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国产实验室用纱线外观质量检测仪器的技术进步(一)
日期:2008-10-15 18:59:22 来源:中国自动化网  
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为了保证纱线的质量能满足后道准备工序和织造工序的使用要求,棉纺织行业根据其物理指标和外观疵点采取了内在质量检测和外观质量检测相结合的纱线品质评定方法,其中纱线外观质量是决定织物的外观、手感、使用性能的重要因素,因而纱线的条干均匀度和棉结杂质、毛羽指数、100km纱疵等测试项目成为纱线外观质量检测的主要内容。
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1、纱线的条干均匀度和棉结杂质
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1.1黑板条干检测法
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建国后至改革开放前,受检测技术条件的限制,棉纺织行业对纱线外观质量的检测主要采用了黑板条干目测来检测纱线条干均匀度和棉结杂质,即用摇黑板机将纱线绕在规定尺寸的黑板(250×220×2mm)上,在暗房里将黑板放在标准照明条件下,用目光观察再与标准样照对比,根据纱线直径的投影进行条干和棉结杂质的评定的方法,为保证检测结果的可比性、一致性,有关部门制定了《GB403—78本色棉纱试验方法》,检测仪器先后采用了Y381、Y381A型摇黑板机。
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1.1.1摇黑板机的结构和工作原理
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Y381、Y381A型摇黑板机同为常州市第二纺织机械厂制造,Y381型摇黑板机结构较为简单,其通过手柄人工转动黑板夹带动黑板回转,工作效率较低;Y381A型摇黑板机为电动式,由黑板固定部分、黑板夹回转调速和纱样同轴退绕部分、压重法纱线张力机构等几部分组成。
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依靠大托架中间的压缩弹簧(压力可调节)的弹力,使黑板(250×220×2mm)固定在左、右黑板夹之间,电动机(220V、40W)通过一对绳形皮带轮变速带动黑板夹回转,黑板夹的转速为300r.p.m,再经过一对伞形齿轮及摩擦轮、摩擦盘,带动螺杆回转,由于桥形半螺母和螺杆的啮合作用,带动横动架和螺杆作轴向移动,插纱轴芯随横动架同步移动;纱线经导纱钩、压重法张力机构、导柱将纱样均匀卷绕到黑板上,在黑板绕满后仪器自停,黑板上纱样的排列密度由摩擦轮在1.9~5mm之间无极调节。见图一。
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70年代末,我国实行改革开放后,纺织行业虽然从瑞士Zllweger Uster公司引进了相当数量的具有国际检测权威性的电容式条干均匀度测试仪(俗称Uster纱线条干仪),对纱线的条干均匀度和棉结杂质进行检测,提高了对纱线外观质量的检测分析能力和水平,但是作为传统检测手段的黑板条干检测具有简便易行,适用于各种纤维纺制的纱线的优点,并且直观性较强,在纱线生产现场即可检测,易为生产人员了解和分析;另外黑板条干检测还具有综合性效果,在评定纱线条干不匀时,能从绕纱黑板上得到纱线毛羽及其它信息,还可将棉结、杂质分类计数,有利于分别考核及指导生产,目测结果较接近于织物表面疵点显现规律,与下道产品同类疵点的评价效果较一致,因此在采用先进的电容式条干检测手段的同时仍然保留了黑板条干检测这一传统的测试方法,制定了GB9996—88《棉及化纤纯纺、混纺纱线外观质量黑板检验法》,并且研制推广了YG381型摇黑板机。
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为适应“GB9996—88”试验方法标准的要求,常州市第二纺织机械厂、温州大荣标准仪器有限公司、山东莱州市电子仪器有限公司、南通宏大实验仪器有限公司、常州市第二纺织仪器厂等单位先后研制开发了YG381型摇黑板机,该型摇黑板机和Y381A型摇黑板机相比,张力方式仍然采用分级压重法,但是在测试功能和结构上有了较大的进步,在性能结构上以常州市第二纺织机械厂和山东莱州市电子仪器有限公司生产的YG381型摇黑板机最为典型;常州市第二纺织机械厂生产的YG381型由控制箱和尾座两大部分安装在底板上而成,并连为一个整体。采用两只同型号的直流伺服电动机分别驱动黑板卷绕和引导纱线横动,以左黑板夹的弹力将黑板(250×180×2mm或250×220×2mm)装夹在左、右黑板夹中,密度按键(6档,7、9、11、13、15、19根/cm)可供使用者对绕纱密度作选择,当启动黑板回转(黑板转速约300r.p.m)时,纱线经导纱钩、压重法张力器、导柱沿螺杆横向移动,到限位开关处仪器自停。仪器设有转速调节电位器以保证摇纱密度比较精确;绕纱密度的分档通过改变直流伺服电机的供电电压,以控制螺杆旋转速度来改变绕纱密度。
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山东莱州市电子仪器有限公司生产的YG381型摇黑板机由箱体和移动座两大部分安装在底板上而成。为满足“GB9996—88”和“GB/T398—93”试验方法标准的要求,采用一只电动机驱动右黑板夹卷绕,绕纱密度的分档由右黑板夹传动轴与螺杆上的一对宝塔形皮带轮(7、9、11、13、15、19根/cm及20根/45mm共七档)经皮带按测试需要选槽调节传动,该种结构避免了由两只直流电机分别驱动黑板卷绕和纱线横动带来的弊病,并在台板上有转速调节电位器以保证摇纱密度比较精确,更加适合绞纱的检测,同时提高了测试稳定性和可靠性。通过调节螺丝,其黑板和白板的规格适合250×220×2mm和250×180×2mm两种供用户选择。见图一。
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1.1.2摇黑板机检测纱线外观质量存在的问题
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在长期的纱线黑板条干检测过程中,由于Y381A型和YG381型摇黑板机采用的都是矩形黑板,当黑板上一圈周长为纱线不匀周期的奇数倍时,黑板上并列纱线将以粗细相间的方式出现,对检测人员来说仍然得到较为整齐均匀的印象,掩盖了纱线中规律性条干不匀,所以附带有一些人为因素的误差,另外黑板条干检测取样长度不足,如和电容式条干分析仪取样数量相同,则黑板上绕纱长度为40m左右,代表性较差,仅为电容式条干分析仪CV%值测试长度的1/10,根据理论的推算和实际测定,黑板条干定级的相对误差,要比电容式条干分析仪测试的误差大5~10倍,检测结果缺乏客观性和可复性,并且绕纱样板不易长期存放。为此,山东莱州市电子仪器有限公司在YG381型的基础上研制开发了YG381A型摇黑板机,该型摇黑板机的结构与YG381型相同,不同的是YG381A型采用了梯型黑板(575×250×3mm),其优点是纱疵类形呈现突出,容易辨认存在于纱线中的周期性不匀,根据纱线在黑板上形成的V型纹案,能有效地反映出各种周期性不匀的存在,并能从黑板上量度纱线不匀的波长,再依据V字斜向点位置所在,准确量度该处黑板绕纱一圈的周长,数出在整个周长内的周期数,两者相除就可得到周期性不匀的波长。梯形黑板条干检验的另一显著特点是对使用环境的要求不高,在检验时不需用特定的暗房。YG381A型摇黑板机的研制成功还满足了我国在加入WTO后,黑板条干检测方法标准与国外标准,尤其是欧洲纺织标准(ACTMD2255、ISO、ASTM、BS、JIS、AS、CAN/CGSB)接轨的问题,但是梯形黑板条干检测方法在国内纺织行业尚未推广应用。见图二。
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