棉纺织技术论文范文

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棉纺织技术论文范文

棉纺机械的技术发展与展望

摘要：

我国是纺织大国,棉纺生产能力已超过 1 亿锭。所以,棉纺设备历来是国际纺织机械展览会的重头戏和最受关注的产品之一。ITMA ASIA + CITME 2010展会共有来自 28 个国家和地区的 1 171 家展商参展,其中,来自 10 多个国家和地区的 100 多家厂商展出了各类棉纺主要设备、装置和专件等。其中棉纺主要设备 90 多台(套)。受2008年全球金融危机的影响,总体规模和展机比上届有所减少,棉纺设备减少较多,比上届少了近 25%。但这并没有影响展会的精彩,国内外主要的棉纺设备制造商都参加了展会,并带来了各自精彩纷呈的展品,代表了当今棉纺设备的最高技术水平。

从本届展会可以看出,棉纺机械不论单机还是成套设备都围绕高效、高质、节省、可靠、简便和适纺性等方面进行研究开发。在成套设备的配置上,前纺采用大卷装、短流程、宽幅化等高效设备;纺纱设备采用多锭化、一机多用以及自动化、连续化生产;在电气控制方面广泛采用自动控制、在线监控、信息采集分析及网络化管理等现代先进技术;在技术上机电气仪一体化、数字化、智能化、模块化等发展迅速,制造水平和外观质量都有了明显提高;同时,新型纺纱设备也有了新发展,摩擦纺、涡流纺等新设备都在本届展会上亮相。另外,从本届展会还可以看出以下特点。

一、国产棉纺设备进入自主开发创新的新阶段

中国棉纺设备已从引进技术、消化吸收国产化进入再创新、自主开发创新的新阶段。棉纺设备的新原理、新观点、新方法、新成果、新技术在产业发展中得到了广泛应用。在研发、创新和运用电子技术、先进制造技术、可靠性以及人性化设计上有大幅度的提高,使中国棉纺设备中清梳联、精梳机、并条机、粗纱机、细纱机、自动络筒机等整体技术水平都有所突破。逐步适应中国棉纺企业向强国迈进的设备需求。

1.国产清梳联设备技术成熟

到2009年底,我国近 46.5% 的纱锭采用清梳联设备。清梳联设备流程短,适纺性广,实现了清花短流程,梳棉高产、高质、大卷装。近几年国内新增和技改项目,自主化清梳联设备占 85% 左右。国产清梳联设备已经广泛采用了光、电、气、仪、变频传动、伺服电机及计算机通讯等新技术。现在的清梳联设备,无论是外观,还是全流程的可靠性、稳定性,都已有了长足的进步。

在本届展会上,共展出 12 台梳棉机,几乎全部是清梳联梳棉机。其中国内外生产全套清梳联流程设备的 7 家企业,展出的是:经纬股份清梳机械事业部JWF1204A梳棉机和JWF1209梳棉机、太平洋克鲁斯罗尔的MK7梳棉机、苏拉(金坛)的JSC228梳棉机、青岛东佳的FA207梳棉机、德国Trützschler(特吕茨勒)的TC 07和TC5梳棉机等;瑞士Rieter(立达)、意大利Marzoli(马佐里)等 2 家企业提供了样本技术资料。

经纬股份清梳联事业部JWF1209型梳棉机(图 1),是本届展览会高产梳棉机的一大亮点。该机运用了全新设计理论,以高产高效、高质量为理念,开创了国内 1.5 m宽幅梳棉机的先河。其梳理系统进行了结构性调整、锡林抬高、道夫降低,梳理区面积增加 74%;采用多电机传动和变频电机技术结合,大扭矩电机直接启动锡林,运转平稳;给棉和道夫采用单独电机+矢量变频,无级调速,控制精度高;配备了FT 029A混合环自调匀整器,采用PID控制,利用高精度涡流式非接触型传感器,检测过棉层厚度的变化,实现开环控制,利用棉条厚度变化进行闭环控制,组成稳定的混合环控制方式改变喂棉量,实现自调匀整。提高棉条匀整度和确保棉条重不匀CV值。

该机还具有并条工艺的预牵伸圈条器,三上三下附导向辊双区牵伸,可实现 3 倍牵伸,属国内首创。牵伸上罗拉采用气动加压,加压均匀,为重定量工艺设定提供了保证。另外,还采用了多项新材料新工艺,如铝合金型材的活动盖板,其精度高,变形小。该机已在棉纺厂应用,最高出条速度 400 m/min,实际产量可达 150 kg/h,满足了高产、高效、节约占地及用工少的要求。

2.400 钳次/min左右棉精梳机成为市场主流产品

350 ～ 400 钳次/min的棉精梳机技术成熟,在制造和人性化设计方面有了很大改观,其制造企业通过不断地优化运动机构、机械结构和结合精梳工艺,来提高精梳机速度、可靠性、稳定性。500 钳次/min高效精梳机和创新的新精梳技术正在研发。本届展会展出棉精梳机的企业有:上海一纺机、陕西恒鑫、经纬纺机榆次分公司、河北太行、江苏凯宫、山西鸿基、山西贝斯特、江苏宏源、陕西宝成、东飞马佐里、苏拉(金坛)、Rieter、印度LMW等 13 家企业,共展出14 台棉精梳机。

其中苏拉(金坛)纺织机械有限公司JSE 850型棉精梳机在中国首次展出,是本届展览会精梳机的一大亮点。该机主要特点如下。

(1)采用传动车头箱的主电机、给棉罗拉、喂卷罗拉、牵伸罗拉、上下圈条等六电机联动的传动系统。

(2)采用双罗拉电子给棉。双罗拉给棉由变频电机传动,能够精确控制给棉开始时间、给棉量和给棉持续时间;电子给棉的给棉量调节范围为 3.6 ～ 6.5 mm,最小按 0.1 mm调节;当原料为细绒棉或长绒棉时,转换品种可以不必调整落棉、顶梳隔距,通过电子给棉完成品种转换,节约工艺调整的停车时间,减少机械调节的人为因素,以保证棉条质量稳定。

(3)上钳板钳唇有一内凹,嵌入一橡胶条,使得上下钳板咬合接触时有缓冲,减少了刚性的冲击,能降低噪音和更好地控制纤维。

(4)采用在线自清洁顶梳,即利用压缩空气进行定时喷吹。顶梳清洁的频率可调,频数可在 1 ～ 20 钳次间调节。

(5)特殊设计的风斗,有利于分离结合和吸落棉。

(6)牵伸系统:采用单独电机传动,缩短了传动路线,简化传动机构。

(7)操作控制系统:采用EasyStart操作软件,菜单式的人机界面和液晶显示触摸屏。具备中、英、德等多种语言模式,使管理程序得到优化。

3.并条机在高速、自调匀整技术上有新发展

国产单眼并条机最高出条速度为 1 000 m/min,用于精梳条的出条速度在 500 ～ 600 m/min之间,已批量生产销售(自调匀整绝大部分都是配乌斯特的);自主研制的具有全过程匀整功能的自调匀整装置已投入使用。本届展会天门纺机、青岛云龙、经纬纺机沈阳宏大、陕西宝成、无锡宏源、江苏海安、河北太行、杭州东夏、滁州华威、Trützschler、LMW等 11 家企业共展出并条机 18 台,9 台为单眼并条机。Rieter没有展出样机,提供了样本资料。

(1)天门纺机TMF D101L型单眼并条机

该机是天门纺机自行研制的,自调匀整部分是与大学合作开发的。其主要特点:全机模块化设计,便于配置选型;采用三上三下附导向皮辊、压力棒双区曲线牵伸型式;上罗拉起落的整体式牵伸摇架机构,操作方便,刚性好;运动部件低转动惯量设计,动态响应快;匀整采用直接伺服驱动二、三罗拉,简化传动结构。采用数字信号处理器(DPS)控制模块实现数字化控制同步技术,多电机分步传动,传动控制精度高;具有自动换筒、自动剥棉、在线检测、质量监测、故障诊断等功能。

(2)经纬纺机沈阳宏大JWF1312A双眼并条机

该机主要特点:一罗拉、压辊、上下圈条为双眼并联传动,二、三罗拉和机后的传动为左右眼独立传动,由两个伺服电机配合两眼的DSG匀整系统(与经纬新技术合作开发)分别控制,完成高精度控制,确保双眼出条一致性;出条角度的设计更加适用于高速化生产;集束器采用分体设计,在保证出条顺畅运动的同时,出条接口与喇叭口衔接处减弱了反冲气流对纤维的影响,实现少弯钩无褶皱的理想牵伸状态;圈条传动采用平皮带垂直传动,削弱停车惯性力对机器运转的影响。

(3)太行纺机FA398A型单眼并条机

该机主要特点:采用计算机控制伺服驱动传感器检测等电子技术,开环、短片段全过程(点动、启动、变速)的自调匀整已获得发明专利;设置了两个匀整强度,更适合棉型纤维条的匀整控制;出条前压辊加压采用气动控制四连杆机构,加压稳定,纺制不同品种时压力调整方便;采用开式轴承皮辊轴套,适合高速。

4.多电机驱动的悬锭粗纱机成为主流产品,国产自动落纱粗纱机逐渐成熟

多电机驱动的悬锭粗纱机技术成熟,工艺速度 1 100 ～ 1 500 r/min,可靠、经济,已成为粗纱机市场上的主流产品,占悬锭粗纱机年销量的 60% 以上。棉纺悬锭粗纱机通过近几年的发展,技术同质化趋势越发明显,罗拉、锭翼、摇架专件以及上下清洁装置供应商逐渐趋同,市场竞争进一步加剧。

本届展会共有 12 家企业展出了 13 台粗纱机,均为计算机控制、多电机分部传动的粗纱机。在参展的 13 台粗纱机中,有 6 台自动落纱粗纱机,参展企业是:天津宏大纺织机械有限公司、江苏宏源纺机股份有限公司、河北太行机械工业有限公司、赛特环球机械(青岛)有限公司、西班牙ELECTRO JET公司、印度Lakshmi(拉克西米)公司等 6 家;参展粗纱机的企业是:苏拉(金坛)纺织机械有限公司、赛特环球机械(青岛)有限公司、滁州华威科技有限公司、陕西宝成航空精密制造股份有限公司、无锡鸿基科技股份有限公司、青岛天一集团红旗纺织机械有限公司、江苏凯宫机械股份有限公司等 7 家。

(1)苏拉(金坛)纺织机械有限公司JSR 668型粗纱机

该机采用德国Zinser(青泽)技术,是在国内生产。展机为 160 锭,是目前世界上单机锭数最多的一台粗纱机,实现了万锭用单台粗纱机的目标。该机采用多电机分部传动形式,牵伸由一台电机传动,锭翼与筒管通过齿形带直接传动,每 24 个锭翼和锭子各由一台电机传动,龙筋升降系统用独立的变频电机通过减速箱直接传动,不需平衡系统,无须加油维护;取消传统车面,结构简单,取消差动机构、摆动机构。无CCD张力检测系统,采用上锭杆式后高前低等导纱角悬锭锭翼,最高机械转速 1 500r/min。

(2)天津宏大纺织机械有限公司JWF1418A型自动落纱粗纱机

该公司的自动落纱粗纱机系统由JWF1418A型自动落纱粗纱机、JWF9562型粗细联输送系统、JWF0121型尾纱清除机组成。粗纱机采用四电机分部传动形式,取消差动机构、摆动机构,无CCD张力检测系统,采用下锭杆式后高前低等导纱角悬锭锭翼,锭翼工艺转速达到 1 500 r/min。采用内置式自动落纱系统,通过在粗纱机上从锭翼两侧自动取满纱放空管的方法,实现从落纱到换管、生头、开车全自动纺纱。通过该机的空 满管交换部件实现了粗纱机上的满筒粗纱和粗细联输送系统上的空纱管进行交换;并通过输送系统,实现了粗纱满空管自动输送。

JWF1418A型自动落纱粗纱机展机 48 锭以 1 500 r/min锭速进行了纺纱及自动集体落纱,与JWF9562型粗细联输送系统联接将粗纱满管输送到JWF1561型细纱机两侧(上方)及粗纱空管经清洁后输送回粗纱机;JWF0121型尾纱清除机是在空满纱管的输送轨道上,将细纱机使用过的粗纱管上的尾纱及吸附在粘条上的废花清洁干净,供粗纱机自动生头时直接使用。一次可以同时清洁 8 只纱管。上述系统在展会现场进行了生产运行展示。

JWF1418A型自动落纱粗纱机及粗细联输送系统已在棉纺企业应用,可靠性、稳定性有了很大提高,标志着国产自动落纱粗纱机技术逐渐成熟,具备了商品化条件。