全自动络筒管理机机械结构设计与优化文献综述

文献综述（或调研报告）：

1. 行业背景

从自动络筒机出来的纱管都是很杂乱的落在储管区，当再次使用时，需要根据颜色进行分类收集，并使纱管的朝向一致。目前一些小型纺织企业通常是靠人工去分拣理顺，此方法效率低，工人劳动强度大，生产成本高。有些大企业采用了理管设备，但是现有市场上的理管设备大多功能单一，自动化程度低；没有对余纱缠绕较多的纱管进行剔除的机构，容易因缠纱问题出现设备故障；设备体积大，占地面积大；没有分色分拣功能，需要多台机器处理不同颜色的纱管；功能较齐全的设备价格过高，结构复杂，维修不容易，应用不广泛。一方面，随着竞争的加剧，纺织企业越来越迫切地想要提高生产效率，降低生产成本；另一方面，随着社会老龄化问题的出现，劳动力成本也在提高，用工难是劳动力密集型企业的痛点。纺织企业期待一种更加高效，功能更全面，使用成本更低的理管机的面世。

1. 国内研究现状

在纺织机械中，理管机用于分拣杂乱的纱管，相比于人工分拣效率要高很多，但缺点是技术不够成熟。现在理管机工作过程基本是通过输送机构将纱管送进理管机，并由剔除机构将余纱缠绕较多的纱管剔除；再利用纱管中心偏移和纱管的大小头的特点，由换向机构完成纱管大小头方向的整理；然后将其送至传送带，传送带再把纱管送至光照良好摄像机区域，摄像机采集纱管图片并将数据传送给图像处理软件，并将颜色识别结果传到控制系统。控制系统控制相应的气缸或击打机构将不同颜色纱管打进相应的出料道。最后进入料箱里的纱管为同一颜色并方向统一。

国内早期理管机的工作原理如图1所示。首先将杂乱无章的空纱管3放在管库中，然后通过输送机构的提升以及橡胶块1将空纱管3输送到斗状盒5，纱管3在下落过程中与斗状盒5不断发生碰撞，直至调整到合适的方向，最后利用橡胶传输轴4的摩擦力将纱管3推向理管轮7，由于理管轮7的转动以及理管轮7内部与纱管3的摩擦力带动纱管3旋转，进而将纱管3输送到纱管盒10^[1]。该设备结构简单，只能对单一颜色的空纱管进行换向处理。

图1 早期的理管机

安徽天长纺织厂生产的理管机如图2所示。该设备将杂乱无章的纱管经提升皮带输送至初整区，初整区的分隔板将纱管调整成纱管的轴线与运动方向接近平行的状态，再经橡胶传动轮将纱管输送至圆盘分理轮。利用分理轮分离盘间的间隙，迫使纱管大小头朝下，并随分离轮做圆周运动。借助纱管的离心力与剥离叉的共同作用，使纱管脱离分理轮并进入水平输送皮带，由水平输送皮带将纱管送至管斗。该设备理管效率达到18000根/小时，但是只能处理单一颜色的空纱管，不能处理有余纱缠绕的纱管^[7]。

图2 安徽天长纺织厂生产的理管机

2016年由江阴市凯业纺织机械制造有限公司设计的“LGJ200B型全自动络筒理管机”（如图3所示）被认为填补了国内相关领域空白，整体性能已经达到国际先进水平。该机通过储管粗整理和纱管细整理分步整理提高了纱管的整理效率；采用机器视觉检测技术，能对两种颜色的纱管进行分类；在分管机构中由压缩空气喷射实现细纱管的推移，推管装置的工作寿命有明显提高；落管机构的翻管装置可以适应不同管径细纱管的翻管，实现纱管大小端方向的统一调整；接管机构既适应矩形周转箱，也适应圆弧形周转箱，可满足不同用户的要求^[8]。但是实际应用中发现该机采集图像清晰度低，对残线纱管以及残管不能准确检测判断，理管效率和准确率较低^[4]。