1.1.2计算机辅助工艺设计与优化技术内容

 

      （1）以提高精梳机对短纤维的适纺性为目标的优化（特别是对28mm以下长度的棉纤维）。第一是对分离罗拉的运动参数的优化，如分离罗拉的顺转定时、有效输出长度、继续顺转量等参数，使之对短纤维的适纺性更好。研究表明，缩小分离罗拉的继续顺转量或有效输出长度可增强精梳机对短纤维的适纺性。第二是改进给棉罗拉位置及对分离牵伸过程的优化，以改善给棉罗拉对分离牵伸过程的控制。例如E62型精梳机给棉罗拉位置较E7/6型精梳前移了11.2mm，在分离牵伸过程中加强了对短纤维的控制作用，有利于改善分离罗拉输出须条条干均匀度，并可使精梳落棉率降低1%-2%。第三是改进牵伸机构与牵伸工艺配置，例如E65型精梳机将三上五下曲线牵伸改为三上三下压力棒牵伸，增强了牵伸过程对短纤维的控制；将原来的预牵伸区罗拉握持距由原来的固定式改为可调式，都是为了增强对短纤维的适纺性。

 

      （2）以提高锡林、钳板及分离罗拉运动配合精度，提高纺纱质量、降低精梳落棉率为目标的优化。此方面的优化内容是：第一，通过优化钳板摆传动机件的尺寸及上偏心轴的偏心尺寸，改进钳板运动与锡林运动的配合；如钳板开口、闭口定时及钳板加压量等参数的优化。第二，通过分离罗拉传动机构连杆尺寸的优化，改进分离接合时分离罗拉运动速度与钳板运动速度的配合，提高分离接合质量。第三，通过优化锡林定位、分离罗拉定时，完善锡林运动与分离罗拉运动的配合。第四，以减少顶梳对对分离接合工作的干扰为目标，对顶梳的运动规律及对棉丛的插入深度进行优化。第五对成条机构须条输出方向的优化，以减少棉网高速运动时的破网、堵塞及断头。

 

      （3）以减小钳板、分离罗拉及锡林运动的惯性力，提高精梳机速度、效率及运转平稳性为目标的优化。例如对分离罗拉传动机构部件的尺寸、钳板传动机构部件的尺寸及钳板、锡林结构（轻量化）的优化。

 

1.1.3优化结果

 

    （1）对短纤维的适纺性更好。研究表明，E60型精梳机适纺纤维长度的范围是22.95 mm -52.52mm，经优化后的E62、E65及E66型精梳机适纺纤维长度的范围是20.19 mm -49.07 mm。

 

      （2）精梳机车速与产量逐步提高。瑞士立达公司不同时期精梳机的速度与产量见表1。E66精机与E60相比产量提高了44%。

 

      表1 瑞士立达公司精梳机的速度与产量

 

 

      （3）精梳机的能耗进行逐步降低。瑞士立达公司从E7/6型精梳机到E66每生产1kg精梳条的耗量变化如图2所示。E66型精梳机与E7/6 相比，生产1kg精梳条耗电量下降了43%。

 

图2 不同时期精梳机生产1kg精梳条的能耗

 

      （4）精梳落棉中的长纤维进一步减少。E65、E75精梳机与其它精梳机相比，在纺纱质量基本相同的情况下，精梳落棉率可降低2%，且精梳落棉的长纤维明显减少，短纤维明显增多。在纺纱工艺流程及所纺纱的特数相同的情况下，使用原棉的长度为29mm，精梳落棉率为15%，测得E65精梳机及其它精梳机的精梳落棉的长度分布曲线如图3所示。

 

图3 E65、E75精梳机与其它精梳机落棉纤维长度的分布的对比

 

      （5）机器运转的平稳性提高，故障率降低。瑞士立达E60、E62、E65及E66型精梳机两次非正常停机平均间隔时间统计结果见图4。由此可知E66型精梳机两次非正常停机平均间隔时间统计值是E60型精梳机的4.8倍，因此机器的运转效率大幅度提高。

 

图4 立达精梳机两次非正常停机平均间隔时间的统计值

 

      （6）纺纱质量进一步提高。分别在E66、 E62型精梳机上，利用长度为27mm的棉纤维纺制40英支精梳纱，在精梳落棉率为18%、细纱的英制捻系数为3.6时，测得成纱的粗节、细节、棉结杂质数及IPI值见图5。

图5 成纱的粗节、细节、棉结杂质数及IPI值

 

1.2 锡林变速梳理技术

 

1.2.1高速精梳机存在的问题

 

      （1）锡林与分离罗拉的运动配合问题。在高速精梳机上，在锡林梳理将要结束时，分离罗拉倒转把上一钳次的输出的棉网倒入机内，准备与锡林梳理过的棉丛接合；如果工艺参数设计不当，极有可能使分离罗拉倒入机内的棉网被锡林末排针抓走，从而使精梳落棉中可纺纤维增多及分离接合工作不良而使输出棉网的均匀度恶化；特别是采用110度的锡林及纺长绒时，此种现象极易发生。

 

      （2）精梳机高速时棉丛的抬头问题。众所周知，精梳机的工作分为锡林梳理、分离接合前准备、分离接合及梳理前准备四个工作阶段，E62型精梳机各工作阶段所用时间见表2。随着精梳机速度的提高，各阶段所用时间越短，特别是分离接合前准备阶段，如果时间太短，会使上钳板下压的棉丛抬头困难而造成棉丛抬头不良，影响它与分离罗拉倒入机内棉网的接合，如图6所示。E62型精梳不同速度时各工作阶段所用时间见表3。

 

      表2 精梳机各工作阶段所用时间

 

      表3 精梳机速度对各工作阶段时间的影响

 

 

图6 分离接合准备

 

1.2.2 锡林变速梳理技术的运用

 

      解决精梳机高速时的分离罗拉与锡林运动配合及棉丛抬头问题的基本思路是缩短锡林对棉丛的梳理时间，增大分离接合前准备时间；即锡林在对棉丛梳理开始定时不变情况下，使锡林梳理的速度加快，并使锡林梳理阶段提前结束及钳板提前开口。这样既使锡林末排针提前通过了分离罗拉，避免锡林末排针对分离罗拉倒入机内棉网的干扰，又解决了锡林梳理过的棉丛抬头时间不足的问题。

 

      E65型精梳机的锡林传动是采用两对非圆齿轮机构（即椭圆齿轮机构）传动。如图7所示，O1为主动椭圆齿轮轴心，以等速回转，由车头轴传动；O2、O3为从动椭圆齿轮轴心，两齿轮同轴；O4为锡林轴；四个齿轮都为35齿。在传动时由于两对椭圆齿轮的啮合节点的位置在两椭圆齿轮连心线上变化，因此两齿轮的传动比不再是常数而是按一定规律变化，即第一齿轮恒速运动，第二齿轮作变速运动，并通过O3使锡林轴O4作变速运动。这种变速机构的特点是：主动椭圆齿轮轴O1 与锡林轴O4转一周所用的时间相同，但不同分度时的速度不同。

 

图7 锡林变速传动系统

 

1.2.3锡林变速技术的效果

 

      E65型精梳机在锡林定位为37分度、落棉隔距为13. 5mm、锡林齿面角为90度时，测得开始梳理定时为35.8分度，结束梳理定时为2分度，精梳机四个工作循环的所用时间见表2。与E62精梳机相比锡林梳理时间减少了30%，开始梳理时锡林转速比车速高出约40% 。