巴马格卷绕头用拨叉齿轮箱

产品描述

一、发明历史

化纤卷绕导丝（排丝）机构的核心任务，是驱动纱线导丝器在筒管轴向上做精确的往复运动，使纱线均匀、致密地排列在筒管上，形成质量合格的卷装（Package）。这一机构的演变，与Barmag高速卷绕机的整体发展史紧密交织。

1. 1922–1960年代：

早期卷绕机时代 Barmag于1922年创立之初，当时化纤纺速较低（200–800 m/min），卷绕机普遍采用槽筒导丝机构（Grooved Drum / Cam Traverse）——即在旋转圆筒表面铣制螺旋形封闭槽道，纱线随槽道运动实现往复导丝。这一原理简单可靠，但受限于槽筒质量与惯性，转速越高，筒管端面成形越差，高速下槽道磨损也迅速加剧。

2. 1969年：

高速卷绕机里程碑——双转子（Birotor）拨叉导丝机构的工程化 巴马格在1969年研制出全球第一台高速卷绕机，这是公司发展史上具有决定性意义的技术突破。为配合更高的卷绕速度，Barmag研发并工程化了双转子叶片式拨叉导丝机构（Birotor Rotary Blade Traverse），其核心是一套传动精确的拨叉齿轮箱（Traverse Gearbox）：两个转子以相反方向旋转，各自驱动一枚叶片（Rotary Blade / Wing），交替接管纱线的导引，实现高速无惯性换向。

在该机构中，两个转子反向旋转并驱动旋转叶片，使纱线交替沿主导向板边缘和辅助导向板边缘进行导引；一枚叶片负责一个方向的导引后，随即下潜至导向板下方，由另一枚叶片接管反方向的导引。

3. 1980年代：

精密卷绕（Precision Winding）引入齿轮箱新要求。巴马格在1980年代奠定了一种全新的筒管纱线排列方式，从而大幅提升了化纤生产效率。这一时期对拨叉齿轮箱提出了"精密传动比控制"新要求：必须实时微调导丝往复频率与筒管转速的比值（即卷绕比，Winding Ratio），以主动破坏重叠纹（Ribbon Breaking），保证整个卷绕过程中卷装密度均匀。

4. 1980年代中后期–2000年代：

SW→CW→ACW卷绕机序列升级。随着POY/FDY纺速从2500 m/min跃升至5000 m/min以上，Barmag的卷绕机系列从SW（Spindle Winder）→CW（Craft Winder）→ACW（Automatic Craft Winder）逐代演进，其中CW6卷绕机配备了Bio Rotor双转子导丝机构，拨叉齿轮箱的传动精度和润滑系统要求随之同步提升。

5. 2007年至今：

随着Barmag SW、CW和ACW系列卷绕机设备在中国的普及，中国相继出现了诸多本地化配件维修、换新的服务性企业，嘉兴胜邦机械设备有限公司是其中最早实现Barmag设备的中国地区维护与维修技术的公司。公司针对中国企业高速生产和低故障率的要求，改良了Barmag拨叉齿轮箱的传动精度和同步机制，所生产的拨叉齿轮箱针精度高、寿命长，收到桐昆集团、新凤鸣集团、恒力集团、盛虹股份等中国一线化纤企业的一致好评。

公司拥有先进的数控加工机床，德国申克原装动平衡机，航天部六二五所等离子喷涂设备，德国巴马格公司原装热辊校温仪等一大批生产、检测、维修设备，独立开发的双组份纺丝实验机是集公司多年经验及强大的系统集成技术制造而成，可以在本机上可以快速地完成单组份、双组份、多组份、POY、FDY、中强丝、细旦工业丝的生产，获得多项专利认证，还被德国、日本等多地的客户授予很高的赞誉。

二、设计特色构成

Barmag卷绕头拨叉齿轮箱是集精密传动、高速换向、精确同步三大功能于一体的复合机械系统，其主要构成要素如下：

① 双转子拨叉驱动机构（Birotor Drive Assembly）

• 两个反向旋转的转子（Rotor），各自固接一枚旋转叶片（Rotary Blade，俗称"拨叉"或"翼片"）
• 两枚叶片在导丝平面内轮流接管纱线导引，当一枚叶片完成单向导引后，下沉至导向板下方，另一枚叶片从上方接管，实现无停顿连续换向
• 双转子叶片式导丝机构所能达到的卷绕速度，远高于反转轴式导丝系统，是高速POY/FDY卷绕的标准选择

② 精密减速与传动齿轮组

• 高速电机驱动经过精密斜齿轮（Helical Gear）或伞齿轮（Bevel Gear）减速后驱动两个转子
• 齿轮传动比决定了导丝往复频率，进而决定了卷绕比（Winding Ratio）
• 齿轮精度等级要求达到ISO 5–6级（相当于DIN 5–6级），以确保传动平稳性和低噪声
• 两转子间的相位关系由齿轮啮合关系严格锁定，保证两叶片在纱线转交时的精确时序

③ 主/辅导向板系统（Main/Auxiliary Guide Plate）

• 主导向板（Main Guide Plate）：固定安装，提供导丝行程两端的换向引导边
• 辅助导向板（Auxiliary Guide Plate）：可横向微动，用于调整实际换向点，配合精密卷绕中的行程漂移（Traverse Stroke Shift）功能
• 导向板上与纱线接触的导向棱边，通常采用硬质合金或陶瓷镶件，以提高耐磨寿命

④ Y形拨叉导纱器（Y-shaped Fork / Traverse Fork） Y形拨叉（也称推杆叉或纱线导引叉）通常由高强度合金或特种复合材料制成，以确保其在高速运行下的耐磨性和抗变形性，其主要功能是精确引导纱线进入卷绕位置，与导丝装置（如槽筒或凸轮）协作，在往复运动中控制纱线的分布，使纱线均匀缠绕在筒管上。

⑤ 卷绕比调控与防重叠系统（Winding Ratio Control / Ribbon Breaking）

• 通过变频驱动实时微调转子速度（即导丝频率），在精密卷绕过程中周期性地偏移卷绕比，使纱线排列轨迹不断漂移，避免同一角度位置重复叠加形成"重叠纹"（Ribbon）
• Barmag的Guide系统（控制软件）负责卷绕比的全程监控与调节

⑥ 润滑与密封系统

• 齿轮箱内部采用油脂润滑或循环油润滑，防止高速齿面磨损
• 转轴处采用精密骨架油封，防止润滑油脂向纱线侧泄漏污染纱线

三、相关配件的变化历史

拨叉/叶片材质演进：

• 初代：工具钢，表面淬火处理
• 第二代：高速钢（HSS）或硬质合金（WC-Co）叶片头部
• 第三代（当前）：氮化硅（Si₃N₄）或氧化铝陶瓷复合叶片头部，与纱线接触部分达到镜面级别（Ra ≤ 0.05 μm），大幅延长使用寿命并减少纱线损伤

导丝齿轮箱密封材料演进：

• 早期：毡环密封
• 中期：橡胶骨架油封
• 当前：PTFE（聚四氟乙烯）唇形油封，耐高速、耐油剂侵蚀

四、主要零部件材质

拨叉齿轮箱的主要零部件包含传动齿轮（驱动齿轮与从动齿轮）、转子轴（Rotor Shaft）、齿轮箱壳体（Housing）、转子轴承（最关键的寿命决定部件）、Y形旋转拨叉叶片（Rotary Blade / Traverse Fork Wing）、密封元件、润滑脂

五、主要分类与型号

按导丝原理分类：

A类——双转子叶片式拨叉机构（Birotor Rotary Blade Traverse） Barmag的主流高速导丝机构，适用于POY/FDY/HOY工艺，最高可支持6500 m/min卷绕速度。

B类——反转轴式导丝机构（Reversing Shaft Traverse） WinFors型卷绕机依赖反转轴作为其导丝系统，以此实现对纱线的格外温和处理，尽管其可达到的速度低于双转子叶片式系统，但仍可实现2500至4000 m/min的卷绕速度；此外，该卷绕机仅通过更换导丝系统即可从4锭切换为8锭配置，灵活性出色。

C类——槽辊式导丝机构（Groove Roll Traverse） 用于工业丝（IDY）卷绕，Jiaxing Shengbang Mechanical Equipment Co., Ltd. 是中国唯一能提供Barmag高速卷绕机技术升级的供应商

六、安装要求

1. 环境与工具要求

安装场所须清洁干燥，无纤维飞花污染（必要时在临时防护帘下操作）

环境温度：15–30°C（避免低温装配，防止轴承热膨胀量与设计值偏差过大）

必备工具有：高精度力矩扳手、轴承感应加热器、千分表、无绒清洁布及无水酒精（IPA）或工业清洗剂、防铜锤（铜制或尼龙面，用于轻击校正）、轴承专用安装套管（内径与轴颈匹配，只接触内圈）

2. 配合尺寸检验要求（安装前必检）

3. 紧固检查

齿轮箱壳体合面螺栓、齿轮箱壳体合面螺栓、卷绕头安装法兰螺栓、转轴锁紧螺母等所有螺纹连接件须使用螺纹锁固剂防松，法兰面须清洁无油污。

4. 对中精度检测

建议使用激光对中仪（Laser Alignment Tool），对齿轮箱驱动电机轴与齿轮箱输入轴的平行偏移量（Parallel Offset）和角度偏差（Angular Misalignment）进行精确对中，不得仅凭目测。

5. 安装步骤

以下步骤适用于拨叉齿轮箱的完整换装（整体更换）作业。局部零件（如叶片、密封）更换步骤见第四节相关维护条目。

步骤一：停机与安全确认

按照标准停机程序停止卷绕机，确认主轴电机和导丝电机均已断电

步骤二：拆除旧齿轮箱

1. 断开电机与齿轮箱之间的联轴器（或皮带）
2. 拆除所有电气、气路及润滑管路接头，做好管口防护（用清洁堵头封堵）
3. 用吊装工具（链式葫芦或气动吊具）将旧齿轮箱支撑到位，拆除安装法兰所有紧固螺栓
4. 缓慢水平退出旧齿轮箱（注意：勿让齿轮箱重量压在外露轴头或叶片上），妥善放置

步骤三：安装面清洁与检查

1. 用无绒布蘸取工业清洗剂，彻底清洁卷绕头安装法兰面、定位销孔及导丝传动轴端面
2. 用无划痕油石或细砂纸去除安装面上的锈斑和毛刺，用千分表复测安装面平面度
3. 检查定位销（Dowel Pin）完好性，如有损坏须更换

步骤四：新齿轮箱外观与预检

1. 开箱后检查齿轮箱外观，确认无运输损坏
2. 用手转动输入轴，应轻松均匀旋转（无卡滞、无异响），判断内部轴承及齿轮状态
3. 核对齿轮箱铭牌（型号、传动比、润滑脂类型）与设计要求一致
4. 确认叶片相位标记与机器配置要求吻合（左旋/右旋，初始相位角）

步骤五：安装新齿轮箱

1. 在安装法兰面上均匀涂布一薄层液态厌氧密封胶，注意避开螺纹孔和定位销孔
2. 轻轻推入定位销，使齿轮箱法兰正确就位
3. 按对角线顺序（交叉拧紧法）分三步拧入所有法兰
4. 连接驱动联轴器或皮带，并按对中要求完成精确对中校验

步骤六：叶片安装与相位校验

1. 按正确方向（CW/CCW）将旋转叶片装入转子头部卡槽，拧紧固定螺钉
2. 用百分表检验叶片端面跳动
3. 手动缓慢转动两转子，确认两叶片在纱线换向平面内的相位差符合设计要求，并确认两叶片在换向点无碰撞风险
4. 安装并调整主/辅导向板，确认导向棱边与叶片运动轨迹的间隙符合规定

步骤七：润滑脂加注

1. 确认齿轮箱内部已预注规定量润滑脂（通常出厂时已填充，初次使用前复核）
2. 若为干箱（无脂），使用润滑脂注脂枪，通过注脂嘴缓慢注入规定量润滑脂。注意：切勿过量——过量注脂是导致轴承过热的常见原因之一

步骤八：试运行与验证

确认无异常后，正式投入生产

FAQ

1. 胜邦从事哪些业务？

胜邦配备了一支一流的工程技术团队，搭配先进完备的生产检测设备，为我们向化纤企业提供优质一流的服务奠定了坚实基础。公司始终坚守自主创新的核心宗旨，致力于为各大化纤企业提供长期、稳定、全面的技术服务，助力行业实现高质量发展。

2. 胜邦的核心竞争力是什么？

我司配备了先进且齐全的化纤机械生产、检测、试验及维修设备，涵盖多用途数控机床、德国申克集团（Schenck Process GmbH）原装动平衡校正机、航天部六二五所等离子喷涂设备以及德国巴马格公司（Barmag AG）原装导丝辊热校仪等。凭借在化纤生产领域积累的多年丰富经验与成熟的系统集成技术，我们成功研制出一款具有革命性的原型多用途纺丝机，借助该设备可轻松实现单组份、双组份、多组份、预取向丝（POY）、全拉伸丝（FDY）、中强丝、超细丝及工业丝的灵活切换生产。

注: 本文综合整理自Oerlikon Barmag技术文献、行业工程规范及设备维护工程实践经验。具体执行参数（力矩值、润滑脂型号、换脂周期）须以Barmag随机提供的设备维护手册（Maintenance Manual）为最终依据，本文所列数值仅供工程参考