并條機是紡紗工序中改善成紗質(zhì)量，降低條干不勻率、減少紗疵，提高混和均勻度的主要工序。20世紀80年代以來，隨著電子計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)及變頻調(diào)速技術(shù)與紡織機械的有機結(jié)合，使紡織機械走向高科技化，并條機也不例外，經(jīng)過不斷改進，使現(xiàn)代并條機具備了在線條干自調(diào)勻整、粗節(jié)疵點自動監(jiān)控、牽伸羅拉隔距自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，形成了電子計算機監(jiān)控體系，此外，還改進了機器負壓凈化功能，以及單獨傳動的自動換筒體系，使并條機功能更加完善。現(xiàn)代并條機質(zhì)量保障體系的技術(shù)進步尤為突出，現(xiàn)就現(xiàn)代并條機在線質(zhì)量保障體系的有關(guān)問題討論如下。 

    1 自調(diào)勻整系統(tǒng) 

    1．1并條機自調(diào)勻整形式的確立 

    自調(diào)勻整裝置有開環(huán)、閉環(huán)及混合環(huán)等形式。開環(huán)自調(diào)勻整系統(tǒng)具有喂入檢測點棉條的線速度比輸出檢測點棉條的線速度低很多的優(yōu)點以及喂入部分棉層比較厚的特點，與閉環(huán)自調(diào)勻整相比有檢測準確的特點，尤其是自調(diào)勻整裝置控制電路完全實現(xiàn)數(shù)字化后，勻整頻率不是以時間作為掃描基礎(chǔ)，而是以喂入棉條經(jīng)過檢測羅拉的長度為基礎(chǔ)。先進的烏斯特自調(diào)勻整掃描長度為每次1．5 mm，有的還縮短到1 mm，掃描檢測一次所需時間達到毫秒級，速度快，精度高，勻整頻率高，一般可將±25％范圍內(nèi)的喂入棉條勻整到±1％以內(nèi)，因此，并條機自調(diào)勻整器的形式，目前已大都確定為開環(huán)形式，即檢測點與調(diào)整系統(tǒng)同在喂入側(cè)。 

    1．2 傳感器與AC伺服電機工作原理 

    圖1是RSB-D35型并條機的自調(diào)勻整系統(tǒng)，是由一對溝槽羅拉及舌簧對全部喂人棉條進行檢測，檢測到的信號經(jīng)舌簧的變形及時轉(zhuǎn)換成勻整電量信號，經(jīng)微型計算機處理后，在原棉條即將進入主牽伸區(qū)時，由微型計算機指令高靈敏的伺服電機變頻，修正主牽伸區(qū)的牽伸倍數(shù)，達到對輸入棉條勻整的目的。傳感器對棉條的檢測頻率很高，而且與速度變化無關(guān)，對輸入棉條每1．5 mm檢測一次。這種開環(huán)自調(diào)勻整系統(tǒng)反應(yīng)時間可縮短到毫秒級，所勻整的棉條片段長度被縮短到幾厘米。即使并條機輸出速度達到1000 m／min，自調(diào)勻整裝置也足以相適應(yīng)，而且對于生條、半生熟條及精梳條接頭所造成的不勻，也有很好的勻整作用。





    1．3 自調(diào)勻整裝置的應(yīng)用 

    由于自調(diào)勻整裝置設(shè)計原理具有不同的探測棉條的頻率，因此，不同的自調(diào)勻整系統(tǒng)，適應(yīng)于不同的喂人棉條線速度。 

    烏斯特自調(diào)整系統(tǒng)可配備在速度較高的并條機上，最高適應(yīng)速度可達到1000 m／min，國產(chǎn)BYD型自調(diào)勻整系統(tǒng)適應(yīng)出條速度在600 m／min一800 m／min，車速在650 m／min左右的自調(diào)勻整系統(tǒng)可采用臺灣東夏的THD-901AL型自調(diào)勻整裝置。 

    目前國產(chǎn)自調(diào)勻整裝置很多，但適應(yīng)高速而且勻整效果還要進一步提高。據(jù)調(diào)查，在國產(chǎn)并條機上應(yīng)用烏斯特自調(diào)勻整系統(tǒng)及臺灣東夏自調(diào)勻整系統(tǒng)，車速也開的不理想，如果車速開的較高，勻整效果也達不到理想的水平。 

    1．4 自調(diào)勻整效果與并條機輸出速度、生產(chǎn)品種及原料質(zhì)量的關(guān)系 

    高速并條機因加工的原料不同，線速度亦不同。如1000m/min的高速并條機只可加工普通原棉；加工化纖及混紡條，輸出速度在650 m／min～900 min，精梳條線速度在600 m／min，低級棉、廢棉多的混和棉條限開在500m/min以下，甚至RSB系列并條機，在加工低等級原料的棉條時車速也只能開到250 m／min。生條及半熟條短絨含量的高低也會影響勻整的效果。 

    由此可見，原料不同、產(chǎn)品品種不同及棉條中含短絨率不同不僅影響并條輸出線速度，而且自勻整效果也達不到應(yīng)有的水平，這是自調(diào)勻整系統(tǒng)能否發(fā)揮正常作用的關(guān)鍵。 

    以精梳18．2 tex環(huán)錠紗為例：開環(huán)烏斯特自凋勻整系統(tǒng)在正常條件下，勻整后熟條條干的1m、3 m及5 mCV值分別達到0．3％、0．2％及0．1％，重量偏差在±0．5％左右，可達到烏斯特2001公報5％水平。 

    自調(diào)勻整并條機一定要加強短絨率的管理才可使成紗條于達到較理想的水平。如果精梳條中短絨率含量在8％以上，其成紗條干CV值僅可達到25%水平，如果短絨率含量減少到2％，細紗條干CV值可達5％水平。1．5勻整效果的討論 

    電子計算機控制的自調(diào)勻整系統(tǒng)，通過操作面板，可以設(shè)定棉條勻整界限(重量偏差和1 m、3m及5 m條干CV值)，如果重量偏差、條干CV值超限，機器自動停車。 

    自調(diào)勻整系統(tǒng)一般都應(yīng)用在末道并條。對喂人棉條長片段的平均重量偏差和短片段周期性重量波動，僅依靠并合作用只能解決短、中片段的不勻，而長短片段的自調(diào)勻整裝置能解決長短片段周期性不勻，并條機將棉條并合及自調(diào)勻整作用相結(jié)合，可比較理想的使熟條達到較高的均勻度水平。 

    解決長短片段不勻，可解決對紗條重偏及紗條重量不勻的控制，而長片段自調(diào)勻整則保證長片段平均重量的穩(wěn)定性，這樣才能保證成紗重量不勻穩(wěn)定在一定的水平。 

    細紗重量不勻率下降，必定會影響成紗條干均勻度變異系數(shù)的下降，從而改善成紗強力的均勻度，使平均強力提高，減少強力極差，提高細紗最低強力，減少細絡(luò)及織造工序的斷頭，提高下游工序的效率。 

    新型并條機自調(diào)勻整的概念還包括保證并條機停機及啟動時，能使棉條質(zhì)量保持在較高的水平。不管并條機車速快慢，測試重量不勻率雖然不代表重量偏差，但兩者又相互影響，重偏控制不當，會使重不勻增大，反之，當重量不勻率大時，重量偏差就難以控制；紗條重量不勻率與紗條條干均勻度有關(guān)，重量不勻率低的紗條條干均勻；重量不勻率與烏斯特條干CV值也相關(guān)，重量不勻率低，說明紗條單位長度的重量比較均勻。 

    2棉條粗節(jié)疵點的在線監(jiān)控 

    及早發(fā)現(xiàn)處理或報警并條機上棉條粗節(jié)疵點，可以減少對下工序產(chǎn)品的危害性，并使長片段質(zhì)量得到保證，現(xiàn)代并條機不僅配備了自調(diào)勻整系統(tǒng)，還配有對棉條粗節(jié)疵點的在線檢測技術(shù)，可很好的監(jiān)控棉條粗節(jié)疵點，對提高紡紗質(zhì)量有十分重要的作用。 

    2．1棉條粗節(jié)疵點的基本概念 

    新型并條機的粗節(jié)監(jiān)控器，設(shè)在輸出部分，稱為質(zhì)量監(jiān)控器QUALITY MONITOR。如圖2所示，生條經(jīng)過烏斯特條干儀檢測后，粗節(jié)疵點在波譜圖上的曲線形狀是呈現(xiàn)出兩個長而寬的峰值，由于受檢棉條長度遠大于125 m，根據(jù)波譜圖上粗節(jié)疵點的距離可準確查出粗節(jié)疵點產(chǎn)生的原因。經(jīng)過長期摸索分析，確定棉條粗節(jié)疵點最短長度可為20 mm，斷面粗度偏差在+15％以上，低于+15％波譜圖所反應(yīng)的情況不夠確切，同時低于+15％的棉條，對紡出細紗粗節(jié)的影響不顯著，對下工序的產(chǎn)品質(zhì)量的負面影響較小。

    經(jīng)過大量試驗得出結(jié)論：當棉條粗節(jié)長度大于20 mm，棉條重量偏差大于+15％時，定為熟條棉條粗節(jié)疵點，也是熟條粗節(jié)疵點在線監(jiān)控的下限。上限控制在+25％，并條機粗節(jié)監(jiān)控系統(tǒng)會自動停車報警。 

    2．2粗節(jié)疵點的在線監(jiān)控技術(shù) 

    粗節(jié)是發(fā)生在棉條或紗線上的偶發(fā)性疵點，其外觀是沿棉條長度方向上橫截面粗大的偏差。一般紡紗廠大都利用試驗室離線烏斯特條干儀對棉條進行檢驗，通過檢驗發(fā)現(xiàn)紡紗過程中這種偶發(fā)性粗節(jié)疵點及產(chǎn)生的原因，但此時粗節(jié)已流人到細紗工序，除了切除以外已無其他方法挽救，以致會造成一定程度的浪費。 

    現(xiàn)代并條機已配置了獨立于自調(diào)勻整系統(tǒng)以外的單獨檢測與消除粗節(jié)疵點的在線自動監(jiān)控體系，可直接在線檢測一定長度內(nèi)的棉條重量偏差，這種在線監(jiān)控技術(shù)是設(shè)在并條輸出部分，可連續(xù)不斷的對棉條粗節(jié)疵點進行質(zhì)量監(jiān)控。 

    新型高速并條機都配有粗節(jié)檢測系統(tǒng)。HSR1000型并條機裝有高精度機械彈簧負荷掃描系統(tǒng)“SLiverFocuS”，這種監(jiān)控系統(tǒng)反應(yīng)很靈敏，當棉條輸出速度在1000 m／min的動態(tài)條件下可將測得的棉條粗節(jié)數(shù)據(jù)(重量偏差)應(yīng)用無接觸、無摩擦感應(yīng)式遠距離傳感器，可靠的檢測全部棉條長度范圍內(nèi)的粗節(jié)變化，而且被檢測的棉條不因設(shè)置粗節(jié)監(jiān)控器改變前進的導(dǎo)條路線。這種新式檢測儀可在線檢測棉條號數(shù)、號數(shù)偏差、短片段棉條不勻率(CV值)，并設(shè)有長度方向的重量變化曲線——波譜圖，可直接讀出周期性棉條重量偏差等。監(jiān)控操作簡單，只要操作機上控制板即可完成監(jiān)控并從檢測信號中應(yīng)用特定的計算方法推導(dǎo)出粗節(jié)疵點的偏差程度(見圖3)。
 
 


    2．3熟條疵點與成紗粗節(jié)相關(guān)程度 

    并條機在線檢測的粗節(jié)疵點與環(huán)錠細紗機、轉(zhuǎn)杯紡紗機紡出的細紗長度粗節(jié)疵點相比較，根據(jù)紗疵分級儀檢測結(jié)果，可看出熟條粗節(jié)與細紗長粗節(jié)相關(guān)，如圖3所示為熟條粗節(jié)與細紗粗節(jié)疵點的相關(guān)曲線。 

    圖3中的試驗條件：熟條號數(shù)58 ktex，環(huán)錠細紗29 tex，轉(zhuǎn)杯紗32 tex，可試驗長度為10萬米粗節(jié)疵點數(shù)，熟條疵點為粗節(jié)千米個數(shù)，在圖3曲線中可看出環(huán)錠紗、轉(zhuǎn)杯紗粗節(jié)疵點的分布基本與熟條疵點的分布狀況相類似。 

    對并條機棉條粗節(jié)疵點的在線檢測，可及早發(fā)現(xiàn)半制品熟條的重量偏差，并迅速反映出問題所在，以便及時解決。 

    在線熟條粗節(jié)疵點檢測系統(tǒng)可直接將條干均勻度、重量偏差、粗節(jié)疵點以波譜圖方式報告出，并配有報警功能，可及早糾正粗節(jié)疵點，以減少下游工序(絡(luò)紗機電子清紗)的負擔。 

    并條機上在線監(jiān)控系統(tǒng)及早從熟條中發(fā)現(xiàn)粗節(jié)并予以消除是減少紗疵，提高紗線質(zhì)量的超前性基礎(chǔ)工作。當發(fā)現(xiàn)粗節(jié)疵點超限時，會自動指令并條機停車，一般超限停車的界限是正常棉條粗節(jié)的三倍。即正常粗節(jié)在+15％及以下，超限粗節(jié)疵點為+25％及以上，介于正常水平及停車界限之間的粗節(jié)偏差程度是正常的，對后工序成紗質(zhì)量的影響并不顯著。為了正確掌握并條粗節(jié)疵點并進行正確分類，將1 km長度棉條分成三級：+15％，+20％及+25％。+15％的粗節(jié)疵點與牽伸本身產(chǎn)生的疵點相關(guān)；+25％的粗節(jié)疵點與喂人部分的缺陷有關(guān)。與正常棉條相比較時，如果這類粗節(jié)疵點是呈顯著比例增加趨勢，可將產(chǎn)生的疵點很快鑒別出來。 

    產(chǎn)生粗節(jié)疵點的原因一般有三種：(1)喂人并條機的棉條有缺陷，即半熟條、生條質(zhì)量有問題，如生條短絨多，頭道并條機圈條器傳動帶有問題，頭并圈條質(zhì)量差．這種類似的原因發(fā)生頻率很高。(2)并條機上有關(guān)零部件或機器安裝有問題，如零部件不好，自調(diào)勻整系統(tǒng)有問題，加壓系統(tǒng)有故障，吸塵系統(tǒng)不暢，負壓不足，飛花吸不走，并條機上膠輥磨損。(3)原料有問題，纖維長度有變化。大多數(shù)粗節(jié)產(chǎn)生于并條機喂人的半熟條或生條有缺陷，是產(chǎn)生粗節(jié)疵點的根源，其他末并條安裝不良及有關(guān)零部件有問題產(chǎn)生的粗節(jié)疵點以及原料的改變，對產(chǎn)生粗節(jié)的影響很少。 

    在并條機上應(yīng)用在線粗節(jié)監(jiān)測有助于提高棉條及棉紗的質(zhì)量，還可以根據(jù)統(tǒng)計資料的分析結(jié)果進一步優(yōu)化紡紗工藝及設(shè)備狀態(tài)，使產(chǎn)生粗節(jié)疵點的相關(guān)因素得到及時糾正。 

    在線粗節(jié)監(jiān)控系統(tǒng)對粗節(jié)疵點的反映很及時，并加以區(qū)分，凡超過規(guī)定極限值時，會自動指令停機，并在熒屏上顯示報告，終端顯示還可報告出每個條筒中粗節(jié)數(shù)量及其他質(zhì)量數(shù)據(jù)；如喂人棉條不勻率，3 cm、10 cm及1 m的棉條不勻率及重量偏差等，甚至報告出每個條筒中粗+15％的粗節(jié)疵點數(shù)。 

    在運轉(zhuǎn)管理中如果粗節(jié)疵點增加不足以使機器自動停車或報警，擋車工也應(yīng)對這些疵點作出標志，以便下工序發(fā)現(xiàn)，并根據(jù)波譜圖快速判斷產(chǎn)生粗節(jié)疵點的原因。 

    2．4羅拉鉗口隔距、膠輥狀況對產(chǎn)生粗節(jié)的影響 

    如圖4所示，每次抽查輸出的500 m棉條，并以不同的鉗口隔距進行對比，主牽伸區(qū)羅拉鉗口距離與粗節(jié)疵點分布的關(guān)系經(jīng)過反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)：若鉗口隔距太小，粗節(jié)疵點的發(fā)生會相應(yīng)增加。一定長度的纖維都有最佳的羅拉鉗口距離，從圖4中可看出安全鉗口隔距約在2 mm左右，最佳鉗口距離為43 mm，此數(shù)可做為并條機初始安裝的依據(jù)。
 
 

    3 羅拉隔距調(diào)整系統(tǒng) 

    新型并條機下羅拉中心距(隔距)已做到集中快速調(diào)節(jié)定位，以適應(yīng)纖維長度變化，進一步保障了熟條質(zhì)量的提高(見圖5)。
 
    并條機在牽伸過程中會造成各種誤差及不勻，一種是由機械故障造成的不勻，如牽伸羅拉偏心或彎曲及傳動部件造成的牽伸波，這種周期性誤差及不勻，經(jīng)過檢測及調(diào)整會很快消除。另外一種不勻是與纖維長度相關(guān)的工藝隔距不正確而造成。由于纖維沿棉條長度方向的分布不均勻，尤其在滌棉混紡條中滌綸纖維沿棉條長度方向分布不勻的現(xiàn)象比較多，使纖維沿棉條長度方向的分布有差異，即纖維長度與牽伸羅拉中心距不符合工藝設(shè)計要求。如瑞士RSB系列并條機，應(yīng)用微型步進電機可很方便的在線自動調(diào)整中后羅拉鉗口中心距，應(yīng)用電子轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動器調(diào)節(jié)前區(qū)隔距，電子式轉(zhuǎn)換器將改變的電子脈沖值輸入步進電機，以控制步進電機的運行。從而及時改變羅拉中心距，適應(yīng)纖維長度的變化。 

    常用的自動調(diào)節(jié)中心距的體系是閉環(huán)系統(tǒng)。檢測點設(shè)在輸出喇叭口處，經(jīng)電子計算機測得的轉(zhuǎn)換驅(qū)動器使步進電機改變后區(qū)中心距及前區(qū)中心距。 

    4“自動牽伸系統(tǒng)”的配置 

    在高速并條機上配有AUTODRAFT伺服電機，增加了并條機“預(yù)牽伸”程序，通過自我調(diào)節(jié)使預(yù)牽伸比例自我最佳優(yōu)化，傳動預(yù)牽伸的伺服電機還可同時傳動牽伸羅拉及整臺并條機，通過預(yù)牽伸帶負荷的牽伸調(diào)節(jié)，優(yōu)化牽伸倍數(shù)，牽伸調(diào)節(jié)范圍大，可改進熟條質(zhì)量，控制熟條重量偏差。只要把熟條定量設(shè)計值輸入到計算機中，在計算機控制下使熟條在線定量達到設(shè)定值。不再需要人工離線監(jiān)控及人工調(diào)換齒輪等，新型并條機全自動牽伸系統(tǒng)，使并條機重量偏差的調(diào)節(jié)實現(xiàn)了無級調(diào)節(jié)(見圖6)。
 
    TD03型并條機為了實現(xiàn)“自動牽伸系統(tǒng)”的自動控制作用，牽伸羅拉已改為應(yīng)用單獨的伺服電機傳動中羅拉，不僅可自動設(shè)置預(yù)牽伸，而且可以帶負荷試車，從試車中獲得正確的預(yù)牽伸值，調(diào)整運轉(zhuǎn)中牽伸參數(shù)，形成自動牽伸倍數(shù)調(diào)節(jié)智能系統(tǒng)，對控制熟條重量偏差的作用十分顯著。 

    5離線專家系統(tǒng)(Sliver Professional) 

    離線專家系統(tǒng)(sliver Professional)即并條機外設(shè)置的棉條專家系統(tǒng)具有兩大功能：(1)原料和棉條重量數(shù)據(jù)輸入后，能以最簡便的方式提供最佳整機工藝設(shè)計方案供工廠采用。(2)對波譜圖中波峰具有分析功能，在輸入波譜圖波長之后，Sliver Professional專家系統(tǒng)會提出故障原因，可迅速排除故障，進行處理，提高了機器運行的穩(wěn)定性，對穩(wěn)定與提高棉條質(zhì)量也是一個有力保障體系。 

    6高效負壓清潔系統(tǒng) 

    在喂人羅拉和出條檢測羅拉之間，增加負壓吸風點，可提高自調(diào)勻整系統(tǒng)對喂入棉條條干均勻度監(jiān)測的精確性，消除不必要的誤差。加強牽伸區(qū)負壓吸塵作用，形成清潔的牽伸區(qū)域，消除積聚短絨及雜質(zhì)。擋風刮板具有自動過濾清潔作用，形成恒定的吸風量。過濾網(wǎng)面積及沉積箱容量大，保證負壓在線較長時間穩(wěn)定。 

    7 單眼并條機與雙眼并條機的比較 

    單眼并條機能解決雙眼并條機不能解決的眼差問題，在雙眼并條機上共同應(yīng)用一個傳動系統(tǒng)，對各眼的棉條重量差異，無法在同一工藝條件下達到統(tǒng)一。單眼并條機可做到精確的對棉條重量偏差及自調(diào)勻整等一系列的質(zhì)量控制。單眼并條機比雙眼并條機占地面積稍大，但單眼并條機的停開車只影響一個眼的產(chǎn)量。因此在同樣的車速條件下生產(chǎn)效率比雙眼高，彌補了占地面積比雙眼多的不足。更重要的是單眼并條機的質(zhì)量保障體系能精確的完成各項質(zhì)量監(jiān)控任務(wù)，使熟條質(zhì)量穩(wěn)定在較高水平。 

    8 其他方面 

    8．1 速度 

    現(xiàn)代并條機最高輸出速度達到1000 m／min，從目前圈條器的設(shè)計技術(shù)上看，1000 m／min的輸出速度已使圈條器運轉(zhuǎn)速度加快，高速運轉(zhuǎn)的圈條器會使進入條筒中的棉條受到較大的離心力作用，破壞了棉條的成形，對棉條質(zhì)量帶來負面作用。因此，可否認為并條輸出速度1000 m／min在目前技術(shù)水平的基礎(chǔ)上也達到極限，如果圈條器技術(shù)問題不能有突破性的進展，并條機的輸出速度不可能再提高。 

    8．2條筒形式 

    新型并條機已采用矩形條筒，主要供應(yīng)新型紡紗(轉(zhuǎn)杯紡、噴氣紡、渦流紡)用。目前在一些傳統(tǒng)紡工藝系統(tǒng)中也有應(yīng)用矩形條筒供應(yīng)粗紗機。在同等錠距的紡紗機上，矩形條筒容量比圓形條桶容量增加50％，減少了換筒及接頭次數(shù)，這對提高紡紗質(zhì)量也是一項有效措施。 

    8．3牽伸系統(tǒng)加壓 

    牽伸系統(tǒng)配備氣動自動加壓及自動釋壓體系，當出現(xiàn)故障停車時(如纖維繞膠輥、粗節(jié)疵點超限及其他故障引起停車等)，上膠輥會自動御壓，杜絕了停車后加壓所造成的上膠輥變形，從而保證了熟條質(zhì)量及下游工序質(zhì)量的穩(wěn)定與提高。 
9結(jié)束語 

    現(xiàn)代并條機具有十分完善的質(zhì)量保障體系，具有在線自調(diào)勻整系統(tǒng)、在線粗節(jié)疵點監(jiān)控系統(tǒng)、自動調(diào)整羅拉中心距系統(tǒng)、全自動牽伸系統(tǒng)、高效負壓吸塵系統(tǒng)，形成一體化質(zhì)量監(jiān)控體系，全機的運行都是在電子計算機控制下，由多臺變頻調(diào)速伺服電機、各式傳感器以人機對話實現(xiàn)觸摸式熒屏操作系統(tǒng)及大容量數(shù)據(jù)貯存記憶功能。 

    國產(chǎn)新型并條機，如馬佐里(東臺)紡織公司VNIMUX單眼并條機、陜西寶成紡機FA322型并條機、沈陽宏大紡機FA326A型并條機及杭州東夏紡機HSD961型并條機等，設(shè)備也很先進，具有國際20世紀90年代水平。國外高科技并條機，如瑞士RSB系列并條機、德國：HSRl000、TD-03型并條機及意大利沃克UNIMAXR型并條機等都是當代世界先進水平的新型并條機。這些并條機都在不同程度上具有完善的產(chǎn)品質(zhì)量保障體系，是現(xiàn)代化紡紗工程中提高紡紗質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。