臺達機電產(chǎn)品在高速并條機的應用
一、前言 棉紡工序關鍵-并條機能適應純棉紡、棉型化纖及中長纖維的純紡與混紡等多種工藝的并合牽伸,以提高棉條長片段均勻度及纖維的伸直平行,使不同質(zhì)量的纖維在棉條中的混合更均勻。可用于精梳后一道并條,縮短了流程,具有較好的熟條質(zhì)量,尤其是降低重量不勻率,改善條干CV值均有明顯效果,其質(zhì)量指標能達到相關烏斯特統(tǒng)計值25%水平。 國產(chǎn)新型高速并條機設計速度在600-800m/min或以上,實開車速應達到400m/min,國產(chǎn)新型高速并條機大多為雙眼,單眼并條機已研制成功。 二、 高速并條機結(jié)構(gòu)和規(guī)格: 1、機架 1.1機架 機架由底板、車頭墻板、車尾墻板及車面組成框架。墻板已由鑄件改為槽鋼焊接,達到機架結(jié)構(gòu)穩(wěn)固,防震性好的要求。 1.2外罩 冷軋鋼板,經(jīng)鈑金生產(chǎn)線和噴涂生產(chǎn)線加工而成。 2、傳動系統(tǒng) 2.1主電機可為雙速電機,大多均為變頻電機,其調(diào)速方便、準確,啟動平穩(wěn),開速時間可調(diào)且節(jié)電效果明顯。一般電機帶電磁制動,制動過程平穩(wěn)可靠,制動時間≤0.3秒。 2.2牽引系統(tǒng)均用同步齒形帶、導條羅拉采用平皮帶傳動,減少了傳動級數(shù),提高了傳動精確性、柔韌性和可靠性,穩(wěn)定了牽伸效果,降低了噪聲,能消除由于開關車造成的粗細節(jié),給紡紗質(zhì)量提供了保證。 2.3主傳動齒輪普遍采用斜齒,提高了齒面精度,并置于車頭齒輪箱內(nèi),實行油浴,減少了保養(yǎng)時間,控制了噪聲,增加了使用壽命。 3、牽伸機構(gòu) 3.1牽伸形式。曲線牽伸形式使條子質(zhì)量進一步提高。 3.1.1三上三下壓力棒上托式曲線牽伸,其機構(gòu)最為簡單,車面占用面積最少,羅拉隔距調(diào)節(jié)余地大,雖能適應并條機的高速和質(zhì)量要求,但是中羅拉膠輥既是后區(qū)的牽伸輥又是前區(qū)的握持輥,其工作條件和受力狀態(tài)不易穩(wěn)定,牽伸作用受到一定局限性。 3.1.2三上三下壓力棒加導向輥曲線牽伸,該牽伸形式是在三上三下牽伸機構(gòu)上在前上羅拉前加裝一根與前膠輥同為F36mm的膠輥,其與前羅拉中心距為34.01mm,為此,該機型前羅拉直徑由35mm增大為4.5mm,使導向輥的安裝較為寬舒,并能獲得較高的出條速度。導向輥能較好地改變輸出條子方向,由與喇叭口軸線相差900減小到300以下,利于高速條子順利通過喇叭口,縮短了輸出距離,減少了機前涌頭現(xiàn)象和意外牽伸,還有利于高速牽伸的穩(wěn)定。 3.1.3四上四下壓力棒曲線牽伸,是在三上三下的基礎上增加一根羅拉和膠輥,從而形成三個區(qū)域,其后區(qū)為低牽伸區(qū),前區(qū)為主牽伸區(qū),而中區(qū)為微張力牽伸區(qū)。這種設計改善了前區(qū)的后膠輥和后區(qū)的前膠輥的工作條件,使前區(qū)的后膠輥主要起握住作用,后區(qū)的前膠輥主要起牽伸作用,使牽伸過程中的受力狀態(tài)較為合理,可獲得較好的握持效果,利于穩(wěn)定條干質(zhì)量。 3.1.4四上四下壓力棒加導向輥曲線牽伸,是在前膠輥前加裝一根相同直徑34mm的膠輥作為導向輥,從而減小輸出條進入喇叭口的角度,該機設計5根上膠輥均為F34mm,四根羅拉同為F35mm,雖減少了規(guī)格和備件,方便了管理,但導向輥過于靠近前膠輥,其在前羅拉上的包圍弧較短,對高速輸出須條的控制有一些影響。 3.1.5牽伸形式特點比較。 ·從提高牽伸過程穩(wěn)定性講,四上四下壓力棒曲線牽伸是獲得好評的形式之一。 ·從并條機不斷提高設計速度講,如何穩(wěn)定條干質(zhì)量在較高的水平,選用當前較適宜的牽伸形式則顯得更加重要。 ·壓力棒的材質(zhì)、斷面幾何形狀、安裝位置、防塵、除塵等均為牽伸系統(tǒng)的重要組成部份,必須重視。 導向輥是并條機在高速前提下出現(xiàn)的附加裝置,使用趨勢明顯。 3.2對羅拉的要求 3.2.1在牽伸機件中,前羅拉的實開線速度已達到400m/min的高速,其機械振動也會加大而產(chǎn)生機械波,影響牽伸握持的穩(wěn)定性,導致須條出現(xiàn)牽伸波,使條干質(zhì)量下降。 3.2.2羅拉聯(lián)接端面跳動及工作外圓跳動其制造應<0.008mm的內(nèi)控標準,達到不出現(xiàn)機械波的要求。 3.2.3羅拉應有較高的彎曲剛度和足夠的扭曲剛度其表面精度高、光潔度高、轉(zhuǎn)動要平穩(wěn)。 3.3加壓特點 3.3.1加壓方式目前多數(shù)采用彈簧搖架,其結(jié)構(gòu)簡單、成本低、操作方便、易維護。。 3.4膠輥 膠輥是紡紗工程中最為重要的器材之一,在高速、重壓下運轉(zhuǎn),會產(chǎn)生靜電、溫升、中凹變形、易纏花等缺陷。 4、自調(diào)勻整系統(tǒng) 4.1并條機勻整系統(tǒng)均采用開環(huán)式,即檢測在前,勻整在后。喂人部分檢測,國產(chǎn)機都采用凹凸羅拉,由位移傳感器將位移量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斎胗嬎銠C中與設置的標準量比較,計算出差值并存儲,當被測量的棉條到達變速點時,輸入信號經(jīng)計算機處理,調(diào)整伺服電機轉(zhuǎn)速,經(jīng)差速器與主機速度合成,控制牽伸系統(tǒng)變化,從而改變后(或前)區(qū)牽伸倍數(shù),修正了喂人條子的重量偏差。勻整的主要性能為勻整片段1.5cm;勻整精度±1%;勻整范圍±25%。 4.2棉條“在線”監(jiān)控是由圈條壓輥上方的監(jiān)測傳感器持續(xù)、準確、快速地測量輸出棉條的質(zhì)量經(jīng)計算機進行控制,并在面板顯示出條的質(zhì)量。勻整精度可達到≤l%,超限自動停機。DV2-AL采用國家專利鐘擺式壓輥羅拉搭配重量傳感器,控制和顯示輸出棉條質(zhì)量,達到勻整精度要求。 4.3國產(chǎn)雙眼并條機的自調(diào)勻整系統(tǒng),均采用二套勻整裝置,二眼分別進行有效控制。其勻整裝置可配瑞士烏斯特USG或國產(chǎn)航空總公司613所BYD,二者性能上均能滿足勻整范圍。 4.4 ?。?)控制一羅拉的主電動機是由一個由變頻器驅(qū)動的變頻電動機,這樣由PLC通過串行通信的方式對其進行速度控制,可根據(jù)需要實現(xiàn)起動的無級變速。 ?。?)二羅拉與三羅拉通過齒形帶相連,完成有著固定牽伸比的預牽伸,二羅拉由一個伺服電動機進行拖動,同時在一羅拉主軸上設置一個編碼器,該編碼器與拖動二羅拉的伺服電動機控制器相連,通過對該控制器的參數(shù)的設置,利用其電子齒輪的功能,使得無論一羅拉速度高低,二羅拉與一羅拉的牽伸比始終保持設定的一個比例關系。 (3)拖動二羅拉的伺服電動機由PLC通過一定的控制算法,經(jīng)過與控制器的串行通信實現(xiàn)其調(diào)速。 ?。?)凹凸檢測羅拉通過一個放大裝置,將位移放大,還安裝有一個位移傳感器。同時在檢測羅拉的旁邊放置一個脈沖信號發(fā)生器,當檢測羅拉轉(zhuǎn)過一定的角度,即棉條經(jīng)過一定的位移后,發(fā)出一個脈沖,實現(xiàn)其定長檢測控制,克服以前定時檢測在速度不穩(wěn)定時,計算勻整延時困難的不足。脈沖信號發(fā)生器通過一個串口和PLC實現(xiàn)通信。 ?。?)在整個并條機的過程控制、故障診斷、紅外線自停及簡單的日常數(shù)據(jù)處理仍由PLC實現(xiàn),由PLC統(tǒng)一協(xié)調(diào)整個自調(diào)勻整系統(tǒng)。 勻整系統(tǒng)。 1.凹凸羅拉 5.伺服電機 6.齒輪箱 7.位移傳感器 8.轉(zhuǎn)速器 9.變速傳感器 10.喇叭口 11.前置放大器 12.壓輥速度傳感器 5、電氣控制 5.1電氣控制選用臺達可編程控制器PLC,觸摸屏控制,實現(xiàn)人機對話。觸控式控制面板能顯示相關運轉(zhuǎn)數(shù)值,能在運轉(zhuǎn)狀態(tài)下設定輸出速度,能對異常警報斷電記憶,方便管理。方便調(diào)整及檢測。采用變頻調(diào)速,減少皮帶輪變換,解決開關車時瞬間條干惡化。 在牽伸機件中,前羅拉控制采用5.5KW變頻器;電磁剎車方式; 吸風電機:0.75KW.一般直接驅(qū)動無須變頻器,啟動可能有一定的噪音。 后羅拉控制,大多設備并無控制,前后羅拉位置相對固定,需要機械調(diào)整羅拉支架滑塊.現(xiàn)在也有在后羅拉處用一顆1KW伺服控制后羅拉的位置,增加1個旋編檢測位置。 6、自動換桶 6.1自動換桶并條機提高自動化程度能減輕操作工的勞動強度,普遍采用定長,主機停車,積極式斷條,換桶電機啟動經(jīng)機械傳遞回轉(zhuǎn)推桿。推出滿桶,送進空桶并定位,主機啟動后完成換桶過程。 動作流程: 滿桶后,圈條盤出口自動定位,主機停車,依次換桶電機啟動帶動弧形推桶板推出滿桶、斷條、推桶板退回;轉(zhuǎn)臂電機啟動使轉(zhuǎn)臂向下旋轉(zhuǎn)900;推動電機再啟動,通過轉(zhuǎn)臂將滿桶繼續(xù)外推;補桶電機通過傳動由撥盤將空桶送至預定位置,撥盤退回;推動電機經(jīng)轉(zhuǎn)臂將空桶拉到底盤上;轉(zhuǎn)臂電機使轉(zhuǎn)臂上旋900,最后主電機啟動。完成全部換桶過程只需30多秒。該過程由PLC控制,保證了換桶的可靠性。 7、清潔與吸風 7.1上清潔形式有回轉(zhuǎn)絨套、金屬鋼棒、浮動清潔棒、清潔桿等。通過上吸風將其聚集的花衣吸棉箱,達到清潔上羅拉的要求。 7.2下清潔形式有丁晴刮圈、單皮圈往復、橡皮片等,并通過下吸風口將花衣吸入風箱,能有效的除去棉條中的雜塵。 7.3吸風裝置均獨立設計、使用,自成系統(tǒng),配備1.5KW左右的2級電機,提高了傳動的可靠性。吸棉箱設計有積極式自動剝棉裝置,并附有貯棉倉;FA311增加刮棉箱;也有采用渦流排風方式。均使金屬過濾網(wǎng)表面不積花衣和粉塵,達到氣流暢通,滿足吸風要求。 8喂入與自停 8.1導條方式多數(shù)機型采用高架積極式,高度可調(diào)。導條羅拉已由一端支撐發(fā)展為雙支撐,減少振動、適應高速。導條羅拉由鍍鉻光面向鋁合金溝槽發(fā)展,精度提高,重量減輕。 8.2喂人電氣自停已逐步被光電自停替代,光電從二路自停向多路自停發(fā)展。采用光電與八路檢測雙保險,能保證斷條、缺條立即停車。 8.3繞皮輥、涌頭、壓輥繞花、滿桶等均設計有自停裝置,罩殼設有安全連鎖機構(gòu),同時用相應的有色燈顯示,方便操作處置。 FA311F 型高速并條機綜合國內(nèi)外同類型的優(yōu)點,主電機采用變頻調(diào)速器,該機采用先進的觸摸式人機界面,動作控制和數(shù)據(jù)計算采用PLC控制,變頻器頻率給定也通過通訊方式,進行工藝參數(shù)設置和編程.主牽伸形式采用四上四下附導向皮輥牽伸形式,上清潔可先用浮動金屬棒裝置,工作穩(wěn)定可靠,適紡纖維品種廣泛,輸出速度可達 600-800M/min 。 三.電氣部分 主電機采用變頻調(diào)速,起動平穩(wěn)??删幊炭仄鳎?nbsp;PLC )與人機界面聯(lián)為一體,完成該機的邏輯控制與故障診斷功能??垢蓴_能力強,運轉(zhuǎn)可靠,通過觸摸式人機界面,可方便設定各種工藝參數(shù)。 工藝計算: 1、產(chǎn)量計算 壓輥輸出速度(米/分) V=∏×d×n×D0/(1000×d0) 其中:n-主電機轉(zhuǎn)速 d壓輥直徑 D0:電機皮帶輪直徑 d0:壓輥傳動軸皮帶輪直徑 理論產(chǎn)量: Q0=2*60V*Q/5000=0.024VQ(公斤/臺時) QL0=2*60V/1000=0.012V(千米/臺時) 張力牽引: 給棉羅拉~導條羅拉張力=51*70*27/50*28*I I---給棉張力壓 后羅拉~給棉羅拉間張力牽引=77*35/54*51 壓輥~前羅拉張力牽引=27*51/39*35 圈條盤~壓輥張力牽引=COI DIA*24*15*D*39/51*55*22*39*57-1/COIL NO 其中: D---圈條張力牙 COIDIA圈繞直徑 COIL NO---圈繞數(shù) 典型的臺達機電產(chǎn)品套餐,具體配置為: PLC:DVP24ES00R2 HMI:DOPA57GSTD AMD:VFD055M43A 1、PLC程序設計: 可編程控制器選用臺達DVP24ES00R2,該機種為臺達標準功能主機,具有以下特點: 2個通訊口,內(nèi)建高速輸入/輸出,30KHz高速計數(shù)器、20KHz脈波輸出,豐富的指令,功能強大,超穩(wěn)定的電氣特性,******性價比。 2、人機界面設計: 采用臺達DOPA57GSTD ·ARM9 CPU,202.8Hz ·320 * 240 畫素 ·圖形 & 文字顯示 ·4 個功能鍵 ·3M Flash Memory存放應用、宏、配方及系統(tǒng)數(shù)據(jù) |
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