【文章內(nèi)容簡介】 溢流染色機工作原理 圖 21 溢流染色機工作原理示意圖 如圖 21 所示，溢流染色機運用溢流原理，即由主泵電機驅(qū)動循環(huán)泵，從而帶動染液在染缸內(nèi)循環(huán)流動，繩狀織物在儲布槽前部由提升滾筒提起后送進噴嘴，再由噴嘴噴出的液流帶動前行，使織物折迭在儲布槽的后部。在自身重力的作用下，織物沿著鋪設在儲布槽底部的一排高潤滑性的“特氟隆”管，順滑地移動到儲布槽前部。浸沒在 儲布槽中的織物在提布輥的作用下自下而上隨著提布輥的轉(zhuǎn)動移動到噴嘴，如此循環(huán)運行，達到染色的目的。 主體 結(jié)構(gòu)設計 本課題所設計的常溫環(huán)保染色機機械結(jié)構(gòu)主要由缸體、提布輥、噴嘴、儲布槽、集水槽、解結(jié)裝置、布槽后擺布機構(gòu)、出布擺布機構(gòu)等構(gòu)成。（如圖 22 所示）西安交通大學網(wǎng)絡教育學院論文 5 圖 22 溢流染色機機械結(jié)構(gòu)布置簡圖 如圖 22 所示的染色機結(jié)構(gòu)布置，染缸中的染液在主循環(huán)泵的作用下，通過循環(huán)系統(tǒng)（包括循環(huán)過濾裝置、熱交換器等）進入噴嘴，提布滾筒將織物送入噴嘴，在噴嘴內(nèi)，織物受到噴孔處噴射出來的染液沖擊力和自身重力共同作用后（與此同時染液被織物所吸收），進入噴嘴彎管，實現(xiàn)織物與染液交換，然后織物進入布槽擺布機構(gòu)，實現(xiàn)織物和大部分染液的分離，接著織物通過縱擺布機構(gòu)，以左右蛇形，上下漸層的形態(tài)堆積在儲布槽內(nèi)（其中橫擺布機構(gòu)的左右擺動，實 現(xiàn)了織物左右方向的展開。最后提布輥將織物從儲布槽提升到噴嘴上方，至此一個織物染色循環(huán)完成。而染液從橫擺布機構(gòu)中的孔回流到集水槽，然后經(jīng)主循環(huán)泵提升，循環(huán)流動，實現(xiàn)染液的循環(huán)染色。 西安交通大學網(wǎng)絡教育學院論文 6 自動解結(jié)機構(gòu)設計 圖 23 自動解結(jié)結(jié)構(gòu)簡圖 如圖 23 所示，自動解結(jié)機構(gòu)由信號板、重錘和限位行程開關(guān)等組成。當設備正常運行時，信號板上無存布，信號板在重錘的作用下翹起，同時重錘桿壓住行程開關(guān)使其置于動作位置；當噴嘴中染液壓力過低或者有異常堵布的時候，布匹大量積存于信號板上方，由于布的重力將信號板壓下，同時聯(lián)動重錘桿將重錘翹起，行程開關(guān)復位。行程開關(guān)動作轉(zhuǎn)換成電信號傳送至 PLC， PLC 發(fā)出指令使提升滾筒電機反轉(zhuǎn)。布匹在滾筒的帶動下回落到儲布槽中，當信號板上積存的布匹完全回落至儲布槽內(nèi)，信號板翹起，重錘回落，同時重錘桿壓住行 程開關(guān)觸頭，行車開關(guān)動作。形成開關(guān)動作轉(zhuǎn)換成電信號傳送給 PLC 后， PLC 發(fā)出指令使提布滾筒電機由反轉(zhuǎn)改為正轉(zhuǎn)，設備正常運行。 布槽擺布機構(gòu)設計 圖 24 染色機后擺布機構(gòu)示意圖 西安交通大學網(wǎng)絡教育學院論文 7 如圖 24 所示，儲布槽后擺布機構(gòu)由 后擺布減速機、連桿，后擺布軸、后擺布軸承座、帶座軸承、擺臂及后擺布斗組成。其機械原理采用了曲柄搖桿機構(gòu)，由減速機提供回轉(zhuǎn)運動，連桿帶動后擺布擺臂做左右搖擺運動，擺臂聯(lián)動后擺布軸帶動后擺布斗搖擺。后擺布減速機和提布滾筒電機用一個變頻器驅(qū)動，使得后擺布斗的搖擺速度和提布滾筒轉(zhuǎn)速聯(lián)動比例控制。 Equation Chapter (Next) Section 1 西安交通大學網(wǎng)絡教育學院論文 8 3 電氣控制設計 染色機控制流程設計 本課題的控制系統(tǒng)主要是通過 PLC 實現(xiàn)對染色機染色過程的溫度控制、進水控制、排水控制、溢流控制、染液循環(huán)控制、主泵電機控制、提布電機控制、噴嘴控制等多個控制來實現(xiàn)染色工藝要求，使染液溫度按染色工藝溫度曲線變化，從而保證染色的效率和質(zhì)量。根據(jù)上述控制要求，可以設計出染色機的控制流程圖。 圖 31 染色機控制流程圖 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設計 根據(jù)上述染色機的控制流程圖，可以設計出控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖，它能直觀清楚地表達出染色機控制系統(tǒng)中各個硬件之間的聯(lián)系。通過硬件結(jié)構(gòu)圖可以熟悉各部件關(guān)系，為控制系統(tǒng)設計打好基礎。 圖 32 染色機控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 按鈕開關(guān) 壓力檢測 變頻器 1 按鈕開關(guān) 安全檢測 布縫檢測 溫度檢測 液位檢測 PLC 主泵 變頻器 2 電 /氣轉(zhuǎn)換 提布電機 工作狀態(tài)指示及報警 電磁閥 調(diào)節(jié)閥 截止閥 人機交換界面 PLC 變 頻 器 電機 電機 泵 西安交通大學網(wǎng)絡教育學院論文 9 系統(tǒng)主回路設計 根據(jù)上述染色機控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖，結(jié)合相關(guān)成熟的溢流染色機電氣設計可以設計出本次課題的染色機電氣控制的主回 路，如下圖 所示 。 圖 33 染色機控制系統(tǒng)主回路電路圖 (一 ) 圖 34 染色機控制系統(tǒng)主回路電路圖 (二 ) 如圖 33 和圖 34 所示染色機電氣控制系統(tǒng)主回路由斷路器、變頻器、交流接觸器西安交通大學網(wǎng)絡教育學院論文 10 等電路組成。由三相電源 L L L3 出線分別接入斷路器 QF QF QF3 和 QF4。 斷路器 QF2 和變頻器 U1 控制滾筒電機和布槽擺布電機。 該電路中繼電器 KA2 和KA3 給變頻器 U1 信號控制滾筒電機和布槽擺布電機正反轉(zhuǎn)。繼電器通斷根據(jù)控制程序由 PLC 輸出端 Y26 和 Y27 輸出。 n1 是 滾筒電機和布槽擺布電機 速度顯示表。 變頻器 U1 的 AV1 端口接 010V 變位器 R1 控制電機運行速度。 由斷路器 QF3 和變頻器 U2 控制主泵電機，主泵電機無反轉(zhuǎn)運行。 該電路中繼電器 KA1 給變頻器 U2 信號控制主泵電機運行。繼電器 KA1 通斷根據(jù)控制程序由 PLC輸出端 Y14 輸出。 N2 是 主泵 速度顯示表。 變頻器 U2 的 AV1 端口接 010V 變位器 R2控制 主泵 電機運行速度。 交流接觸器 KM KM KM KM4 分別控制出布電機 M料泵電機 M噴淋電機 M3 和攪拌電機 M4，他們的總開關(guān)由斷路器 QF1 控制。 交流接觸器 KM1 通斷根據(jù)控制程序由 PLC 輸出端 Y0 輸出。 KM1 主回路三相輸出后經(jīng)過熱保護器 FR1 接入出布電機 M1 端子。交流接觸器 KM2 通斷根據(jù)控制程序由 PLC 輸出端 Y1 輸出。 KM2主回路三相輸出后經(jīng)過熱保護器 FR2 接入料泵電機 M2 端子。交流接觸器 KM3 通斷根據(jù)控制程序由 PLC 輸出端 Y2 輸出。 KM3 主回路三相輸出后經(jīng)過熱保護器 FR3 接入噴淋電機 M3 端 子。交流接觸器 KM4 通斷根據(jù)控制程序由 PLC 輸出端 Y3 輸出。 KM4主回路三相輸出后經(jīng)過熱保護器 FR4 接入攪拌電機 M4 端子。 斷路器 QF4 控制 兩個變壓器 T1 和 T2，其中 T1 是 380VAC 變 12VAC 為各個控制指示燈提供電源， T2 是 380VAC 變 220VAC 為控制回路中 PLC 和各個繼電器、交流接觸器提供線圈電源。 部分電氣元件選型 PLC 選擇 根據(jù)染色機電氣控制的主回路電路圖，在參考其他成熟設計的基礎上并結(jié)合實際染色工藝控制需要 可以設計出 PLC 的輸入輸出點數(shù)分配，如下表所示。 表 31 PLC 輸入點分配表 序號 功能 輸入分配 序號 功能 輸入分配 1 流量計 X0 16 排清水 X26 2 自動控制 X1 17 排污水 X27 3 備料確認 X2 18 溢流 X30 4 主泵啟停 X3 19 料缸進水 X