RSB D24c型并條機自調勻整原理及分析

李志民 王新厚

(東華大學，上海，201620)

眾所周知，紗線的不勻程度關系到紗線品級的高低，同時也直接影響到制成品的質量。并條工序是紡紗流程中的一道關鍵工序，對后道成紗質量的影響也越來越被人們重視[1]。實際生產中，具有自調勻整功能的并條機對改善棉條重量不勻率具有十分重要的作用。以下介紹RSB D24c型并條機自調勻整的組成和工作原理，分析影響自調勻整功能的關鍵要素。

1 RSB D24c型并條機自調勻整系統的組成

RSB D24c型并條機的自調勻整系統是由檢測系統、控制系統、執行系統三部分組成[2]，如圖1所示。

圖1 并條機自調勻整系統示意圖

檢測系統由一對旋轉的檢測羅拉和壓盤等組成；控制系統由B195型信號傳感器、D295型數字處理器等組成；勻整執行系統由G90型伺服放大器、M90型伺服電機等組成。

2 自調勻整系統工作原理

RSB D24c型并條機的自調勻整系統是根據喂入條子的粗細變化，相應地調整牽伸區瞬時牽伸倍數，以改變輸出纖維束的均勻度。

條子重量偏差的檢測由凹、凸羅拉和壓盤聯合完成。該重量偏差由B195型傳感器檢測，并以短的恒定的時間間隔輸出喂入條子的精確重量偏差值到D295型數字處理器，處理器計算處理后產生一個與電壓值和輸出速度對應的RPM目標值；由G90型伺服放大器將RPM值轉化成M90型伺服電機的一個轉速變化值。當被檢測的那段條子進入牽伸區的牽伸點時，伺服電機的轉速發生變化，同時改變中羅拉和后羅拉的轉速，前羅拉的轉速保持不變，從而改變該段條子的牽伸倍數，使得輸出條子達到勻整效果。

若喂入條子偏重，則需同時降低中羅拉和后羅拉的速度，增大牽伸倍數；如果喂入條子偏輕，則需同時提高中羅拉和后羅拉的轉速，減小牽伸倍數。

它屬于開環控制系統，如圖2所示，具有先檢測后控制的特點，系統中的控制回路是非封閉式的[3]。開環控制系統有較強的勻整針對性，對短片段不勻有較好的改善效果[4]。

圖2 開環控制系統

3 自調勻整功能的影響因素

3.1 電子裝置

喂入條子經過兩個檢測羅拉，其中一個羅拉的位置固定，另一個羅拉安裝在一個可以移動的軸承上，并在一定的壓力作用下，根據喂入條子體積變化的方式和大小，有不同程度的偏移。壓盤安裝在可移動軸承的相關部件上并與B195型傳感器有一定距離。羅拉的偏移導致壓盤位置相應變動，因此喂入條子體積的變化轉化成壓盤與B195型傳感器之間距離的變化，變化的信號由B195型傳感器檢測，并將其轉化成電壓值的變化傳輸到D295型數字處理器。這一系列動作在長期不斷的變化、檢測、轉化過程中有可能產生誤差。為了消除機械和電信號的錯誤，檢測裝置需定期檢查并校準。這是勻整功能作用的基礎，是一個非常重要的因素。

壓盤和B195型傳感器之間有一定的距離d，可以被看作為一平板電容器。假設B195型傳感器與壓盤的正對面積s，電壓U,介電常數ε，k代表靜電力常量，電容C,該電容器帶電量Q。

(1)

(2)

由公式(1)和(2)可推導得出：

(3)

如果機械檢測與對應的電壓值偏離線性關系，檢測結果將不準確，經過勻整的條子重量差異必將很大。電子裝置的校準是基于這種線性關系進行的。電子裝置的檢查應使用規定的B6(厚度為6 mm)隔距規。當兩個檢測羅拉間隙在6 mm時，B195型信號傳感器檢測到的電壓值范圍是(8 125±30)mV[5]，以此為標準。如果電壓值不在此范圍，需要進行電壓值校準。

檢測羅拉電壓值的校準采用4個不同規格的隔距規，它們的規格分別是3 mm、4 mm、 5 mm、6 mm。這4個隔距規的作用各不相同。6 mm隔距規用于檢測和校準，將其放入檢測羅拉之間并加壓，查看此時對應的電壓值是否在(8 125±30)mV范圍之內，如果不在，此時需要手動調整壓盤與B195型傳感器之間的距離來改變對應的電壓值，直到顯示的電壓值在要求范圍(8 125±15)mV之內。3 mm、4 mm、5 mm隔距規測量的電壓值是用于檢查上述調整的電壓值是否合理。如果這4個電壓值點符合線性關系，即校準成功；如果不符合線性關系，機器將提示“偏線性錯誤”，即校準不正確。導致校準時出現線性錯誤的原因很多，例如校準工具不合理、操作不精準等，需要重新校準操作。若B195型傳感器狀態不良，也會導致上述問題發生，此時需要更換B195型傳感器。

通常情況下必須定期檢查電子裝置。只有通過這種定期檢查，電子裝置的精確功能才能得以保證。檢查周期取決于個別質量要求，但不能超過一年。除此之外，如果檢測羅拉、B195型傳感器、D295型數字處理器等因素變更，必須檢查電子裝置；如有必要，重新調整。

3.2 檢測羅拉

喂入條子粗細變化的檢測是勻整功能的關鍵，所以選擇合適的檢測羅拉是至關重要的。檢測羅拉檢測喂入條子的體積是偏大還是偏小是根據一個基準值來判斷的。這個基準值可以定義為檢測羅拉0偏差時兩個檢測羅拉之間的距離L0。如果檢測棉條的體積大于基準值，說明此時檢測羅拉之間間距大于L0，即喂入條子偏重；反之，如果檢測出來的體積小于這個基準值，說明此刻檢測羅拉間距小于L0，即喂入條子的重量偏輕。檢測羅拉規格選擇方法如下。

(1)紡棉、回收棉、滌綸、粘膠(1.3 dtex～2.0 dtex，40 mm)、 棉滌混紡、棉粘混紡、滌粘混紡：喂入條子總定量12 ktex～16 ktex時，檢測羅拉規格4.0 mm；16 ktex～20 ktex時，檢測羅拉規格4.0 mm 或5.5 mm；20 ktex～25 ktex時，檢測羅拉規格5.5 mm；25 ktex～30 ktex時，檢測羅拉規格5.5 mm 或7.0 mm；30 ktex～38 ktex時，檢測羅拉規格7.0 mm；38 ktex～43 ktex時，檢測羅拉規格7.0 mm 或9.0 mm；43 ktex～50 ktex時，檢測羅拉規格9.0 mm。

(2)紡粘膠(<1.3 dtex或>2 dtex，>40 mm)、棉腈混紡、腈合成纖維混紡：喂入條子總定量12 ktex～16 ktex時，檢測羅拉規格5.5 mm；16 ktex～20 ktex時，檢測羅拉規格5.5 mm或7.0 mm；20 ktex～25 ktex時，檢測羅拉規格7.0 mm；25 ktex～30 ktex時，檢測羅拉規格7.0 mm；30 ktex～38 ktex時，檢測羅拉規格7.0 mm或9.0 mm；38 ktex～43 ktex時，檢測羅拉規格9.0 mm或11.0 mm；43 ktex～50 ktex時，檢測羅拉規格9.0 mm或11.0 mm。

(3)紡腈綸：喂入條子總定量12 ktex～16 ktex時，檢測羅拉規格5.0 mm；16 ktex～20 ktex時，檢測羅拉規格5.5 mm 或7.0 mm；20 ktex～25 ktex時，檢測羅拉規格7.0 mm；25 ktex～30 ktex時，檢測羅拉規格7.0 mm 或9.0 mm；30 ktex～38 ktex時，檢測羅拉規格9.0 mm；38 ktex～43 ktex時，檢測羅拉規格9.0 mm或11.0 mm；43 ktex～50 ktex時，檢測羅拉規格11.0 mm。

在生產過程中，應根據實際的原料、定量等因素選擇適當的規格型號。目前可選擇檢測羅拉規格有4.0 mm、5.5 mm、7.0 mm、9.0 mm、11.0 mm， 共5種規格型號。根據檢測羅拉規格選擇檢測羅拉型號，但實際生產過程中還需通過L0的大小來判斷所選的檢測羅拉是否合適。

因為檢測羅拉偏移的距離限定，L0作為一個基準值，有一定的范圍限制。根據設備實際情況，L0的值應該在2.5～5.6之間[5]。當L0接近或者大于5.6時，即檢測羅拉0偏差時候檢測羅拉已經達到偏移的極限位置，如果此時喂入條子偏粗，檢測羅拉將無法準確檢測到條子的變化，所以此時機器所選擇的檢測羅拉不合適，需要更換大一個型號的檢測羅拉。當L0接近或者小于2.5，且檢測羅拉偏差為0時，檢測羅拉已達到偏移最小極限。如果此時喂入條子偏細，檢測羅拉將無法檢測到條子的變化，所以此時需要更換小一號的檢測羅拉。

3.3 勻整點

檢測羅拉檢測的那段條子到達牽伸區的某個位置點時勻整功能開始起作用，即這段條子從檢測羅拉的監測點到被牽伸點走過的距離稱為勻整點。它是一個距離值，在牽伸過程中條子張力保持不變，因此該距離值可以作為一個位置點。因為喂入棉條重量不勻率差異較大，每段條子所對應的勻整作用點并非完全相同，因此實際機器上所顯示的勻整點是所得大量勻整作用點出現相對較集中的那個位置點。在生產過程中，該條子原料性質、運行的速度、牽伸倍數、牽伸隔距、工藝設置等都會影響勻整點。

機器具有自動搜索勻整點功能。開啟勻整點搜索功能，正常啟動機器，機器在自動換桶后開始運行，約生產2 km左右的條子后完成勻整點搜索，獲得一個勻整點，并給出該勻整點的判斷，分為“一般的”、“良好的”和“最適宜的”3種結果。接受所得勻整點機器會自動存儲并出現一個報警，要求“落筒”；此時手動落筒，即完成勻整點搜索過程。

手動優化勻整點，將CV，CV(1 m)值和波譜圖作為參考對象進行對比優化。上述自動勻整點搜索功能首先找出啟動值F。 當勻整點分別為F,F+12，F-12時，生產一定量條子，測試其CV，CV(1 m)值和波譜圖，對比這3種情況選擇出最佳的勻整點F′。然后分別測試當勻整點為F′+6,F′-6時條子的CV值，CV(1 m)值和波譜圖，對比選擇出最佳勻整點F″。按照以上方式，當勻整點為F″+3,F″-3時，分別測試上述指標。從F″+3,F″，F″-3中選擇最佳勻整點。例如，當F=933 mm時， 參考CV測試結果，手動優化勻整點流程如圖3所示。

圖3 勻整點優化示意圖

3.4 勻整強度

勻整強度是勻整功能具有的勻整能力。它是一個放大的參數，可補償勻整傳動系統的粗節和細節。當原料變化、檢測羅拉變更、喂入速度變更時需要重新優化勻整強度。

通過經驗預設一個勻整強度值，根據實際優化該勻整強度。當喂入條子根數為n時，生產棉條100 m，并計算條子的平均重量Wn；分別當喂入條子并合數為n-1,n+1時，按照上述方式生產條子并計算其重量平均值為Wn-1,Wn+1,重量單位ktex。

當并合數為n-1根條子時，勻整后條子的重量偏差An-1：

(4)

An-1>0時，勻整補償過渡；An-1<0時，勻整補償不足。

當并合數為n+1根條子時，勻整后條子的重量偏差An+1：

(5)

An+1>0時，勻整不足；An+1<0時, 勻整補償過渡。

計算An-1與An+1絕對值的平均值A：

(6)

根據An-1和An+1的實際情況相應地提高或者降低勻整強度，再次按上述方式測試。當棉條重量偏差A≤0.5%時，即滿足要求。

3.5 低速優化

檢測羅拉在慢速模式下，壓緊生產的纖維原料比在正常速度下的更多。在生產過程中，需用一個修正因子補償該差異。該修正參數考慮了在慢速運行時，對纖維性能和條子輸入速度的影響。

根據經驗預設以優化系數，分別在慢速模式和正常生產模式兩種情況下各生產100 m條子，并分別計算出W慢速和W正常平均值，重量單位ktex。 根據以下重量偏差公式計算：

(7)

當偏差X>0, 說明慢速模式下條子蓬松，應適當增加優化系數。

當偏差X<0，說明慢速模式下條子張緊，應適當減小優化系數。

調整低速優化系數后需重復上述步驟，直到條子重量偏差在0.5%以內。

除了機器自身的因素對自調勻整效果有影響外，外界因素也會影響勻整功能的穩定性。適當控制溫濕度的變化，減少它們對自調勻整的影響。喂入條子重量偏差波動越小，自調勻整功能越穩定。因此，自調勻整功能打開之前，應通過更換牽伸倍數使得輸出條子的重量盡量接近要求的目標定量。

4 結束語

由于RSB D24c型并條機獨特的自調勻整技術和穩定的勻整性能，被市場廣泛認可。但是利用好這一功能還需要對其原理和相關因素有充分的認識和理解。在實際應用中，需根據原料、工藝等情況及時檢查勻整電子裝置的正確狀態，選擇最合理的檢測羅拉，認真做好優化勻整點、勻整強度和低速優化系數等工作，才能保證RSB D24c型并條機勻整功能的精準運行，提高紗線質量。