并條機(jī)羅拉中心距離的線(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)(一)
| 內(nèi)容提要：本文介紹了在棉紡并條機(jī)上的羅拉中心距，按照纖維長(zhǎng)度的變化進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的新技術(shù)，并條機(jī)上裝有根據(jù)纖維長(zhǎng)度分階段進(jìn)行羅拉中心距調(diào)節(jié)的機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)己向機(jī)械制造廠(chǎng)推薦應(yīng)用，以適應(yīng)特殊纖維的需要，它包括快速付里葉轉(zhuǎn)換器、轉(zhuǎn)換超限定頻率寬度的信息及應(yīng)用邏輯原理的判斷，對(duì)羅桿的動(dòng)作發(fā)出指令的機(jī)構(gòu)。每個(gè)控制動(dòng)作的循環(huán)很迅速。并條機(jī)上的中后羅拉是電子控制的步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)，代替了齒輪傳動(dòng)。 關(guān)鍵詞：羅拉中心距、步進(jìn)電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、轉(zhuǎn)換系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器 1、簡(jiǎn)述： 在傳統(tǒng)紡織生產(chǎn)中，試驗(yàn)室對(duì)從車(chē)間取的樣品進(jìn)行測(cè)試，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果不斷地校正生產(chǎn)工藝條件。雖然現(xiàn)在己廣泛應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)裝備的試驗(yàn)儀器，如對(duì)生產(chǎn)總量的控制等，但這種在線(xiàn)測(cè)試技術(shù)仍然是滯后的。 在過(guò)去的20年里，紡織機(jī)械生產(chǎn)率不斷提高，引出速度大大增加如轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)產(chǎn)量大約五倍于一般環(huán)錠細(xì)紗機(jī)，而且還在不斷地提高，并條機(jī)引出線(xiàn)速度由180米/分提高到1000米/分，生產(chǎn)的高速度就要應(yīng)用自動(dòng)監(jiān)控體系對(duì)每臺(tái)機(jī)器的生產(chǎn)進(jìn)行在線(xiàn)自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)，現(xiàn)以并條機(jī)為例來(lái)研究在線(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)的實(shí)施一方面因?yàn)椴l機(jī)，產(chǎn)量很高，復(fù)蓋細(xì)紗機(jī)臺(tái)數(shù)多，另方面在并條機(jī)上進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控，經(jīng)濟(jì)上比較合算。 2、并條機(jī)羅拉隔距的調(diào)節(jié)： 2.1 并條機(jī)主要任務(wù)是完成數(shù)根棉條的并合及對(duì)并合的棉條進(jìn)行牽伸，經(jīng)過(guò)對(duì)棉條的并合、棉條在長(zhǎng)度方向的差異可部分得到平衡或抵銷(xiāo)，經(jīng)過(guò)牽伸，纖維排列得到改進(jìn)，牽伸后的棉條經(jīng)卷?xiàng)l器進(jìn)入棉條桶中，以供進(jìn)一步加工。但往往在牽伸過(guò)程中會(huì)造成誤差或不勻，這種誤差即是并條機(jī)上產(chǎn)生的兩種形式的棉條不勻，第一種不勻是由機(jī)械故障造成，如牽伸羅拉偏心或不圓，或牽伸羅拉及其傳動(dòng)部件，回轉(zhuǎn)速度不均勻等都會(huì)使棉條產(chǎn)生周期性的誤差或不勻形成機(jī)械波。第二種不勻是與纖維長(zhǎng)度相關(guān)的牽伸工藝條不正確而造成。一般牽伸羅拉故障所造成的不勻比較普遍，如牽伸小羅拉由于嚴(yán)重繞花衣造成彎曲或上皮輥磨損或用錯(cuò)等。應(yīng)用線(xiàn)性變量差別傳感器（LVDTS）來(lái)測(cè)量上下羅拉之間的隔距（圖1所示）研究并條機(jī)機(jī)械不勻，這項(xiàng)技術(shù)己應(yīng)用于現(xiàn)代化并條機(jī)上。 2.2 第二種不勻與牽伸過(guò)程中的纖維長(zhǎng)度與牽伸羅拉中心距之間的關(guān)系相關(guān)，這個(gè)相關(guān)是十分重要的因素，應(yīng)用纖維長(zhǎng)度（或稱(chēng)纖維分組長(zhǎng)度）及羅拉中心距之間所保持的******相關(guān)水平，這種相關(guān)水平的比率稱(chēng)為中心距比率，在并條機(jī)中纖維排列包含纖維長(zhǎng)度的變化，纖維在牽伸過(guò)程中不是單根的移動(dòng)而是成束 的運(yùn)動(dòng)，因此應(yīng)用“纖維束長(zhǎng)度”來(lái)說(shuō)明，更不用普通的纖維長(zhǎng)度的測(cè)試結(jié)果來(lái)說(shuō)明纖維的長(zhǎng)度情況，如2.5%跨越長(zhǎng)度。 2.3 在并條機(jī)羅拉之間的鉗口線(xiàn)上纖維在不同的位置，受到不同的控制，因此實(shí)際“中心距比率”要比理論上的纖維長(zhǎng)度與羅拉幾何尺寸復(fù)雜的多。它還涉及到棉條的線(xiàn)性密度，被加工纖維的類(lèi)別及在******羅拉中心距內(nèi)的纖維的集束狀態(tài)等。這些都會(huì)影響到牽伸不勻的產(chǎn)生。此外，機(jī)械故障也會(huì)影響與纖維相關(guān)的誤差或不勻，在牽伸體系中羅拉偏心造成周期性的不勻或叫羅拉機(jī)械波，因此，羅拉幾何尺寸不可忽視，******羅拉中心距可減少產(chǎn)生牽伸不勻的機(jī)會(huì)。用測(cè)試棉條不勻來(lái)確定******羅拉中心距，要比測(cè)量纖維長(zhǎng)度確定羅拉中心距好。 2.4、如何通過(guò)中心距的自動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)減少牽伸不勻的問(wèn)題，在正常情況下即是在長(zhǎng)片段內(nèi)名義上纖維長(zhǎng)度保持不變，但在實(shí)際上不同的加工階段，不論如何魂合，沿棉條長(zhǎng)度方向纖維長(zhǎng)度的變化是存在的。這說(shuō)明，在前紡各工序中盡管有許多并合作用發(fā)生，但仍然造成長(zhǎng)短纖維的局部集中，按照這個(gè)觀點(diǎn)，即使總體纖維連續(xù)變化，研究在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，改變羅拉中心距的方法以便保持纖維或纖維束與羅拉中心距的比處于******狀態(tài)是有價(jià)值的。 3、連續(xù)自動(dòng)調(diào)節(jié)羅拉中心距的機(jī)構(gòu)： 3.1 在并條機(jī)的喇叭上裝一個(gè)傳感器，用從喇叭口上的傳感器上測(cè)得的訊號(hào)來(lái)控制羅拉中心距的調(diào)節(jié)，這是一種閉環(huán)信息反饋體系，測(cè)得棉條上增加的誤差或不勻，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)羅拉中心距的調(diào)節(jié)來(lái)消除或減少。從喇叭口得到的信號(hào)更確切的說(shuō)是從干擾源得來(lái)，正常的棉條通過(guò)喇叭口時(shí)，受壓縮的棉條透氣性的變化而產(chǎn)生逆反氣流，形成干擾源。但這種微弱的信號(hào)不能滿(mǎn)足要求，它比機(jī)械誤差信號(hào)要弱的多，但應(yīng)用LVDT體系在頻段范圍內(nèi)發(fā)生的牽伸不勻大都在頻帶上顯示出來(lái)。 3.2 在一個(gè)相當(dāng)寬的波段內(nèi)，可能包括由機(jī)械原因造成的誤差或不勻很小的峰值，在曲線(xiàn)下的面積描述為誤差‘能’，由于曲線(xiàn)上的峰值很狹小，因此所描述的誤差“能”是微小的。像全部誤差能的百分比那樣，周期部分是相應(yīng)小的。經(jīng)過(guò)瀘頻可獲得一個(gè)與牽伸不勻相關(guān)的訊號(hào)，應(yīng)用這個(gè)訊號(hào)可反饋過(guò)來(lái)校正牽伸誤差或不勻。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)及對(duì)誤差的分析，可選擇頻率的波段及其寬度，但這種方法可能避免許多周期峰值及聚積許多半隨機(jī)的牽伸誤差能。 3.3 總之，必須設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器及自動(dòng)控制方案，方可獲得一個(gè)適當(dāng)?shù)挠嵦?hào)。 4、自動(dòng)連續(xù)調(diào)節(jié)羅拉中心距機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)： 4.1、在RSB系列型并條機(jī)上，用一種電子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)中后羅拉，在并條機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中可對(duì)前區(qū)的中心距進(jìn)行調(diào)節(jié)而不會(huì)發(fā)生任何故障。第一牽伸區(qū)（中后羅拉牽伸區(qū)）的羅拉中心距保持不變，應(yīng)用電子轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)器來(lái)調(diào)節(jié)前區(qū)的機(jī)械牽伸率、電子式轉(zhuǎn)換器將改變的脈沖輸入到步進(jìn)電機(jī)上，控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行。 4.2從圖1中看出一般的傳動(dòng)是由一個(gè)相當(dāng)容量的步進(jìn)電機(jī)S1實(shí)現(xiàn)，一個(gè)轉(zhuǎn)換器E安裝在前下羅拉傳動(dòng)桿上，脈沖輸入電子記號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)，使其產(chǎn)生與前羅拉速度相關(guān)的轉(zhuǎn)速。為了簡(jiǎn)便，圖1沒(méi)有表示中后羅拉的傳動(dòng)體系。 在這個(gè)階段中有的牽伸沒(méi)有處于受控狀態(tài)，特別是在機(jī)器起動(dòng)及停止時(shí)。經(jīng)大量試驗(yàn)表明，假如電動(dòng)機(jī)容量是夠大在任何情況下，棉條的線(xiàn)性密度都不會(huì)改變。 4.3、中羅拉機(jī)構(gòu)是安裝在一個(gè)滑動(dòng)的平板上，平板由螺桿控制作前后微動(dòng)，螺桿直接聯(lián)于步進(jìn)電機(jī)（S2），自動(dòng)控制體系向步進(jìn)電機(jī)發(fā)出脈沖訊號(hào)，控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。 4.4、理論上從回歸線(xiàn)上計(jì)算出最小的羅拉中心距為37.1毫米。線(xiàn)性變量差別傳感器LVD，T’S被安裝在每個(gè)前羅拉頸上，使前羅拉更有效地輸出棉條。而且棉條重量平均值正常。一般不能應(yīng)用時(shí)域信號(hào)而是應(yīng)用頻域信號(hào)的信息，以傅里葉轉(zhuǎn)換器對(duì)每個(gè)頻率呈現(xiàn)的訊號(hào)波 形進(jìn)行監(jiān)控，測(cè)量出的周期性誤差的波形是很尖狹的峰狀。（圖2中A，B，C），但通過(guò)牽伸區(qū)不穩(wěn)定纖維流產(chǎn)生的頻率分布，是在一個(gè)相當(dāng)寬的頻帶內(nèi)（如圖2F，超過(guò)短時(shí)間周期的誤差亂射現(xiàn)象一誤差的“快拍”）。如前所述，周期性誤差是由機(jī)械誤差組成，牽伸誤差是隨機(jī)性的。并瞬間產(chǎn)生峰值且幅度很小，因而引起頻率的改變。當(dāng)累計(jì)足夠的時(shí)間后在波譜圖上可看到這種半隨機(jī)的峰值產(chǎn)生一個(gè)“山”。由于這些誤差是由羅拉機(jī)械誤差與非線(xiàn)性纖維流的不勻及由誤差組成的波段，因此對(duì)于頻段的選擇是十分重要的。 4.5、周期性波譜圖下面的面積是由對(duì)不同的羅拉中心距的測(cè)試所得到的頻段，基本頻段是由并條機(jī)車(chē)速及被加工的纖維等因素而定。對(duì)短纖維的加工在任何速度下可選擇單一的頻段寬度，機(jī)械誤差的周期波峰是很狹小的，波峰下面的面積并不能復(fù)蓋，由于不規(guī)則的牽伸造成的半周期部分。用測(cè)得的頻率為20-70赫茲波段以上的周期如圖2下面的面積來(lái)很好的校正棉條中非機(jī)械誤差或不勻的頻段部分。應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)程序來(lái)貯存輸入的訊號(hào)及與新的曲線(xiàn)數(shù)值相比較。 以不同的信號(hào)脈沖值控制步進(jìn)電機(jī)來(lái)改變中羅拉位置，確立前中羅拉的中心距，完成一個(gè)新的中心距的調(diào)節(jié)。 |
