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【技术】清梳联新技术发展趋势分析和探讨(下)

江西宝源彩纺2018-11-14 08:53:33

2.2梳棉机新技术措施

高产梳棉机梳理技术、自动监控技术、在线检测技术、负压吸尘技术等新技术有了很大的发展,产量日益增高,棉结清除率提升,短绒增长率下降,生条结杂少,重量不匀率低,尤其是终端产品质量有了明显的进步,为纺好纱线奠定了的基础。


2.2.1增加梳理面积的新技术

目前为了提升有效梳理效果,采取了新的梳理技术。由纤维梳理度计算公式可知(以锡林为例):

分析公式,在原料不变提高梳理度的措施:① 提高针布齿密;② 增加梳理面积,如增加锡林宽度、增加附加分梳元件等;③ 提高分梳件的运转速度(如锡林速度),以提高单位时间内参与分梳的针齿齿数;④ 通过调整工艺参数使纤维及时转移输出,保持较低的针齿表面纤维数量;⑤ 减小梳棉机产量,降低单位时间内被梳理纤维的数量。因此,增加锡林幅宽,增加预分梳板,增加梳理空间,提升梳理效果是较为有效的措施。


梳棉机幅宽有增加趋势:幅宽有1000mm,增加到1280mm,部分增加到1500mm,增加新幅宽可以有效提升梳理空间,提高了梳理效果,保证了梳理质量,具体见图12。

图12 梳棉机增加幅宽示意图


增加锡林圆周梳理面积:采用抬高锡林中心位置,将三刺辊系统和道夫向下、向里面收缩,有效的增加了梳理区域达到了72%以上的梳理面积。见图13.对比见图15.

图13 梳理面积增加示意图

传统梳棉机锡林位置

(b)现代梳棉机锡林位置

图15   锡林中心位置对比图


2.2.2运用新型针布

梳理针布基础工作工艺上车做到七锋七准三清洁。高产梳棉机速度高(锡林360~450rpm)、产量高(一般在30㎏/台~120㎏/台)、定量重、针面负荷大,因此要求针布有强的梳理作用和较高的转移率,以减轻针面负荷。锡林针布:工作角要小,应与锡林速度相适应。道夫针布:为保证较高转移率,工作角要略小,齿高应略大一些,但锡林齿密的增加,道夫齿密必须与之相适应。盖板针布:由于高产梳棉机锡林盖板间的脉冲梳理力大、负荷重,因而钢针应粗些、短些,要求针不能密,一般在450齿/(24.5㎜)以上,今后随长绒棉和长纤维的纺纱需求,针密需求势在必然。针布配置典型对比见表2.


表2 现代高效梳棉机针布配置对比

针布新技术发挥效能做到针布七锋七准七配套:锡林、盖板、道夫、刺辊、预分梳板、前固定盖板、后固定盖板的选型和精度要达到要求,保证纤维流量增加后的梳理功能。重点围绕纤维特性在“矮浅尖薄密小光”进行选配,要求选型准、隔距准、锋利度好、转移释放控制纤维好。精准的基础工作直线度、径条、根差、高针等问题必须重视。弹性针布三清洁:盖板抄针,清洁辊抄针,道夫飞花转移抄针做到选配后,抄针针面清洁、接触辊筒清洁、接触齿隙清洁,为除杂、清洁梳理、安全生产提供基础。


2.2.3锡林高速新技术

梳棉机锡林速度加快作为提高梳理效果的主要手段,锡林加速后梳棉机有如下特点:锡林表面速度及离心力提高,排杂能力加强,锡林上的分梳负荷因锡林速度的提高而降低,对提高分梳质量有利。锡林速度的增加既有对纤维梳理开松及除杂功能的有利因素,但也有使纤维应力增加的不利因素,因此要兼顾平衡两者之间的关系。


目前诸多设备在传动设计时,刺辊速度和锡林速度改用单独传动,简化了传动,实现了速比的可调化,为大速比提高转移率加强分梳提供了有利的条件,目前锡林速度一般在360r/min-520r/min,部分小锡林梳棉机锡林速度达到780r/min左右,锡林速度的提升有效改善了梳理质量。


2.2.4喂入刺辊部分新技术

三刺辊喂入新技术:为了提高梳棉机的产质量,三刺辊小直径的应用改进了开松、除杂、减轻主梳理、除杂负担,为锡林增速创造了条件。刺辊直径愈小,回转速度愈快,其分离和梳理纤维的效果愈好,同时由于离心力加大,有利于杂质的去除。针布配置为剥取配置,第一刺辊有梳针加工纤维时其作用使纤维在最小损伤状态下被开松、分梳,后面刺辊齿密逐只加大,工作角逐渐变小,速度逐渐变快,实现了渐增性开松与除杂。在三刺辊系统中每个刺辊配有一块分梳板、除尘刀和负压吸口以帮助进一步除杂,系统清除棉结功能比以前有所提高,在一定程度减轻了锡林盖板工作分梳区负担;配置除杂吸口可缓解刺辊高速周围产生高压,减少气流运动紊乱。部分在三刺辊的布置上采用有三辊平行排列和错位排列,实现渐增性开松除杂,提高了纤维的分离程度,基本上能呈现出单纤维游离状,在锡林盖板主梳区,能充分清除结杂及进一步梳理,提高了生条质量。具体对比见图16.图17.上下错位排列见图18。

图16 新型三刺辊传动

图17 传统单刺辊传动布置


顺向喂给技术:刺辊后部采用倒置式顺向喂入形式,可调节给棉板握特点至隔距点的距离,调节方便,能减少内外层握持点至分梳点的长度差异,有利于改善分梳及减少损伤纤维。见图19。

图18 三刺辊错位配置

图19  刺辊逆向喂入形式


落杂区可调技术:刺辊落棉落杂区长度机外可调,根据原料的含杂程度对第一落杂区进行调节,高效排除杂质,提高制成率,短绒,提高开松和分梳效果。见图20。

低含杂调节

(b)高含杂调节

图20 梳棉机机后落棉调节示意图


2.2.5固定盖板新技术

现代高产梳棉机在锡林上部回转盖板前后方加装固定盖板及其配套装置,以加强分梳除杂作用,提高排除籽壳屑、细微尘杂、短绒等功能。梳棉机固定盖板新技术形成了由固定盖板、吸风、控制板等分梳除杂系统,使固定盖板系统具备三个作用:清除结杂比普通梳棉机除杂率有所提高,细纱断头率降低;后固定盖板起预分梳作用,前固定盖板既起梳又对纤维有定向整理的功能;固定盖板体系上配备的棉网清洁系统,负压吸风口可及时吸走被除尘刀排出的杂质、短绒及细微尘屑,吸口和固定盖板还能调节锡林与盖板分梳区的气流,使锡林在高速回转情况下,纤维能较好的保留在锡林针面上,同时使纤维容易向道夫转移有利于道夫成网,并可改善生条中纤维长度的分布。


随着梳理技术的发展,固定盖板根数逐步增加,回转盖板根数继续减少,固定盖板新技术得到了很大的进展,目前有:双联、三联盖板,正反齿双列盖板,全固定盖板梳棉机等。具体见图21,图22,图23.图24。

图21 全固定盖板梳棉机

 图22 正反齿双列固定盖板

图23 三联固定盖板图

图24  双联固定盖板


盖板联合结构增加数量,目的是为了保证平整度和稳定性,采用多联结构的新技术,有效提高了稳定性能;全固定盖板梳棉机,运用于化学纤维,能够减少落棉,维护方便,提高劳动效率,但是在棉纤维上使用,还需要进一步考虑排杂能力。正反齿固定盖板,采用针面的剥取和梳理针布配置相互结合,在不同单元内,实现梳理→纤维提升尾端→再梳理的效果,利于排杂,利于梳理。


2.2.6活动盖板新技术    

踵趾差逐步减少:活动盖板的踵趾差主要作用实现梳理过程中的渐进分梳,踵趾逐步减少;早期的0.79mm,过渡到0.56mm,近一步发展到0.40mm,使参与梳理的齿数增加梳理效果进一步改善。具体见图25。

图25  盖板踵趾图


图中所示:大平面到踵面的距离大为A,趾面小为B,踵趾差=Amm—Bmm。老盖板铁骨踵趾差为0、9mm,现在新式的踵趾差为0.483mm,0.56mm,0.5mm0.4mm.踵趾差的缩小,增加了盖板针齿参与梳理的机会,提高了梳理质量。


盖板清刷机构:盖板清刷用单独电机+变频,无级调速,根据适纺品种的不同设定相应速度,保证盖板清洁;刷辊与回转盖板采用可调式隔距设计,实现回转盖板的深度清洁;刷辊和清洁辊相对位置及隔距的设计优化,确保盖板花及时转移;新型清洁吸罩,结构与流体力学的完美结合,降低风阻,废花吸除顺畅; 刷辊单独传动,简化机械结构,减少维护。


盖板-锡林隔距设定新技术:采用合理的隔距设计,为等隔距梳理提供条件,同传统的渐开梳理隔距和渐进梳理隔距相比,更具柔性分梳,保证了纤维梳理的强度。具体隔距设定图示见图26.与传统锡林盖板梳理隔距对比见表3。

图26 等隔距设置工艺图

 

表3   现代高效梳棉工艺隔距对比

多区盖板新技术:传统的顺转盖板出花及锡林进花在同一侧,开始进口几根工作盖板区域内较为清洁,而在精细梳理区盖板针齿内短绒、杂质滞留层较厚,针面负荷较重梳理效果受到影响。现代梳棉机回转盖板倒转形式,对纤维梳理比较有利,但对节约用棉不利;一些较大棉束刚进入锡林盖板区,即被盖板带出成为盖板花落棉。双区活动盖板梳棉机就是利用这一原理将单区活动盖板改变为双区,进入端的盖板正转,使棉束能全部进入锡林盖板区,有较多的机会被分解成单纤维;出口端的盖板倒转,让纤维在锡林盖板区内的后阶段受到较清洁和较小针面负荷的二次梳理,进而大幅改善了生条和成纱质量。具体见图27。

(a)新型设备盖板双区

(b)传统设备改造型

图27  梳棉机双区盖板示意图


2.2.7 吸尘除杂系统新技术

吸尘处杂系统有传统的三吸,发展到五吸口配置,再发展到七吸口配置,目前发展到15-17吸口配置。新型滤尘系统,流线型设计,更加符合气流运动的轨迹,减少风阻,节能降耗。可视滤尘管道,光滑阻力小,压力稳定,吸尘效果好。同时设置吸风位置减少高速运转带来的正压气流,稳定机内负压,减少纤维飞散。安全负压可以降低到-700pa。具体见图28。


2.2.8 大卷装新技术

新型的自动换筒技术,可以满足φ1200mm的超大直径条桶,相比而言较φ1000mm直径条桶增加43%,减少了换筒减少并条的搭接头,提高和稳定成纱品质,降低工人劳动强度。同时桶子的高度也向H1200mm发展,同样增加了容量。换筒机构取消了推筒机构和动作,依靠圈条盘位移实现,有效保护了条桶不受损伤。

图28 梳棉机除尘多吸点示意图


2.3 清梳联智能化、制动化、数字化新技术

2.3.1抓棉机多组自动抓取

现代纺纱原料的增加,多包抓取控制技术相应提升。根据设定产量,确定每次工作循环中抓棉机构的下降距离,再从棉包高度和下降距离求得全部抓完棉包所需的次数,全部数据均存入电脑系统的存储器内,使整个抓棉过程按存储器中的数据自动进行。分组排包,供应一至三条开清棉生产线 :在电脑控制下,两侧最多可排放180个棉包,供应一至三条开清棉生产线。由变频电动机驱动的抓棉小车能根据产量要求,自动调整抓棉小车的往返速度。具体见图29。

图29  多包抓取技术


2.3.2流程PID连续喂给系统

连续的流程不间断供棉是自调匀整,设备运转,棉层稳定的关键。在进梳棉机喂棉箱前的管道入口处,安装一压力传感器测定其管道静压力,并转换为电信号送控制器,与设定值比较后控制最后一道清棉机喂棉罗拉变频调速,实现连续喂给无级调速,进而保证上棉箱管道静压力差保持在±20Pa的工艺要求范围以内。喂棉箱给棉罗拉应用变频调速,可根据下箱工作压力自动增减喂棉量。同时,喂棉箱给棉罗拉的速度还能比例地跟踪梳棉机道夫速度,实现喂入与产出平衡。具体见图30。

图30 流程PID喂给技术


2.3.3梳棉在线检测新技术

现代高产梳棉机在线监控技术及检测技术已有较大发展,除自调匀整体系外,部分高产梳棉机在道夫下方安装了在线棉结含量监测系统,可准确及时通过计算机荧屏显示瞬间棉结含量的变化情况。具体见图31.

1—毛刷罗拉 2—剥棉罗拉 3—挤压罗拉 4—棉网成条装置 5—输出罗拉

6—棉网桥 7—检测棉结数量的数码相机 8—棉网导轨 9—道夫

图31  三罗拉剥棉成条机构和棉结数量检测装置


现代梳棉机可以在线不停的监测30多种生产工艺讯号,并在计算机荧屏上自动显示工艺参数如棉条重量、线性密度及各部速度等。棉层厚度监测传感器可检测喂入棉层中大颗粒杂质及超厚的棉层,以防止轧伤针布。还可不停的监控纤维在锡林、盖板及刺辊的负荷,出现超负荷会自动报警停车。今后高产梳棉机将增加对锡林预梳区及主梳区中纤维的分布、梳理力大小的检测并提供纤维在梳理过程中的应力变化情况。给棉金属检测的应用,确保无金属异物喂入;上下轧辊防缠检测机构,可对传动带进行有效保护;棉结在线检测装置,对棉结进行实时检测及统计。


2.3.4梳棉盖板精确自动调节和检测

活动盖板隔距的精确自动调节系统,是由电子计算机控制,在8/1000“范围内可精确快速的调节,精度为0.0001”,根据装在道夫下面的生条结杂监控系统,监控棉结杂质的信息,并在荧屏自动显示,根据显示的情况可自动调节或人工调节盖板隔距,对控制棉网质量起到保证作用,实现了对棉网梳理质量的在线微调,并可优化减少棉结杂质与减少纤维损伤的最佳盖板隔距值,也对提高针布使用寿命起到一定作用。具体见图32.

1—测距传感器   2—盖板  3—锡林

图32 盖板自动检测隔距装置


2.3.5梳棉机针布在线磨砺技术

梳棉机针布在使用中衰退、在衰退中使用,导致生条品质的下降或波动幅度加大,因此金属针布的锐化磨砺是梳棉机日常使用中必要的维护工作。为了避免人工磨针对技术要求高、影响生产效率等弊端,采用电脑控制的在线磨砺系统,在棉结和杂质去除效率的数据上,具有平均水平改善、波动幅度降低的显著效果。在线磨砺不仅可以方便、精密地锐化针布,延长针布使用寿命,保证梳理质量的稳定。自动磨针不仅能根据需要磨磨砺针布峰锐度,而且包括针的侧磨技术,使针布能保持原状,从面提高了锡林活动盖板之间的梳理能力。具体图示见图33图34。

图33 锡林针布在线磨针

图34 盖板针布在线磨针


2.3.6 数字化清梳联

数字化清梳联以电子信息技术为主导,以新材料和高精度自动化机械加工技术为基础,运用光、机、电、气动、液压等传感技术和多电机传动、变频调速等技术,实现了纺织生产过程工艺参数的在线检测、显示、自动控制和自动调节,实现了设备运行的自动监测、显示、超限报警、自停、甚至故障自动排除。 


清梳联单机和全流程采用的光电检测、压力传感、位移传感、信号转换、伺服系统控制、计算机处理、变频调速、自调匀整、计算机综合监控等技术提高了全流程运行的稳定性、可靠性,保证了全流程连续、同步、平稳运行,使输出棉条长片段、超长片段、甚至短片段的均匀度都能稳定在一定范围内,从而保证了成纱质量的稳定性。


新型数字梳棉机各主要回转件都是由变频调速系统控制的电动机分别单独传动的,相互间能保持正确的传动速比,这也是由电子计算机控制的。在梳棉机上将进一步的发展和应用智能型微电子技术,根据纤维在梳理区的变化、生条结杂含量情况及时分析并自动调整速比、隔距和指挥在线自动磨针,监测梳棉机运转中随时发生的机械、火警及工艺质量故障并自动分析排除,如果问题超限会自动指令停车等待处理。梳棉机自动监控、检测技术将发展为智能型专家管理体系,使高产梳棉机步入全新的高速运转阶段。同时各种传动都有伺服变频电机传动,实现牵伸倍数、速比调节的无级差别调节,对梳理质量的提高有进一步的提升。


2.3.7 清梳联E系统

清梳联E系统,是在现场总线技术的基础上发展而来。现场总线技术是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线,它主要解决工业现场智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。


E系统是一种应用于生产现场,在现场设备之间、现场设备和控制装置之间实行双向、串行、多结点的数字通信技术。主要有监控主站的工控机:通过局部网络现场总线与各机台的PLC、自调调匀整装置、调节器、传感器等装置进行联网通讯,将现场数据传送到监控主站。每个机台的操作盘有工艺流程图显示、设备运转的各种参数,质量信息、喂入棉层、输出生条1~100m的CV值等;产量信息、质量、班次、故障和维修等都可图像显示,数据保存以曲线图或数据报表的形式与公司的纺纱数据系统联网;同时根据工艺和生产需要进行参数调整:操作盘上可以调整的参数如生产速度、质量报警界限等,对清梳联机组定义后,可同时调整所有设备生产参数;出现故障进行故障报警,相应机台则会停止工作。具体见图35.

图35 清梳联E系统示意图

3、清梳联新技术发展的有关问题探讨

3.1 生条断头自动生头技术的可能性

梳棉机的喂入、换筒和收集落棉等操作都已实现了自动化,但是自动生头的技术还没有涉及,如果采用气流积聚棉网装置,再低速条件下实现断条的接头和链接,能够实现梳棉机的自动生头。


3.2梳棉并条联合机组开发的局限

梳棉和并条的联合主要是在运输形式上的联合,在早期的研究和设计过程中,梳棉机的预牵伸整理为梳并联奠定了基础。梳棉并条联合机组是今后清梳联之后棉纺技术发展的方向之一。梳并联技术具有以下优势特征:棉条不调向,产品无工艺接头,无转换造成的毛条,节省操作工费,减少人为差错,减少空间占用,便利管理等。


梳并联不是单机上的牵伸整理功能,以牵伸减少后部牵伸倍数分配的压力,而是需要多台的生条进行并合,弥补台与台之间的差异,为后部提供质量上的保证。实现梳并联的关键是要使生条有一定的储存空间和输送通道,解决这一问题,是今后研究方向。


3.3 梳棉无道夫的集棉形式突破的意义

梳棉机道夫抓取过程中,产生弯钩造成后部成纱质量的纱疵。有研究机构进行了静电和气流凝聚棉网能够有效减少纱疵的试验,为道夫凝聚提供了支持。在高产梳棉机上,如果能够实现无道夫凝聚,对清梳联产量的提升和质量的提升都具有积极的意义。


3.4 在线磨针推广局限性

国外新型梳棉机配有在线锡林自动磨针系统IGS和盖板自动磨砺系统IGS-TOP,以及PGS磨盖板针布系统和盖板管理系统,根据机台产量和棉结增加状况给出磨针参数,PFS盖板调整系统迅速精确地设定盖板与锡林的隔距,FCT自控系统进行电子检测自动快速调整盖板与锡林隔距,均在线进行,消除了停机磨针、人工校隔距繁重劳动,使针尖始终保持锋利,使生条棉结杂质明显降低,也可延长使用寿命。


但是,个别针布齿型和处理方式,无法满足在线磨针的需求;同时盖板针布在线磨针只能起到表面的清洁清刷作用,磨针的质量和效果需要进一步改善,因此有一定的局限性,克服这些局限才能真正做到在线磨针。

4、结语

4.1 清梳联的发展面临高质、高产、低消耗,清梳联加工纤维原料多样化,新型纺纱形式不断发展,高效梳理过程纤维除杂排结与纤维保护的矛盾,纺纱设备智能化、数字化、自动化等方面的挑战。


4.2清梳联新技术的发展主要是:开清技术以提高纤维的开松度为关键,梳棉机以梳理效果最优化效率最大化为核心,系统流程自动化智能化在线控制为重点,实现了抓取精细、开松充分、梳理充分、纤维损伤少,棉结增长率低,自动化程度高,用工少,维护方便的效果。


4.3清梳联新技术的发展推动了装备水平的提高,实现了高质高效。在下一步的发展中,如果突破自动生头、梳并条联合等局限,智能化自动化数字化技术进一步完善,清梳联的一定能够实现更好的梳理效果和更高产量目标。


来源:中国纱线网


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