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中國紡織工程學(xué)會棉紡織專業(yè)委員會 呂恒正

2000年北京國際紡機展期間，瑞士立達(Rierter)紡機公司推出其最新型精梳機E62，由于該公司制造的各型精梳機均以質(zhì)量優(yōu)良著稱，頗受用戶信賴。新型號一出，立即受到國內(nèi)各紡紗廠的青睞，不少廠家競相引進。現(xiàn)對該機型的技術(shù)使用性能進行一些探討，對紡紗廠的管理、使用和相關(guān)的紡機廠或可從中獲得一些啟迪。
1  E7／5模式
    談?wù)揈62不能不先提E7／5。立達公司對E7／4型精梳機大刀闊斧地進行了革命性的改進，改型為E7／5，使精梳機的設(shè)計制造技術(shù)大大地向前跨進了一步。后來的E7／6、E60、E60H、E61、E62、E72等各型精梳機，均沿用了E7／5所首創(chuàng)的核心設(shè)計技術(shù)，這里稱之為E7／5模式。所謂E7／5模式內(nèi)容如下。
1．1  采用偏心滑塊搖桿機構(gòu)傳動鉗軸，再由緊抱于鉗軸上的擺臂作為傳動桿，以錫林軸和鉗軸為支點，帶動鉗板組件作往復(fù)擺動運動；
1．2  鉗板機構(gòu)采用四連桿傳動，取其傳動精度高、耐磨損、壽命長的優(yōu)點，兩側(cè)四支點支撐，提高了鉗板擺動的穩(wěn)定性；
1．3  差動行星裝置采用外齒輪嚙合式，制造精度可提高，其嚙合狀況易于觀察、調(diào)控；
1．4  改進鉗板組件的材質(zhì)與幾何造型，盡量減輕鉗板組件重量，降低其擺動慣量；
1．5  上鉗板加壓機構(gòu)從原鉗床組件中脫離出來，由固定于機架上的偏心輪傳動，進行加壓、釋壓和前進后退給棉，減輕了鉗床組件的重量；
1．6  采用差動行星齒輪機構(gòu)傳動分離羅拉，回轉(zhuǎn)臂由錫林恒速傳動，錫林又通過三套組合的四連桿機構(gòu)，使太陽輪作正反或近似停止的運動，其與回轉(zhuǎn)臂的合成速度傳動分離羅拉；
1．7  采用多級齒輪系，傳動小卷的喂人和車面精梳條的輸出。自1978年立達研制E7／5精梳機以來，此核心傳動技術(shù)雖經(jīng)各型改進，基本格局未變，僅是對E7／5模式中的個別元件、參數(shù)優(yōu)化組合而已。如E62只是改變了差動行星裝置中的一對傳動齒輪的齒數(shù)、傳動鉗軸的偏心距，以及相應(yīng)齒輪的齒數(shù)，調(diào)整傳動分離羅拉的連桿尺寸的相應(yīng)修正而已。
2  E62的技術(shù)進步
    立達聲稱，E62是通過CAPD(Comper AidedProcessDesign)計算機輔助工程優(yōu)化設(shè)計，通過幾十億次的運算，優(yōu)化組合的結(jié)果。此言不虛，對照E7／5改進有多處。
2．1  SCU機器控制
    機電一體化水平大有提高，E7／5使用的是數(shù)量多達60余個繼電器控制，E7／6改為PLC(Program·mable Logic Controller)可編程序控制器控制，前進了一步，E62的SCU則是計算機的模塊控制，SCU是立達自行開發(fā)的應(yīng)用于紡紗各機的計算機控制系統(tǒng)，模塊根據(jù)機器類型選定，E62的菜單、數(shù)據(jù)顯示計有產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)信息、參數(shù)調(diào)整、班次安排、機器功能自檢、質(zhì)量檢測系統(tǒng)(UQM)、故障、維修等總計74項，其中僅故障顯示說明一項就有148條之多，上述各項都可通過菜單、顯示屏快速地顯示出來。系統(tǒng)還給用戶提供了自行編程的方便，計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用，給用戶帶來了極大的方便，與E7／5的繼電器控制相比，是跨越式的進步。
2．2  減少鉗板組件的擺動慣量
    E7／6將鉗板組件的重量由E7／5的3.6kg減至2．9kg，E62維持E7／6水平，未再減輕，但在鉗床組件的幾何尺寸上有改動，估計以降低鉗板組件的慣性矩為目的。E7／5鉗軸擺動角43．98°，單程擺幅(擺動動程)為62．94mm，E7／6將偏心滑塊搖桿機構(gòu)中的偏心距，由E7／5的77．5mm改為70mm，鉗軸擺角縮小為39．53°，擺動動程降為56．57mm，E62將偏心距再縮至65mm，鉗軸擺角為36．6°，擺動動程降為52．38mm，大大地降低了鉗板組件擺動運動的加速度，為其高速運轉(zhuǎn)創(chuàng)造了條件。
2．3  加大上鉗板壓力軸的偏心距
    偏心距由E7／5的5mm加大至9mm，利用壓力軸定位角度的變化，會產(chǎn)生不同壓力的特點，將原來不可調(diào)的上鉗板加壓壓力，變?yōu)樵谝欢ǚ葍?nèi)為可調(diào)，用戶可根據(jù)小卷定量進行調(diào)整。
2．4  減短有效輸出長度
    E62將差動行星機構(gòu)中的太陽輪由33齒改為32齒，相應(yīng)的在其上方的21齒行星齒輪改為X齒，降低了平均分離牽伸倍數(shù)，使有效輸出長度由31．7mm縮短為26．48mm，是目前國內(nèi)外各型精梳機中有效輸出長度之最短者，又相應(yīng)修改了傳動太
陽輪的連桿尺寸，使分離工作長度未做同比例減短，可增加精梳棉網(wǎng)的接合長度，以提高精梳條的接合牢度，可望改善精梳條的條干均勻度，同時，分離羅拉順轉(zhuǎn)瞬時速度的降低，加速度隨之降低，分離羅拉轉(zhuǎn)動慣性大降，可遏止分離羅拉的扭振。
2．5  傳動給棉羅拉回轉(zhuǎn)的棘輪由內(nèi)齒改為外齒
    維持E7／6型式，不僅解決了內(nèi)棘齒易磨損的弊端，且對前進給棉與后退給棉的互換極為方便。
2.6  維持給棉鉗口至分離羅拉的距離
    在分離階段，給棉鉗口至分離羅拉的距離，在E7／5基礎(chǔ)上，E7／6縮短了10mm，從而減少了有效纖維的損耗，E62保留了這一改進，未再縮短。
2，7簡化了牽伸設(shè)計
    E62總牽伸由9．0～21．3倍，分18檔，采用兩輪調(diào)節(jié)方式(A、B輪)牽伸倍數(shù)為12.037，總牽伸倍數(shù)=12．037A／B，后牽伸有3檔，故總牽伸倍數(shù)共有54檔變化，平均檔差為(23.1/9.0)1/17=1.06倍，若總牽伸、后牽伸變換齒輪(A、B、C輪)模數(shù)相同，牽伸變換齒輪數(shù)僅用10個齒輪就可以了，既方便管理，又減少了備用齒輪數(shù)。
2，8鉗板最前位置停車
    使開車時棉網(wǎng)質(zhì)量穩(wěn)定。意大利馬佐利(Ma-moli)最先采用此一技術(shù)。
2，9滿簡自動斷條
    滿筒時，圈條盤定位自停，自動換筒推出條筒的同時，圈條切口切斷棉條，不必另設(shè)斷條機構(gòu)。
2．10 改進傳動方式
    普通采用同步齒形帶和平皮帶代替剛性齒輪的嚙合傳動，既可做到無間隙傳動，提高傳動精度，還可降低噪聲。
2．11  變速器傳動圈條盤
    不同的纖維原料對圈條牽伸有不同要求，可通過墊片，改變變速器傳動直徑，使之符合圈條牽伸工藝的需要，不需調(diào)換傳動齒輪。
2．12關(guān)注氣流影響
  E62首次提出了氣流的影響，并對各精梳頭(眼)與主風(fēng)道連接的進口截面提出了要求。
  總之，E62對E7／5的改進是不少的，但仔細看來，有的是時代科技進步的反映(如SCU)，有的是成熟技術(shù)的實現(xiàn)(如同步齒形帶傳動)，更多的是以前各型改進的集成，E62本身技術(shù)創(chuàng)新的含量是極少的，而E62卻能以最高的速度(400鉗次／min)，較低的消耗(精梳落棉18％以下)和較好的條干，雄踞于世界首位，其中因素令人回味。
3  E62的管理、使用與維護
3．1  盡量發(fā)揮其高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗的特點
    (1)E62的速度已居世界之冠，實際生產(chǎn)中，不需去創(chuàng)造400鉗次／min的世界記錄，那樣有損機器的壽命，但本機速度不宜太低，250～380鉗次／min，應(yīng)認為是適當(dāng)?shù)摹?br />     (2)有效輸出長度的減短，是通過降低平均分離牽伸倍數(shù)來獲得的，為紡紗生產(chǎn)定量上的平衡，E62的總牽伸倍數(shù)偏大，后工序定量如能允許，以盡量降低其總牽伸倍數(shù)為佳。
    (3)平均分離牽伸倍數(shù)降低以后，頂梳處理的纖維叢厚度增加，必須合理配置精梳準(zhǔn)備牽伸工藝，加強對小卷中纖維后彎鉤的伸直，以減小有效纖維的損失，達到節(jié)棉降耗的目的。
3．2  熟悉SCU功能
    認真閱讀說明書，熟悉各種菜單內(nèi)容與使用方法，掌握數(shù)字顯示操作程序，特別是能掌握對可編程序的編制，使之符合生產(chǎn)、工藝管理需要，盡量把制造廠為用戶提供的各種功能發(fā)揮利用起來。
3．3  做好安裝前的機器基礎(chǔ)
    E62整機重量與E7／5差不多，但其安裝基礎(chǔ)的要求較高，地面承載能力達10200N／m2，這與E62的速度高、振動大有關(guān)，故機器基礎(chǔ)不能掉以輕心。
3．4  對關(guān)鍵隔距應(yīng)實測檢查
    機器上有多處標(biāo)有刻度，指示某些安裝數(shù)字要求，須逐臺予以實測驗證，并記錄在案備查。如落棉刻度5—11，在24分度，按落棉刻度”5”校正落棉隔距(分離羅拉至下鉗板前緣的隔距)，”5”以上各刻度的隔距變化，則須實測后記錄下來，再如作為機器制造規(guī)格的梳理隔距(錫林至上鉗唇的隔距)，E62是0.2mm，須檢查其橫向(左、中、右)，縱向(前、中、后)的隔距變化，又如各部位上的接近開關(guān)、電磁開關(guān)都有極嚴格的隔距要求，必須按說明書逐一校對檢查。
3．5  棉條筒的選擇
    E62說明書對精梳條筒的直徑、高度、托盤高及彈簧承重提出了具體的要求，除此之外，還應(yīng)考慮托盤表面與精梳條間的摩擦因素(精梳條在此表面不打滑，且不粘條)，托盤及條筒底的排氣孔，以及承重彈簧的垂直度(托盤在條筒中任一高度不歪斜)，以免納入或抽出條子時，被歪斜的托盤卡住或粘掛于筒沿上，導(dǎo)致?lián)p傷，浪費條子。
3．6  濾塵系統(tǒng)的選擇
    E62的機上濾塵設(shè)計不太合理，最好廢棄不用(見下述)，機器主風(fēng)道與后方專門配套的濾塵設(shè)備直連，可要求提供濾塵設(shè)備的制造廠，設(shè)計匹配好輸送落棉的管道，滿足工藝上需要的風(fēng)壓、風(fēng)量要求。各主風(fēng)道風(fēng)速要求在15m／s以上，風(fēng)壓在14～18mmH20之間。
4  E62的技術(shù)問題
    曾分析過當(dāng)代精梳機上普遍存在的問題，E62也不例外，現(xiàn)簡述如下。
4．1  高速中的振動
    鉗板擺動慣量隨速度的提高而迅速增大，加上上鉗板近似沖擊的大力(兩端100kg)加壓，造成運轉(zhuǎn)負荷的突增突減，增大不平衡力，作用于8組同步擺動的鉗板組件上，會加激機械的振動。號稱紡紗速度為400鉗次／min的E62型精梳機，國內(nèi)各廠最高的速度記錄是385鉗次／rain，雖已為世界之最，仍未達到設(shè)定的紡紗速度，原因之一是振動太大。
4．2  流場紊亂
    E62下部各精梳頭(眼)均密封隔斷，上部卻各頭互通，運轉(zhuǎn)中各精梳頭(眼)間氣流互相干擾，影響精梳三角區(qū)(分離羅拉、錫林、鉗床構(gòu)成的空間)流場工況，增加了新舊棉網(wǎng)順利結(jié)合的難度。
4．3  結(jié)合分離階段的纖維自由抬頭時間
    在此階段，隨著上鉗板的抬起，纖維會彈性上翹，梳后纖維網(wǎng)纖弱細長的纖維前端，其自由上翹抬頭的時間，因纖維本身剛度而定，隨著運轉(zhuǎn)鉗次的越來越高，留給纖維自由抬頭的時間越來越少，至某一范圍，纖維的抬頭，必難適應(yīng)高鉗次的要求。這將限制精梳機運轉(zhuǎn)鉗次的提高。
4．4  錫林、頂數(shù)梳理效能的巨大差異
    通過對比分析證明，E62的有效輸出長度減短，其平均分離牽伸倍數(shù)降至4.49-6.16倍(原為5.37-7.37倍)，即頂梳梳理的纖維叢厚度較原來增加了19.6％，更增大了頂梳負荷。
4．5  靈活性、適應(yīng)性差
    E62能調(diào)整的工藝為：牽伸倍數(shù)、牽伸羅拉的加壓、落棉隔距、小卷張力，而喂棉長度僅4檔，上鉗板壓力的調(diào)整和頂梳的高低進出等，其中：有的參數(shù)調(diào)整還不太方便，費工耗時，但對影響梳理質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)，如梳理隔距、梳理長度、有效輸出長度、平均分離牽伸倍數(shù)等卻不可調(diào)，很難滿足不同原料纖維的不同要求。
4．6  接合波
    E62雖減短了有效輸出長度，增加了新舊棉網(wǎng)的接合長度，仍會存在接合波。
4．7  喂給棉速度差異
    兩承卷羅拉上的連續(xù)喂人的小卷，經(jīng)導(dǎo)板由給棉羅拉間歇喂人，因此產(chǎn)生了速度差異。又因為裝于鉗床上的給棉羅拉，隨鉗板機構(gòu)往復(fù)擺動，承卷羅拉上小卷的張力亦隨之變動。為適應(yīng)上述的兩個差異因素，在給棉羅拉與喂人小卷之間，立達設(shè)計了偏心補償軸，但常保持較大的張力牽伸，設(shè)計上常大至9％以上，這么大的張力牽伸，會惡化喂人小卷的均勻度。
4．8  落棉收集不盡理想
    E62精梳落棉收集過濾系統(tǒng)示意如下圖。

 
    E62機上的吸棉過濾系統(tǒng)l—風(fēng)機排出的含塵空氣；2—錐形濾網(wǎng)；3—纖維排
出的管道；4—濾后返回車間的回風(fēng)。
    毛刷刷下的落于主風(fēng)道內(nèi)的落棉(短絨、棉結(jié)、雜質(zhì)等)經(jīng)主風(fēng)道后部的風(fēng)機負壓吸人，經(jīng)風(fēng)機翼片排出的帶纖維塵絨氣流，以箭頭方向流過錐形過濾網(wǎng)，該過濾網(wǎng)高850mm(底部直徑200mm，頂部直徑田80mm)，密度超過120目，過濾面積僅0．374m2，氣流絕大部分(按設(shè)計為85％)，從錐形濾袋中逸出直返車間，余15％帶濾袋收集的落棉通過兩段直角彎管排向濾塵系統(tǒng)。由于90°直角彎頭阻力較大，且在450mm距離內(nèi)連續(xù)設(shè)兩個彎頭，管徑僅∮80mm阻力就更大，輸出管道還需要一個90。直角彎頭，阻礙著氣流的暢通，這么大的阻力都靠后部濾塵風(fēng)機的負壓來克服，需要較大的風(fēng)機功率。本機有吸落棉風(fēng)機，還要求后部匹配濾塵大風(fēng)機，能耗較大。機上風(fēng)機氣流直排車間的百分比需視濾袋內(nèi)纖維絨塵的聚積厚度而定，此厚度厚時，過濾效率高，直排車間回合的含塵濃度低，不會造成空氣污染，但空氣阻力歲之增大。上小下大錐形濾袋的特點，必然是其纖維塵絨趨向聚積于上部小頭，極易堵塞，嚴重的纖維堵塞與部高真空度風(fēng)機氣流的強吸，在錐袋小頭區(qū)造成往復(fù)摩擦，可使塑料濾袋燒焦。另外，高密切表面光滑的錐形袋，因本機風(fēng)機的吹送，精梳落棉常吸附于其上方，而從錐袋下方溢出的氣流，因下方附著的纖維塵絨較薄，可能透過濾袋帶著細小微塵返回車間，造成空氣污染。
    2002年7月安徽華茂股份有限公司引進的E62型精梳機其吸棉系統(tǒng)已與后方濾塵系統(tǒng)直連．
4.9 環(huán)保條件難保證
   上面提及E62氣流直返車間存在空氣污染。另一是對車間環(huán)境溫濕度的影響，循環(huán)回風(fēng)，熱量逐次提高中，而運轉(zhuǎn)中的精梳機對溫濕度的要求是較高的，必須增加車間空氣調(diào)節(jié)設(shè)備的力度，以平衡直排回風(fēng)的影響。再有是噪聲問題，E62、IS04871標(biāo)準(zhǔn)80g/m)：300鉗次／min為98+2dB(A);325鉗次/min為99+3dB(A)；370鉗次／min為101+3dBB(A)；400鉗次／min為102．5+3dB(A).我國紡機實行的標(biāo)準(zhǔn)是85dB(A)，E62的噪聲標(biāo)準(zhǔn)實際是超標(biāo)了。
5 E62精梳機的啟迪
5.1 新是活力的源泉
    立達公司在E7／5型精梳機上進行的重大的技術(shù)創(chuàng)新1978年完成，1983年投放市場，至E62型已改型多次，歷時近20年，但各型號的核心技術(shù)仍為E7乃模式，顯示技術(shù)創(chuàng)新影響之深遠，威力之巨大。
5，2  用好用足自有知識產(chǎn)權(quán)
    E62型的高速、優(yōu)質(zhì)、低耗等多種優(yōu)良性能，當(dāng)今世界無出其右者，巍然霸主屹立，其經(jīng)濟含量、附加值都是很高的，國內(nèi)紡紗廠競相爭購。其實，E62型的創(chuàng)新技術(shù)含量是極少的，但立達借助于CAPD工程，利用先進的計算機技術(shù)，對其以前各型機的優(yōu)點構(gòu)件有關(guān)幾何形狀、尺寸等參數(shù)優(yōu)化組合，投資既少，見效又快，又都在自主知識范圍之內(nèi)。從這方面說，E62型的優(yōu)化組合是成功的。
5．3  走最高層次競爭的路
    世界范圍精梳機的競爭是激烈而殘酷的，重復(fù)性生產(chǎn)是最低層次的競爭，若機器結(jié)構(gòu)類同，只能在價格、銷售手段、售后服務(wù)等方面去競爭，而技術(shù)上無長進，低水平延伸，各企業(yè)如此消耗下去，必然會造成人、財、物的浪費，越競爭越?jīng)]出路。E62型以其獨占的技術(shù)優(yōu)勢，其知識產(chǎn)權(quán)受到國際間的保護，雖然該機還存在許多缺陷，但仍能以用戶所關(guān)注的技術(shù)優(yōu)勢受到市場青睞，處于不競爭的最高層次，不競爭的基礎(chǔ)是受市場青睞的自主知識產(chǎn)權(quán)，是E62型的光環(huán)所在。
5．4  好用戶之所好
    E62型雖存在許多缺陷，有的甚至還是很嚴重的，為什么那么多用戶都熟視無睹呢?因為E62型在用戶特別關(guān)心的技術(shù)上是先進的，精梳機的鉗次數(shù)，棉結(jié)、雜質(zhì)、短絨的剔除能力，原料的消耗，機器效率的提高和較好的精梳條干，機器運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定，故障的顯示與及時排除，機器的維護、管理、保養(yǎng)的方便，這些方面E62型都是做得很好的，故對于E62型的缺點，用戶就不那么在意了。
6  結(jié)  論
6．1  E62型精梳機的成功表現(xiàn)了E7／5技術(shù)創(chuàng)新成果的延續(xù)，也表現(xiàn)了CAPD先進技術(shù)手段在優(yōu)化組合中的決定性的作用，但應(yīng)看到技術(shù)創(chuàng)新是根本。
6．2  E62型降低了平均分離牽伸倍數(shù)，導(dǎo)致頂梳的負擔(dān)加重，牽伸部分的總牽伸倍數(shù)趨大，紡紗過程中應(yīng)進一步研究精梳前后工序的工藝配置，以最大限度發(fā)揮E62型的效能。
6．3  E62確實也存在諸多缺陷，但我國精梳機制造廠家應(yīng)結(jié)合精梳生產(chǎn)工藝，汲取其成功之處，改進其缺陷，并按著各自的具體條件與能力，開創(chuàng)自有的知識產(chǎn)權(quán)，絕對避免重復(fù)性生產(chǎn)，并以各自的特點，創(chuàng)造各自的品牌，才是良性競爭之路。