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受中國紡織工業(yè)聯(lián)合會委托，中國紡織機械器材工業(yè)協(xié)會于2011年12月20日在青島市組織召開了由青島云龍紡織機械有限公司研發(fā)的“FA387型數(shù)字并條機”科技成果鑒定會。

與會專家名單

與會專家實地考察了使用和制造現(xiàn)場情況，在使用現(xiàn)場進(jìn)行了復(fù)測，聽取了項目的技術(shù)研究報告、科技查新報告、檢驗報告、用戶使用報告等，審閱了相關(guān)資料，經(jīng)過質(zhì)詢、答疑和討論，鑒定意見如下：
1．提供的該并條機鑒定技術(shù)資料齊全、完整、準(zhǔn)確，符合科技成果鑒定的要求。
2．主要技術(shù)創(chuàng)新點：
　?。?） 該機創(chuàng)新研發(fā)了喂入羅拉轉(zhuǎn)速和輸出羅拉轉(zhuǎn)速檢測形成牽伸倍數(shù)的閉環(huán)控制，提高了產(chǎn)品的控制精度和穩(wěn)定性；
　?。?） 研發(fā)了雙路同步傳動系統(tǒng)，優(yōu)化了傳動結(jié)構(gòu)，解決了四羅拉傳動結(jié)構(gòu)的問題，提高了傳動精度，降低了噪聲；
　?。?） 研發(fā)了緊壓羅拉纏棉自停裝置，避免纏繞羅拉繼續(xù)轉(zhuǎn)動引起的故障；采用了先進(jìn)的張力調(diào)節(jié)裝置，達(dá)到了張力的無級調(diào)節(jié)；
　?。?） 采用了伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)牽伸倍數(shù)，簡化了機械結(jié)構(gòu)，采用人機操作界面，工藝調(diào)整快捷方便，降低了勞動強度，減少企業(yè)用工，提高了生產(chǎn)效率；
　?。?） 應(yīng)用了以太網(wǎng)信息接口，可實現(xiàn)在線檢測與監(jiān)控。
3．經(jīng)國家紡織機械質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的檢測，主要性能指標(biāo)符合并條機《FZ/T93043-1997》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。專家組現(xiàn)場復(fù)測的各項數(shù)據(jù)與生產(chǎn)試驗報告相符。
4．該機經(jīng)過近一年的連續(xù)運轉(zhuǎn)，用戶反映：設(shè)備運行可靠、質(zhì)量穩(wěn)定、自動化程度高、有效降低噪聲和能耗。經(jīng)查新和專家組審定，F(xiàn)A387型數(shù)字并條機其技術(shù)達(dá)到同類產(chǎn)品國際先進(jìn)水平。

鑒定結(jié)果：

鑒定委員會一致同意FA387型數(shù)字并條機通過科技成果鑒定。
建議：進(jìn)一步研發(fā)系列產(chǎn)品和推廣應(yīng)用

研究報告內(nèi)容如下：

一、 企業(yè)概況
　　青島云龍紡織機械有限公司是在2000年成立的，坐落于即墨市“青島服裝工業(yè)園”內(nèi)，占地面積3萬多平方米，注冊資金2000萬元，公司擁有職工500多人，工程技術(shù)人多人，主要以開發(fā)生產(chǎn)新型高檔紡織機械為主。通過近幾年的發(fā)展，青島云龍紡織機械有限公司已經(jīng)成為研制生產(chǎn)高檔并條機的尖端企業(yè)。青島云龍紡織機械有限公司在產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定和控制上形成了較強的質(zhì)量體系。在產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)上制定了超出行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。并與2003年通過了ISO9001：2000國際質(zhì)量體系認(rèn)證。FA318A被列為國家重點新產(chǎn)品，2005年FA318A獲得國家創(chuàng)新基金的支持。2006年FA318A被評為青島市科技進(jìn)步二等獎。2009年FA396型并條機被評為青島市科技進(jìn)步二等獎，2009年獲得國家創(chuàng)新基金的支持，2009年被國家棉紡織協(xié)會評為科技進(jìn)步三等獎，2010年獲得山東省科技進(jìn)步三等獎。FC300型并條機獲得青島市科技進(jìn)步二等獎，填補國內(nèi)外空白。在2008年公司被評為第一批“青島市高新技術(shù)企業(yè)”。2008年被評為青島市技術(shù)中心。同年FA系列并條機被青島市授予青島名牌。2011年青島云龍紡織機械有限公司參與并條機行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定，是國內(nèi)并條機標(biāo)準(zhǔn)重要的起草人之一。
 

鑒定會現(xiàn)場

鑒定專家組合影

二、并條機原理

眾所周知，并條機的作用就是牽伸和并合。也就是說將纖維集合體直接通過前后不同速比的回轉(zhuǎn)羅拉使須條由粗變細(xì)，使條子抽長拉細(xì)，使輸出條子不因并合而變粗。FA387并條機機械就是將主電機的速度傳到一羅拉、固定壓輥、上下圈條、上下清潔；而伺服電機傳動二、三、四羅拉及給棉、導(dǎo)條羅拉，使各個羅拉擁有不同的速度。FA387型數(shù)字并條機根據(jù)設(shè)定的輸出速度，通過伺服電機改變二羅拉轉(zhuǎn)速，改變主區(qū)牽伸倍數(shù)，達(dá)到牽伸和并合的效果。后區(qū)采用工藝固定的牽伸倍數(shù)，保證棉條質(zhì)量。而且在改變重量時，只要實驗人員在觸摸屏上輸入目標(biāo)值和實測值即可實現(xiàn)。由于采用伺服傳動，減少了大量的齒輪傳動，減少因為傳動造成的機械波。使我們的并條機達(dá)到國際先進(jìn)水平。

三、并條機的設(shè)計及工藝

1、牽伸倍數(shù)改變
眾所周知，以前調(diào)節(jié)并條機棉條重量都要通過調(diào)節(jié)輕重牙、冠牙來實現(xiàn)，現(xiàn)在 FA387型數(shù)字并條機采用兩檢一控全封閉式控制五上四下附壓力棒雙區(qū)曲線牽伸形式。采用主電機變頻與數(shù)字伺服電機實現(xiàn)牽伸倍數(shù)的改變。牽伸改變前區(qū)牽伸倍數(shù)，中區(qū)和后區(qū)牽伸倍數(shù)是不變的。保證棉條質(zhì)量。
　　首先根據(jù)工藝確定總牽伸倍數(shù)，中區(qū)牽伸倍數(shù)是固定的1.018，后區(qū)牽伸倍數(shù)根據(jù)要求從1至2的十種牽伸倍數(shù)可選。然后將總牽伸倍數(shù)、后區(qū)變換的同步帶輪輸入C齒齒數(shù)輸入到觸摸屏，后區(qū)牽伸倍數(shù)自動形成，如圖所示：

 
　　開車后，如重量偏差，只要進(jìn)入觸摸屏支偏調(diào)節(jié)，將實測的平均值輸入到觸摸屏里，開車運行即可實現(xiàn)重量的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)如下:

 
2、兩檢一控控制牽伸倍數(shù)（發(fā)明專利受理號201110378828.7）
　　FA387型數(shù)字并條機實現(xiàn)兩檢一控閉環(huán)檢測。檢測一羅拉轉(zhuǎn)速和四羅拉轉(zhuǎn)速，一羅拉轉(zhuǎn)速檢測精度高，控制精度準(zhǔn)確。能夠?qū)崿F(xiàn)牽伸倍數(shù)±0.01范圍內(nèi)，為了減少運轉(zhuǎn)故障，實際控制精度在0.1范圍。通過一羅拉與四羅拉檢測，牽伸倍數(shù)形成一個完整的閉環(huán)，控制重量更準(zhǔn)確，精度可達(dá)到0.05克/5米。解決并條機采用伺服電機控制牽伸倍數(shù)超差的問題，提供了一種采用一號編碼器、二號編碼器分別檢測一羅拉、四羅拉速度防止伺服電機控制牽伸倍數(shù)超差的裝置。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是：一種并條機兩檢一控裝置，由一號編碼器、二號編碼、一號編碼器支架、二號編碼器支架、聯(lián)軸器、螺釘構(gòu)成。
　　工作時，將組裝好的一號編碼器支架通過螺釘安裝在并條機羅拉梁上，一號聯(lián)軸器一端與一號編碼器相連并通過螺釘鎖緊，另一端通過與一羅拉相連并通過螺釘鎖緊，使一羅拉可以帶動一號編碼器自由轉(zhuǎn)動，將組裝好的二號編碼器支架通過螺釘安裝在并條機四羅拉座上，二號聯(lián)軸器一端與二號編碼器相連并通過螺釘鎖緊，另一端通過與四羅拉相連并通過螺釘鎖緊，使四羅拉可以帶動二號編碼器自由轉(zhuǎn)動。PLC根據(jù) 一、二號編碼器反饋的信號進(jìn)行處理，并輸出給主電機與伺服電機使其同步，利用轉(zhuǎn)速差自動控制其牽伸倍數(shù)調(diào)節(jié)輸出重量。當(dāng)條干重量超差時設(shè)備會自動停車。
　　本實用新型的有益效果是，用一號編碼器、二號編碼器雙檢測，解決棉條超差不停車造成成紗指標(biāo)低問題，并很好解決了現(xiàn)有并條機需人工變換輕重牙調(diào)節(jié)棉條重量費時費力的問題，整套裝置的靈敏、準(zhǔn)確，并能提高生產(chǎn)效率和紗線質(zhì)量。

　　對現(xiàn)有的并條機傳動技術(shù)改動還是比較大，原來是使用一個主電機通過計算齒輪傳動或同步帶傳動，通過輕重牙、冠牙等來調(diào)節(jié)牽伸倍數(shù)，現(xiàn)在是通過數(shù)字，按照需要來改變牽伸倍數(shù)。就是現(xiàn)在說的電子齒輪技術(shù)。其次我們采用以太網(wǎng)接口管理技術(shù)，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程管理。在機械傳動部分采用V型帶傳動上圈條盤，實現(xiàn)圈條盤無級調(diào)節(jié)。減少了變換輪。通過同步帶的大量運用，既降低傳動精度，也降低加工精度，對產(chǎn)品大批量成產(chǎn)降低成本做了很好的基礎(chǔ)。FA387型數(shù)字并條機是一種新興的并條機，完全對傳統(tǒng)并條機設(shè)計的一種質(zhì)的進(jìn)步。大大提高產(chǎn)品的自動化水平，實現(xiàn)了人機對話。

3、牽伸形式的特點：

FA387型高速并條機的牽伸形式為四上四下附導(dǎo)向皮輥、壓力棒式雙區(qū)曲線牽伸。這種牽伸是一種新型的牽伸形式。與三上三下壓力棒式新型曲線牽伸結(jié)構(gòu)相比，突出的特點是中區(qū)的牽伸倍數(shù)設(shè)計為接近于1的略有張力的固定牽伸。這種裝置改善了前區(qū)的后膠輥和后區(qū)的前膠輥的工作條件，使前區(qū)的后膠輥主要起握持作用，后區(qū)的前膠輥主要起牽伸作用，改善了牽伸過程中的受力狀態(tài)。因此，在相同的牽伸系統(tǒng)制造精度條件下，對須條可獲得較好的握持效果，利于穩(wěn)定條干質(zhì)量。另一方面，須條經(jīng)后區(qū)牽伸后，進(jìn)入牽伸倍數(shù)接近于1的中區(qū)，可起穩(wěn)定作用，給進(jìn)入更大倍數(shù)的前區(qū)牽伸做好準(zhǔn)備。如圖：

 
4、壓力棒特點：

壓力棒的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定：壓力棒支架活套于第二上羅拉的皮輥軸承套上，所以壓力棒與二上羅拉表面之間距離可保持不變，壓力棒可繞膠輥軸心擺動，通過膠輥支架加壓，使壓力棒穩(wěn)定地靠在第二下羅拉軸承座的曲軌上，所以壓力棒與第二下羅拉之間距離也保持不變。從而在牽伸的過程中，保證了壓力棒的工藝位置穩(wěn)定。壓力棒如下圖形狀，避免壓力棒積花問題，減少疵點，有效提高條干質(zhì)量。
　　棉條包圍角調(diào)節(jié)幅度大，膠輥帶著壓力棒通過膠輥托架，相對于下羅拉垂直中心平面前后可移動±4.5mm,壓力棒的棒條包圍角調(diào)節(jié)幅度（如上圖）由最小2.7°，到最大32°，這對于適應(yīng)不同原料與不同品種的紡制是有利的。由于壓力棒包圍角調(diào)節(jié)幅度大，使一羅拉不存在反包圍弧。很好的起到壓力棒附加摩擦力界的作用。
　　壓力棒的材料為40Cr合金鋼，熱處理硬度HRC40～50，以及必要的組織穩(wěn)定處理，精磨、拋光、鍍鉻，提高壓力棒剛度，工作面直線性好，幾何精度穩(wěn)定，表面光潔度高，在使用中不宜積花，抗變形能力強。對減少紗疵，穩(wěn)定纖維變速點是有利的，提高了條子質(zhì)量。

5、導(dǎo)向輥特點：
　　導(dǎo)向輥較好的改變了輸出條子的方向。在牽伸過程中所附的導(dǎo)向輥，使高速須條沖出的方向，由與喇叭口軸向相差90°，減小到27.5°。有利于高速條子順利的通過喇叭口，減少機前擁頭。
　　另一點是輸出的須條，至喇叭口的距離小，結(jié)構(gòu)緊湊，縮短了須條在張力牽伸狀態(tài)下的高速運行長度，減少了意外牽伸和由于清潔吸風(fēng)對須條纖維的散失。導(dǎo)向輥和前牽伸膠輥共同握持在轉(zhuǎn)速最高的前羅拉上，還有利于高速牽伸穩(wěn)定。特別在紡高支紗時，如果沒有導(dǎo)向皮輥，須條隨吸風(fēng)吸走，造成無法開車；另如果沒有導(dǎo)向皮輥，須條重量無法保證，條干惡化。特別在高速時，一羅拉輸出條子速度至少要達(dá)到10-15米/秒左右，沒有導(dǎo)向皮輥，條子直接沖到集束器，在集束器中改變方向，加大棉條在集束器中的摩擦，必須加大張力牽伸，造成試紡品種減少。

6、實現(xiàn)以太網(wǎng)接口功能。

FA387型數(shù)字并條機采用工業(yè)以太網(wǎng)接口功能的人機界面和PLC，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化接口功能。在產(chǎn)品軟件優(yōu)化升級或遠(yuǎn)程判斷設(shè)備故障時，可通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)。

7、實現(xiàn)兩個電機的同步（專利受理號201120471321.1）

FA387型數(shù)字并條機實現(xiàn)兩個電機的同步，主電機采用變頻技術(shù)，實現(xiàn)對啟動和停止時牽伸倍數(shù)的一致，保證棉條重量不變。技術(shù)效果是，可以實現(xiàn)傳動平穩(wěn)無噪音、大大降低條干的機械波動，實現(xiàn)牽伸倍數(shù)調(diào)整簡單方便。并能提高紗線質(zhì)量。

8、圈條張力采用V型帶傳動專利（受理號201110378853.5）
　　FA387型數(shù)字并條機調(diào)整圈條張力采用V型帶傳動，通過調(diào)節(jié)調(diào)整墊片中間距離改變主動輪的直經(jīng)，從而達(dá)到改變上圈條的轉(zhuǎn)數(shù)，達(dá)到無級調(diào)節(jié)張力的目的。變換輪減少許多，同時更利于整機張力的調(diào)整。

 
9、圈條盤的特點

圈條盤采用空間螺旋式曲線斜管，底盤采用鋁合金材料，剛性好，抗靜電能力強，散熱快。在受到棉條壓力時不宜變形，表面形位公差容易保證。表面采用陽極化氧化處理，表面耐磨，光潔度好。曲線斜管使棉條出口位置改變，完全按照棉條在空間的運動軌跡設(shè)計，減少棉條在斜管內(nèi)的摩擦，減少棉條由于摩擦引起的毛羽，提高產(chǎn)品質(zhì)量，圈條成型良好。我公司針對不同棉紡廠生產(chǎn)不同定量的棉條，提供不同直徑的曲線斜管，以達(dá)到不同用戶的需求。針對棉紡廠紡的品種不同，我們提供圈條盤與棉筒圈繞方向相反和相同，同時有多種圈繞張力選擇。
　　為了適用差別化纖維的紡紗，由于紡化纖或丙綸等纖維時，纖維蓬松，造成圈繞成型差，棉條中間無法出現(xiàn)氣孔，針對這種情況，我們對圈條進(jìn)行了改進(jìn)。FA387提供特大圈繞圈條盤。同時FA387型數(shù)字并條機實現(xiàn)了大卷裝，大容量工藝。提供¢600*1200棉條筒裝置。下圖是我們?nèi)l盤結(jié)構(gòu)圖：

10、壓輥纏棉自停裝置（專利受理號201120471299.0）

工作時，感應(yīng)板在鋼扭轉(zhuǎn)彈簧的作用下緊貼緊壓羅拉表面，同時感應(yīng)板與微動開關(guān)觸點調(diào)整間隙為0.1mm，當(dāng)有棉結(jié)發(fā)生纏棉的時候，緊壓羅拉向右移動，此時感應(yīng)板在扭轉(zhuǎn)彈簧的作用力下按下微動開關(guān)觸點，微動開關(guān)將機械信號迅速轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘杺鹘oPLC。PLC執(zhí)行傳輸來的信號，使并條機迅速自停。避免纏繞羅拉后繼續(xù)轉(zhuǎn)動發(fā)生危險。減少由于紡低支紗時造成并條機誤動作。影響并條機生產(chǎn)效率。

 
12、牽伸羅拉及其相關(guān)件的設(shè)計適應(yīng)高速、結(jié)構(gòu)維護方便、保養(yǎng)簡單。

在牽伸機件中，相同的制造誤差，特別是形位誤差，回轉(zhuǎn)的速度愈高，其產(chǎn)生振動就愈大。這種振動產(chǎn)生的機械波，將影響羅拉與膠輥對須條握持的穩(wěn)定性，導(dǎo)致須條的牽伸波，使條干質(zhì)量下降。另一方面，由于機械振動使高速運轉(zhuǎn)的機件磨損加快，降低了長期運轉(zhuǎn)的零件可靠性和機件壽命。因此，在設(shè)計時，針對羅拉、膠輥、牽伸齒輪等關(guān)鍵件，根據(jù)工作條件制定工廠標(biāo)準(zhǔn)，未沿用紡機設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。
13、牽伸加壓穩(wěn)定

牽伸加壓穩(wěn)定，是保證條子質(zhì)量穩(wěn)定的重要因素之一。并條機的牽伸加壓的各種結(jié)構(gòu)中，彈簧搖架具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低，操作方便，易維護等特點，但搖架彈簧存在一個關(guān)鍵問題是彈簧的耐疲勞性能低，導(dǎo)致使用中彈力松弛，加壓失效影響條子質(zhì)量。我公司采用65Mn鋼絲，應(yīng)用形變熱處理后，利用形變強化和馬氏體相變強化，獲得細(xì)小的形變馬氏體組織，在彈簧制造工藝方面，除進(jìn)行常規(guī)的立定處理外，還要進(jìn)行強壓處理，這對提高彈簧的抗松弛能力是至關(guān)重要的。這樣彈簧十年載荷損失率可降至6.5%。
其次原有搖架外殼為鈑金件折彎成型而成，造成內(nèi)部折彎處圓角較大，在加壓時，由于中間有間隙，在加壓一段時間后，造成零件加壓不穩(wěn)定。FA387搖架改為組裝式，上平面改為鋼材8mm，加壓后零件不變形，加壓穩(wěn)定。將彈簧裝進(jìn)殼體里，調(diào)節(jié)壓力方便，性能穩(wěn)定。同時搖架改為加壓式支撐，搖架可停放在任意位置，利于擋車工操作。
14、幾個大件材料：

并條機首先要保證機器的抗振性，因為鑄鐵件的抗壓強度與鋼接近，一般為600～800Mpa.而鑄鐵件中石墨對機械振動起緩沖作用、阻止了振動能量傳播?；铱阼T鐵的減振能力為鋼的5-10倍。并且鑄鐵件減少焊接工序，減少因焊接引起的不必要變形。我們使用鑄鐵件作為底座、車頭、車尾下墻板、車面及車頭、車尾箱體，減小外界引起的振動，以及自身電機引起的振動。由上面性能看，鑄鐵件作為并條機的構(gòu)筑件優(yōu)于鋼件。同時我們對鑄鐵件進(jìn)行退火處理，以及振動時效處理，使鑄鐵件不再發(fā)生應(yīng)力變形。
　　在選擇羅拉凳子、軸承座材料時，我公司選用珠光體球墨鑄鐵QT700，由于軸承座的主要要求基體強度、塑性和韌性高，而且球墨鑄鐵抗疲勞強度可與中碳鋼相比，耐磨性優(yōu)于表面淬火鋼。通過對球墨鑄鐵采用調(diào)質(zhì)處理。
15、新型刮棉裝置：

目前，棉紡行業(yè)使用的并條機，工作過程中一些短纖維等形成廢棉，通過吸風(fēng)裝置被粘到吸風(fēng)濾網(wǎng)上，在短纖維粘滿吸風(fēng)濾網(wǎng)時需要人工清理，其缺點是：人工清理不及時，廢棉堵住吸風(fēng)通道，造成吸風(fēng)不暢，短纖維不能及時吸走，隨棉條進(jìn)入棉條筒，影響并條機棉條條干質(zhì)量，由于短纖維進(jìn)入，造成棉條條干重量的差異。
　　新型刮棉裝置解決現(xiàn)有并條機人工清理廢棉，清理不及時，廢棉堵住吸風(fēng)通道，造成吸風(fēng)不暢，影響并條機棉條條干質(zhì)量和條干重量。提供一種自動將廢棉清除的裝置。
16、間隙密封裝置：

目前，棉紡行業(yè)使用的并條機，在羅拉連接軸與箱體結(jié)合處，均采用橡膠密封圈密封。其缺點是：橡膠易老化，密封效果差，如果連接軸光潔度低時，橡膠密封圈很容易磨損。
本結(jié)構(gòu)為了解決并條機橡膠密封圈易老化，密封效果差的問題，提供了一種間隙密封結(jié)構(gòu)。通過在軸承兩側(cè)固定一個環(huán)，將灰塵和雜棉擋在外面。
　　并條機必將向著高速度、智能化、質(zhì)量控制、高效清潔、自動化發(fā)展，以提高并條機的成條質(zhì)量，為成紗質(zhì)量與成本的競爭提供了更強大的動力。本公司研制開發(fā)的FA387型數(shù)字高速并條機，輸出速度700米/分，代表著并條機的發(fā)展方向。

鑒定產(chǎn)品： FA387型數(shù)字高速并條機       產(chǎn)品所屬單位：青島云龍紡織機械有限公司
　　鑒定單位：中國紡織工業(yè)聯(lián)合會            　鑒定時間：2011年12月20日