精梳機臺面棉網(wǎng)檢測裝置的紅外技術(shù)應(yīng)用

(晉中市綜合檢驗檢測中心，山西 晉中 030600)

0 引言

目前，精梳機已經(jīng)廣泛應(yīng)用于紡紗過程中，其具有伸直、平行纖維，實現(xiàn)精梳工藝的功能。精梳機的研發(fā)和改進歷經(jīng)40余年，質(zhì)量水平和自動化程度較以往已經(jīng)有了很大的提高。棉網(wǎng)檢測裝置是用于檢測精梳機的分離機構(gòu)綿網(wǎng)，對精梳機的停機頻率檢測有重要作用。但安裝在棉網(wǎng)檢測裝置上的“單眼光電傳感器”的實際使用效果并不理想，可靠性低。利用紅外技術(shù)傳感器能夠降低精梳機的停機率，報故障更具可靠性。

1 精梳機應(yīng)用背景

精梳機的發(fā)展經(jīng)歷了均勻度較差的平行纖維薄層階段、初步分離牽伸纖維階段、棉紡/毛紡直型精梳機、圓型精梳機階段，至今，精梳機的制造技術(shù)已經(jīng)較為成熟，廣泛應(yīng)用于紡紗過程中。精梳機的作用是排除短纖維，借助清除纖維中的棉結(jié)、毛粒、草屑、繭皮等，伸直、平行纖維薄層，促使纖維變得更加均勻，成為精梳條[1]。市場上維持精梳機運轉(zhuǎn)，降低精梳機停機頻率，保障其可靠性和效率的使用較多的棉網(wǎng)檢測裝置普遍是“單眼光電傳感器”。“單眼光電傳感器”安裝在精梳機小臺面的下方，運作機制是借助檢測綿網(wǎng)狀況判斷精梳機是否發(fā)生故障。如果從小臺面上出來的棉網(wǎng)有破損和涌綿時，可以判斷是否是精梳機的分離機構(gòu)發(fā)生纏繞或者是集束器有堵塞[2]，工作人員可以及時根據(jù)具體情況排除故障，保障精梳機的正常運轉(zhuǎn)。

2 單眼光電傳感器應(yīng)用的利與弊

單眼光電傳感器應(yīng)用于棉網(wǎng)檢測有其利弊。與傳統(tǒng)的對射光電傳感器相比，單眼光電傳感器具有辨別故障簡單、處理故障簡便，可靠性高的優(yōu)勢；但單眼光電傳感器在應(yīng)用中還存在誤動作和不動作等弊端，以及誤報故障或不報故障的缺點。

原因在于精梳機在完成了一次設(shè)定好的棉條長度后停機換桶時，由于集束器壓力突然變化，彈簧作用下的小臺面就會自動向上抬起，單眼光電傳感器誤報為故障，完成換桶后，精梳機就無法自動開機重新運轉(zhuǎn)[3]。單眼光電傳感器不僅會在停機換桶時誤報故障，所有關(guān)系單眼光電傳感器運作的器件都可能導(dǎo)致其誤動作或不動作，比如彈簧壓力差改變、精梳機零件裝配誤差、集束器口徑不當(dāng)?shù)取?/p>

3 紅外技術(shù)的應(yīng)用原理及優(yōu)勢

3.1 紅外傳感器的應(yīng)用原理

紅外技術(shù)因其顯著優(yōu)勢，目前在市場上已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，其應(yīng)用種類繁多，紅外傳感器就是其中一種。紅外傳感器的應(yīng)用原理是借助紅外光線反射原理，依據(jù)同步光電傳感裝置反射的光電的強弱來判斷物體的有無。將其應(yīng)用在精梳機上，如果綿網(wǎng)狀態(tài)異常，有涌綿和破損現(xiàn)象，紅外傳感器光束強弱就會發(fā)生變化，從而判斷故障。

3.2 紅外傳感器的應(yīng)用優(yōu)勢

考慮到精梳機綿網(wǎng)寬度大概為30 mm，紅外傳感器需要檢測的范圍較廣，因此，在實際應(yīng)用中，一般考慮安裝至少3個紅外傳感器。3個紅外傳感器的檢測工作如下。

紅外傳感器棉網(wǎng)檢測有2個檢測區(qū)域，分別是第一檢測區(qū)域和第二檢測區(qū)域。第一檢測區(qū)域的任務(wù)是檢測膠輥或羅拉是否出現(xiàn)棉網(wǎng)纏繞現(xiàn)象，如果3個紅外傳感器任意一個的檢測結(jié)果都顯示分離機構(gòu)中光束強弱異常，則表明棉網(wǎng)已出現(xiàn)纏繞現(xiàn)象，精梳機將停機不工作，否則，羅拉和膠輥會繼續(xù)借助分離機構(gòu)輸出，進入第二檢測區(qū)域；在第二檢測區(qū)域，3個安裝在導(dǎo)棉板的紅外傳感器無法檢測到棉網(wǎng)，光束強弱異常，則表示羅拉出現(xiàn)纏繞，紅外傳感器將會發(fā)出故障提示，否則，棉網(wǎng)將繼續(xù)運轉(zhuǎn)，棉條最終從小臺面中輸出，此時3個紅外傳感器繼續(xù)工作，若棉條堵塞集束器，則紅外傳感器將顯示集束器出現(xiàn)多余棉條，提示故障存在。

從上述紅外傳感器檢測流程中可看出，與單眼光電傳感器相比，精梳機的故障檢測不再關(guān)系到彈簧壓力差變化，棉條的粗細不再影響集束器口徑大小，統(tǒng)一使用大口徑集束器即可，精梳機誤動作和不動作情況明顯減少，停機頻率得以降低。

4 精梳機臺面檢測裝置紅外技術(shù)應(yīng)用實例

將紅外技術(shù)應(yīng)用于精梳機臺面檢測裝置實際效果目前還缺少相關(guān)文獻資料，為了作出初試，本文就某公司嘗試研制的紅外技術(shù)精梳機臺面檢測裝置實際應(yīng)用作為探析案例，分析紅外技術(shù)的應(yīng)用效果。

4.1 紅外傳感器裝置的研制

該公司考慮了對射光電傳感器和單眼光電傳感器在檢測棉網(wǎng)狀態(tài)、報故障中的弊端，根據(jù)多年紡織機械的研制經(jīng)驗，設(shè)計并研制了符合精梳機故障檢測的紅外傳感器。這種紅外傳感器安裝在導(dǎo)棉板上，不需要機械傳動，僅僅依靠紅外技術(shù)光線反射原理就可以檢測分離結(jié)構(gòu)中的棉網(wǎng)狀態(tài)及進入集束器后棉條的情況。一般情況下，需要機械傳動的精梳機臺面棉網(wǎng)檢測裝置都會受到機械零件裝配誤差、機械傳感器調(diào)試誤差、集束器口徑不當(dāng)、彈簧壓力差變化等的影響，造成檢查棉網(wǎng)故障誤檢和不檢的次數(shù)多、精梳機停機頻率較高的情況，造成人力、物力和財力的不必要的損失[4]。

4.2 紅外傳感器的運用

在實際運用中，該公司分析了紅外傳感器全面檢測精梳機棉網(wǎng)故障的原理，在理論指導(dǎo)下，設(shè)置了3個紅外傳感器。當(dāng)羅拉由棉網(wǎng)輸出進入集束器后，這一區(qū)域的棉網(wǎng)以“三角形”呈現(xiàn)，羅拉容易出現(xiàn)纏繞，造成集束器堵塞的情況。紡織廠一般將高速精梳機運速設(shè)置在300～400鉗次/分區(qū)間，由于國產(chǎn)精梳機在零件加工上還欠缺精度和可靠性，精梳機在高速持久運行中容易使棉網(wǎng)破邊，再加上纏繞的羅拉，棉網(wǎng)就會逐漸涌出這一“三角形”區(qū)域，引發(fā)精梳機故障而停機[5-6]。為了檢測“三角形”區(qū)域精梳機的故障，該公司即在這一區(qū)域安裝了1個紅外傳感器。其余2個紅外傳感器則安裝在導(dǎo)棉板上，用以檢測其他區(qū)域羅拉或膠輥纏繞情況及棉條堵塞情況。3個紅外傳感共同形成了檢測精梳機分離機構(gòu)棉網(wǎng)故障與否的完整的檢測裝置，取代了原有的單眼光電傳感器。

4.3 應(yīng)用效果

該公司在完成精梳機紅外傳感器棉網(wǎng)檢測裝置后，對其試驗情況在紡紗廠進行了追蹤調(diào)查。據(jù)試驗結(jié)果表明，紅外傳感器檢測裝置8 h內(nèi)檢測精梳機運轉(zhuǎn)故障情況為：2次棉網(wǎng)正常誤停，0次集束器堵塞，0次換桶后停機，0次羅拉或膠輥纏繞不停機；而單眼光電傳感器檢測情況為：19次棉網(wǎng)正常誤停，15次集束器堵塞，5次換桶后停機，2次羅拉或膠輥纏繞不停機。相比之下，紅外傳感器檢測裝置顯著減少了精梳機的停機次數(shù)，降低停機頻率，減少了不必要的損失。

5 結(jié)語

將紅外技術(shù)應(yīng)用于精梳機臺面棉網(wǎng)檢測，替換對射光電傳感器和單眼光電傳感器，能夠減少因機械傳動所致的停機次數(shù)，提高精梳機運轉(zhuǎn)效率及質(zhì)量，且具有故障檢測準(zhǔn)確、故障處理便捷、裝置運行可靠性高、安全的優(yōu)勢，應(yīng)用前景較為廣大。但目前，相關(guān)應(yīng)用案例還較少，紅外傳感器應(yīng)用于精梳機臺面棉網(wǎng)檢測的利與弊還有待研究。