梳并聯技術在轉杯紗生產流程中的應用

付孝軍 曾先芝 林 靜 梅 戀 解艷芳

（武漢裕大華紡織有限公司，湖北武漢，430415）

2018 年我公司投資建成了10 萬錠全流程智能紡紗項目，該紡紗生產線智能化程度高。作為配套項目，我公司對轉杯紡生產流程進行了梳并聯技術改造，縮短了工藝流程。現就梳并聯技術在轉杯紗生產流程中的應用情況作以介紹。

1 梳并聯技術的工作原理

由若干臺梳棉機與一臺單眼并條機組合成梳并聯合機，從梳棉到并條之間通過梳并聯連接裝置實現了連續化生產。取消了梳棉生條進入棉條筒的過程，并條機也不必等待足夠多的生條筒儲備才能生產。經過梳理后棉條中的纖維大部分呈后彎鉤狀，不經過條筒倒條直接喂入并條機進行并合牽伸，避免了因生條成形不良引發的意外牽伸、斷頭、黏條、雙條紡紗、毛條、回花增多等問題。由于梳棉、并條采用雙勻整技術，應用于轉杯紡紗生產線中減少了一道并條，使轉杯紗的品質同樣有保障。我公司梳棉采用JWF1211 型梳棉機，并條采用JWF1316 型并條機。梳并聯技術輸送系統流程如圖1 所示。

圖1 梳并聯技術輸送系統流程圖

2 梳并聯關鍵技術

2.1 梳并聯組合排布要求

圖2 為一種梳并聯組合排布方式，采用單側四并合排布，即4 臺梳棉單機配1 臺單眼并條機，4臺梳棉機同向排列，中心距相同均為3 400 mm，并條機牽伸區中心線與緩存器“U”形出口中心同線。

圖2 四供一緩存式梳并聯合機組

2.2 棉層翻轉存儲裝置

棉層翻轉存儲裝置由上圈條器、“U”形管道傳輸裝置組成。核心部件是“U”形管道傳輸裝置，相對于上圈條盤做兩個運動：平行于錫林軸向的勻速往復運動和平行于梳棉機中心線的間隙運動，往復動程700 mm。在往復換向的同時，“U”形傳送帶作一次間隔運動，將棉層向“U”形管道出口方向推移，棉層經過“U”形管道中經180°（底部最低點位置）完成倒向，圈狀疊層棉條的頭端可無間斷地從棉條動態存儲器中引出。每圈位移量約等于棉條寬度（約15 mm），該參數可調。在環形傳送帶“U”形底的上層兩側設置位置傳感器。棉條位于“U”形通道側壁和傳送帶之間，接觸面與環形傳送帶以相同的速度運行，無滑移，減少棉條與通道的摩擦，有效解決“塌癟”問題。緩存器最大有效存儲量400 m～1 000 m，緩存器中棉條存儲量由高位、中位、低位3 個儲量位置傳感器控制，并將數據傳送給梳并聯輸送控制系統［1］。棉層翻轉存儲裝置關鍵結構分別如圖3、圖4 和圖5所示。

圖3 緩存器

圖4 棉條在“U”形管道內疊放

圖5 “U”形管道傳輸裝置

2.3 棉條輸送裝置

由導條架和集中控制系統實現棉條輸送。導條架上喂入棉條的最長長度L為：

式中：L為喂入棉條的最長長度（mm）；L1為距并條最近的生條從離開緩存器到進入并條機凹凸羅拉的距離（mm）；N為并合根數（根）。

由公式（1）可知：棉條輸送距離較長，容易被拉斷或產生較大的意外牽伸，為了消除影響，棉條輸送裝置由伺服電機直接驅動，主動牽引翻轉存儲裝置中的棉條，輸送帶運行速度及存儲裝置橫向往復運動速度與梳棉機道夫速度實現聯動。

翻轉存儲裝置的棉條存儲量與梳棉機道夫的輸出速度形成閉環控制關系。在翻轉存儲裝置上裝有高位、中位、低位3 個儲量位置傳感器，用于控制梳棉機高速狀態下的3 種速度的切換。梳棉機道夫的運行速度，由翻轉存儲裝置中的棉條存儲量控制。棉條輸送裝置由并條機原主機控制，跟蹤并條機給棉羅拉運行速度。集中控制系統用于將梳棉機、翻轉存儲裝置、棉條輸送裝置、并條機的各電氣部分統一聯網，實現連鎖控制關系。

2.4 電子圈條器

為了達到并合及牽伸工藝要求，梳并聯并條的輸出線速度較高，并條機上圈條器轉速達500 r/min 以上，普通并條頂部圈條盤采用同步帶傳動，如果按同步帶方式傳動設計，高速性能受限，難以進一步提速，容易發生開關車堵圈條器現象及同步帶斷帶故障增多。為此，梳并聯并條機采用了電子圈條技術，用電子圈條器及驅動控制系統替代普通圈條器同步帶機械傳動方式。

電子圈條技術采用軸向永磁同步電機（俗稱盤式電機），與主電機同步驅動，具有轉動慣量小、低速大扭矩、動平衡好、結構簡潔、節能等特點。最高轉速可達1 200 r/min，應用電子圈條器提升了梳并聯技術提速空間［2］。

2.5 大儲量空筒自動喂入裝置

采用梳并聯技術后，并條機的臺時產量較高，而輸出條筒卷裝受限，換筒時間縮短。空筒儲備庫少的話，將造成補筒頻率增加、缺筒停臺、生產效率下降等不利因素。采用大儲量空筒自動喂入裝置，一次可存放12 個空筒。大儲量空筒自動喂入裝置如圖6 所示。

圖6 大儲量空筒自動喂入裝置

3 梳并聯技術在轉杯紗生產中的應用

3.1 操作要求

梳并聯出條速度較高，在以再用棉為主的轉杯紗生產過程中，梳并聯技術操作重點是棉條通道部位的清潔要及時、徹底、干凈。表1 列出了重點部位的操作要求。

表1 梳并聯技術清潔操作周期表

3.2 生產管理注意事項

原料投放比要相對穩定，做好上包檢查工作。嚴格控制原料的含塵量小于1.5%。清梳濾塵花經過廢棉處理后才能回用。控制車間清棉到梳并聯相對濕度在（55±2）%。加強門窗管理及增設溫濕度自動調節點位，確保梳棉機輸棉管道供棉量穩定、波動小，穩定梳棉條定量和牽伸效率。針對并條高速措施：牽伸膠輥進行涂料處理防靜電，預防高速“噴花”現象。

3.3 梳并聯設備維護重點

梳并聯機臺參照梳棉機及并條機的維護方法，重點預防牽伸區高速后出現的溫升高問題。采取措施是：加油時預防梳并聯牽伸羅拉加油不到位造成的潤滑油溢出，確保潤滑可靠，牽伸區三天補一次油；每日點檢查看傳動平穩狀況，確保膠帶無跑偏現象；每半年校檢一次前羅拉，確保彎空不大于0.03 mm。每半年用煤油清洗金屬濾網，避免糊網、堵塞，保證牽伸區吸塵負壓。

3.4 梳并聯紡紗情況

采用梳并聯技術紡制C 28.1 tex 轉杯紗的主要工藝參數：梳棉定量35 g/5 m，梳棉出條速度89 m/min，并條定量23 g/5 m，并合數4 根，后區牽伸1.2 倍，總牽伸6.09 倍，并條出條速度540 m/min。梳并聯棉條重量不勻率0.4%，棉條條干CV值1.5%，C 28.1 tex 轉杯紗條干CV值12.8%。

3.5 勞動用工情況

我公司共配置3 套四并一梳并聯設備，供應5臺JWF1616 型轉杯紡紗機，3 班24 h 生產，日產純棉28.1 tex～84.4 tex 轉杯紗10 t。在用工方面，節省梳棉機棉條筒換筒、運筒、并條機后換筒生頭工作量，每班減少2 人，3 班節省6 人，減少用工40%。操作簡化，轉崗工人短時間培訓即可上崗操作。梳并聯與傳統生產流程用工對比見表2。

表2 日產10 t 轉杯紗用工對比

3.6 降本增效情況

目前梳并聯每日停機做清潔時間累計在2 h以內，生產效率在92%左右。此外，采用梳并聯后基本無梳棉、并條回花，提高了制成率。

4 存在的主要問題

理論上梳并聯出條速度可達700 m/min 以上，剛投入運行時，梳并聯出條速度350 m/min，而后提速到540 m/min，但進一步提速遇到瓶頸。遇到的主要問題是牽伸區域飛花積聚嚴重，容易附入棉條中，轉杯紡運行效率由95%降到80%。

5 結語

我公司在國內率先開展了梳并聯技術在轉杯紡生產線中的應用攻關，并投入了日常運行生產。梳并聯是實現梳棉和并條工序連接自動化生產的技術，順應了棉紡行業發展方向，推廣應用此項技術有利于提升生產線自動化水平，緩解用工緊張的矛盾，應用前景較為廣闊。兩年多來，設備運行穩定，純棉28.1 tex～84.4 tex 轉杯紗成紗質量指標達到USTER 2018 公報25%～50%的水平，減少生產用工40%，總結出了梳并聯技術在轉杯紡流程中的生產管理、操作及設備維護的系統方法。如何避免梳并聯技術高產后，紗疵增加造成的轉杯紡紗效率下降問題，是我們下一階段重點攻關課題。