并条机技术的发展(上)
2023-03-07
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应用技术 纺纱技术 Spinning Technology 并条机技术的发展(上) 文l缪定蜀刘国卫 摘要:文章叙述了国内外并条机新技术、新材料、新工艺发展进入了一个高速度、高产量、高质量、高效率与 节能、高稳定性和可靠性的发展阶段,上述整体功能的实现满足了当今电子化、信息化、网络化、自动化、连 续化的大方向,并、粗、细、络连接已成为可能。 关键词:并条机;喂人系统;加压系统;牵伸结构 中图分类号:TS103.224 文献标识码:A An Analysis on the Development of Super High Draft Spinning Technique(I) Abstract:The applicatioi1 of super high draft spinning technique has attracted iTiore and more attention,but it sti1I has nlany pl’obleiIIS to be solred:whether slivet 0r roving should be ted as semi—finished products? Supel gh draft n assenlbly iS stil1 under study alld ilot nlature:how to choose the trailSli1issiOtl Iilie draft adi LIstillellt and drMng elelnent of driving gear'?ttow to reasonab1Y disti’ibute draftiIIg ratio ol’each draft zone.SO as to improve draftiIl efficiency?This article introduces super high draft spinling technirque mainly if'o}¨the above—mentioned aspects. Kev words:super high drafting:dra[i adiustnlent;driVing geal’:draft distributioI1 并条机已进入_个全新快速发展时期,展现在我们面前 的是高速度、高产量、高质量、高效率与节能、高稳定性和可 为150 m/min。其中80年代初生产的A272F型并条机,总结 TA272型以前各型使用经验改进而成,成为八、九十年代既 可做纯棉又可做化纤及其混纺产品的主要并条机型,风量 kLA272型增 ̄N67%,传动方面采用平皮带传动、电容刹车、 双速双绕组专用交流电机,可减少规律性条干不匀,出条速 度为180~250 m/min,受到用户厂的普遍好评。第三代并 条机的代表是FA302型并条机,它与A272F型相比较,在各 方面都提高一个档次,吸收国外先进技术,采用四上三下 牵伸形式,可同时加工纯棉及中长化纤混纺产品。为了适应 高速,车头尾采用封密油浴齿轮箱,自动换筒,高架顺向导 条,光电断条自停,出条速度最高为400 m/min,90年代中后 期成为国企棉纺织厂主要并条机型,而且大量出口,创造了 靠性、故障率几乎趋于零的完美的现代化并条机。并条机新 技术的大量运用,得益于计算机控制、PLC、工控机、伺服控 制、变频器、USG匀整系统、气动加压系统、高新器材运用等 技术的飞速发展,并条机实现模块化设计, ̄llf/O模块、伺服 模块、USG控制模块、气动加压模块、牵伸模块等,从而达到 高度自动化、数字化、连续化、网络化。现代并条机的操作让 人耳目一新,自动改变工艺、自调匀整、粗节与条干监控、自动 换捅、自动清洁等生产质量的技术措施成为可能。 1 国内外并条机的发展历程 1.1我国并条机的发展 我国第一代并条机是在20世ggso一60年代初由早期 唯一生产并条机的专业纺机厂一一沈阳纺织机械厂生产 的1242系列多眼并条机,出条速度只;i ̄40 m/min。第二代并 条机是60年代中期开始生产的A272系列并条机,出条速度 较好的经济效益。与此同时,第四代高速并条机及带自调匀 整、自动落筒高档次并条机大量推出。除沈阳宏大纺机的 FA306型、FA326型(带自调匀整,出条速度600 m/min),天 门纺机有限公司FA315型、FA317型、FA319型(带自调匀整, 出条速度700 m/min)是21世纪初棉纺企业技术改造的主力 作者简介:缪定蜀,男,1948年生,总工,研究方向为纺纱新技术。 作者单位:江苏东华纺织有限公司。 机型。陕西宝成有限公司生产出FA31 1型、FA313型、FA322 型(带自调匀整)高速并条机,在国内市场占有相当比例。 64 I纺织导报China Textile Leader 2013 No.1 90年代后期及21世纪并条机的发展,尤其是高端并条 机的研制与生产进入一个大发展时期。经纬纺机股份有限 公司公司的JWF302A是单头并条机,并配有USTER的USG 自调匀整机构,以保证棉条的不匀率及质量。JWF13/2是两 头自调匀整三上三下压力棒式并条机,牵伸系统有导条罗 拉;天门纺机有限公司FA381A并条机是车速为1 000 m/min 的单眼带短片段自调匀整高速并条机;沈阳宏大纺机有限 公司的JWF1301型(单眼)并条机1 000 m/min;宝成FA381 型(双眼)、FA382型(单眼)并条机1 000 m/min;东飞马 佐里纺机有限公司UNIMAXR ̄J;自调匀整式并条机是适 应高速的并条机,有自动接条装置及远红外线自动停车系 统,最高引出速度1 100 m/min;东夏纺机DV2(AL)车速为 800 m/min(带自调匀整);宏源纺机有限公司的HY31A高 速并条机,引出速度为1 000 m/min;青岛云龙纺机有限公司 FA316B型600 m/arin(带白调匀整)及变频调速;河北太行 机械工业有限公司FA398型(单眼)并条机1 000 m/min;上 海纺机总厂CB100(Z)单眼)并条机1 000 m/min,均代表 当前国内并条机最新最高技术的发展。 近年来,我国纺机设备机电一体化技术取得了长足进 步,与国际同类先进纺机设备相比,差距正在逐渐缩小,部 分产品已经达到国际同类产品的先进水平,一些国内纺织 企业在设备选型时希望能够找到进口设备的国产替代品, 以求降低设备投资成本。在业内同行人士的心目中,单眼自 调匀整并条机是国产机型难以替代的进口产品之一! 在ITMA ASIA+CITME 2012 ̄,国内主要并条机生 产厂家沈阳宏大纺机、天门纺织机械有限公司、青岛云龙纺 机、杭州东夏纺机公司、陕西宝成公司、上海纺机总厂等均 展出他们研制的最新产品。天门纺机的TMFD81系列并条 机,全面诠释了“简便”的设计理念:(1)机械结构“简便”: 在机械结构上采用了最“简便”的的设计;传动路线“简 便”,全机最长的传动级别不超过3级,传动路线短,减小了 传动的累积误差;传动方式“简便”,传动全部采用齿形带, 运行平稳,噪音低,能耗小,可节’1一 ̄,15%~20%。(2)工艺 调整“简便”:运用PLC控制、触摸屏显示、变频技术、中央 网络接口等设计,使工艺管理、调整变得“简便”;重量调整 “简便”,采用电子调压系统,数字式调节重不匀,无需更换 牙轮;张力变化“简便”,圈条、前区、后区、导条四大张力牵 伸均可实现多级调节,且无键连接。(3)设备维护“简便”: 摇架上下起落采用气动弹簧支撑,开合方便,摇架可悬停在 任意方便操作的位置;自停全部采用接近开关,灵敏度高, 调节简单,可配置自润滑系统;使用中央网络,方便数据统 Spinn ng T ̄ e纺纱技术『应用技术rc,hnnolnorglwy …… 。 一管理。同时推出新 ̄TMFD81S 800 m/min的高速并条机, 具有自动换桶、断条自停、自动剥棉、自动加卸压、输出自动 检测、变频调速及重不匀数字式调节等功能。TMFD81L双 眼自调匀整并条机配备乌斯特新一代UQA自调匀整仪,两 眼完全分开,独立牵伸传动,质量稳定,性能可靠,生产效率 高,据生产厂家介绍,可以顶替进口自调匀整并条机。 沈阳宏大纺机最新研制开发的JwF1 302A单眼自 调匀整并条机或许成为为国内纺织企业一个不错的选 择。JWF1302A单眼自调匀整并条机是沈阳宏大纺机在 JWF1302单眼并条机的基础上开发研制的。该机采用了超 短片断自调匀整技术,计算机控制与机械系统结合完美,机 电一体化程度显著提升,展示了并条机的全新设计理念。 JWF1302A单眼自调匀整并条机已经在无锡马山试验中心进 行了一年的运行试验,结果表明:该机在高速运转的情况下, 匀整效果良好,其自身的“专家门诊”系统及可靠的抗电磁 干扰能力提高了棉条质量,产品质量的稳定性得到保障。 陕西宝成BHFA1382单眼并条机实开车速达到1 000 m/ min,采用瑞士Uster(乌斯特)公司USG短片段自调匀整、气 动加压技术、集中润滑装置;滤棉箱后置,风道独立;配有 自助剥棉器;具有故障自诊断功能,网络接口,操作更简便。 1.2国外并条机的发展特色 对于进口并条机的真正认识是源于我国改革开放初 期,陆续从欧、日等发达国家少量引进部分并条机,如日本 原织机厂樱桃牌D一400MT型、CherryDX一500型,德国Zinser (青泽)720型、720/2型,德国因果斯塔特SB6型、SB52型, 意大 ̄lJMarzoli(马佐里)SH1型、SH2型,英国PlattDF、DG、 DH10A、lOB型,瑞士Rieter(立达)公司D 0/2、D 0/6、D 1/2、D1型等。立达公司在ITMA ASIA 2005首次推出新一代 RSB—D40、SB40(不带自调匀整),普梳20 ,输出速度750 m/ min,kLD30(700 m/min)高7%,由于断头和清纱接头减少, 转杯纺纱机效率提高0.4%。同时可加工含糖量较高的棉花, 这是首次采用周期性提起清洁片,使胶辊保持清洁,清洁周 期从0.5 h延长至4 h。在ITMA 2007上立达公司展出了他们 最新的单头并条机SB—Dll,其最高引出线速度为1 100 m/ min;配有自动换桶装置,条桶直径为600~1 000 mm,可储 存两个条桶。在技术及产量上基本上是按照RSB—D40型并 条机设计的,其特点主要有:SB—Dl l型并条机三上三下牵伸 体系的牵伸区是一种倾斜的排列,以使棉条得到柔和的并 合。专利技术CLEANcoil使并条机在高车速的情况下圈条器 很少有对棉条有拉伸的误差;由于使用了大条桶,因此棉条 接头少;棉条桶直径为600~1 000 mm;使用大条桶及应用 www texleader.com cn I 65 应用技术 纺纱技术 Spinning Technology 气动穿条生头技术,SB—D1 l卜应用了立达线性自动换桶装 置,使最高车速达I 100 m/min,生产效率高;占地面积少;传 动带代替了齿轮传动、组装快及开车迅速,使维修费用低。 立达RSB—D35采用矩形条筒,容量比圆形条筒多出 75%,降低操作成本,细纱机效率更高。RSB—D45C型是一 款主电机带变频器的机型,适合品种经常性调整,具有更高 生产效率。导条架机后喂入有两种方式可选,这是立达专有 技术,即除了维护性极佳的两排喂入条筒排列外,还采用了 条筒排成三排的排列方式。其最大好处是减少喂入至罗拉 的条子长度,减少意外牵伸,保证调节精度。立达RSB—D22 双眼带自调匀整2 X 1 100 m/min,RSB—D22的优势在于机 器两侧及自调匀整功能可独立运行,因此,两个输出眼均可 达到与单眼自调匀整并条机RSB—D45完全相同的质量和产 量水平。其它优点还有占地面积小、能耗低、投资成本低。 机器效率比传统双眼高出10%~15%,一侧导条架出现断 头另一侧照样运行,且机器共用一个吸风风扇,能耗降低, 占地减少。 TD 8并条机是Truetzschler(特吕茨勒)公司在ITMA ASIA+CITME 20l2上展出的新型并条机,一体化新型牵 伸系统与新型过滤装置的共同创新打造出全新外形。在牵 伸和棉条质量监控系统上具有多项创新。新型牵伸系统:精 度进一步提高,使匀整度进一步改善;增加了罗拉隔距调整 指示装置,设备安装和工艺调整可不用专门的罗拉隔距定 位器即可进行,不但方便了操作,而且使上下罗拉相互间的 位置固装更加精确,平行度更好;可以单独调节上罗拉的气 动载荷,合理的载荷使上罗拉产生的温度较低;压力棒改 用不锈钢材料;控制元件 传感器应用盘式匀整TD—DL 系统,沟槽板的制造精度进一步提高,采用双面轴承(一个 在沟槽板上面,一个在沟槽板下面),使检测更加精确和稳 定;增加了后区牵伸装置(AUTO DRFT)优化系统,针对 棉条质量情况可在1 mim内做出后区牵伸的最优化建议, 操作人员只需一触按键即可完成调节。新型质量监控系统 (SLIVER FOCUS)通过新研制的质量传感器进行在线精 确测定及监控,稳定性和可靠性空前加强;特别是为了单 独精确动态自调匀整效果,采用机械分离的棉条喂入导条 架,匀整电机无需对导条架进行加速或减速,使棉条喂入系 统具有独立驱动,动力更为强劲,更能控制好导条架与并条 机之间张力牵伸,匀整精度更有保障。 2并条机技术创新发展动力——高速 并条机生产线速度从最初50 m/min左右经历半个世纪 达到1 100 m/min,整整翻了20多倍,细纱万锭并条机配置由 66 I纺织导报China Textile Leader 2013 No.1 过去4~5套减少至目前1套并条机。每台并条机日产量高 达10 t棉条。占地面积至少减少一半以上。唯有高速能促使创 新技术的快速发展。“高速”要解决传动部件在高速下的啮 合精度、耐磨性、稳定性、可靠性,机电一体计算机及传感器 灵敏度及伺服执行机构反应速度,开关车平稳过渡,自动接 头技术,自动落筒技术,对在线生产全过程的质量监督控制 等,下面就并条机在解决高速时采用哪些技术创新措施做一 分析。 2.1 喂入部分 早期产品 ̄N1242型、A272系列采取平板喂入机构,棉 条经过两个90。的拐弯,增加了断头数,影响机器效率;另 外棉条断头后,在长平板上不易包接,采用搭接则易使棉条 重量偏差超标。平台喂入缺点:断条自停利用金属压辊低压 电碰触造成停车,弄不好棉条断后因机器惯性棉条可能进 入牵伸区,更为严重的是自停接线松动或不可靠,造成缺条 仍然继续开车,易出现漏条、堵条、圈条等现象。而线速度 达 ̄1]400 m/min以上高速后基本上喂入装置采用了高架沟 槽罗拉顺向积极喂入方式,导条平稳,无条子拖动和条子转 弯现象,棉条不易产生意外牵伸。条子在喂人过程中,通过 条围和导条又,避免了高速提升条子时相互粘连起毛现象。 平皮带传动代替原斜齿传动,能减少意外牵伸,并配有光电 断条自停装置。例如FA322型并条机给棉罗拉和导条罗拉 之间的张力牵伸倍数共设计了3档,可适应于不同技术性 能的纤维,使不同的纤维喂条张力牵伸适宜。FA317、FA319 型、FA326型均采用导条光电、微动开关自停加多路断条显 示及柱式信号灯显示。FA316B型则采取红外线数码光电监 控断条,运用不可见辐射光电管。国外高速并条机喂入方式 无不采用加光栅好或光屏积极式导条架喂人。 2.2牵伸加压系统的调整形式 2.2.1加压系统 并条机加压经历重锤加压、弹簧加压、气动加压等3个 阶段。并条机实现高速应当配置哪一种加压更为合理,早期 重锤加压稳定性毋庸置疑,但结构笨重,调整工艺很不便, 加、卸压费时费力,牵伸过程震动特性为刚性,不利牵伸器 材寿命。对于大量使用的弹簧摇架加压最大优点是结构轻 巧简单,但弹簧易出现疲劳,对每个弹簧个体做到压力一致 较为困难,无自动修复压力值功能,影响压力精度和稳定, 调整工艺也较为麻烦,保全维修工作量增加。适合线速度 500 m/min左右配置,事实上弹簧加压在原料变化、温湿度 波动大时,高速下极易出现牵伸不开现象。以后尝试液压 加压与磁性加压,均不理想。气动加压是国际上当今流行的 应用技术I S纺纱技术 pinning Technology 式中间有一个无牵伸区,这就克服了三罗拉牵伸的缺陷。二 罗拉及钳口的作用单一,完全为控制作用,三罗拉及钳IZl的作 用也单一,完全为牵伸作用,这样为加大后区牵伸倍数创造 了良好的条件,使并条机不但可改善棉条纤维的结构,同时 也不降低条干均匀水平。早期的并条机几乎全是四上四下罗 拉牵伸系统。三上四下罗拉牵伸系统是由早期的牵伸机构发 展而来的,此后又有众多的新型牵伸形式出现。前钳IZl为二上 —下,牵伸形式四上四下;前钳口为—上二下,牵伸形式三上 五下;前钳口为二上—下,附加导向皮辊一五上四下、四上三 下。在纺纱厂中,没有其它设备像并条机牵伸机构那样种类 繁多,生产中几乎都采用两个牵伸区。后区牵伸倍数在1.05~ 2.5倍之间,但是常用的是在1.15~1.70倍之间。总牵伸倍数 在3.5~12倍之间,但通常在4~8倍之间。 (2)牵伸装置形式国际上主要有压力棒和多胶辊两大 类曲线牵伸形式 压力棒牵伸适应性强,可以在高速条件下控制短纤维在 牵伸过程中的不规则移动,从而提高棉条均匀度。压力棒曲 线牵伸一般有以下3种:三上三下形式(或四上三下形式), 如立达公司D 0/2、SB2吸现代机型RSB系列并条机 ̄ID30、 D35、D40、D45等,青泽720型、英国Platt740型,特吕茨勒公 司HSR1000、TC03型,因果斯塔特SB6型,英国PlattDF、DG、 DH10A、10B型。国内NA272E型、FA302型、FA371型、FA382 型、JWFL301型、FA381型;三上四下形式,如马佐里SHl型、 SH2型,国内东台马佐里pUOMAX(R)、UNIMAX(R);五 上四下形式(或四上四下形式),如日本CherryDX-500型, 立达公司D1型,国内宝成FA31 1型、FA313型、FA322型,东夏 DV2型、HSD961(AL)型,青岛云龙FA316B型。 多胶辊牵伸形式有代表性的是五上三下牵伸形式,代 表机型是青泽720型,可在四上三下与五上三下牵伸形式中 任选一种。 (3)三上三下(或四上三下)压力棒牵伸机构成为当 今高速并条机牵伸形式主流 三上三下压力棒牵伸机构在并条机上应用最为广泛。 这种设计的出发点是:罗拉直径越大,牵伸机构的运行越 平稳,尤其是前罗拉。大直径罗拉使牵伸装置运行平稳;在 圆周速度不变的情况下,罗拉直径越大,则其转速越低。然 而,增大罗拉直径会使罗拉钳口隔距增大。因此,在主牵伸 区需要一个专门的引导机构,至少对于加工短纤维是必要 的;这种引导机构称为导向辊或压力棒,它可以设置在须条 的下面或上面。四上三下压力棒牵伸机构严格来讲也是三 罗拉压力棒牵伸机构,位于输出罗拉之上的第四罗拉起导 68 I纺织导报China Textile Leader.2013 No.1 向作用,负荷较轻。它引导棉网围绕沟槽罗拉直接进入输出 喇叭口,从而利于棉条的形成。上罗拉的直径相同且较大, 以使其所受的压力较小。 (4)世界并条机的飞速发展证明三上三下压力棒牵伸 形式的生命力 牵伸加压形式要实现高速首先必须做到在毫秒级瞬间 能有效控制纤维,其次机构要尽量简单。90年代初前后,我 国引进的并条机日本樱f ̄,DX一500型、青泽720型、立达D1型 大多采用五上四下或五上三下附有压力棒曲线牵伸。目前 最高速度牵伸形式趋势是机构简单的三上三下形式,例如 立达RSB35、RSB40、RSB401、RSB45及SB—D20、SB—D1l 型,并条机三上三下牵伸体系的牵伸区是一种倾斜的排列, 以使棉条得到柔和的并合;特吕茨勒公司进一步改进了四 上三下的的压力棒牵伸。第四上罗拉保证棉条在牵伸体系 的输出侧受到细致的偏转变位。在主牵伸区的压力调整能 保证对纤维的控制,尤其对短纤维的控制能得到改善。设 计的牵伸系统能提供简单而快速对牵伸区宽度的调节,并 有效地防止棉条重叠现象的形成。 (5)牵伸倍数的调整无需手工调节 在许多现代并条机上,牵伸倍数不是通过变换齿轮调 整,而是通过简单地设置变速电机、步进电机或通过单独 电机驱动来改变牵伸倍数。牵伸倍数可连续或分段进行调 整。现代并条机的原料适应性更强,工艺参数的调整已得到 简化。例如,立达和特吕茨勒公司提供中央罗拉设置系统, 通过特殊的精确设置达到加工工艺要求。 (6)“自动牵伸系统”的配置 在高速并条机上配有AUTODRAFT伺服电机,增加了 并条机“预牵伸”程序,通过调节使预牵伸比例最佳优化, 传动预牵伸的伺服电机还可同时传动牵伸罗拉及整台并条 机,通过预牵伸带负荷的牵伸调节,优化牵伸倍数,牵伸调 节范围大,可改进熟条质量,控制熟条重量偏差。只要把熟 条定量设计值输入到计算机中,在计算机控制下使熟条在 线定量达到设定值,不再需要人工离线监控及人工调换齿 轮等,新型并条机全自动牵伸系统,使并条机重量偏差的调 节实现了无级调节。 TD03型并条机为了实现“自动牵伸系统”的自动控制 作用,牵伸罗拉已改为应用单独的伺服电机传动中罗拉,不 仅可自动设置预牵伸,而且可以带负荷试车,从试车中获得 正确的预牵伸值,调整运转中牵伸倍数,形成自动牵伸倍数 调节智能系统,对控制熟条重量偏差的作用十分显著。嘲 (未完待续)