现代并条机的自调匀整技术.doc

现代并条机的自调匀整技术中国纺织工业协会企业技术进步咨询中心教授级高级工程师秦贞俊内容简介：20世际80年代以来，随时着电子计算机动技术、传感技术及变频调速技术与纺织机械的不断结合，使纺织机械走向高科技化，并条机也不例外，经过不断改进，使现代并条机具备了在线并条条干自调匀整，粗节疵点自动监控，全自动牵伸自动调节.牵伸罗拉隔距自动调节.形成了电子计算机自动监控的体系，此外，还改进了机器负压净化功能，以及单独传动的自动换桶体系，使并条机功能更加完善。在2007幕尼黑ITMA上展现的新现代化并条机的质量保障体系的技术进步尤为突出，国外有许多生产并条机的国家.如德国 日本.意大利.英国及瑞士等.现以瑞士立达公司的RSB系列及德国特吕茨勒公司的TD-03系列的自调匀整式并条机为例，现就高科技并条机的自调匀整技术的有关问题讨论如下：关键词 自调匀整 开环式自调匀整 闭环式自调匀整 传感器 伺服电机 主牵伸区一、瑞士立达公司的RSB系列的自调匀整式并条机瑞士立达公司研制的RSB系列自调匀整式并条机及其原来的机型，我国早期引进的RSB951以及20世纪末以来引进的RSB-D30、RSB-D35 、RSB-40JI、及RSB-401及SB-D11等在进一步提高棉条质量上都取得了很显著的进步，并在加工技术上有了很大的变化。就RSB系列自调匀整式并条机的机构特点及使用状况专作以下介绍： 并条机生产的棉条质量对于成纱质量及织物的质量十分重要。近几年来瑞士立达公司研制的RSB系列自调匀整式并条机及其原来的机型，我国早期引进的RSB951以及20世纪末以来引进的RSB-D30、RSB-D35、RSB-40JI、RSB-401及 SB-D11等在进一步提高棉条质量上都取得了很显著的进步，并在加工技术上有了很大的变化：1 RSB-40 系列并条机的最高引出线速度已达到1100米/分（SB-D11并条机）2、自调匀整系统2.1并条机自调匀整形式的确立自调匀整器形式有开环式,闭环式及混合式等,开环式自调匀整系统在并条机上应用具有检测点喂入棉条的速度比输出检测点的线速度低很多的优点以及喂入部分棉层比较厚的特点，比闭环式对条干的检测准确，尤其新式自调匀整器原理匀整电路完全实现数字化，匀整频率不是以时间作为扫描基础，而是以喂入棉条经过检测罗拉的长度为基础，先进的乌斯特匀整扫描长度为每次1.5毫米,有的还缩短到1毫米，扫描检测一次所需时间达到毫秒级，速度快，精度高，匀整频率高，一般可将25%范围内的喂入棉条匀整到1以内，因此，并条机匀整器的形式，目前已大都确定为开环式，即检测点与调整系统同在喂入侧。2.2传感器与AC同伺服电机工作原理:图1RSB-D35型并条机自调匀整系统是由一对沟槽及舌簧罗拉对全部喂入棉条进行检测,检测到的棉条均度讯号经舌簧的变形及时转换成匀整电量讯号,经电脑处理后,在原棉条即将进入主牵伸区时,由中央电脑指令高灵敏的伺服电机变频,修正喂入主牵伸区的棉条,达到对输入棉条匀整的目的,传感器对棉条的检测频率很高,而且不与速度变化相关,对输入棉条每1.5毫米检测一次,自调匀整通过一个具有极高动态性能的伺服电机，将匀整后的棉条被立即传向喂入系统，这种开环式匀整系统反应时间可缩短到毫秒级，所匀整的棉条片段长度被缩短到几公分。即使并条机引出速度达到1000米/分，自调整功能也足以相适应，而且对于生条，半生熟条及精梳条，人工接头所造成的不匀，也起到很好的匀整作用。2.3、自调匀整器的应用由于自调匀整器设计原理具有不同的探测棉条的频率，因此，不同的自调匀整系统，适应于不同的喂入棉条线速度。像乌斯特自调整系统可配备在速度较高的并条机器上，最高适应速度可达到1000米/分，国产BYD型自调匀整系统于引出速度为600-800米/分。车速在650米/分左右的自调匀整系统可采用台湾东夏的THD-901AL型匀整器。目前国产自调匀整器很多，但适应高速而且匀整效果好的还要进一步提高，据调查，在国产并条机上乌斯特条干匀整系统及台湾东夏自调匀整系统在便用时，车速也开的不理想，如果车速开的较高，匀整效果也达不到理想的不平。2.4自调整效果与并条机引出速度，生产品种及原料质量的关系：高产并条机因加工的原料不同，线速度亦不同，像1000米/分的速度是HSR1000型并条机最高速度(RSB-35及 RSB-40可达1100米/分)只可加工普通原棉；加工化纤及混纺条，引出速度在650-900米/分，精梳棉条线速度在600米/分，如TD-600型并条机是专门为生产纯棉精梳纱配套的精梳机，低级棉含而且废棉多的混合棉条限开在500米/分以下，甚至RSB系列的并条机，在加工低等级原料的棉条时车速也只能开到250米/分。生条及半熟条短绒率含量的高低会影响匀整的效果。由此可见，原料不同产品品种不同及棉条中含短绒率不同不仅影响并条引出线速度，而且自匀整效果也达不到应有的水平，这是自调匀整系统能否发挥正常作用的关键。以精梳32英支环锭纱为例：开环式乌斯特条干匀整系统在正常条件下，匀整后的熟条条干的1米.3米及5米CV值分别达到0。3，0。2及0。1，重量偏差在0。5左右，达到乌斯特2007年公报5水平。自调匀整并条机一定要加强短绒率的管理才可使成纱条干达理想水平。如果精梳条中短绒率含量在8以上，所纺出条干CV值仅可达到25水平，如果短绒率含量减少到2，细纱条干CV值可达5水平。二 德国特吕茨勒公司的TD-03系列的自调匀整式并条机 在2007 幕尼黑展览会上，德国特吕茨勒公司展出了新的并条机TD03-600、TD02并条机。都是在TD03并条机的基础上的改进与发展的。1、特吕茨勒自调匀整的并条机有两种型号，一种是用于高产范围的TC03并条机，车速最高达到1000米/分；像HSR1000、TC03 型并条机最高速度1000米/分的速度，只可加工普通原棉；加工化纤及混纺条，另一种是用于精梳环锭纱的TD03-600型，车速最高达到600米/分。 有自调匀整系统的应用应根据不同的原料、品种及不同的并条机的车速而确立的。像TD03-600的引出线速度为600米/分，纺纱品种是精梳纱，自调匀整匀整的效果好。有自调匀整的并条机机TC03还配有牵伸点的自动优化设置系统OPTI SET，通过考虑一些综合情况，如机器的设置、原料性质及周围的空调状况而完全自动确定的最佳数值。喂入原棉先经过传感器扫描后再进入主牵伸区接受牵伸匀整作用。主牵伸区距传感器约1000豪米，匀整作用要比转感器扫描时间有一定的滞后，因此主牵伸点的设置应考虑滞后的因素。此外主牵伸点的确立还要考虑原料性质、机器设置及周围的空调状况。2、短片段的匀整系统的功能：德国特吕茨勒公司新型并条机的短片段的匀整作用是由伺服电机SERVO DRAFT承担的，短片段匀整伺服电机SERVO DRAF的匀整长度很短，仅需要极少量的棉条即可修正与标准棉条的偏差。除此之外，该系统还要求能精确的收集实际运行值，准确无故障的处理信号，以及对匀整信号直接进行转换。特吕茨勒的传感器是测量漏斗，和传统罗拉与沟槽罗拉传感器不同，SERVO DRAFT能更精确的、快速的测量喂入的棉条，漏斗内的测量片的质量比传感罗拉要小的多，因此其扫描频率比传感罗拉式传感器要提高了2。5倍。一个漏斗即可包括了所有的常规棉条定量。这种传感器无需齿轮传动，比传统的传感器的锥轮的调速要简单精确的多。这种短片段匀整伺服电机SERVO DRAF系统几乎不需维修、故障少及具有更高的匀整动力，可实现最短的匀整长度。特吕茨勒的SERVO DRAFT短片段匀整装置是专门对车速在600米/分的并条机使用而优化的，与电动机及软件的微调有关。SERVO DRAFT短片段匀整作用对并条机的整个速度都可适应，即使在自动换桶的减速与加速过程中，SERVO DRAFT短片段匀整工能都能保持运行。与使用不精确控制的主电机的一般并条机相比，每米棉条的均匀度更好。同时，自调匀整TD03并条机不必通过调换齿轮来改变总牵伸的情况。由于末并条之后再也没有改进产品质量的工序，因此末并条应对每一米的棉条应进行细致的监控与匀整，使纺出的纱的质量能达到标准。这是TC03并条机的重要特征之一三、新型特吕茨勒并条机TD02特吕茨勒新近研制开发了全新的不带自调匀整的并条机TD02，机上的牵伸系统另部件基本上是采用稳定可靠的TD03的，可避免工艺及质量标准的降低。其中包括4上3下牵伸装置、气动加压系统、数控高动力伺服电机、主牵伸区应用压力棒、牵伸系统快速调节、低能耗的滤尘箱的持续吸风系统及气动导条系统。特吕茨勒TD02并条机的牵伸系统直接安装在换捅装置的上方。换捅装置基本上与TD03及TD07相同。导条系统及换桶装置的圈条盘分别是独电机传动的。节能、减少维修。牵伸宽度加了15豪米以改善高蓬松度纤维的加工。不带自调匀整的并条机TD02的主要用在加工低挡原料及低车速的产品，也有可用于高速并条机 上加工普通棉产品的，加工纯棉或混纺普梳或精梳环锭纱的头道并条机用。现代化的清梳联的生条的不匀率已经过双棉箱给棉机、梳棉机智能化棉网喂棉系统、长短片段匀整系统的匀整及一系列的在线质量控制系统如自动调锡林盖板隔距、自动磨针等高技术的控制，生条质量已经有很高的保障，不带自调匀整的并条机TD02上不需再进行匀整只要并合就能很好的满足下工序的要求了，尤其是在生产一般挡次的转杯纱中不带自调匀整的并条机TD02已完全可以满足要求。四、并条机的其他进步RSB系列并条机及TD-03、 SB-D11并条机的许多重要改进对其自调匀整效果及产品质量的稳定与提高有很显著的影响：1、 RSB系列并条机为三上四下罗拉式压力棒牵伸体系(TD-03并条机为4上3下牵伸装置、气动加压系统、数控高动力伺服电机、主牵伸区应用压力棒)，结构筒单，调节方便，容易清洁保养，适应性强，并可加工各种类型纤维及纺制各种重量棉条。压力棒在主要牵伸区里，在牵伸过程中保持对纤维良好的控制，井在特定的范围内控制短片段重量偏差。2. RSB系列并条机及TD-03并条机的牵伸系统配有负压吸尘装置，使得牵伸部份的整个区域都处于不停的负压吸风的范围中，以减少并条机棉条中的杂质及尘绒的含量，这对于在转杯纺上进一步加工优质纯棉纱是一项十分重要的技术措施。除了能有效地排出棉条中的杂质以外，负压吸风体系还能经常保持并条机牵伸工作区的清洁。据介绍RSB系列及并条机及TD-03并条机的负压吸风清洁循环可以增加到10倍。3、并条机的传动,RSB系列型并条机以平皮带传动代替了传统的齿形带传动消除了由于杂质在皮带上的堆积造成的棉条误差，也减少了噪音。4.棉条喂入部份RSB系列并条机的棉条喂入部份由喂入架和积极传动的喂入罗拉组成。采用积极传动的喂入罗拉喂入棉条，对自调匀整器是个有利条件，特别是加工抱合力差的棉条(如精梳棉条及喂给喷气纺的细棉条)，及棉条的喂入速度很高，超负荷时对匀正器的作用更为有利。该机还提供不同的机架及喂入导条罗拉尺寸，可充分利用车间空间实现最佳排列。TD-03并条机的喂入部分是单独电机传动的。5、棉条的结构 并条机输出的棉条必须具有紧密的形状与结构，使在下一道工序中不产生假牵伸或纤维滑移现象。因此在圈条成形过程中要求能够生产出紧密而光滑的棉条。， 因此，棉网引导元件，棉条集束器及棉条通道(斜管)等对于棉条的结构和外形都是十分重要的。导条元件的尺寸设计对生产细支棉条尤为重要。在RSB系列及TD-03并条机并条机中，棉条通道(斜管)及圈条器都是由不锈钢制成并且适用于各种类型的纤维。TD-03并条机的圈条机构是单独电机传动的。6、现代型新并条机大都配有匀整机构、粗节疵点的在线监控技术、自动牵伸调系统及自动调牵伸质量保体系。（像粗节疵点的在线监控技术，可监控棉条的粗节疵点在粗于正常棉条15%-25%之间，超过25%立即停车）使并条机在纺织工艺中对改善成纱质量，降低条干不匀率、减少纱疵，提高混合均匀度起十分重要的作用。五、匀整效果的讨论电子计算机控制的自调匀整系统，通过操作板，可以设定棉条匀整界限（重量偏差1米，3米及5米，条干W值），如果重量偏差，重量W值超限，机器自动停车。1、自调匀整系统一般都应用在末并条机，对应喂入条干长片段的平均重量偏差和短片段周期性重量波动。仅依靠并合作用只能介决短、中片段的不匀；而长短片段的自调匀整装置能介决长短片段周期性不匀，并条机上将棉条并合及自调匀整作用相结合，可比较理想的便熟条达到较高的均匀水平。2、介决长短片段不匀，可介决对纱条重偏及纱条重量不匀的控制，而长片段匀整则保证长片段平均重量的稳定性，这样才能保证成纱重量不匀平稳定在一定的水平上。细纱重量不匀率下降，必定会影响成纱条干均匀度变异系数的下降，改善成纱强力的均匀度，使平均强力提高，减少强力极差，提高细纱最低强力，从而减少细络及织造工序的断头，提高下游工序效率。3、新型并条机自调匀整的概念还包括保证并条机停机及启动时，能使棉条质量保持在高水平上。不论并条机车速快慢，测试重量不匀率虽然不代表重量偏差，但两者又相互影响，重偏控制不当，会使重不匀增大，反之，当重量不匀率大时，重量偏差就难以控制与掌握；纱条重量不匀率与纱条条干均匀度有关，重量不匀率低的纱条条干均匀；重量不匀率与乌斯特条干CV%值也相关，重量不匀率低，说明纱条内单位长度里的重量比较均匀。4、并条机上设计的匀整机构主要是为了消除由于喂入棉条造成的纺纱重量偏差。匀整器的种类很多，在实际应用当中，开环式匀整器是广为采用的形式。开环式匀整器可以使喂入棉条的微小重量偏差受到控制及纠正。在开环式控制体系中，通过一对沟槽及舌簧罗拉(德国特吕茨勒TD-03的传感器是个漏斗) 检测进入喂入罗拉的棉条中厚的部份，并将被测试值贮存起来，直到被测部份到达主牵伸区的牵伸点的片刻，瞬间由气动伺服电机改变牵伸倍数，还需要十分精确地检测出极微小的偏差如精梳条的接头点。 5、除此之外，应用高动力的伺服电机来直接改变牵伸倍数调整的准确性，取决于棉条重量偏差的精确测量，也同样依靠无误的自调匀整的结果。在。RSB系列及TD-03并条机上所有通过的棉条要不断地接受探测器的扫描检测，扫描距离为1.5毫米，检测频率达到毫秒级，可将25%范围内的棉条匀正为1%以内。无论喂入棉条的速度高或者低，其重量偏差测试的精确程度都是一样的。如上所述量漏斗内的测量片的质量比传感罗拉要小的多，因此其扫描频率比传感罗拉式传感器要提高了2。5倍。一个漏斗即可包括了所有的常规棉条定量。6、由于匀整体系对棉条的测试均保持恒定的间隙时间，当棉条通过速度增加时，测试讯号间的棉条长度也相应增加因此棉条重量偏差变化与匀整过程相关。RSB系列并条机及TD-03并条机在引出速度为8 00米分时。相对应的喂入速度为130米/分，测试讯号距离则约为25毫米或4倍长度。立达RSB-40系列并条机配备的AOTOset自调匀整系统.保障了棉条高质量. 结语：并条机是纺纱工厂的关键工序，是提高与改进纺纱质量最后一道工序，因此可以认为末道并条机对棉条的质量有决定性作用，对提高棉纱质量很为重要。高科技并条机的在线自调匀整技术是在并条机上重要的提高熟条质量的技术措施。开环式自调匀整系统在并条