梳并聯(lián)技術(shù)在轉(zhuǎn)杯紗生產(chǎn)流程中的應(yīng)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(xiàng)目，該紡紗生產(chǎn)線智能化程度高。作為配套項(xiàng)目，我公司對(duì)轉(zhuǎn)杯紡生產(chǎn)流程進(jìn)行了梳并聯(lián)技術(shù)改造，縮短了工藝流程。現(xiàn)就梳并聯(lián)技術(shù)在轉(zhuǎn)杯紗生產(chǎn)流程中的應(yīng)用情況作以介紹。

1 梳并聯(lián)技術(shù)的工作原理

由若干臺(tái)梳棉機(jī)與一臺(tái)單眼并條機(jī)組合成梳并聯(lián)合機(jī)，從梳棉到并條之間通過梳并聯(lián)連接裝置實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)。取消了梳棉生條進(jìn)入棉條筒的過程，并條機(jī)也不必等待足夠多的生條筒儲(chǔ)備才能生產(chǎn)。經(jīng)過梳理后棉條中的纖維大部分呈后彎鉤狀，不經(jīng)過條筒倒條直接喂入并條機(jī)進(jìn)行并合牽伸，避免了因生條成形不良引發(fā)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(shù)，應(yīng)用于轉(zhuǎn)杯紡紗生產(chǎn)線中減少了一道并條，使轉(zhuǎn)杯紗的品質(zhì)同樣有保障。我公司梳棉采用JWF1211 型梳棉機(jī)，并條采用JWF1316 型并條機(jī)。梳并聯(lián)技術(shù)輸送系統(tǒng)流程如圖1 所示。

圖1 梳并聯(lián)技術(shù)輸送系統(tǒng)流程圖

2 梳并聯(lián)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 梳并聯(lián)組合排布要求

圖2 為一種梳并聯(lián)組合排布方式，采用單側(cè)四并合排布，即4 臺(tái)梳棉單機(jī)配1 臺(tái)單眼并條機(jī)，4臺(tái)梳棉機(jī)同向排列，中心距相同均為3 400 mm，并條機(jī)牽伸區(qū)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(lián)合機(jī)組

2.2 棉層翻轉(zhuǎn)存儲(chǔ)裝置

棉層翻轉(zhuǎn)存儲(chǔ)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(duì)于上圈條盤做兩個(gè)運(yùn)動(dòng)：平行于錫林軸向的勻速往復(fù)運(yùn)動(dòng)和平行于梳棉機(jī)中心線的間隙運(yùn)動(dòng)，往復(fù)動(dòng)程700 mm。在往復(fù)換向的同時(shí)，“U”形傳送帶作一次間隔運(yùn)動(dòng)，將棉層向“U”形管道出口方向推移，棉層經(jīng)過“U”形管道中經(jīng)180°（底部最低點(diǎn)位置）完成倒向，圈狀疊層棉條的頭端可無間斷地從棉條動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器中引出。每圈位移量約等于棉條寬度（約15 mm），該參數(shù)可調(diào)。在環(huán)形傳送帶“U”形底的上層兩側(cè)設(shè)置位置傳感器。棉條位于“U”形通道側(cè)壁和傳送帶之間，接觸面與環(huán)形傳送帶以相同的速度運(yùn)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(chǔ)量400 m～1 000 m，緩存器中棉條存儲(chǔ)量由高位、中位、低位3 個(gè)儲(chǔ)量位置傳感器控制，并將數(shù)據(jù)傳送給梳并聯(lián)輸送控制系統(tǒng)［1］。棉層翻轉(zhuǎn)存儲(chǔ)裝置關(guān)鍵結(jié)構(gòu)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(nèi)疊放

圖5 “U”形管道傳輸裝置

2.3 棉條輸送裝置

由導(dǎo)條架和集中控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)棉條輸送。導(dǎo)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(jìn)入并條機(jī)凹凸羅拉的距離（mm）；N為并合根數(shù)（根）。

由公式（1）可知：棉條輸送距離較長，容易被拉斷或產(chǎn)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(jī)直接驅(qū)動(dòng)，主動(dòng)牽引翻轉(zhuǎn)存儲(chǔ)裝置中的棉條，輸送帶運(yùn)行速度及存儲(chǔ)裝置橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度與梳棉機(jī)道夫速度實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。

翻轉(zhuǎn)存儲(chǔ)裝置的棉條存儲(chǔ)量與梳棉機(jī)道夫的輸出速度形成閉環(huán)控制關(guān)系。在翻轉(zhuǎn)存儲(chǔ)裝置上裝有高位、中位、低位3 個(gè)儲(chǔ)量位置傳感器，用于控制梳棉機(jī)高速狀態(tài)下的3 種速度的切換。梳棉機(jī)道夫的運(yùn)行速度，由翻轉(zhuǎn)存儲(chǔ)裝置中的棉條存儲(chǔ)量控制。棉條輸送裝置由并條機(jī)原主機(jī)控制，跟蹤并條機(jī)給棉羅拉運(yùn)行速度。集中控制系統(tǒng)用于將梳棉機(jī)、翻轉(zhuǎn)存儲(chǔ)裝置、棉條輸送裝置、并條機(jī)的各電氣部分統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)連鎖控制關(guān)系。

2.4 電子圈條器

為了達(dá)到并合及牽伸工藝要求，梳并聯(lián)并條的輸出線速度較高，并條機(jī)上圈條器轉(zhuǎn)速達(dá)500 r/min 以上，普通并條頂部圈條盤采用同步帶傳動(dòng)，如果按同步帶方式傳動(dòng)設(shè)計(jì)，高速性能受限，難以進(jìn)一步提速，容易發(fā)生開關(guān)車堵圈條器現(xiàn)象及同步帶斷帶故障增多。為此，梳并聯(lián)并條機(jī)采用了電子圈條技術(shù)，用電子圈條器及驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)替代普通圈條器同步帶機(jī)械傳動(dòng)方式。

電子圈條技術(shù)采用軸向永磁同步電機(jī)（俗稱盤式電機(jī)），與主電機(jī)同步驅(qū)動(dòng)，具有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、低速大扭矩、動(dòng)平衡好、結(jié)構(gòu)簡潔、節(jié)能等特點(diǎn)。最高轉(zhuǎn)速可達(dá)1 200 r/min，應(yīng)用電子圈條器提升了梳并聯(lián)技術(shù)提速空間［2］。

2.5 大儲(chǔ)量空筒自動(dòng)喂入裝置

采用梳并聯(lián)技術(shù)后，并條機(jī)的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量較高，而輸出條筒卷裝受限，換筒時(shí)間縮短。空筒儲(chǔ)備庫少的話，將造成補(bǔ)筒頻率增加、缺筒停臺(tái)、生產(chǎn)效率下降等不利因素。采用大儲(chǔ)量空筒自動(dòng)喂入裝置，一次可存放12 個(gè)空筒。大儲(chǔ)量空筒自動(dòng)喂入裝置如圖6 所示。

圖6 大儲(chǔ)量空筒自動(dòng)喂入裝置

3 梳并聯(lián)技術(shù)在轉(zhuǎn)杯紗生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 操作要求

梳并聯(lián)出條速度較高，在以再用棉為主的轉(zhuǎn)杯紗生產(chǎn)過程中，梳并聯(lián)技術(shù)操作重點(diǎn)是棉條通道部位的清潔要及時(shí)、徹底、干凈。表1 列出了重點(diǎn)部位的操作要求。

表1 梳并聯(lián)技術(shù)清潔操作周期表

3.2 生產(chǎn)管理注意事項(xiàng)

原料投放比要相對(duì)穩(wěn)定，做好上包檢查工作。嚴(yán)格控制原料的含塵量小于1.5%。清梳濾塵花經(jīng)過廢棉處理后才能回用。控制車間清棉到梳并聯(lián)相對(duì)濕度在（55±2）%。加強(qiáng)門窗管理及增設(shè)溫濕度自動(dòng)調(diào)節(jié)點(diǎn)位，確保梳棉機(jī)輸棉管道供棉量穩(wěn)定、波動(dòng)小，穩(wěn)定梳棉條定量和牽伸效率。針對(duì)并條高速措施：牽伸膠輥進(jìn)行涂料處理防靜電，預(yù)防高速“噴花”現(xiàn)象。

3.3 梳并聯(lián)設(shè)備維護(hù)重點(diǎn)

梳并聯(lián)機(jī)臺(tái)參照梳棉機(jī)及并條機(jī)的維護(hù)方法，重點(diǎn)預(yù)防牽伸區(qū)高速后出現(xiàn)的溫升高問題。采取措施是：加油時(shí)預(yù)防梳并聯(lián)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(qū)三天補(bǔ)一次油；每日點(diǎn)檢查看傳動(dòng)平穩(wěn)狀況，確保膠帶無跑偏現(xiàn)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(wǎng)，避免糊網(wǎng)、堵塞，保證牽伸區(qū)吸塵負(fù)壓。

3.4 梳并聯(lián)紡紗情況

采用梳并聯(lián)技術(shù)紡制C 28.1 tex 轉(zhuǎn)杯紗的主要工藝參數(shù)：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(shù)4 根，后區(qū)牽伸1.2 倍，總牽伸6.09 倍，并條出條速度540 m/min。梳并聯(lián)棉條重量不勻率0.4%，棉條條干CV值1.5%，C 28.1 tex 轉(zhuǎn)杯紗條干CV值12.8%。

3.5 勞動(dòng)用工情況

我公司共配置3 套四并一梳并聯(lián)設(shè)備，供應(yīng)5臺(tái)JWF1616 型轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)，3 班24 h 生產(chǎn)，日產(chǎn)純棉28.1 tex～84.4 tex 轉(zhuǎn)杯紗10 t。在用工方面，節(jié)省梳棉機(jī)棉條筒換筒、運(yùn)筒、并條機(jī)后換筒生頭工作量，每班減少2 人，3 班節(jié)省6 人，減少用工40%。操作簡化，轉(zhuǎn)崗工人短時(shí)間培訓(xùn)即可上崗操作。梳并聯(lián)與傳統(tǒng)生產(chǎn)流程用工對(duì)比見表2。

表2 日產(chǎn)10 t 轉(zhuǎn)杯紗用工對(duì)比

3.6 降本增效情況

目前梳并聯(lián)每日停機(jī)做清潔時(shí)間累計(jì)在2 h以內(nèi)，生產(chǎn)效率在92%左右。此外，采用梳并聯(lián)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(lián)出條速度可達(dá)700 m/min 以上，剛投入運(yùn)行時(shí)，梳并聯(lián)出條速度350 m/min，而后提速到540 m/min，但進(jìn)一步提速遇到瓶頸。遇到的主要問題是牽伸區(qū)域飛花積聚嚴(yán)重，容易附入棉條中，轉(zhuǎn)杯紡運(yùn)行效率由95%降到80%。

5 結(jié)語

我公司在國內(nèi)率先開展了梳并聯(lián)技術(shù)在轉(zhuǎn)杯紡生產(chǎn)線中的應(yīng)用攻關(guān)，并投入了日常運(yùn)行生產(chǎn)。梳并聯(lián)是實(shí)現(xiàn)梳棉和并條工序連接自動(dòng)化生產(chǎn)的技術(shù)，順應(yīng)了棉紡行業(yè)發(fā)展方向，推廣應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)有利于提升生產(chǎn)線自動(dòng)化水平，緩解用工緊張的矛盾，應(yīng)用前景較為廣闊。兩年多來，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，純棉28.1 tex～84.4 tex 轉(zhuǎn)杯紗成紗質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到USTER 2018 公報(bào)25%～50%的水平，減少生產(chǎn)用工40%，總結(jié)出了梳并聯(lián)技術(shù)在轉(zhuǎn)杯紡流程中的生產(chǎn)管理、操作及設(shè)備維護(hù)的系統(tǒng)方法。如何避免梳并聯(lián)技術(shù)高產(chǎn)后，紗疵增加造成的轉(zhuǎn)杯紡紗效率下降問題，是我們下一階段重點(diǎn)攻關(guān)課題。