(晉中市綜合檢驗(yàn)檢測(cè)中心,山西 晉中 030600)
目前,精梳機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于紡紗過程中,其具有伸直、平行纖維,實(shí)現(xiàn)精梳工藝的功能。精梳機(jī)的研發(fā)和改進(jìn)歷經(jīng)40余年,質(zhì)量水平和自動(dòng)化程度較以往已經(jīng)有了很大的提高。棉網(wǎng)檢測(cè)裝置是用于檢測(cè)精梳機(jī)的分離機(jī)構(gòu)綿網(wǎng),對(duì)精梳機(jī)的停機(jī)頻率檢測(cè)有重要作用。但安裝在棉網(wǎng)檢測(cè)裝置上的“單眼光電傳感器”的實(shí)際使用效果并不理想,可靠性低。利用紅外技術(shù)傳感器能夠降低精梳機(jī)的停機(jī)率,報(bào)故障更具可靠性。
精梳機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了均勻度較差的平行纖維薄層階段、初步分離牽伸纖維階段、棉紡/毛紡直型精梳機(jī)、圓型精梳機(jī)階段,至今,精梳機(jī)的制造技術(shù)已經(jīng)較為成熟,廣泛應(yīng)用于紡紗過程中。精梳機(jī)的作用是排除短纖維,借助清除纖維中的棉結(jié)、毛粒、草屑、繭皮等,伸直、平行纖維薄層,促使纖維變得更加均勻,成為精梳條[1]。市場(chǎng)上維持精梳機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),降低精梳機(jī)停機(jī)頻率,保障其可靠性和效率的使用較多的棉網(wǎng)檢測(cè)裝置普遍是“單眼光電傳感器”?!皢窝酃怆妭鞲衅鳌卑惭b在精梳機(jī)小臺(tái)面的下方,運(yùn)作機(jī)制是借助檢測(cè)綿網(wǎng)狀況判斷精梳機(jī)是否發(fā)生故障。如果從小臺(tái)面上出來的棉網(wǎng)有破損和涌綿時(shí),可以判斷是否是精梳機(jī)的分離機(jī)構(gòu)發(fā)生纏繞或者是集束器有堵塞[2],工作人員可以及時(shí)根據(jù)具體情況排除故障,保障精梳機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
單眼光電傳感器應(yīng)用于棉網(wǎng)檢測(cè)有其利弊。與傳統(tǒng)的對(duì)射光電傳感器相比,單眼光電傳感器具有辨別故障簡(jiǎn)單、處理故障簡(jiǎn)便,可靠性高的優(yōu)勢(shì);但單眼光電傳感器在應(yīng)用中還存在誤動(dòng)作和不動(dòng)作等弊端,以及誤報(bào)故障或不報(bào)故障的缺點(diǎn)。
原因在于精梳機(jī)在完成了一次設(shè)定好的棉條長(zhǎng)度后停機(jī)換桶時(shí),由于集束器壓力突然變化,彈簧作用下的小臺(tái)面就會(huì)自動(dòng)向上抬起,單眼光電傳感器誤報(bào)為故障,完成換桶后,精梳機(jī)就無法自動(dòng)開機(jī)重新運(yùn)轉(zhuǎn)[3]。單眼光電傳感器不僅會(huì)在停機(jī)換桶時(shí)誤報(bào)故障,所有關(guān)系單眼光電傳感器運(yùn)作的器件都可能導(dǎo)致其誤動(dòng)作或不動(dòng)作,比如彈簧壓力差改變、精梳機(jī)零件裝配誤差、集束器口徑不當(dāng)?shù)取?/p>
紅外技術(shù)因其顯著優(yōu)勢(shì),目前在市場(chǎng)上已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,其應(yīng)用種類繁多,紅外傳感器就是其中一種。紅外傳感器的應(yīng)用原理是借助紅外光線反射原理,依據(jù)同步光電傳感裝置反射的光電的強(qiáng)弱來判斷物體的有無。將其應(yīng)用在精梳機(jī)上,如果綿網(wǎng)狀態(tài)異常,有涌綿和破損現(xiàn)象,紅外傳感器光束強(qiáng)弱就會(huì)發(fā)生變化,從而判斷故障。
考慮到精梳機(jī)綿網(wǎng)寬度大概為30 mm,紅外傳感器需要檢測(cè)的范圍較廣,因此,在實(shí)際應(yīng)用中,一般考慮安裝至少3個(gè)紅外傳感器。3個(gè)紅外傳感器的檢測(cè)工作如下。
紅外傳感器棉網(wǎng)檢測(cè)有2個(gè)檢測(cè)區(qū)域,分別是第一檢測(cè)區(qū)域和第二檢測(cè)區(qū)域。第一檢測(cè)區(qū)域的任務(wù)是檢測(cè)膠輥或羅拉是否出現(xiàn)棉網(wǎng)纏繞現(xiàn)象,如果3個(gè)紅外傳感器任意一個(gè)的檢測(cè)結(jié)果都顯示分離機(jī)構(gòu)中光束強(qiáng)弱異常,則表明棉網(wǎng)已出現(xiàn)纏繞現(xiàn)象,精梳機(jī)將停機(jī)不工作,否則,羅拉和膠輥會(huì)繼續(xù)借助分離機(jī)構(gòu)輸出,進(jìn)入第二檢測(cè)區(qū)域;在第二檢測(cè)區(qū)域,3個(gè)安裝在導(dǎo)棉板的紅外傳感器無法檢測(cè)到棉網(wǎng),光束強(qiáng)弱異常,則表示羅拉出現(xiàn)纏繞,紅外傳感器將會(huì)發(fā)出故障提示,否則,棉網(wǎng)將繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),棉條最終從小臺(tái)面中輸出,此時(shí)3個(gè)紅外傳感器繼續(xù)工作,若棉條堵塞集束器,則紅外傳感器將顯示集束器出現(xiàn)多余棉條,提示故障存在。
從上述紅外傳感器檢測(cè)流程中可看出,與單眼光電傳感器相比,精梳機(jī)的故障檢測(cè)不再關(guān)系到彈簧壓力差變化,棉條的粗細(xì)不再影響集束器口徑大小,統(tǒng)一使用大口徑集束器即可,精梳機(jī)誤動(dòng)作和不動(dòng)作情況明顯減少,停機(jī)頻率得以降低。
將紅外技術(shù)應(yīng)用于精梳機(jī)臺(tái)面檢測(cè)裝置實(shí)際效果目前還缺少相關(guān)文獻(xiàn)資料,為了作出初試,本文就某公司嘗試研制的紅外技術(shù)精梳機(jī)臺(tái)面檢測(cè)裝置實(shí)際應(yīng)用作為探析案例,分析紅外技術(shù)的應(yīng)用效果。
該公司考慮了對(duì)射光電傳感器和單眼光電傳感器在檢測(cè)棉網(wǎng)狀態(tài)、報(bào)故障中的弊端,根據(jù)多年紡織機(jī)械的研制經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)并研制了符合精梳機(jī)故障檢測(cè)的紅外傳感器。這種紅外傳感器安裝在導(dǎo)棉板上,不需要機(jī)械傳動(dòng),僅僅依靠紅外技術(shù)光線反射原理就可以檢測(cè)分離結(jié)構(gòu)中的棉網(wǎng)狀態(tài)及進(jìn)入集束器后棉條的情況。一般情況下,需要機(jī)械傳動(dòng)的精梳機(jī)臺(tái)面棉網(wǎng)檢測(cè)裝置都會(huì)受到機(jī)械零件裝配誤差、機(jī)械傳感器調(diào)試誤差、集束器口徑不當(dāng)、彈簧壓力差變化等的影響,造成檢查棉網(wǎng)故障誤檢和不檢的次數(shù)多、精梳機(jī)停機(jī)頻率較高的情況,造成人力、物力和財(cái)力的不必要的損失[4]。
在實(shí)際運(yùn)用中,該公司分析了紅外傳感器全面檢測(cè)精梳機(jī)棉網(wǎng)故障的原理,在理論指導(dǎo)下,設(shè)置了3個(gè)紅外傳感器。當(dāng)羅拉由棉網(wǎng)輸出進(jìn)入集束器后,這一區(qū)域的棉網(wǎng)以“三角形”呈現(xiàn),羅拉容易出現(xiàn)纏繞,造成集束器堵塞的情況。紡織廠一般將高速精梳機(jī)運(yùn)速設(shè)置在300~400鉗次/分區(qū)間,由于國產(chǎn)精梳機(jī)在零件加工上還欠缺精度和可靠性,精梳機(jī)在高速持久運(yùn)行中容易使棉網(wǎng)破邊,再加上纏繞的羅拉,棉網(wǎng)就會(huì)逐漸涌出這一“三角形”區(qū)域,引發(fā)精梳機(jī)故障而停機(jī)[5-6]。為了檢測(cè)“三角形”區(qū)域精梳機(jī)的故障,該公司即在這一區(qū)域安裝了1個(gè)紅外傳感器。其余2個(gè)紅外傳感器則安裝在導(dǎo)棉板上,用以檢測(cè)其他區(qū)域羅拉或膠輥纏繞情況及棉條堵塞情況。3個(gè)紅外傳感共同形成了檢測(cè)精梳機(jī)分離機(jī)構(gòu)棉網(wǎng)故障與否的完整的檢測(cè)裝置,取代了原有的單眼光電傳感器。
該公司在完成精梳機(jī)紅外傳感器棉網(wǎng)檢測(cè)裝置后,對(duì)其試驗(yàn)情況在紡紗廠進(jìn)行了追蹤調(diào)查。據(jù)試驗(yàn)結(jié)果表明,紅外傳感器檢測(cè)裝置8 h內(nèi)檢測(cè)精梳機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)故障情況為:2次棉網(wǎng)正常誤停,0次集束器堵塞,0次換桶后停機(jī),0次羅拉或膠輥纏繞不停機(jī);而單眼光電傳感器檢測(cè)情況為:19次棉網(wǎng)正常誤停,15次集束器堵塞,5次換桶后停機(jī),2次羅拉或膠輥纏繞不停機(jī)。相比之下,紅外傳感器檢測(cè)裝置顯著減少了精梳機(jī)的停機(jī)次數(shù),降低停機(jī)頻率,減少了不必要的損失。
將紅外技術(shù)應(yīng)用于精梳機(jī)臺(tái)面棉網(wǎng)檢測(cè),替換對(duì)射光電傳感器和單眼光電傳感器,能夠減少因機(jī)械傳動(dòng)所致的停機(jī)次數(shù),提高精梳機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率及質(zhì)量,且具有故障檢測(cè)準(zhǔn)確、故障處理便捷、裝置運(yùn)行可靠性高、安全的優(yōu)勢(shì),應(yīng)用前景較為廣大。但目前,相關(guān)應(yīng)用案例還較少,紅外傳感器應(yīng)用于精梳機(jī)臺(tái)面棉網(wǎng)檢測(cè)的利與弊還有待研究。