上加工抛光辊轴的工作原理，通过与工人及工程师座谈，了解到他们的需求和现有设备的缺陷和不足，通过市场调查发现，针对纺织机械辊轴抛光的设备基本是个空白，为项目研究提供依据。

1.2 文献资料查询研究法

运用现代信息技术手段，广泛查阅国内外有关资料，查询多种有关抛光设备的资料，并对其进行分析研究，对前人的研究成果进行总结归纳，为项目研究提供有力的理论支撑。

1.3 分析对比法

根据搜寻到的信息，参考多种抛光设备的结构以及厂家的具体要求，设计出多种方案，然后分析对比优劣，纺织机械所用辊轴的特点是尺寸精度要求不是太高，而表面粗糙度有一定的要求，选定砂带作为抛光材料，由电机带动安装好的辊轴旋转，从而确定抛光机的主要组成部分。设计确定每一种运动形式的实现机构，确定支撑各个运动机构的支撑架体（机架、机体），设计确定实现运动的结构，确定各部分的具体结构尺寸。为了使辊轴加工过程中反复抛光以及加工完成后自动停止，设计安装电器自动化控制系统。

2 专用抛光机解决的问题及创新点

2.1 专用抛光机可解决的问题

（1）用一台抛光机加工多种设备上的辊轴，使其适用范围广泛。

（2）减少抛光过程中砂粒对设备的磨损，降低企业的生产成本。

（3）设计的抛光机，结构简单、制造容易。

（4）提高抛光机自动化程度，减少用工成本。

2.2 专用抛光机的创新点

（1）在选型上，即借鉴通用抛光机的结构形式又考虑企业的实际情况，采用焊接框架机体的结构形式。

（2）抛光头的纵向移动问题，采用链传动。链传动有以下3个优点：①制造成本低；②采购零部件方便；③装配制造简单。

（3）针对砂带传动机构问题，结合企业实际加工辊轴的直径范围设计出合理的弧形砂带支架。

（4）根据企业需求，传动方式选择结构紧凑、设备体积尽量小，采用电机与砂带主动轮直联的传动形式。

（5）设备自动化程度高，采用电气元件控制加工完成后自动停机，减少工人的劳动强度。

（6）设计防尘罩，减少尘埃对环境的污染。

设计方案是想在保证辊轴外圆抛光质量的前提下，力争使设备结构简单，操作方便，自动化程度尽量提高，从而减轻工人的劳动强度，提高生产率。

3 抛光原理及工作过程

利用抛光砂带和辊轴接触面产生相对运动实现抛光工作。

（1）把需要抛光的辊轴，一端用三爪卡盘，另一端用顶尖装夹固定，顶尖机构可沿导轨纵向移动，满足辊轴的长度需求。

（2）启动主动减速电机，辊轴低速旋转。

（3）调整砂带磨头滑座的位置到辊轴的前端，将砂带装到主动轮和张紧轮上，调整好砂带张紧轮，启动砂带主动轮电机，砂带高速旋转实现砂带抛光切削，砂带磨头滑座横向移动可实现不同直径的辊轴抛光。

（4）链传动带动砂带磨头产生纵向往复移动，通过行程开关控制砂带磨头的纵向移动方向，通过挡块控制砂带磨头的移动距离和换向动作，通过变频器调整辊轴的转速和抛光磨头的纵向往复移动速度，根据辊轴抛光前表面的粗糙程度确定需要抛光的次数，以达到辊轴图纸要求。

4 辊轴抛光机设计图

辊轴抛光机总装如图1 所示，辊轴抛光头部装如图2 所示，辊轴旋转机部装如图3 所示，尾座焊接总成如图4 所示，张紧机构总成如图5 所示。

图1 辊轴抛光机总装

图2 辊轴抛光头部装

图3 辊轴旋转机部装

图4 尾座焊接总成

图5 张紧机构总成

5 专用抛光和传统抛光两种加工工艺方法效果比较

5.1 用普通车床进行抛光

（1）车床购置费12 万元。

（2）导轨磨损后，一次维修费约5000 元，若导轨多次磨损，维修费增加，甚至导致车床报废。

（3）抛光一根2 m 长的辊轴至少需要30 min。并且需要一人一机，专人操作。

5.2 用专用抛光机进行抛光

（1）抛光机设计制造费用共计10万元。

（2）一次维修成本约500 元。

（3）可以一人操作多台机床，节约人工，提高加工效率。抛光一根2 m 长的辊轴大约需要10 min 左右，可以大大提高生产效率，降低加工成本。

5.3 单台纺机设备辊轴加工生产成本分析

（1）按每人月工资4500 元计，人工节省4500 元，工时节省每台设备20 根辊轴节省工时400 min，折合6.6 h，折合工时费用节省142.56 元/台。

（2）按每月生产一台纺织机设备计，人工成本节省4500＋142.56＝4642.6 元。

（3）设备投资维修成本节省24 500 元。

通过比较可知，降低了企业投资成本，故此台设备可以满足市场需求且有深厚的的市场空间。

6 结束语

工业企业是经济发展和支撑GDP 的基础。现代企业要在激烈的市场竞争中发展，就要采用必要的、先进的工艺措施，提高劳动生产率和降低机械加工成本。企业急需降低辊轴类零件的抛光成本，减少抛光对普通车床的磨损。用这台专用抛光机，即可完成纺织机械上的不同规格尺寸的辊轴类零件的加工，解决困扰企业的一大难题。设备完成后已在纺织企业使用，收到较好的预期效果。