長嶺紡織電子研究所 魏萌萌
前言
在紡紗過程中,紗線的條干均勻度是評價紗線品質(zhì)的關(guān)鍵指標之一。紗線的條干不勻通常表現(xiàn)為紗線直徑發(fā)生變異。在紗線品質(zhì)考核的指標中,影響較大的是九級有害紗疵,即:十萬米九級有害紗疵的個數(shù)。目前,大多在絡(luò)筒工序中采用電子清紗器來清除九級有害紗疵,而對于清除效率的評估主要依據(jù)紗疵分級儀的測試結(jié)果。在電子清紗器的設(shè)置中,合理設(shè)定清紗門限對有效的去除紗疵至關(guān)重要。為此,本文從電子清紗器的工作原理,紗線品質(zhì)與清紗門限、機器效率、清除效率等因素協(xié)調(diào)問題進行了探討,并提出了建議和對策。
2 現(xiàn)狀
電子清紗器是從電容式與光電式兩種形式的相互交替到齊頭并進發(fā)展的。目前,國內(nèi)紡織生產(chǎn)企業(yè)主要采用電子清紗器來清除紗疵。電子清紗器根據(jù)設(shè)定的清紗門限和長度來判斷需要清除的紗疵。國產(chǎn)清紗器除對有害紗疵清除、統(tǒng)計及自檢功能外,又增加了逐錠統(tǒng)計和紗疵分級等功能。國外的清紗器有USTER和LOEPFE等。隨著微機和光電等高新技術(shù)的應(yīng)用,清紗器的功能不斷擴展、可靠性愈加提高。當今,以LOEPFE ZNET+系列雙光電探頭清紗器、USTER QUANTUM 系列電容加光電組合探頭清紗器為代表,使電子清紗器的功能更加強大,而且具有完善的紗線缺陷識別、統(tǒng)計、清除及具有異物異纖清除等功能。電子清紗器對于紡織生產(chǎn)企業(yè)來講,既影響紗線品質(zhì)又影響產(chǎn)量。因此,科學合理地設(shè)置清紗門限既有利于紗線疵點的嚴格控制,又利于提高絡(luò)筒機的機器效率。
3 問題與討論
3.1 電子清紗器
電子清紗器是把紗線粗細變化轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)電量的一種裝置。
若按檢測原理可分為電容式與光電式兩大類。近幾年,隨著清除異纖紗疵的要求,在原傳感器的基礎(chǔ)上增加了光電傳感器用于測試異纖紗疵,形成“電容+光電組合和光電+光電組合”的電清模式。其中,USTER昆騰3使用的是前者,洛菲使用的是后者。對于異纖檢測采用光電式,但對常規(guī)紗疵兩種測量方式均可檢測。電容式檢測紗線的橫截面積,而光電式檢測的是紗線的直徑。兩種檢測方式各有短板。如電容式易受溫濕度的影響,當環(huán)境過于潮濕時,受紗線回潮率和混紡不均的影響易引發(fā)誤切;光電式無法檢出扁平紗疵,檢測區(qū)積塵、儀器本身器件老化對工作都有影響。
圖1 相對測量紗線信號圖
圖2 絕對測量紗線信號圖
3.2 測試原理
清紗器檢測區(qū)域內(nèi)無紗、靜態(tài)紗、動態(tài)紗及有紗疵時零點電信號的變化(見圖1和圖2),可更透徹的理解清紗器的檢測原理,更準確的設(shè)置清紗門限,為生產(chǎn)高品質(zhì)的紗線提供理論依據(jù)。
按照紗線信號采集方式的不同,將電子清紗器分為相對測量和絕對測量。
3.2.1 相對測量
相對測量,就是在檢測頭輸出信號和運算放大電路之間增加隔直電容,以隔離紗線直流分量,保留紗疵交流分量。由于隔離了直流分量,因此運算放大電路不會受到檢測頭零點漂移的影響。但缺點是只能采集到交流變化信號,無法準確檢出錯支和漸變紗疵。早期的電清多采用這種測量方式。
3.2.2 絕對測量
絕對測量是檢測頭輸出信號不經(jīng)過隔直電容直接進入運算放大電路。由于直接采集的是檢測頭輸出的直流電平信號,因此極易受檢測頭零點變化的影響。絕對測量既保留了紗線的直流分量,又保留了紗疵的交流分量,不僅能檢測出一般相對測量清紗器的各類紗疵,還能檢出錯支和漸變紗疵。
隨著電子技術(shù)的不斷更新、軟件功能的不斷完善,絕對測量已逐漸取代了相對測量。目前主流電子清紗器基本都采用此方式。
3.3 清除效率和機器效率
3.3.1 清除效率
清除效率包含兩個概念,即:正切根數(shù)和漏切根數(shù)。
FZ/T 98003-1994《電子清紗器標準測試方法》規(guī)定,在選定的清紗特性曲線上方的紗疵(即需清除的紗疵)被清紗器正確切斷稱為“正切”。被正確切斷的根數(shù)稱為正切根數(shù)。在選定的清紗特性曲線上方,應(yīng)該被切除的紗疵,而實際上并沒有被切除的紗疵稱為漏切根數(shù)。被漏切的根數(shù)稱為“漏切根數(shù)”。
除效率 = (1)
清除效率實際反映的是清紗器漏切紗疵的程度。由于紗線品種和設(shè)定
門限的不同,清除效率會有一定差異。
還有一個概念是正切率。在選定的清紗特性曲線下方的紗疵(即不需要清除的紗疵)和無紗疵被清紗器錯誤切斷的稱為“誤切”。被誤切的根數(shù)稱為誤切根數(shù)。
正切率 = (2)
清除效率和正切率是衡量清紗器性能的重要指標,如果清除效率過低,會導致大量應(yīng)清除而未被清除的紗疵漏入下道工序,如果正切率過低會導致大量誤切,從而降低機器效率。
3.3.2 機器效率
絡(luò)筒機的機器效率等于絡(luò)筒機無故障工作時間除以總的開車時間。在絡(luò)紗過程中,如果切疵次數(shù)過多,必然導致無故障工作時間減少,從而降低絡(luò)筒機的機器效率。自動絡(luò)筒機一般的機器效率為大于85%。如達不到,則應(yīng)檢查清紗門限設(shè)置是否合理,絡(luò)筒機機械狀態(tài)及細紗工序是否正常。不同清紗門限設(shè)置下的清除效率與機器效率對比見表1、表2和表3:
表1 不同通道清紗門限設(shè)定值
方 案 | N通道 | S通道 | L通道 | T通道 | |||
粗度% | 粗度/% | 長度/mm | 粗度/% | 長度/cm | 粗度/% | 長度/cm | |
一 | 350 | 210 | 20 | 130 | 35 | -50 | 15 |
二 | 320 | 180 | 15 | 110 | 35 | -45 | 10 |
三 | 280 | 150 | 15 | 75 | 35 | -35 | 8 |
以C14.5(品種1)和CJ35/65(品種2)為例,根據(jù)紗線品質(zhì)和布面疵點優(yōu)化清紗門限。
表2 清紗效果對比
方 案 | 品種 | 十萬米紗疵/個 | 清除效率% | 正切率 | 機器效率% |
一 | 品種1 | 58(6) | 82.1 | 90.6 | 89.6 |
品種2 | 50(5) | 85.6 | 83.3 | 92.1 | |
二 | 品種1 | 65(8) | 88.5 | 89.0 | 80.5 |
品種2 | 53(3) | 87.6 | 94.6 | 90.3 | |
三 | 品種1 | 69(9) | 92.5 | 88.5 | 72.3 |
品種2 | 58(7) | 89.2 | 89.2 | 88.6 |
表3 不同清紗門限下機器效率對比
項目 | 門限1 | 門限2 | 門限3 | |
棉結(jié)(N) | 截面增量/% | 180 | 230 | 280 |
短粗節(jié)(S) | 截面增量/% | 130 | 190 | 240 |
長度/mm | 15 | 15 | 15 | |
長粗節(jié)(L) | 截面增量/% | 45 | 65 | 100 |
長度/cm | 30 | 30 | 30 | |
長細節(jié)(T) | 截面增量/% | -35 | -42 | -50 |
長度/cm | 20 | 20 | 20 | |
清楚效率/% | 89.5 | 85.4 | 80.5 | |
機器效率/% | 81.3 | 84.6 | 88.9 |
由表1和表2可以看出,在清紗門限加嚴后,清除效率由82.2%升至92.5%,而機器效率由89.6%降至72.3%;而對于品種2和表3而言,趨勢同品種1。由此可見,紗線品質(zhì)和機器效率是相互矛盾的,要在兩者之間尋找一個最佳的平衡點,就需要對清紗門限進行合理的設(shè)定。否則,設(shè)定的門限只要嚴于九級有害紗疵門限就可保證筒紗的十萬米紗疵數(shù)達到規(guī)定要求。但是這樣做的結(jié)果會損失機器效率、投入產(chǎn)出較低。另外,由于捻接后的紗線粗度至少為原紗直徑的1.2~1.3倍,強力是原紗的0.8~0.9倍,過多的斷頭會產(chǎn)生新紗疵并降低紗線強力。因此,不可一味提高設(shè)定清紗門限來保證紗線品質(zhì)。下面以40S、60S棉紗在自動絡(luò)筒機上的設(shè)置進行說明:
表4 不同品種、清紗門限下機器效率
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項目 | SLJMC40S | SLJMC60S | |
棉結(jié)(N) | 截面增量/% | 150 | 200 |
短粗節(jié)(S) | 截面增量/% | 100 | 115 |
長度/mm | 10 | 19 | |
長粗節(jié)(L) | 截面增量/% | 35 | 35 |
長度/cm | 15 | 15 | |
長細節(jié)(T) | 截面增量/% | -26 | -42 |
長度/cm | 20 | 20 | |
異纖(FD) | & |