清梳联和自调匀整：提高纺织品质量的保证(上)_百度文库
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清梳联和自调匀整：提高纺织品质量的保证(上)
清​梳​联​和​自​调​匀​整​：​提​高​纺​织​品​质​量​的​保​证​(​上​)
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评定棉纱品等的重要指标。即...
(本文共34字)
权威出处：
苏馨逸,纺织技术和管理专家。从事纺织技术和管
理工作近50年。他治学严谨,钻研业务,密切跟踪国际
纺织最新发展。在国家涤棉标准的制定、清梳联工艺技
术、高效精梳机等多个领域作出了贡献。
苏馨逸,日出生于辽宁省锦州市,先后在锦州
中学、北京志诚中学和北京通县潞河中学上学,1950年考入河北
工学院。1953年毕业于天津大学纺织系,分配到天津棉纺二厂
任技术员。1954年调石家庄棉纺三厂任技术员、纺部试验室副
...(本文共7121字)
权威出处：
支美英,棉纺织技术与管理专家。毕生从事产品质
量、品种开发。曾组织和参与人造棉布、中长仿毛隐条
呢、纯棉宽幅布等产品的工艺质量攻关,取得成效。积
极推行现代化管理,整顿企业工作标准和管理制度,制
定出口棉布标准,使所在企业的鹏程牌宽幅
纯棉布荣获国家金奖,通过国家一级企业验收,跨入全
国优秀企业行列。
支美英,女,1934年出生于上海市一个普通工人的家庭,父
亲是铁路工人。支美英自幼勤奋好学,1939年随...(本文共5465字)
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清梳联生条重量不匀率及自调匀整器作用的分析
来源：中国纺机网　发布时间：日
清梳联生条重量不匀率及自调匀整器作用的分析
1生条重量不匀率
1.1总不匀率
一般是在K台梳棉机上各取n段生条称重，对其总平均数求得的不匀率，既包含各机台内部的不匀(内不匀率)，又包含机台间的不匀(外不匀率)。
1.2内不匀率
内不匀率有单台内不匀率和多台内不匀率两种，单台内不匀率为在一台上取n段长为5m、10m……等的生条称重，计算其σ值和CV％值。多台内不匀率为各台梳棉机分别取n段生条称重，各对本台条重平均值置求得的均方差σ1、σ2、……σK。
1.3总不匀率、内不匀率和外不匀率的相互关系
在K台梳棉机上各取n段生条称重如表1，其中：K=3，n=4，N=Kn=12。为计算方便各值均减15g。
由表1计算：
(4)平方和Se=So-SA
=1.6-0.7925=O.8075
由此可得表2。
在棉条、粗纱和细纱的品质检验中，σe/为内不匀率，σA/称为外不匀率，Ce代表内不匀率，CA代表外不匀率，总不匀率C为：
在有些清梳联的试验资料中，将总不匀率称外不匀率，这是误解，应把二者区别，总不匀率可以简称不匀率，但内不匀率和外不匀率一定要明确指明，不能都简称不匀率，因为三者含意不同。
生条重量不匀率可用H％(平均差不匀率)和CV％表示，当二者的数据相当多时存在如下关系
CV％=1.25H％					(5)
一般片段长度有5m、10m、20m等，不同片段间的关系如何?由于20m的生条重=4×5m的生条重=4个5m重之和，10m重为2个5m重之和。在数理统计学中，一个子样分布的均方差为σ，由n个个体数组成的平均数形成了另一个分布，其均方差为σ/。由此可得σ(10m)=σ(5m)/，σ(20m)=σ(5m)/，所以CV(5m)％=1.4lCV(10m)％=2CV(20m)％。
表3为30次～40次同时测定5m，10m，20m的CV％平均值。
可以看出，表3的关系比值与理论值很接近，但这种换算关系必须是多次测定值的平均值，个别一、二次测定就相差不少。因此多次试验平均值的关系可为：
2卷喂生条和清梳联生条不匀结构的特点
清梳联生条与卷喂生条相比，其不匀结构主要问题是长片段、超长片段不匀率高和平均定量偏差大，因此清梳联生条不匀结构特点是：①中、短片段不匀率比卷喂生条好；②超长片段比卷喂生条差，且平均重量偏差大；③在片段长L处有一个交点，片段长度小于L时，清梳联生条不匀率比卷喂生条好，片段长度大于L时，清梳联生条不匀率比卷喂生条差。根据试验：单节简易棉箱时L为90m～100m，双节打气棉箱时L为300m左右。由此可见，棉箱结构和匀棉措施对清梳联生条不匀结构有明显的影响。
3清梳联梳棉机的自调匀整器
3.1清梳联系统的三个匀整环节
(1)从清棉到梳棉采用连续喂棉控制装置，检测输棉管道内的风压(首台梳棉机配棉头前端)，调整清棉机给棉罗拉的速度(无级变速)。使管道气压始终保持在800Pa±20Pa(或±50Pa)。这是一个喂棉闭环自匀系统，较好地解决了无回棉喂棉均匀控制的问题，对质量更为有利。与问歇喂棉相比，由于运转率提高(η=100％)，提高了末台清棉机的开松度和除杂效率。喂棉罗拉基本线速度V为：
V——台清棉机喂棉罗拉线速度(m/min)；
W——喂棉罗拉喂人棉层线密度(g/m)；
P——梳棉机单产(kg/台·h)；
n——梳棉机配台数或开台数。
(2)由下棉箱压力传感器控制喂棉罗拉无级变速喂棉，以保持下棉箱纤维密度均匀不变，进而保证出棉均匀，此亦为闭环自匀系统。
(3)梳棉机上采用自调匀整器。采用自匀器后，能较好地解决清梳联生条长片段、超长片段不匀率差和平均定量偏差大的问题。
3.2目前国内外高产梳棉机主要采用的自匀器
3.2.1机后开环短片段自匀器
这类自匀器的特点是给棉罗拉(或小给棉板)检测，给棉罗拉变速，匀整反应快，如洛菲公司的SLT-4型及马佐里公司的CX400型梳棉机，有两个传感器分别装于给棉罗拉两端支臂上，传感器把通过给棉罗拉传来的棉层厚度信号转换并发送给电子装置，电子装置就会指示直流变速电机改变给棉罗拉转速，从而达到匀整目的。但给棉罗拉检测的并非完全是棉层平均厚度，检测精度受棉层横向不匀影响较大。且给棉罗拉传动端易受传动干扰。
在C4型、C51型、DK760型、DK803型等梳棉机的混合环自匀器中，也应用机后短开环的自匀器，其中C4型、C51型机为小给棉板检测，检测精度同样受棉层横向不匀影响，但已不受传动干扰。DK760型机在给棉板中装有两块检测板，分左右两部分检测棉层厚度，横向已有所改进，因而改善了棉层横向不匀对检测精度的影响。DK803型机采用10块弹簧钢板分段检测全宽度的棉层厚度，较好地解决了棉层横向不匀对检测精度的影响。在DK760型机和DKS03型机上都已可以不受传动端的干扰。
3.2.2机前短开环自匀器
在Platt2000型梳棉机上，机前装一对凹凸检测罗拉和一对牵伸罗拉，根据检测信号相应地改变前罗拉和圈条器的速度，反应速度快，匀整片段短。
在CX400型梳棉机和Ucc—S型混合环系统中，均采用机前短开环系统，它由喇叭口传感器检测棉条粗细，改变机前牵伸区的前罗拉速度。
在机前短开环自匀器中，都改变机前牵伸区前罗拉的速度，由于牵伸倍数低，也可不改变圈条器速度，而采用加装一个储存棉条装置的办法，如Ucc-S型。
3.2.3机前短闭环自匀器
机前装有牵伸区，在其出口由一对凹凸罗拉检测输出棉条粗细，改变前罗拉速度，如CrosrolWTAl2型。
3.2.4长片段闭环自匀器
Ucc-L型、CrosrolLTAL2型、眦型、C-.825型、m21型、YZ—z型等都为长闭环自匀器，机前检测(凹凸罗拉，阶梯罗拉或气压喇叭口)，机后调节(给棉罗拉变速或改变下棉箱压力)，这类自匀器的特点是闭环回路长，以解决清梳联生条长片段、超长片段不匀和重量偏差为主，故匀整片段长度较长，是目前高产梳棉机的基本型自匀器。
3.2.5混合环自匀器
兼有开闭环的优点，可匀整长、短片段，分两类。
(1)二检一控式：采用二个检测点(机后给棉罗拉、小给棉板或多块弹簧钢片，机前凹凸罗拉、阶梯罗拉、弹簧片式喇叭口或气压喇叭口)，共控一个机后给棉罗拉变速，都是长闭环与机后短开环相结合，如C51型、DK803型等梳棉机上采用。
(2)一检二控式：机前检测，同时控制机后给棉罗拉和机前牵伸区的前罗拉变速，它是长闭环和机前短开环相结合。
3.2.6双闭环中片段自匀器
Uster在Ucc-L型自匀器基础上，在锡林前罩板区加装一个光学检测，与大压辊处的检测信号共控机后给棉罗拉变速。由于锡林前罩板区与给棉罗拉的时差短，因而匀整片段可为中片段。
在上述6种梳棉机自匀器中，国内在引进梳棉机和国产梳棉机上，机后短开环、机前短开环、长闭环和混合环(二检一控式)都有应用。
4梳棉机长片段闭环自匀器的动态特性分析
4.1波长不均与片段不匀间的关系
喂入棉层的各波长不匀波，匀整后各波振幅各有所减小，这新的不同振幅的波形又可叠加成匀整后的生条。波长不匀与片段不匀率之间既有区别，又有联系。根据分析可知：
(1)超长片段不匀率主要决定于超长波；
(2)长片段不匀率主要决定于超长波和长波；
(3)中片段不匀率主要决定于超长波、长波和中波；
(4)短片段不匀率主要决定于超长波、长波、中波和短波；
(5)长波的改善，不仅能改善长片段不匀率，而且也对中片段、短片段不匀率有利，同样中波的改善，就能改善中、短片段不匀率。
因而梳棉机长闭环自匀器对长片段、超长片段不匀是肯定能改善的，但对中、短片段就决定于超长、长、短波的改善和中波恶化的程度，因此只要控制中波段恶化的程度，就能使长、中、短片段不匀率均能得到改善。
4.2长闭环单台各片段长度内不匀率
无自匀器时只有梳棉机的均匀作用，采用自匀器后是两者的共同匀整效果，有无自匀器的比值恰好表明纯长闭环的匀整特性。我们对无锡一棉Cl/3型梳棉机有无自匀器做了各种片段长度的试验，其结果见表4，说明了纯长闭环对波段不匀和片段不匀率的影响。在20m～25m处有无自匀器不匀率曲线有一交点，当片段长度<20m～25m时，不匀率有所恶化。
5自调匀整器的滞后时间对不同波段匀整效果的影响
5.1自相关函数R(τ)与纯闭环自匀器幅频特性关系的分析
喂入棉层(或棉条)可视为一个平稳随机过程，可分解为各种不同振幅的波形叠加而成，检测点与给棉罗拉变速点在时间上总滞后τO′。
τo′=τ1+τ2						(9)
τ1——棉层从给棉罗拉到大压辊检测点的时间(即位置滞后)；
τ2——由检测点信号通过闭环各系统到给棉罗拉变速的滞后时间(即系统滞后)。
闭环自匀系统是以同一个τO′来匀整各个不同ω的谐波的，谐波的波长λ越长，其R(τO′)就越大，即在长波、超长波中，检测点的振幅与给棉罗拉处的振幅很接近(相差牵伸倍数D倍)，调节就有效，匀整效果就好。但对短波、中波同样相隔τO′，其中R(τO′)就很小，甚至R(τO′)→O，调节效果就差，甚至恶化；波长λ越小，恶化越严重。当减小τO′，恶化的波段长度范围就减小，如控制(变速)点由棉箱移至给棉罗拉或检测点由小压辊移至大压辊甚至前上罩板处τO′减小，不能匀整的波长减短。
5.2机后短开环自匀器的滞后时间τO′及其对匀整效果的影晌
机后开环的检测点在给棉罗拉、给棉板处，变速点为给棉罗拉，但刺辊抓取纤维在刺辊给棉板分梳点，改变喂入量的目的是使刺辊抓取纤维量均匀不变，因此匀整点应为分梳抓取点。因此机后开环总滞后τO′为
τ1——机后检测点到分梳点(匀整点)的时间(位置滞后)；
τ2——检测点信号通过开环各系统到给棉罗拉变速的时间(系统滞后)。
一般τ1>τ2，检测的棉层还未到达分梳抓取点时，给棉罗拉已提前变速，如提前加速，则刺辊过量抓取，如提前减速，则刺辊抓取量不足，出现轻条。其结果就破坏了短片段，如在系统中加一个延时τ3或记忆环节，使τ3=τ1-τ2，则τ0′=τ1-τ2-τ3=O，使检测棉层正好到达分梳抓取点时棉层变速，达到刺辊抓取量均匀一致。这就改善了匀整效果。开环自匀器的匀整效果决定于：①严格符合调节的基本方程，包括正确检测、正确调速；②检测棉层与匀整变速在时间上必须配合得当。这样才能使开环正确及时地匀整，匀整效果才能好。机后开环自匀器在加一个延时τ3后，能使总滞后τ0′=O，使各种波长(长、中、短)的不匀都能得到及时正确的匀整，因而各种片段(长、中、短片段)的不匀率也因此都能得到改善。
5.3机前开环自匀器的τ0′及其匀整特性
检测点在凹凸检测罗拉处，变速在牵伸区内前罗拉附近，但研究指出纤维细度即半制品的细度S(x)的相对振幅比断面内纤维的尖端密度n(x)相位迟φ角，因此生条从检测点到匀整点的滞后时间τ1为：
L——检测罗拉至前罗拉握持线的距离；
S——前罗拉握持线至变速点的距离；
φ——n(x)与S(x)的相位差，此处表示距离；
V——棉条喂入速度。
总延迟时间τO′=τ1-τ2，如τ1>τ2，则在电路中增加一个延时τ3，使τ0′=τ1-(τ2+τ3)=0，各种波长(长、中、短波)的振幅都能得到匀整，因此各种片段不匀率(长、中、短片段不匀率)都能改善。但牵伸区的牵伸又增加了牵伸波，在一定程度上破坏了短片段不匀率。表6为机前短开环的单台内不匀率。
5.4混合环自匀器的τ0′及其匀整效果
混合环自匀器是由长闭环和机后(或机前)短开环组合而成，它兼有闭环和开环的优点。由前分析可知，长闭环的τ0′较长，但短开环的τ0′很短，而且加一个延时τ3后，可使短开环的τ0′≈00混合环实际上可认为有三个自匀系统(即长闭环、短开环和梳棉机匀整)，混合环中机前检测的生条已经机后开环匀整过，粗细波动已减小，减弱了长闭环对中、短波的恶化程度。因而通过混合环后，长、中、短波都能得到匀整，故生条的长、中短片段不匀率都能改善，而且反应速度也快，匀整效果显著好(见表7、表8)。
长闭环自匀器一般在20m～30m片段以下，单台内不匀率有破坏作用(比值>1)，混合环的交点在1m～5m以下，显然改善了短片段的不匀率。
6自匀器的匀整效果
梳棉机上采用自调匀整器以后，有效地解决了清梳联生条在质量上存在的主要问题，促进了清梳联的迅速推广应用。
(1)采用自匀器后生条重量不匀率改善，重量偏差减小。
(2)采用自匀器后，不仅可以改善生条的重量不匀率CV(内)％，而且特别改善了台间不匀率和班间不匀率。
(3)影响单台班间内不匀率的因素有：原棉、温湿度、生条平均定量偏差的稳定情况，自匀系统各环节的稳定和“漂移”等，一般在不很长的时间内，原棉和温湿度可加以控制稳定，因而单台班问不匀率就成为自匀器稳定性、可靠性的重要标志之一。
(4)由阶跃喂入试验可知，通过自匀器匀整后，生条重量变化要过一段长度后才能恢复到标准定量，长闭环(如Ucc-L型)大约在30m-50m之间，因而喂入量波动过大和频繁，自匀器将来不及匀整而恶化匀整效果。因此清梳联运转正常、稳定是自匀器获得良好匀整效果的基础。
(5)自匀器的匀整能力是有一定限度的，不可能把各种喂入不匀(如各种棉箱的差异产生的不匀)均匀整到同一水平，调研资料表明，采用自匀器后，只能在原有清梳联重不匀率的基础上得到一定值的改善，因此采用自匀器后，对清梳联还应要求尽可能提高匀整能力。如清棉到梳棉和上下棉箱采用连续喂棉控制装置以及改善上下棉箱的均匀措施等。
引进梳棉机和国产梳棉机采用自匀器后，清梳联生条的重量总不匀率如表9所示。
1严灏景.纺织工业数理统计.北京：纺织工业出版社.1957
2谢应安等.梳棉机闭环自调匀整系统的匀整效果.纺织学报，1984；4
3谈树起等.国产清梳联与自调匀整装置配套试验.棉纺织技术，1998；(26)3
4费青.梳棉机自调匀整器及其特点.北京纺织，1985；6
5费青.梳棉机自调匀整器及若干问题的探讨.棉纺织技术，1986；(14)6
6费青.清钢联梳棉机自调匀整器及其匀整效果分析.棉纺织技术，1992；(20)10
7刘豹.自动调节理论基础.上海：上海科技出版社，1964.
中国纺织科学研究院费青
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