新型并條機質量管理的技術進步

　　【摘要】：新型并條機具有漏斗式粗節傳感器對并條機的產品質量進行在線管理；并條機的導條架（導條羅拉）是獨立電機傳動的，取消了并條機主機對導條架的機械連接；采用單獨傳動的有自調勻整功能的電機傳動導條羅拉，使勻整精度更高;改善了4上3下的壓力棒牽伸系統保證了上皮輥的100%軸向平行，從而保證優化了棉條的均勻度;有自調勻整的并條機TD03還配有電子計算機控制的對牽伸點的自動優化設置系統OPTISET及大條桶的應用

　　一、漏斗式粗節傳感器對并條質的在線質量管理：
　　1、傳統的并條機棉條粗節監控器是凸凹羅拉式的，在凸凹粗節監控器羅拉式粗節管理之前是實驗室取樣的離線檢驗，新型高速并條機早已改用在線凸凹羅拉式粗節監控器，由于凸凹羅拉式粗節監控器的傳感器不靈敏。已研發出的新型的棉條粗節監控器是漏斗式的，如圖1特呂茨勒并條機的漏斗式傳感器的工作原理圖。與傳統羅拉與溝槽羅拉傳感器不同，SERVODRAFT能更精確的、快速的測量喂入的棉條，一個漏斗即可包括了所有的常規棉條定量。這種傳感器無需齒輪傳動，比傳統的傳感器的錐輪的調速要簡單精確的多。這種短片段勻整伺服電機SERVODRAF系統幾乎不需維修、故障少及具有更高的勻整動力，可實現最短的勻整長度。特呂茨勒的SERVODRAFT短片段勻整裝置是專門對車速在600m/min的并條機使用而優化的，與電動機及軟件的微調有關。為了避免疵條的產生，在并條機的輸出部份對棉條進行連續的監控，同時可提供準確的實際運行數據，實際數據與正常數值相對比，一旦出現超限問題機器自動停下來。監測器可對如下參數進行監測：　　　　

　　
　?、佟?A％極限(調節極限Adjustable)；A%極限設定1000m棉條中＋15%～＋25%之間，＋15%以下對成紗質量無顯著影響，＋25%及以上顯著影響紗線質量，自動報警停車待處理。
　　圖1中2為彈簧加壓測量桿，本身重量很輕，只有一根火材棒那樣重，以保證高掃描頻率的高靈敏度。漏斗內的測量片的質量比傳感羅拉要小的多，因此其掃描頻率比傳感羅拉式傳感器要提高了2.5倍。漏斗式粗節傳感器比凸凹羅拉式的傳感器靈敏的多。
　?、凇l干CV％極限；
　　第一是典型周期性疵點的波譜圖極限(這些疵點會造成染疵)。第二是棉條監測器提供了生產技術數據的濃縮歸納值，輸出棉條的CV％值在熒光屏上顯示。并打印簡要報告8小時內機器停臺次數及停臺時間，8小時運行的效率情況，CV％值的變化情況。機器運行起始及未端時間及動力故障等。根據需要可打印詳細的報告其中包括部分信息，即整個8小時內的現時波譜圖及A％曲線。如圖2所示。　

　　經過大量試驗得出如下結論：當棉條長度大于20mm，棉條重量偏差大于15％時，定為熟條棉條粗節疵點，也是熟條粗節疵點在線監控的下限。
　　2、粗節疵點的在線監控制技術的作用
　　粗節是發生在棉條或紗線上的偶發性疵點，其外觀是沿棉條長度方向上橫截面粗大的偏差。一般紡紗廠大都利用試驗室離線烏斯特條干儀對棉條進行檢驗，通過檢驗發現紡紗過程中這種偶發性粗節疵點及產生的原因，但這種利用試驗室離線烏斯特條干儀對棉條進行檢驗粗節的方法粗節點已流入到紗線階段，除了切除以外，已無其它方法挽救，以致會造成一定程度的質量問題及浪費。
　　現代化高科技的并條機，已配置了單獨檢測與糾正粗節疵點在線自動監控體系，可直接在線檢測一定長度內的棉條重量的偏差，這種在線監控技術是設在并條輸出部分，可連續不停的在生產全過程中對棉條粗節疵點的質量監控。
　　以HSR1000型并條機為例，機上裝有高精度的機械彈簧負荷掃描系統“SLiverFocus”，這種監控系統對訊號反映很靈敏，當棉條輸出速度為1000m/min的動態條件下，可將測得的棉條粗節數據（重量偏差）訊號應用無接觸、無磨擦感應式遠距離傳感器，可靠的檢測全部棉條長度范圍內的粗節變化，而且被檢測的棉條不因設置粗節監控器改變前進的導條路線，這種新式檢測儀可在線檢測棉條支數，支數偏差，短片段棉條不勻產率（CV%值），并設有長度方向的重量變化曲線—波譜圖，可直接讀出周期性棉條重量偏差等。監控操作簡單，只要操作機上控制板即可完成監控，并從檢測訊號中應用特定的計算方法推導出粗節疵點的偏差程度。
　　3、被檢測的熟條疵點與成紗粗點相關程度試驗
　?、拧⒉l機在線檢測的粗節疵點與環錠細紗機，轉杯紡紗機紡出的細紗長度粗節疵點相比較，根據紗疵分級儀檢測結果，可看出熟條粗節與細紗長粗節相關，如圖2-3-6所示為熟條粗節與細紗粗節疵點的相關程度。
　　圖3中的試驗條件：熟條號數58KTEX，環錠細紗20英支，轉杯紗18英支，可試驗長度為10萬米粗節疵點數，熟條疵點為粗節個數/千米，在圖3曲線中可看出環錠紗，轉杯紗粗節疵點的分布基本與熟條疵點的分部狀況相類似。并條機棉條粗疵點的檢測，可及早發現半制品熟條的重量偏差，并迅速反映出問題所在，以便及時解決。
　　⑵、在線熟條粗節疵點檢測系統可直接將條干勻均度，重量偏差，粗節疵點以波譜圖方式報告出，并配有報警功能，可及早糾正粗節疵點，以減少下游工序（絡紗機電子清紗）的負擔。
　?、恰⒉l機上在線監控系統，及早從熟條中發現粗節，并予以糾正的功能是減少紗疵，提高紗線質量的超前基礎工作。當發現粗節疵點超限時，會自動指令并條機停車，一般超限停車的界限是正常棉條粗節的兩倍。即正常粗節在＋15％及以下，超限粗節疵點為＋25％及以上，界于正常水平及停車界限之間的粗節偏差程度是正常的，對后工序成紗質量的影響并不顯著。為了正確掌握并條粗節疵點進行正確分類，將100km棉條分成三級：＋15％，＋20％及＋25％。＋15％的粗節疵點與牽伸本身產生的疵點相關；＋25％的粗節疵點與喂入部分的缺陷有關。與正常棉條相比較時，如果這類粗節疵點是呈顯著比例增加趨勢，可將產生的疵點很快鑒別出產生的原因。

　
　　
　　圖3、棉條粗節與細紗（包括轉杯紗）粗節關系曲線圖
 

　　4、在并條機上應用在線粗節的監測作用,可有助于提高棉條及棉紗的質量，還可以根據統計資料的分析結果進一步優化紡紗工藝及設備狀態，使產生粗節疵點的相關因素得到及時糾正。在線粗節監控系統對粗節疵點的反映很及時，并加以區分，凡超過規定極限值時，會自動指令停機，并在熒屏上顯示報告，終端顯示還可報告出每個條桶中粗節數量及其它質量數據；如喂入棉條不勻率，3cm、10cm及1m的棉條不勻率及重量偏差等。甚至報告出每個條桶中粗度為＋15%的粗節疵點數。在運轉管理中如果粗節疵點增加程度不足以使機器自動停車或報警，檔車工也應對這些疵點作出標志，以便下工序發現，并根據波譜圖快速判斷產生粗節疵點的原因。
　　5、產生粗節疵點的原因分析
　　⑴、喂入并條機的棉條有缺陷，即半熟條，生條質量有問題，如生條短絨多，頭并條機圈條器傳動帶有問題，頭并圈條質量差，這種類似的原因發生頻率很高。
　?、啤⒉l機上有關另部件或機器安裝有問題，如另部件不好，勻整系統有問題，加壓系統有故障，吸塵系統不暢，負壓不足，飛花吸不走，并條機上皮輥磨損或損壞。
　　⑶、原料有問題：纖維長度有變化。
　　大多數粗節產生于并條機喂入的原料（半熟條或生條）有缺陷。是產生粗節疵點的根源，其它未并條安裝不良及有關加部件有問題產生的粗節疵點以及原料的改變，對產生粗節的影響很少。
　?、取⒘_拉鉗口隔距，皮輥狀況對產生粗節的影響
 

　　如圖4所示，每次抽查輸出的500m棉條，并以不同的鉗口隔距進行對比，主牽伸區羅拉鉗口距離與粗節疵點分布的關系經過反復試驗發現：假如鉗口隔距太小，粗節疵點的發生會相應增加。一定長度的纖維都有最佳的羅拉鉗口距離，從圖4中可看出安全鉗口距離約在2mm的邊緣，最佳鉗口距離為43mm，此數可做為并條機初始安裝的依據。及早發現處理或報警，在并條機上棉條粗節疵點，可以減少對下游工序產品的危害性，并使長片段質量得到保證，現代化高科技并條機上不僅配備了自調勻整系統外，還配有對棉條子粗節疵點的在線檢測技術，可很好的監控條粗節疵點，對提高紡紗質量起十分重要的作用。
　　4．目前先進的并條機的引出線速度已高達1000m/min，立達的新型并條機可開到1100米/分，是否還可以再加高是業界關心的問題，從生產的品種來看不論是立達或特呂茨勒所產的最新并條機的名義速度都定為1000m/min。速度要適應生產特定的品種及原料的。不同的品種應用不同的車速。高速并條機因加工的原料不同品種不同，引出速度亦不同，像1000m/min的高速并條機只是最高速度，只可加工普通原棉；加工化纖及混紡條，引出速度在650～900m/min，精梳條線速度在600m/min，優化的精梳條線速度也只在450-500m/min.低級棉含而且廢棉多的混合棉條限開在500m/min以下，甚至RSB系列的并條機，在加工低等級原料的棉條時車速也只能開到250m/min。生條及半熟條短絨率含量的高低會影響勻整的效果。由此可見，原料不同產品品種不同及棉條中含短絨率不同不僅影響并條引出線速度，而且自調勻整效果也達不到應有的水平，合理的速度是自調勻整系統能否發揮正常作用的關鍵。特呂茨勒的新型并條機也對不同原料及品種應用不同的車速。并條機上的自調勻整系統適應不了再高的速度。棉條引出速度因棉條在圈條器上高速運動會嚴重影響棉條質量，可以認為圈條器斜管問題制約了并條機的引出速度的提高，因此到目前為止條機的引出速度仍最高限制在1100m，一般在1000m以下。綜上所述，可認為并條機的車速以1000m/min是當代并條機的上限。
　　二、并條機上應用在線粗節的監測作用,可有助于提高棉條及棉紗的質量，還可以根據統計資料的分析結果進一步優化紡紗工藝及設備狀態，使產生粗節疵點的相關因素得到及時糾正。在線粗節監控系統對粗節疵點的反映很及時，并加以區分，凡超過規定極限值時，會自動指令停機，并在熒屏上顯示報告，終端顯示還可報告出每個條桶中粗節數量及其它質量數據；如喂入棉條不勻率，3cm、10cm及1m的棉條不勻率及重量偏差等。甚至報告出每個條桶中粗度為＋15%的粗節疵點數。在運轉管理中如果粗節疵點增加程度不足以使機器自動停車或報警，檔車工也應對這些疵點作出標志，以便下工序發現，并根據波譜圖快速判斷產生粗節疵點的原因。
　　四、現代高速并條機的技術新發展
　　并條機是紡織工藝中改善成紗質量、降低條干不勻率、減少紗疵、提高混合均勻度的主要工序，20世際80年代以來，隨著電子計算機技術、傳感技術及變頻調速技術與紡織機械的不斷結合，使紡織機械走向高科技化，并條機也不例外，經過不斷的改進，使現代并條機具備了在線并條條干自調勻整、粗節疵點自動監控、全自動牽伸自動調節、牽伸羅拉隔距自動調節系統。形成了電子計算機自動監控的體系，此外，還改進了機器負壓凈化功能，以及單獨傳動的自動換桶體系，使用了1米直徑大條桶，使并條機功能更加完善。現代化并條機的質量保障體系的技術進步尤為突出。因此除了新發展應用的漏斗式式粗節傳感器對并條質的在線質量管理外還研發了一些新的技術進步如2007幕尼黑ITMA及2011巴塞羅納ITMA，德國特呂茨勒公司展出了新的TD03-600、TD02并條機，都是在TD03并條機（如圖5所示）的基礎上的改進與發展的。其特點有
　　1．新研發的并條機的導條架（導條羅拉）是獨立電機傳動的，取消了并條機主機對導條架的機械連接；采用單獨傳動的有自調勻整功能的電機傳動導條羅拉，使勻整精度更高；并條機的張力牽伸可設置的十分精確，減少了棉條在導條架部份的意外牽伸，使自調勻整效果更好。這對于加工敏感材料及頻繁換批是十分有利的。
　　2．特呂茨勒進一步改善了4上3下的壓力棒牽伸系統，第4根上皮輥保證了棉條在牽伸系統輸出端輕柔地導向，同時主牽伸區的可調壓力棒使包括短纖維在內的所有纖維的導向都受到控制，在調整牽伸寬度時上皮輥在下拉羅拉的軸承套中調節，這樣的調節方式，加上高精度的機械加工水平，保證了上皮輥的100%軸向平行，從而保證優化了棉條的均勻度。
　　3．特呂茨勒有自調勻整的并條機TD03還配有電子計算機控制的對牽伸點的自動優化設置系統OPTISET，通過考慮一些綜合情況，如機器的設置、原料性質及周圍的空調狀況可在幾秒鐘內完成主牽伸的最優化，完全自動確定的最佳數值。喂入原棉先經過傳感器掃描后再進入主牽伸區接受牽伸勻整作用。主牽伸區距傳感器約1000mm，勻整作用要比轉感器掃描時間有一定的滯后，因此主牽伸點的設置應考慮滯后的因素。此外主牽伸點的確立還要考慮原料性質、機器設置及周圍的空調狀況。具有智能化的自我管理的能力。
　　五、大條桶的應用
　　早在20世紀末國內外已在梳棉機上應用了直徑1000的大條桶，對提高梳棉機機下游工序的產質量及減少勞動力起很大的作用?，F在又在RSB-D22并條機及新型紡紗生產線上應用直徑1000毫米的大條桶，紡前準備中梳棉機大都采用了1000毫米直徑的大條桶，給生產帶來了許多方便，以往大條桶在梳棉機上的應用減少了梳棉機及下工序的換桶次數及接頭次數，提高了梳棉機效率及生條質量。
　　1、現在國際上在頭道并條機（SB-D22雙眼并條機）上也采用了直徑1000毫米及高度為1200毫米高的大條桶，使每年的換桶次數減少了4萬次，每天可減少100多次換桶。不僅減少了換桶運桶次數，而切減大少了結頭次數大的提高了并條機的效率及質量。如圖5　　
　　

　　圖5、條桶直徑與高度與換桶次數的關系
　　從圖5中可看出，當條桶尺寸直徑為1000毫米及高度1200毫米時要比其它尺寸的條桶的容量大，比400X900的條桶的容量大的多，相比之下年換桶次數大桶比小桶減少4萬次。像立達公司產的SB-D22雙眼并條機就是應用1000X1200大條桶，引出速度達1100米/分；大條桶棉條結頭少，質量好也減少了絡筒機的電清切斷次數，從而提高了絡筒機的效率。也減少了用工。為了與大條桶配套，并條機的喂入導條部份的幾何尺寸相應做了新的設計如圖2所示

　　
　　圖6為第一二道并條機的喂入部分排放1000毫米大條桶的排放法及自動換桶
　　直徑達1000毫米雙眼并條機的自動換桶是這種雙眼并條機的的獨特之處，整個換桶過程不需要人工介入看管，可使較長時間里確保生產穩定，確保穩定高效生產，與傳統的老式雙眼并條機相比效率提高10%，使用大條桶比一般小桶日產多3-6噸。這種大條桶帶自動換桶裝置可使檔車工多看的機臺增加，由4臺增到6臺。立達的SB-D22就是這種新式的自動換大桶的并條機，自動換桶裝置有條桶庫，可存有4個大桶，一對在用，一對空桶備用，當滿桶時，機器停止運轉，換桶裝置旋轉180度，兩個空桶自動換下滿桶，機器自動繼續運轉。大條桶的應用基本上介決了紡前自動化聯接的問題。
　　立達產的J20噴氣紡紗機及轉杯紡紗機都是應用1000毫米直的大條徑桶由梳棉機直供或用一道并條機的1000毫米大桶供應半熟條.。
　　大卷裝一方面可節省勞力，主要的是減少了接頭，更主要的是由于通過計算計的控制，接頭質量高，減少了人工接造成的疵點及斷頭從而提高了產品質量及生產效率，基本上實現了紡前各工序間的自動化聯接問題?！　　?/p>

　　
　　瑞士立達SB-D22型雙頭并條機的引出速度的到1100米/分，沒有自調勻整裝置，可節省勞動力、占地面積及能源成本。最突出特點的是在這種并條機上配用1000毫米直徑及1200高的大棉條桶容量大比條桶直徑為400x900、500x1100及、600x1200毫米高條的桶容量最大，每年可減少換桶次數高達40萬次，即減少接頭40萬次，在同樣使用自動換桶的條件下使并條機日產量多3-6噸，用電成本降低10%，占地面積如果按裝在地基下時機器長度還可減少長度1米。
　　
　　結語
　　并條機是紡前準備工序的很重要的工序，并條以后再也沒有改善棉條不勻率及減少紗疵的工序、因此并條機對于提高棉條及紗線質量很關鍵，主要是解決好喂入下工序的棉條的條干不勻及粗節疵點問題。經過并條機本身的牽伸并合機構的功能使并條條干得到改善。粗節檢控技術也經過多次的研究及生產實踐得到改進，粗節疵點的排除從離線取樣測試發展到在線的漏斗式快速傳感器的粗節檢測系統。漏斗式快速傳感器的粗節檢測系統提高了對粗節疵點的監控與排除能力使產品質量進一步提高；并條機的導條羅拉由主機傳動改為單電機調速傳動使勻整精度更高；并條機的張力牽伸可設置的十分精確，減少了棉條在導條架部份的意外牽伸，使自調勻整效果更好。
　　并條機配有電子計算機控制的對牽伸點的自動優化設置系統OPTISET，通過考慮一些綜合情況，如機器的設置、原料性質及周圍的空調狀況可在幾秒鐘內完成主牽伸的最優化，說明并條機已步入智能化的新階段；特呂茨勒的并條機改善了4上3下的壓力棒牽伸系統，加上高精度的機械加工水平，保證了上皮輥的100%軸向平行，從而保證優化了棉條的均勻度。此外RSB-D22并條機及新型紡紗生產線上應用直徑1000毫米的大條桶，大條桶在并條機上應用減少了并條機及下工序的換桶次數及接頭次數，提高了并條機效率及半制的質量。
　　關于并條機車速問題，由于圈條器斜管問題的制約及原棉質量紡紗品種等影響了車速的進一步提高目前引出線速最高應以每分鐘1000米為限。
　　
　　
　　參考文獻
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