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现代化棉纺生产线自动化技术综述(一)
日期:2008-8-17 21:30:51 来源:本站整理  
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改革开放以来,我国棉纺机械在国家的支持和鼓励、市场竞争和优化重组下初步形成自主创新的开发能力,开发了不同层次的棉纺机械,且扩大了品种系列,其发展基本适应了我国棉纺工业的需求,基本满足棉纺企业生产的质量要求,主要设备技术水平达到或接近20世纪90年代中、后期国际先进水平;这些设备普遍应用可编程(PLC)或计算机控制、变频调速或多电机传动等,配置在线检测和控制,部分实现了在线监控、单机自动化;这些设备的制造技术有了大幅度的提高,设备的可靠、生产质量的稳定上有很大进步。如:棉纺的清梳联成套设备、精梳机组、自调匀整并条机、悬锭粗纱机和自动络筒机通过国家“七五”、“八五”攻关、国家重中之重“引进技术和合作生产的两机项目”以及自主开发创新已经取得了显著成效,纺纱质量达到纺制优级纱以上的标准(2001年乌斯特公报25%水平),并已开始采用数字化资源管理和监控技术。机器实开产量得到提高,往复抓棉机最高1500公斤/台·时、梳棉机80公斤/台·时、精梳机生产速度300钳次/分~350钳次/分、并条机以双眼为主,实开300米/分~600米/分、悬锭粗纱机最高转速(锭翼)1400转/分、自动络筒机络纱速度1100米/分~1500米/分。年生产能力清梳联成套设备400套、自动络筒机250台,装备了一大批棉纺企业。
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棉纺机械不论在国际与国内其进一步的发展目标和方向都是围绕提高综合性能和市场的需求进行。其技术的内容依然是:单机的机电一体、自动化水平、在线质量监控,以及信息技术的应用;高速、高质、提高适纺性能和范围;设备的可靠、稳定、节能、操作简便等。
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在传统的纺纱工艺基础上发展起来的环锭集聚纺纱技术已趋于成熟,是环锭纺纱技术的一个新的突破,该项技术在环锭纺上应用能显著提高纱的强度和大幅度减少毛羽,不仅改善了纱和织物品质,同时节省了用棉和后道物料消耗。国内已引进整机和改造近30万锭。
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国产高效现代化棉纺生产线项目硕果累累
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高效现代化棉纺生产线的主要研发内容是清梳联、并条、粗纱、细纱、络筒等单机的多电机独立传动和控制系统软硬件的开发和应用;在线检测和控制研究及开发;单机自动化和工序连续化技术;棉纺生产线中设备、工艺以及质量的集中监控和管理技术。进一步提高清梳联、并条机自调匀整系统的稳定性和可靠性;进一步提高粗纱机的自动化程度;完善细纱机与络筒机连接的关键技术;加速研发具有中国特色的、自主知识产权的环锭集聚纺纱机及装置,加快产业化的步伐;研发机电仪一体化、自动化程度高(自动生头、接头、清洁),具有质量在线监控的高速转杯纺纱机。
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国内广大纺机骨干厂在提升机械制造技术,提升国产纺织机械质量、产量的同时,投入大量的人力、财力与物力,进行新技术、新产品的研发,现已取得了较大的成果。
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(一)清梳联
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1、郑州纺织机械厂与青岛纺织机械厂自80年代初期即开始进行清梳联的研制工作。1993年郑州纺织机械厂开始与德国特吕茨勒公司合作生产清梳联成套设备。与此同时,青岛纺织机械厂在常年生产梳棉机的基础上,广泛吸收国内外先进开清梳技术,博采众长,自行开发了全套短流程清梳联设备。经过近十年来的不断完善和改进提高,郑州和青岛的清梳联设备的总体技术水平已为国内纺织行业所认同,以其良好的性能价格比占据了国内市场的主导地位,产品遍及全国23个省、市、自治区,并出口到泰国、越南、印度尼西亚、柬埔寨、巴基斯坦等十几个国家。根据不完全统计,截止2003年底,全国共有清梳联生产线1,200多条,大约装备了近2,000万纱锭,其中国产设备800多条。以全国约有6,000多万纱锭计,目前我国清梳联所占比重为30%,与国内清梳联问世初期的(1995年的)7.1%相比,增长了3倍,其中郑州纺织机械厂与青岛纺织机械厂的清梳联成套设备已占60%左右。由此可以看出,国产清梳联设备的发展为清梳联技术在国内纺织行业的普及起到了巨大的推动作用。
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郑州和青岛的清梳联工艺流程经过不断的完善和改进提高,已形成了自己的特色:
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⑴流程简洁高效:开清工艺流程根据“一抓、一开、一混、一清”新型工艺原则,通过增强和提高主要单机的性能,实现工艺要求,缩短工艺流程、提高产品质量、减少占地面积。
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⑵电气控制系统采用PLC、变频技术,使系统操作和工艺调整更加简单快捷;人机界面对话、故障自动诊断等功能使系统管理维护更有效;重物、金属、火星和异性纤维探测技术的应用,使系统安全有保障;气压控制技术、连续喂给技术和自调匀整技术的应用,使系统生产运行更加稳定可靠。
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⑶主要单机性能先进,满足系统对各工序的工艺要求:往复抓棉机采用锯片双打手结构,做到了精细均匀抓棉,抓取棉块平均重量可达25mg;轴流开棉机采用了“自由打击”的工艺原理,在流程中实现了“早落,少碎”,除杂效率30%左右;多仓混棉机棉仓容量大,利用时间差混合原理,达到了良好的混棉效果;清棉机(主除杂机)利用刺辊分梳原理,对喂入的棉束以梳代打,在一台单机上同时完成了精细开松和高效除杂工作,为梳棉机的优质高产创造了先决条件;在各种型号的梳棉机上普遍采用了多电机传动,盖板齿型带传动,多刺辊除杂,铝型材活动盖板、固定盖板、吸口和棉网清洁器,锡林底部罩板加吸口,等先进的梳理工艺和结构,使生条和成纱质量都达到了国际先进水平。
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⑷流程中各主要单元机均采用了连续吸落棉技术,避免了人工出落棉造成的停机现象,保证了系统连续生产。
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为进一步提高产品中自己的核心技术和自主知识产权的含量,使总体技术上基本达到本世纪初同类产品国际先进水平,经纬纺机清梳机械事业部在成立不到一年的时间内,又先后开发出了JWF1201、JWF1202和JWF1204高产梳棉机,单机最高产量可达125公斤/小时。同时,经纬纺织机械股份有限公司清梳机械事业部正在进行深层次的研究与开发,如:抓棉均匀性的研究、不同原料、不同长度纤维和品种的适应性研究、增大增强梳棉机梳理能力的研究、网络技术和现场总线技术、直流无刷调速系统应用的研究等。
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2、江苏金实业股份有限公司
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该企业是以生产清花设备为主的生产企业,近几年自主开发了短流程清梳联,各单机实现智能控制,自动调整工艺参数。短流程清梳联开绐进入商品化。单机的主要特点是:
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①FA008型往复抓棉机
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单、双侧均可抓棉,实现高低包智能和双品种抓棉;抓棉打手1.7米、2.3米两种;抓棉打手升降通过自锁式丝杆传动,精度可达±0.10mm/次;故障自诊断,人机界面,工艺参数自动调节等功能。
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②FA102C型智能化单轴流开棉机
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纤维沿滚筒螺旋线轴向旋转6周半,除杂效率高;尘棒间隔距可实时调整;控制系统采用PLC,人机界面,工艺参数调整方便,自动化程度高;
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③FA111E精开棉机
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纤维顺向喂入打手;带分梳板的尘格装置能自动调整间距;给棉罗拉与给棉板隔距自动调整;各工艺参数,采用触摸屏人机界面调整;自动检测故障并报警,自动化程度高。
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④JFA226型高产梳棉机
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前后固定盖板增加,提高梳理度;采用新型高密度针布;采用“二检二控”自调匀整装置,有效控制生条不匀率;棉箱、梳棉机、自调匀整一体化控制。
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⑤控制系统实现网络化控制
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在各单机实现智能化控制的基础上,各单机通过现场总线连接,上位机对各单机的运行情况进行监控和相关数据的修改,实现网络化控制和管理。
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(二)并条机
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纵观国内外并条机发展趋势,单眼带自调匀整装置的高速并条机有利于提高成纱质量,适应高速、大卷装,是纺纱升档的必需产品。为了适应棉纺厂对产品提升的要求,使棉条在整个生产过程中的分配和使用更趋于合理,沈阳宏大纺织机械有限公司、陕西宝成新型纺织机械有限公司、天门纺织机械有限公司、江苏宏源纺机股份有限公司、上海纺织机械总厂等均已开发出单眼并条机,其技术已趋成熟,推广前景广阔。
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1、沈阳宏大纺织机械有限公司
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JWF1302型并条机的设计中瞄准了国际领先产品,并有三个结构装置申请了国家专利。该机在传动上采用同步带传动,在加压上采用气动加压技术,在集束器上使用气动生头技术,并使用集中润滑系统,另外采用了气动喷射断条装置等,这将使该机的机电一体化程度高于现有国产机型,使操作、保养、管理更加方便。该机输出速度:250—600m/min,最高产量约180Kg/h。各项质量指标达到89’乌斯特公报25%水平。匀整范围±25%。1m重CV%值小于0.4%。产量将能更好地满足用户并条工序至粗纱工序一对一供应的需要。该机主要结构特点和作用:
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(1)牵伸机构:采用三上三下压力棒加导向上罗拉曲线牵伸形式,棉条先经后区预牵伸,然后进入主牵伸(前区),压力棒在牵伸区内起加强控制浮游纤维的作用,有利于提高牵伸质量。
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(2)加压机构:采用棉纺专用气动加压气缸。同根上罗拉两端压力差小,在输入气压值设定后,其输出压力不随上罗拉直径的变化而改变,有利于加压力的稳定。并可根据品种的不同,改变加压力的大小,提高对纺纱品种的适用性。

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