紧凑型称重混棉机组的研究与应用.pdf

应用技术Spinning Technology纺纱技术63纺织导报 China Textile Leader 2023 No.4随着人们生活水平的提高，差别化纤维因其优越的性能体验和变化多样的风格越来越受到市场的青睐，混纺和色纺产品逐渐向高端化、品种差异化方向发展。传统的原料混合多采用人工混合或在并条机上进行混并，造成纤维之间混合质量不稳定、比例不准、没有立体感，而且存在用工紧张、生产效率低等问题。在此背景下，称重混棉设备应运而生并得到了快速发展，不仅将工人从繁重的工作中解放出来，还极大地提高了混纺线产量。称重混棉设备的应用使得清花混棉成为混纺、色纺品种的技术主流。笔者所在企业在原有称重混紧凑型称重混棉机组的研究与应用 文|王勇作者简介：王勇，男，1989年生，工程师，E-mail：。作者单位：青岛宏大纺织机械有限责任公司。摘要：文章设计了紧凑型称重混棉机组并将其应用在混纺、色纺流程中，阐明了紧凑型称重混棉机组的结构组成、混合原理及应用流程等。以某用户的实际应用情况为例，介绍了紧凑型称重混棉机组的工艺流程、工艺参数及生产情况，并对混纺后纱线的成纱质量、混纺比及混合情况进行了验证。生产实践证明：紧凑型称重混棉机组称重精确、稳定性好、占地面积小，应用该机组的生产线混纺比准确（1%以内）、成纱质量好、节省人工，混纺纱线织布后染色均匀、无横档现象，基本能够满足混纺及色纺市场的需求，显著提高了用户的生产效益。关键词：紧凑型称重混棉机组；JWF1083型称重给棉机；混纺；色纺；成纱质量中图分类号：TS112.2 文献标志码：AResearch and Application of Compact Weighting and Blending UnitAbstract:A compact weighing and blending unit was designed and applied in the process of blending and color spinning.The paper expounds on the structure composition,blending principle and application process of this unit.Taking the practical application of a user as an example,this paper introduces the process flow,process parameters and production situation of this unit,and verifies the yarn quality,blending ratio and blending performance of the blended yarn.The production practice has proved that the compact weighing and blending unit has the advantages of accurate weighing,good stability,small area occupation,accurate blending ratio(within1%),high yarn quality,labor saving,uniform dyeing,no uneven filling,which can basically meet the needs of the blending and color spinning market,and significantly improve the production efficiency of users.Key words:compact weighing and blending unit;JWF1083 weighting feeder;blended spinning;color spun;yarn quality棉设备的基础上，研制了紧凑型称重混棉机组，并制定了清梳混纺线工艺流程，应用在混纺、色纺市场中。1紧凑型称重混棉机组该机组适用于65 mm以下纯棉、色棉及化学纤维的混纺，主要用于清梳联流程中对 2 3 种不同原料进行精细混合。该机组由JWF1083型称重给棉机、JWF1127A型精细开松机组成，混合原理如图 1 所示。JWF1083型称重给棉机上部有 3 个独立的储棉箱及对应的给棉罗拉及打手，每个储棉箱储存有前级机台输送来的纤维，每个称重周期内，3 个储棉箱按设定的重量及混纺比依次往称重斗内给棉，利用“重量累加”原理实现在称重斗内纤维的混纺比控制，称重斗将称量好的纤维释放到JWF1127A型精细开松机的输送带上，经过开松后输送到后级机台。应用技术Spinning Technology纺纱技术64纺织导报 China Textile Leader 2023 No.41 JWF1083型称重给棉机；2 JWF1127A型精细开松机。图 1紧凑型称重混棉机组1.1JWF1083型称重给棉机该设备精确的称重技术确保纤维混纺比的准确性，是紧凑型称重混棉机组的核心设备，设计产量为400 kg/h，其原理如图 2 所示。1 储棉箱部件；2 机架部件；3 给棉部件；4 打手部件；5 翻板开合部件；6 称重部件。图 2JWF1083型称重给棉机1.1.1储棉箱部件称重给棉机上部为 3 个独立的储棉箱，每个储棉箱实际储棉纵深超过1 500 mm，而厚度只有250 mm，达到了多储、薄喂的效果，确保了连续给棉的稳定性。每个储棉箱采用双排滤网两侧排风形式，排风面积达到了2.7 m2，其上部为自由排风，机架内部排风区域接滤尘排风，确保风不会穿透棉箱到称重部位。1.1.2给棉部件给棉采用一对小直径沟槽罗拉，给棉罗拉采用弹簧加压、小隔距设计，伺服技术精确控制，充分展现了精细给棉的设计理念。1.1.3打手部件打手采用 6 排梳针打手，变频控制，柔和开松的同时可高效地将纤维开松、转移。通过动力学分析，打手开松后的纤维动能在经过棉通道时予以抵消，纤维自由落入称重斗内。1.1.4翻板开合部件翻板开合部件位于打手下方、称重斗的上方，给棉时处于开启状态，不给棉时处于闭合状态。翻板旋转轴处采用了细毛刷双层密封皮设计，防止此处搭花造成称重不准，特别是长辫子对称重的影响。1.1.5称重部件称重采用 4 点支撑悬挂结构，能够减少称重系统动态时间，缩短称重周期。称重斗通过传感器悬挂在环形横梁上，环形横梁通过弹簧柔性连接在支撑立柱上，能够有效减少振动对称重的影响。大容量称重斗单次可容纳超过 6 kg纤维，特殊材质的称重斗使得 4 只称重传感器总承载重量不足40 kg，做到承载纤维重量与称体重量比最大化，提升称重精度。经过气流分析，在称重斗侧面设置合理的网眼排风区域，可以减少风力对称重的影响。1.1.6电气控制PLC可编程控制、连续给棉控制及称重模型分析与动态补偿，确保精确称重。储棉箱储棉量受光电和压力两级控制和储棉下限保护，保证储棉量稳定；采用高效给棉和精细给棉相结合的设计理念，建立数学模型分析，由传统的多级给棉速度及重量控制升级为无极变速控制，并根据适纺纤维的不同，自主学习及时调整相应的参数值；称重飞料的智能计算及自动修正；称重固定偏差和随机偏差的预测及模型修正；配方管理、混纺品种快速切换、设备内留存的纤维自动清理等。1.2JWF1127A型精细开松机该设备主要是将JWF1083称重给棉机释放的纤维进行输送和开松，其原理如图 3 所示。输送带容量大，适合短时间内传输大量纤维，通过合理控制输送带的启停，确保输送带上“三明治”的连续性。对输送带纤维平铺直取式混合，三罗拉给棉结构确保了稳定、高产，大直径梳针打手变频控制，实现柔性开松、快速转移。1 帘子输送部件；2 给棉部件；3 打手部件；4 机架部件。图 3JWF1127A型精细开松机2工艺流程2.1连续化生产工艺流程连续化生产实施流程：抓棉机JWF1129型储棉开松机紧凑型称重混棉机组多仓混棉机清棉机梳棉机。其中，若抓棉机选用圆盘抓棉机，每种纤维要对应两个并联的圆盘抓棉机，以提高生产效率；JWF1129型储棉开松机为正常配置，可根据实际情况用清棉机（有进一步开松需求）或小型多仓混棉机（有储棉需求）代替；多仓混棉机为 8 仓或10仓，可提升混合效果。121234561 2 3 4应用技术Spinning Technology纺纱技术65纺织导报 China Textile Leader 2023 No.42.2非连续化生产工艺流程非连续化生产实施流程：抓棉机JWF1129型储棉开松机紧凑型称重混棉机组打包机正常清梳联生产线。其中，若抓棉机选用圆盘抓棉机，每种纤维要对应两个并联的圆盘抓棉机，以提高生产效率；JWF1129型储棉开松机为正常配置，可根据实际情况用小型多仓混棉机（有储棉需求）代替。3生产实践紧凑型称重混棉机组及标准工艺流程已经在国内多个厂家应用，下文以浙江某纺织厂生产30S涤纶/粘胶60/40混纺纱为例进行介绍，其中，涤纶的规格为1.33 dtex38 mm，黑色粘胶纤维的规格为1.67 dtex38 mm。3.1工艺流程JWF1007型圆盘抓棉机JWF1129型储棉开松机紧凑型称重混棉机组JWF10278160型多仓混棉机JWF1115160型精开棉机JWF1211A梳棉机并条机粗纱机细纱机络筒机。3.2设备主要工艺参数JWF1129型储棉开松机：打手转速600 r/min，给棉罗拉最高转速2.05 r/min（变频控制）。入口风机FT243A：距离JWF1083储棉箱 5 m以上，频率30 32 Hz。JWF1083型称重给棉机：储棉箱压力范围88.2 98 Pa，供棉压力下限78.4 Pa；给棉罗拉最高转速9.1 r/min（伺服控制），三档给棉速度及相应重量由程序自动分配及动态调整；打手转速580 r/min。JWF1127A精细开松机：输送带最大速度12.9 m/min（变频控制），打手转速720 r/min，出口管道压力39.2 29.4 Pa。JWF10278160型多仓混棉机：进口气压上限500 Pa，进口气压下限350 Pa，打手 1 保护值369 r/min，打手 2 保护值306 r/min。JWF1115160型精开棉机：打手速度530 r/min，目标压力50 Pa。JWF1211A梳棉机：出条速度200 m/min，产量60 kg/h，锡林速度450 r/min，刺辊速度900 r/min，活动盖板速度180 mm/min。3.3成纱质量及混纺比多仓混棉机纤维状态如图 4 所示，棉箱筵棉纤维状态如图 5 所示，梳棉机棉条状态如图 6 所示，涡流纺纱线状态如图 7 所示。目测生产线纤维混合均匀，推断纤维混合控制较好。图 4多仓混棉机纤维状态 图 5棉箱筵棉纤维状态 图 6梳棉机棉条状态 图 7涡流纺纱线状态3.3.1成纱质量细纱的成纱质量指标如表 1 所示，表 1 中数据均为取样10次以后的均值，由该结果可知，成纱质量指标达到了2017年USTER公报5%的水平。3.3.2混纺比从棉条、细纱、筒纱定期取样送到实验室测试混纺比，测试方法参照FZ/T 01057.3 2007纺织纤维鉴别实验方法 第 3 部分：显微镜法、GB/T 2910.11 2009纺织品 定量化学分析 第11部分：纤维素纤维与聚酯纤维的混合物（硫酸法），结果显示所测试样的混纺比误差均控制在1%以内，具体数据如表 2 所示，表明紧凑型称重混棉机组及标准工艺流程的应用能够确保差别化纤维精确的混纺比。4结语一直以来，差别化纤维混纺比例难控制是纺纱的难点和痛点，本文通过生产实践，证实了紧凑型称重混棉机组及标准工艺流程的应用能够确保差别化纤维精确的混纺比，有效提高了纱线的附加值。相较于传统混棉方式，该机组混纺比准确、自动化程度高，能够显著减轻纺织企业用工多、用工难的问题，降低设备能耗的同时提升了产品市场竞争力。参考文献（略）表 1成纱质量指标条干CV值%50%细节（个km1）50%粗节（个km1）200%棉结（粒 km1）强力cN毛羽H值10.752.16.218.3590.23.6 表 2管纱中涤纶和粘胶的含量比例%纱管号12345678910平均值涤纶含量60.3 59.8 60.6 60.4 59.9 60.3 60.6 60.3 60.2 59.860.3粘胶含量39.7 40.2 39.4 39.6 40.2 39.7 39.4 39.7 39.8 40.239.7