并條機(jī)自調(diào)理整裝置的組成

并條機(jī)自調(diào)理整裝置的組成

0并條機(jī)自調(diào)制整器紡織生產(chǎn)的基本任務(wù)是生產(chǎn)一定的均勻性和強(qiáng)度，即一定的質(zhì)量要求。因此，有必要在生產(chǎn)過程中控制相同的比率。近年來,棉紡設(shè)備發(fā)生了很大的變化,生產(chǎn)工序縮短,生產(chǎn)連續(xù)化、高速化、自動化及新型紡紗的出現(xiàn),如清梳聯(lián)合機(jī)、高產(chǎn)梳棉機(jī)、高速并條機(jī)、高效能精梳機(jī)和轉(zhuǎn)杯紡紗等更需要對半制品進(jìn)行自動控制。另外電子技術(shù)的發(fā)展為紡織生產(chǎn)精確、可靠的自動控制提供了條件,因此,近年來國內(nèi)外梳棉機(jī)和并條機(jī)都采用現(xiàn)代化的自調(diào)勻整器。并條機(jī)采用自調(diào)勻整器主要是有效控制棉條的重量偏差和改善棉條的均勻度,提高成紗和坯布質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率、降低勞動強(qiáng)度。并條機(jī)自調(diào)勻整發(fā)展到今天,中長片段或閉環(huán)的勻整方式已趨基本淘汰,短片段和超短片段將成為主流,混合環(huán)是發(fā)展的趨勢。改變牽伸的位置一般來說有三類,即附加變牽伸區(qū)、主牽伸區(qū)和后牽伸區(qū)位置。短片段自調(diào)勻整一般采用后兩種,由于后區(qū)牽伸在現(xiàn)代紡紗工藝中已經(jīng)成為一個重要的工藝參數(shù),不適合在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中變動,而主牽伸的潛力巨大,因此,選擇主牽伸區(qū)為變牽伸區(qū),有利于質(zhì)量的穩(wěn)定和改善。1棉條勻整系統(tǒng)的組成組合并條機(jī)自調(diào)勻整是以改變牽伸倍數(shù)的方法來達(dá)到控制和勻整棉條均勻度,其方式可分為:(1)開環(huán)系統(tǒng)即檢測在勻整牽伸區(qū)的輸入處,而控制位置在勻整牽伸區(qū)的輸出處,棉條先經(jīng)檢測而后勻整,可用以控制棉條的短片段不勻率;(2)閉環(huán)系統(tǒng)即檢測位置在勻整牽伸區(qū)的輸出處,而控制位置在輸入處,根據(jù)前方檢測的棉條粗細(xì),反饋回來改變牽伸倍數(shù),控制和勻整棉條均勻度,可用以控制棉條中、長片段不勻率;(3)混合(復(fù)合)環(huán)系統(tǒng),它是開環(huán)和閉環(huán)兩個系統(tǒng)的結(jié)合,它將快速反應(yīng)的開環(huán)與中、低速反應(yīng)的閉環(huán)有機(jī)結(jié)合起來,取長補(bǔ)短,可用以控制輸出棉條的短、中、長片段的不勻率。自調(diào)勻整器是一個對棉條連續(xù)測量并自動補(bǔ)償?shù)臋C(jī)電系統(tǒng)。一般由檢測系統(tǒng)(勻括轉(zhuǎn)換元件)、速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和變速執(zhí)行機(jī)構(gòu)三個部分組合而成。對于采用開環(huán)回路的勻整器,有時還需要添設(shè)一個延遲機(jī)構(gòu)(記憶裝置)。1.1片式、同位素式常用的檢測方法和檢測形式有機(jī)械式、電容式、光電式、應(yīng)變片式、同位素式等,其中以機(jī)械式(溝槽羅拉)較為實(shí)用。它結(jié)構(gòu)簡單,堅固可靠,易于管理,能承受一定機(jī)械力的沖擊和振動,適合紡紗加工工藝要求和紡織廠的工作環(huán)境。1.2比較環(huán)節(jié)的誤差號碼放又稱控制電路。它包括比較環(huán)節(jié)和放大器兩個部分。比較環(huán)節(jié)的作用是將檢測和轉(zhuǎn)換所得的棉條重量變化的訊號,同給定的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較,只要條子重量不符合標(biāo)準(zhǔn)值,比較環(huán)節(jié)即可將測得的偏差訊號,輸送給放大器進(jìn)行放大。誤差訊號放大器由固體線性放大器及幾個反饋元件組成。其作用是將檢測裝置所得誤差訊號進(jìn)行放大,并按調(diào)整對象所要求的函數(shù)關(guān)系,使“+”“-”訊號有不同的放大系數(shù),同時對誤差訊號有平滑作用。對控制電路的要求:要有一個工作可靠,精度符合要求,而且調(diào)節(jié)方便的比較環(huán)節(jié)。對放大器則要求有一定的放大倍數(shù)和不超過精度要求的零點(diǎn)漂移等指標(biāo)。1.3慢速執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由調(diào)速系統(tǒng)和變速機(jī)構(gòu)兩部分組成。調(diào)速系統(tǒng)的作用是按誤差訊號放大器發(fā)出的訊號產(chǎn)生相應(yīng)的速度,通過變速機(jī)構(gòu)把這個速度疊加在后羅拉上,使后羅拉速度隨棉條增減作反比例變化。調(diào)速系統(tǒng)一般由直流放大器、觸發(fā)線路和可控硅整流器組成。變速執(zhí)行機(jī)構(gòu)有機(jī)械式、液壓機(jī)械式、電氣式和機(jī)電式等。機(jī)械式常采用錐輪或機(jī)械無級變速,或再加差速機(jī)構(gòu);液壓機(jī)械式用液壓電機(jī)和差速機(jī)構(gòu),或用油缸推動錐輪皮帶;電氣式則用可控硅直流電機(jī)調(diào)速、電磁滑差、磁粉離合器、小慣量電機(jī)等;機(jī)電式如用旋轉(zhuǎn)磁鐵在一個角度范圍內(nèi)擺動,拖動錐輪皮帶或用伺服電機(jī)拖動錐輪皮帶。在自調(diào)勻整裝置中,調(diào)速執(zhí)行機(jī)構(gòu)的優(yōu)劣,決定著勻整效果的好壞,變速執(zhí)行機(jī)構(gòu)是自調(diào)勻整的心臟?？己藞?zhí)行機(jī)構(gòu)效果的標(biāo)準(zhǔn)有以下幾方面:(1)動態(tài)特性好,即過渡時間短,不產(chǎn)生衰減振蕩;(2)同步作用準(zhǔn)確,即開關(guān)車同步;(3)穩(wěn)定性好,精度達(dá)到要求,不易損壞,便于維修。機(jī)械式和液壓機(jī)械式執(zhí)行機(jī)構(gòu),均能使用在出條速度500m/min的高速并條機(jī)上。2并條機(jī)各品種自調(diào)制整裝置的選擇自調(diào)勻整裝置,按其控制原理可分為開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和混合環(huán)控制系統(tǒng);按其勻整效果可分為短片段自調(diào)勻整裝置和中長片段自調(diào)勻整裝置。FA306型并條機(jī)所配BYZ型自調(diào)勻整裝置是中長片段自調(diào)勻整裝置,屬閉環(huán)控制系統(tǒng);FA326A型、FA319型、FA322型并條機(jī)配烏斯特公司的USG型或USC型自調(diào)勻整裝置或國產(chǎn)BYD型、東夏THD-901AL型等自調(diào)勻整裝置是短片段自調(diào)勻整裝置,屬開環(huán)控制系統(tǒng)。由于短片段自調(diào)勻整裝置(開環(huán)系統(tǒng))是先檢測、后勻整,針對性強(qiáng),適應(yīng)輸出速度較快,所以短片段自調(diào)勻整裝置在并條機(jī)上應(yīng)用廣泛?；旌檄h(huán)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,使用較少。2.1usgusc自均勻組織系統(tǒng)2.1.1喂入條檢測控制單元的確定自調(diào)勻整裝置工作原理是主電動機(jī)傳動第一羅拉和輸出壓輥并傳動DGB差速齒輪箱的恒速輸入。第一羅拉和輸出壓輥恒速旋轉(zhuǎn),條子的輸出速度為恒定值。第二羅拉及其后各羅拉由DGB差速齒輪箱輸出傳動,為變速旋轉(zhuǎn)。凹凸羅拉檢測喂入棉條,將喂入條的粗細(xì)變化轉(zhuǎn)移成位移量的變化,由位移傳感器將位移量的變化轉(zhuǎn)換成電信號,作為實(shí)際測量值,輸入勻整及監(jiān)測控制單元。在控制單元內(nèi),計算機(jī)將放大后的測量值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較,把比較所得的結(jié)果(修正值)暫時存放起來。同時,計算機(jī)根據(jù)測速傳感器測得的喂入棉條運(yùn)動速度和凹凸羅拉與主牽伸區(qū)之間的路程,計算出延遲時間。延遲后,當(dāng)被檢測的棉條片段到達(dá)牽伸變速點(diǎn)時,控制單元根據(jù)修正值令SM伺服電動機(jī)準(zhǔn)值變速輸入差速箱,使差速齒輪箱的輸出速度改變,進(jìn)而改變第二羅拉(及其后各羅拉)的轉(zhuǎn)速,從而改變主牽伸倍數(shù),使輸出條子均勻一致。微機(jī)終端供人機(jī)對話界面,操作人員可在界面上輸入或修改參數(shù),對設(shè)備進(jìn)行調(diào)整或讀取各種信息。USG型的勻整范圍為±25%,勻整精度可達(dá)±1%。2.1.2槽寬盤片和輔件的更換喂入檢測為凹凸羅拉,檢測單元及工藝調(diào)整參考FA322型并條機(jī)凹凸羅拉檢測單元,根據(jù)棉條定量和纖維的類別不同,凹凸羅拉需更換不同的槽寬盤片和相應(yīng)輔件,同時調(diào)整羅拉的加壓(加壓的大小還取決于羅拉速度的快慢,速度快時,加壓要重)。工藝調(diào)整的結(jié)果,使被測棉條盡量壓縮至纖維相互緊貼無空隙,厚度在4mm左右,確保位移傳感器在其線性范圍內(nèi)工作。2.1.3勻整的工藝過程(1)死區(qū)長度、延遲時間。死區(qū)長度是指檢測點(diǎn)到勻整點(diǎn)的距離,它決定勻整點(diǎn)對喂入波動量調(diào)節(jié)的延遲時間,即何時進(jìn)行勻整。棉條的勻整點(diǎn)是個不確定位置,它受纖維長度、品種等多種因素影響。死區(qū)長度可用下式近似計算:L=L1-[L2(1+G2)/2+S]L———死區(qū)長度;L1———檢測點(diǎn)至前羅拉握點(diǎn)的距離;L2———纖維平均長度;C———纖維離散系數(shù);S———纖維變速點(diǎn)至前羅拉握持點(diǎn)距離。延遲時間主要取決于死區(qū)長度,還受棉條輸入速度和系統(tǒng)慣性延遲時間的影響。適時進(jìn)行勻整是勻整效果好壞的關(guān)鍵,勻整過早或過晚,都會造成附加不勻。各種機(jī)型死區(qū)長度不同,棉條速度各有快慢,相應(yīng)延遲時間也各不相同。在實(shí)際選擇中,根據(jù)計數(shù)值,再通過生產(chǎn)試驗加以修正。(2)放大倍數(shù)。用凹凸羅拉在線檢測棉條粗細(xì)的波動受纖維性狀的影響,它與實(shí)際棉條粗細(xì)的波動有一定的差異,必須采用放大倍數(shù)予以補(bǔ)償,決定勻整機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)量的大小。放大倍數(shù)過大、過小,都會使輸出棉條定量偏移設(shè)定值。放大倍數(shù)的選擇也必須通過生產(chǎn)試驗予以修正。2.2棉條/棉合成紗勻整的控制BYD為開環(huán)式短片段自調(diào)勻整裝置,它采用全部檢測、全部勻整的方式,兩眼獨(dú)立進(jìn)行控制,能夠勻整喂入條中1.5cm～2cm以上長度的片段不勻,具有完善的系統(tǒng)自檢功能和棉條生產(chǎn)在線檢測功能,能夠在線顯示多項工藝、質(zhì)量、產(chǎn)量等數(shù)據(jù),并能根據(jù)用戶設(shè)定的質(zhì)量極限發(fā)出報警,自動停車。在BYD型短片段自調(diào)勻整裝置中,對各種機(jī)械參數(shù)的設(shè)定和檢測傳感器、死區(qū)長度以及放大倍數(shù)的標(biāo)定非常重要,其參數(shù)選擇直接關(guān)系到勻整作用對棉條重量偏差進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难訒r同步性和準(zhǔn)確性,這是決定勻整效果的關(guān)鍵。勻整范圍可達(dá)25%,但在生產(chǎn)中以不超過5%為宜,否則,應(yīng)先調(diào)整上道并條或本道并條工藝。下線重量檢測以1次/班～2次/班為宜,檢測間隔時間過長,也會因溫濕度或其他因素的影響,造成超長片段不勻率增加,并影響成紗重量不勻率。(1)凹凸羅拉是影響勻整效果的最重要的因素,必須始終保持其精確性及表面清潔,經(jīng)常性地清除其表面及檢測面的積塵與棉蠟,保證刮棉擦運(yùn)行狀態(tài)良好。(2)采用BYD型短片段勻整裝置可消除精梳機(jī)產(chǎn)生的周期性變異,喂入的精梳條在30cm～40cm處產(chǎn)生結(jié)合波,在無勻整的條件下,并條牽伸倍數(shù)為8倍,熟條存在波長為2m～3m的機(jī)械波。勻整器打開后2m～3m處的機(jī)械波就能得到控制而被消除。(3)合理設(shè)定死區(qū)長度。死區(qū)長度直接影響從凹凸羅拉傳感器檢測到棉條信號與伺服電機(jī)動作之間的時間差。因死區(qū)長度與后區(qū)牽伸倍數(shù)中后羅拉中心距及原棉長度等變量有關(guān),所以死區(qū)長度的設(shè)定應(yīng)做增減一根棉條的試驗,根據(jù)階躍曲線兼顧正常生產(chǎn)時的條干值在勻整儀推薦值的附近來選擇。(4)合理選擇放大倍數(shù)。放大倍數(shù)影響檢測量與勻整量的比例關(guān)系,與喂入條的彈性以及凹凸羅拉的加壓等因素有關(guān),在改品種時應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。(5)要選擇適當(dāng)?shù)陌纪沽_拉及AP喇叭口(也稱監(jiān)測傳感器),凹凸羅拉的跳動要在0.02mm以下,以保證測量精度。2.3fa326自適應(yīng)濾波器usg和bid應(yīng)用示例2.3.1fa326自適應(yīng)濾波器usg和bid應(yīng)用示例USG和BYD型的自調(diào)勻整器原理示意圖如圖1所示。2.3.2牽伸倍數(shù)的測定設(shè)W1為輸出條實(shí)際重量;W2為輸出條理論重量(輸出定量);Q1為實(shí)際總牽伸倍數(shù);Q2為理論總牽伸倍數(shù);ΔG為喂入實(shí)際總重量與理論總重量的差值;G0為喂入額定總重量。根據(jù)牽伸原理可列方程:W1=(G0+ΔG)/Q1W2=G0/Q2W1=W2(勻整后應(yīng)滿足此方程式)得Q1=Q2(1+ΔG/G0)由上可以看出:(1)當(dāng)ΔG>0時,喂入實(shí)際重量大于理論重量,實(shí)際總牽伸倍數(shù)Q1大于理論總牽伸倍數(shù)Q2。(2)當(dāng)ΔG<0時,喂入實(shí)際重量小于理論重量,實(shí)際總牽伸倍數(shù)Q1小于理論總牽伸倍數(shù)Q2。(3)當(dāng)ΔG=0時,喂入實(shí)際重量等于理論重量,實(shí)際總牽伸倍數(shù)Q1等于理論總牽伸數(shù)Q2?？傊?牽伸倍數(shù)的增大與減小是通過凹凸羅拉檢測ΔG的大小,從而使伺服電機(jī)產(chǎn)生正反轉(zhuǎn)以達(dá)到改變二羅拉轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)的。即通過改變主牽伸區(qū)的牽伸倍數(shù)來改變總牽伸倍數(shù),最終達(dá)到勻整的目的,使W1=W2。如果,通過改變后區(qū)牽伸倍數(shù)來達(dá)到改變總牽伸倍數(shù)的目的,那么,這種變化將對紗條條干CV值造成頻繁的波動,使條干不穩(wěn)定,FA326型并條機(jī)的USG系統(tǒng)和BYD系統(tǒng)均有效地克服了這種可能性。2.3.3個因素影響USG系統(tǒng)與BYD系統(tǒng)都是開環(huán)式自調(diào)勻整系統(tǒng),而實(shí)際上,勻整點(diǎn)是一個不確定的位置,勻整點(diǎn)與牽伸過程中纖維的變速點(diǎn)又不相同,二者受多個因素影響,理論上認(rèn)為二者相差半個纖維長度。當(dāng)然,牽伸過程中牽伸的變速點(diǎn)位置又是一種分布,因此我們只能近似判斷死區(qū)長度的大小(見圖2),我們將得出下述公式來計算FA326型并條機(jī)的死區(qū)長度L(實(shí)際生產(chǎn)中的L值應(yīng)由下述公式確定后,再通過試驗加以修正):L=l0-[l2×(D-0.5