【毕业学位论文】现代并条机自动换筒关键技术研究

目录 I 目 录 1 绪论 . . 1 言 . . 1 内外自动换筒技术的发展状况 . . 4 究的目的与意义 . . 7 文课题来源与研究的主要内容 . . 8 题来源 . . 8 文研究的主要内容 . . 8 2 并条机自动换筒的结构形式 . . 9 条机的工艺流程 . . 9 动换筒的工作原理 . . 10 筒动作的基本内容 . . 11 条的基本原理 . . 12 代并条机换筒形式的组成 . . 12 进前出式换筒 . . 12 进前出式换筒 . . 13 转式换筒 . . 14 他形式 . . 15 动断条装置的分类 . . 16 极式断条装置 . . 16 极式断条的原理分析 . . 17 极式断条装置 . . 18 极式断条的原理分析 . . 21 筒形式的优缺点比较 . . 22 构尺寸的比较 . . 22 筒效率的比较 . . 23 作的方便性 . . 24 他方面 . . 24 条形式 的优缺点比较 . . 24 条的可靠性 . . 24 置的适用性 . . 24 目录 I I 章小结 . . 25 3 自动换筒装置的传动系统研究 . . 26 型换筒装置的传动系统分析 . . 26 机传动前进前出式换筒装置的传动系统 . 26 压传动前进前出式换筒的传动系统 . 33 进前出式换筒装置的传动系统 . . 37 型的工作筒定位装置 . . 40 型换筒装置的传动系统比较分析 . . 41 章小结 . . 42 4 柔性自动换筒装置的设计 . . 43 柔性自动换筒装置的设计原则 . . 43 性换筒装置的基本思路 . . 43 高换筒效率的措施 . . 43 筒稳定性的保障机制 . . 44 性换筒装置的复位机构分析 . . 44 让复位的装置结构 . . 44 让复位时推杆的运动轨迹 . . 45 杆复位所需空间的计算 . . 46 簧的计算 . . 48 动功率的计算 . . 49 转复位机构 . . 50 条装置的说明 . . 50 性自动换筒装置的应用 . . 50 进前出式换筒中的应用 . . 50 进前出式换筒中的应用 . . 51 动系统的构建 . . 52 动方式的分析 . . 52 制系统的分析 . . 53 筒装置的工作流程 . . 55 章小结 . . 56 5 论文工作总结与研究展望 . . 57 文工作总结 . . 57 究展望 . . 57 致 谢 . . 59 目录 I I I 参考文献 . . 60 附 录 . . 63 附录 攻读学位期间发表的论文与专利 . 63 1 绪论 1 1 绪论 1 . 1 引言 在纺纱工艺中 ， 通过开清和梳棉工艺制成的生条 ， 纤维经初步定向 、 伸直从而具备纱条的初步形态 。 但是生条的重量不匀率较大 ， 一般在 4% 左右 ， 且生条中纤维排列紊乱 ， 大部分纤维呈弯钩卷曲状 ， 甚至 有小棉束存在 。 如果直接使用生条进行纺纱 ， 成纱的质量很差 ， 将对后续织造工艺产生 极其 恶劣 的 影响 。 因此需要在纺纱之前对梳棉生条进行并合 ， 改善条干的均匀度和纤维的状态 ， 这道工序即为并条1。 通过并条工序 ， 对 6 8 根生条进行并合 、 牵伸 。 经过并条加工后的熟条重量不匀率下降到 1% 以下2； 生条中的小棉束被分离成单纤维 ， 弯钩卷曲状的纤维被进一步伸直平行 ， 纤维排列整齐有序 ； 同时经过反复的并合 ， 不同纤维混合制成的熟条中 ， 各种纤维得到充分的混合 ， 从而防止了后续工艺染色时色差的产生 ； 并合完成后将熟条按一定规则存放在输出条筒中 ， 以备后续工艺使用 。 作为前纺工艺中唯一可以控制调整成纱 的线密度偏差的工序 ， 并条工艺是纺纱工艺流程中的瓶颈工艺 ， 并条工艺生产熟条的质量和效率对整个纺纱工艺具有较大影响3 - 5 。 从 2010 年开始 ， 纺织行业从金融危机的低谷开始回升 ， 但由于全球经济形势的复杂性 ， 纺织品的国际市场需求仍然受到较大影响 。 近几年 ， 纺织品订单逐渐向东南亚地区转移的现象十分明显 ， 在 2011 年 14 月份 ， 美国的纺织品进口量增长了 ， 但从中国的进口量却出现了小幅度下滑 6 。 众所周知 ， 随着近年来我国经济的快速发展 ， 人民币对美元的汇率加速 升值 ， 国内纺织品出口在价格上的优势逐渐下降 。 随着金融危机以后市场的逐渐回升 ， 国内企业用工需求大幅度提升 ， 为了争抢用工资源 ， 大部分企业通过提高工人福利待遇以增强其竞争力 ， 企业的用工成本较 2009 年提高了 20% ， 对企业的生产成本造成了较大的压力 。 国内技术装备较国外先进水平存在着较大差距 ， 使得国内纺织企业中棉花的单位成本居全球同行业的首位 ， 国内纺织企业面临着很大的成本压力 7 。 随着国家对生产制造过程中节能环保要求的日益加强 ， 作为高能耗的纺织企业面临着巨大的政策压力 。 由于上述各种原因 ， 国内纺织企业的生存发展面临着 巨大的危机 ， 因此采用自动化程度更高的设备 ， 减少劳动力的需求 、 提高生产效率 、 降低生产成本成为大部分纺织企业的最佳选择 。 研制高质量 、 高自动化 、 高可靠性以及高效率的纺织设备则成为纺织机械制造商的首要任务 。 随着各种技术手段在并条机上的应用 ， 现代并条机在高速化方面取得了较大的进步 。 具体表现为以下几个方面 ： 1 绪论 2 (1) 高速并条机在输出条筒满筒后需要将主机停车 ， 更换输出条筒后再恢复运行 。开机 、 停车时产生的惯性冲击会使棉条被额外的牵伸而产生细节 ， 从而影响熟条的质量 。采用数控伺服电机驱动 ， 无齿轮 、 无键联接的 传动方式使现代并条 机实现了开关车时的无级平稳变速 ， 降低了惯性冲击对熟条质量的危害 8 ； (2) 增加罗拉和胶辊的直径 ， 可以提高罗拉的刚性 ， 以及减小罗拉和胶辊的转速 ，有利于并条机的高速运转 。 随着新型材料和制造工艺在并条机制造上的应用 ， 无机械波的高品质罗拉为并条机的高速化奠定了基础 9 ； (3) 采用袁景山研制改进的螺旋形曲线斜管圈条盘 ， 解决了并条机高速运行时圈条斜管内棉条拥堵以及筒底出现乱条现象的问题 ， 为并条机高速运行时的圈条成形提供了技术保障 10 ； (4) 早期 ， 老式并条机因单眼产量过低而采用多眼 ， 但由于多眼并条机存在 传动复杂 、 罗拉扭矩大以及各眼相互影响等问题 ， 并条机的出条速度受到较大限制 。 现代并条机由 4 眼发展为单眼和双眼 ， 棉条的输出速度得到明显提高 11 ； (5) 并条机高速运行时 ， 输出熟条受高速输出时的气流惯性冲击易产生飞花飘逸现象 。 采用前罗拉输出棉条集束器 ， 保障了高速输出时棉条的质量 ； ( 6) 采用在线监测 、 在线监控 、 自调匀整以及自动清洁等措施保证了并条机的高速稳定运行1 2 。 国外并条机的出条速度由 1950 年的 30m / m i n 发展至 2010 年的 1100m / m i n ， 提高约40 倍 1 3 。 国产并条机的出条速度由建国初期 第一代并条机的 4080 m / m i n 发展为现在的5001 000 m / m i n1 4 。 出条速度的提高使得并条机的满筒时间大幅度缩减 ， 因此更换输出条筒的频次大幅度增加 。 为降低并条机更换输出条筒的频次 ， 同时减少后续工艺的接头数量 ， 国内外并条机通过下列措施来增加输出条筒棉条的容量 ： (1) 增大输出条筒的尺寸 。 并条机输出条筒的直径除转杯纺纱用 200 250m m 小条筒外 ， 已经由早期的 250m m 增加至 300 600m m ， 部分型号的并条机甚至已经开始使用直径 1000m m 的输出条筒 ； 输出条筒的高度由 900m m 发 展到 1300m m 。 并条机条筒搬运和后续工艺棉条接头次数与条筒尺寸的关系如图 示 ： 1 绪论 3 图 条 机条 筒搬 运和 棉条接 头次 数与 条筒 尺寸 的关系 F i el at i on w ee n ca n s i c a n t r t m ov e m s , s l i v pi ec i y e 据统计 ， 采用 1000 1300m m 的输出条筒 ， 并 条机每年条筒搬运和后续工艺棉条接头次数要比采用 400 900m m 的输出条筒时少 280000 次1 5 ； (2) 扩大输出 条筒的容量 。 采用气压增容 、 积 极的条筒底盘控制等措施增加扩大输出条筒的棉条容量 1 6 ； (3) 改变输出条筒的形状 。 采用矩形条筒 ( 由德国特吕茨勒公司1 7 、 瑞士立达公司推出 ， 适应转杯纺纱需要 ) ， 在同样占地面积下 ， 条筒容量比圆形条筒赠大 50% 18 ,1 9 ； (4) 圈条成形过程中 ， 采用最佳的圈条方式 ， 从而最大程度的利用条筒容量 。 根据条筒的尺寸选择大圈条或小圈条方式 ； 设置合理的圈条速度 、 圈条盘与条筒的偏心距以及条筒中的棉条间距等 20 - 22 。 各种措施的采用 ， 使并条机满筒时条筒的质量大幅度的增加 。 在满筒情况下 ， 条筒质量在 20 公斤 ( 条筒直径 500m m 时 ) 以 上 。 采用大容量的条筒在极大程度上降低了后续工艺中挡车工的劳动强度 ， 但对并条工艺的挡车工来说却是一个巨大的挑战 。 满筒质量太大 ， 如果并条机未配置自动换筒装置 ， 在并条机满筒 、 主机停车后 ， 由人工更换输出条筒将是一个高强度的工作任务 ， 而在现有的出条速度下 ， 更换条筒的频率较快 ， 挡车工的劳动强度更大 2 3 。 并条机自动换筒装置不仅需要完成输出条筒的更换 ， 同时也需要将满筒后的棉条切断 ， 并使棉条断头落入补充的工作筒中 ， 以保障并条机自动循环运行时棉条的圈条存放 。如果并条机未配置自动断 条 ， 满筒推出后 ， 需要人工将棉条拉断 ， 然后再操作并条机继续运行 。 并条机不能实现自动循环运行 ， 此类自动换筒将成 为 “ 半自动 ” 换 筒 。 主机停车等待挡车工断条的时间越长 ， 并条机的工作效率就越低 ， 为了减少主机停车等待时间 ，每个挡车工的值车台次有限 ； 需要频繁的在并条机间走动 ， 从而增加了挡车工的劳动强度 。 为降低挡车工的劳动强度和减少企业的生产成本 ， 在现代高速并条机上配置自动换1 绪论 4 筒装置已经成为一种必然趋势 。 长期以来 ， 国内双眼并条机的自动换筒装置多为选配 ，自动换筒的使用率较低 ， 但随着国家对智能制造和装备的发展要求 ， 以及纺织行业自 身的发展 ， 纺织企业在改造升级时必将在旧机型上改装 、 在新机器上配置自动换筒装置 。自动换筒装置的研究发展将引来新的机遇 。 因此我们针对市场需求和自动换筒技术发展的必然趋势 ， 对自动换筒技术进行研究分析工作 ， 我们的研究将使国内高速并条机的自动换筒技术得到更进一步的完善 ， 使其效率和稳定性得到较大提高 ， 而成本远低于国外产品 ， 为国产高速并条机的发展提供一个助力 。 1 . 2 国内 外自动 换 筒技术的 发展状 况 早在 20 世纪 60 年代中期 ， 我国就在国产第二代并条机 A 272 - A 型上 采用了四等分圆盘回转式换筒装置 ， 其结构如图 示 。 通过 两个作回转运动的大圆盘分别承载备用筒和满筒 。 在两个大圆盘之间设置一个十字形回转拨叉盘 ， 辅助移动条筒 。 此装置应用于双眼并条机 ， 满筒时主机停车 ， 拨叉盘回转 180 将两个满筒依次推到左侧的大圆盘上 ， 并从右侧的大圆盘上将两个备用筒送入圈条工位 。 这种换筒装置占地面积较小 ，同时操作方便 ， 并且由于满筒移动的行程较大 ， 棉条容易被拉断 ， 所以不需要再设置棉条切断装置 。 但由于此装置的机械结构设计中存在一些缺陷 ， 换筒时易发生故障 ， 因此未被广泛使用 。 231541. 大圆 盘 2. 满筒 3. 工作 筒 4. 拨 叉盘 5. 备 用筒 图 最早 的 国 产 自 动 换 筒装置 F i om es t i c e ar l y o m at i c ca n n ge m ec s m 南通国棉一厂在国产 A 272 型并条机上采用机后横送纵推式换筒装置 ， 示 。 满筒后 ， 并条机主机停止 ， 推筒装置启动将两个备用筒向前推出 ， 通过备用筒把满筒推出并条机外 ， 然后推筒装置返回 ， 主机启动 ， 换筒电机停止 ， 备用筒 通过 滑轨 自动补充到 推筒装置前 。 此装置采用往复螺杆传动 ， 并通过行程开关来控制换筒过程中每个动作的进行 。 该装置结构简单 ， 换筒动作稳定且满筒推出时的惯性较小 ， 不易发生倒筒 的故障 ， 其缺陷为换筒完成所需时间较长2 4 。 1 绪论 5 12 4351. 推筒 装置 2. 备 用筒 3. 工 作筒 4 5. 滑轨 图 内 A 272 型并 条 机的换 筒装 置 F i an c e m ec s m es t i c dr aw i ng f r am e A 272 早期 ， 由于我国自动控制技术发展较落后 ， 所以国内并条机自动换筒装置多通过机械装置进行控制 ， 其显著特点是操作简单 ， 但装置的结构复杂 ， 同时工作稳定 ， 条筒推动时惯性较小 ， 装置的自动化程度低于国外同类产品 。 国外并条机自动换筒装置的发展迅速 ， 采用 电气化控制 ， 通过多个伺服电机和行程开关实现换筒动作的自动化控制 ， 换筒动作准确且换筒故障发生率低 。 西德青泽 720 型并条机采用 C A N - O - M A T 型换筒装置 ， 装置结构如图 示 。 当工作筒满筒后 ， 推筒装置先将满筒推到补筒工位 （ 图示双点划线的位置 ） ， 然后换筒装置复位 ， 安装在推筒装置顶端的转臂发生翻转 ， 推筒装置再次启动将满筒推出并条机外 ， 补筒装置将备用筒推送到补筒工位 ， 推筒装置复位时通过推筒装置顶端的转臂将备用筒拉到圈条工位上 。此装置换筒稳定可靠 ， 但由于换筒动作较复杂 ， 所以完成换筒所需时间较长 2 5 。 1 354261. 推筒 装置 2. 工 作筒 3. 备 用筒 4 装 置 5. 满筒 6 图 C A N - O - M A T 型 自 动 换筒 装置 F i A N - O - M A T om at i c ca n n ge m ec s m 日本丰田公司 D Z 2P 型 双眼并条机采用 U 型推移式换筒装置 。 其结构如图 示 ，1 绪论 6 满筒后主机停止 ， 推筒装置向前运动将满筒推出圈条工位一定距离 ， 触碰到行程开关 B ，推筒装置向后运动 ， 带动拨杆旋转将备用筒推到圈条工位 ， 触碰到行程开关 A 后 ， 推筒装置向前运动回到起始位置 。 备用筒 补充 和满筒 移出 通过条筒输送带输送 。 165342 拨杆 2 筒 3. 推 筒装 置 4. 条筒 输送 带 5. 满筒 6. 备 用筒 图 F 2P 型双 眼并 条机 的换筒 装置 F i an c e m ec s m e e dr aw i ng f r am e D Z 2P 日本原织机公司奇里 D - 1200 型采用后进前出式换筒装置 ， 如图 示 ， 满筒时主机停车后 ， 推筒装置启动将满筒推出 ， 推筒装置采用双链条传动 ， 利用行程开关对装置的起始位置进行定位 。 在链条上设置了 多根 等间距的推杆 ， 因此换筒装置能同时完成满筒的推出和备用筒的推入 。 采 用回转式结构 ， 推杆从并条机底板下面复位2 6 。 1 2341. 拨 杆 2. 工作 筒 3. 推 筒 装置 4 输 送带 5. 满 筒 6. 备 用筒 图 1. 6 D F 2P 型双 眼并 条机 的换筒 装置 F i 6 C an c e m ec s m e e dr aw i ng f r am e D Z 2P 随着自动控制技术的发展 ， 并条机自动换筒装置从采用复杂的机械控制逐渐发展为自动化程序控制 ， 由行程开关对装置定位发展为光学传感器定位 ， 使换筒装置的动作控制更加准确 。 由于传统双眼并条机的牵伸装置采用同一 个 传动系统 ， 因此相对于单眼并条机存在眼差的问题 ； 双眼并条机的左右两眼发生故障时会相互影响 ， 所以单眼并条机的故障发生率比双眼并条机低 ， 如断头引起的停车等 2 7 ， 2 8 ； 单眼并条机虽然不能生产出双眼并条机另一眼的产量 ， 但其产量和工作效率仍然比双眼并条机高 。 基于这些优势 ， 单眼并条机在实际应用中存在较大的优势 ， 因此国外并条机厂商较注重单眼并条机的相关研究 ， 适于单眼并条机的自动换筒技术也相对成熟 。 国外单眼并条机通常采用旋转式换筒1 绪论 7 装置 ， 采用积极的细节断条 ， 并配置了相应的条筒运输装置 ， 可以在无人值守的状态下 ，实现并条机稳 定的自动循环运行2 9 。 从国内并条机的展出以及更新介绍可以看出 ， 并条机的自动换筒装置基本形式未发生太大的变化 。 随着 实际生产应用中 对 自动换筒装置 的 检验 ， 其装置结构 、 传动方式经历了优胜劣汰 ， 形成了现在常用的换筒装置 。 从历届纺织机械展览会上不难看出 ， 国外的双眼并条机数量较少 。 立达公司推出的R S B - D 22 系列双眼并条 机 ， 两眼独立牵伸 、 独 立自调匀整 ， 使输出的棉条质量能与单眼并条机媲美 ； 两眼独立运行 ， 防止了发生故障时的相互影响 ， 最高出条速度达到了1100m / m i n ； 两眼 共用同一个吸风系统 ， 降低了并条机的能耗 ， 与传 统单眼并条机相比 ，生产每公斤棉条的用电成本降低了 20% ； 并条 机的占地面积小 ， 投资成本低 ； 采用两个完全独立的线性换筒装置 ， 保障了最大的机器效率 30 ， 31 。 R S B - D 22 系 列并条机为未 来 双眼并条机的发展提供了一种新的思路 ， 同时也对双眼并条机的自动换筒装置提出了新的要求 。 1 . 3 研究 的目的 与 意义 随着左右两眼独立牵伸 、 独立自调匀整等新型技术在双眼并条机上的应用 ， 双眼并条机相对于单眼并条机存在的各种问题逐渐被有效解决 ， 出条速度逐渐能与单眼并条机媲美 。 双眼并条机与单眼并条机的差距逐渐缩小 ， 而在机器成本 ， 占地面积 等方面双眼并条机占有明显优势 ； 同时双眼并条机在国内纺织企业中使用较多 。 为适应双眼并条机的发展 ， 同时满足市场的需求 ， 对双眼并条机的自动换筒装置进行研究分析具有显著意义 。 本课题研究目的是在了解国内外自动换筒技术现状的基础上 ， 对现有自动换筒装置的结构 、 运动特点进行深入研究和分析 ， 比较其优缺点 ； 在不改变现有高速并条机基本结构的基础上 ， 主要针对现代高速双眼并条机设计具有高自动化程度 、 高 稳定性 的换筒装置和积极可靠的棉条切断装置 。 使自动换筒装置的结构简单 ， 易于控制 ， 便于维修调试 ， 换筒效率高 ， 并且相对于国内外同类型的产品 成本降低很多 ， 有利于自动换筒装置在纺织企业的推广 。 本课题研究意义在于国内 公开的 相关资料中仅仅对自动换筒装置进行简要介绍 ， 对装置的结构 、 运动均无定性与定量分析 。 同时 ， 由于并条工艺与梳棉工艺均需要对棉 条圈绕成形 ， 考虑可以将并条工艺中的自动换筒装置应用到梳棉工艺中 32 , 33 。 因此研究自动换筒装置的结构特点以及运动规律在理论上具有创新意义 ， 在实际生产活动中则具有满足现代高速并条机自动换筒需求的实践指导意义 。 1 绪论 8 1 . 4 论文 课题来 源 与研究的 主要内 容 1 . 4 . 1 课题来源 本课题来源于国家科技支撑计划项目 （ 2009 B A F 39 B 01 ）， 湖北省数 字化纺织装备重点实验室开放项目 （ D T L 200910 ） 1 . 4 . 2 论文研究 的 主要内容 本文以提高自动换筒装置的工作效率和自动断条的可靠性为宗旨 。 通过对现代并条机大卷装 、 高速化发展变化的分析论述 ， 说明现代高速并条机配置自动换筒装置的必要性 。 对常用后进前出式 、 前进前出式以及旋转式三种换筒形式的结构特点 、 工作原理进行研究分析 ； 对常用自动断条装置进行研究分析 ， 明确自动断条的工作原理和需求 。 结合各种换筒形式下典型自动换筒装置的优点 ， 设计满足现代并条机高效率 、 无故障 、 自动循环运行要求的自动换 筒装置 。 本文主要的研究内容有 ： (1) 介绍并条机自动换筒的工艺流程 ， 根据自动换筒工艺的需求 ， 确定自动换筒的工艺内容 ， 为自动换筒技术的研究提供依据和基本框架 。 (2) 对配置了自动换筒的并条机进行分析比较 ， 从并条机的结构类型 、 自动换筒的效率等方面分析各种换筒形式的优缺点 ； 研究分析自动断条装置的结构形式 、 工作原理 ；为自动 换筒 装置的设计改进提供理论依据 。 (3) 分析典型换筒装置的结构特点 ， 建立各装置的运动模型 ， 确 立 换筒动作的时序关系以及换筒装置的主要参数等 ， 确定各换筒装置工作效率的影响因子 ， 比较各个装置工作 效率以及可靠性 ， 在此基础上完成并条机自动换筒装置的设计 。 运用运动学反解的方法求解换筒装置的相关参数 ， 最后设计出相应的控制单元及控制程序 。2 并条 机自 动换 筒的 结构 形式 9 2 并条机自动换 筒的结构 形式 2 . 1 并条 机的工 艺 流程 并条机的 结构 如图 示 。 在并条机机后的导条架下放置喂入条筒 ， 每侧各 68个按两行排列 。 经梳棉工艺产生的生条从输入条筒内引出 ， 通过导条架上的导条罗拉和导条压辊 ， 利用分条器使棉条在导条罗拉上平行排列 ， 棉条绕导条块转过 90 后 ， 通过给棉凸凹罗拉将棉条轻微压紧 ， 在受轻微张力的情况下被送入牵伸装置 。 在导条罗拉和导条压辊处设 置了断条自停检测装置 ， 当喂入棉条发生断裂时 ， 导条罗拉和导条辊之间无棉条经过 ， 断条自停检测装置发出信号 ， 控制并条机停车 。 通过给棉凸凹罗拉后 ， 棉条被塑料导条块聚拢 ， 并整齐的喂入后罗拉和后皮辊之间 ， 然后依次通过各个皮辊和罗拉之间 ， 从前罗拉和前皮辊之间引出 。 接着棉条经过一对导向罗拉 。 牵伸装置上方为皮辊加压机构 ， 通过弹簧或气压对皮辊施加压力 。 牵伸装置中每对罗拉的转速自后罗拉向前罗拉依次加快 ， 使喂入的棉条按一定比例被拉成薄片 ， 喂入的多根棉条均被拉伸成薄片 ， 然后被并合在一起 ， 通过导向罗拉送出 ， 再次合成为棉条 。 为防止棉条被 牵伸后边缘纤维的混乱和散失 ， 在前罗拉和导向罗拉之间设置了一个固定的集束器 。 棉条由导向罗拉送出后 ， 通过喇叭口和紧压罗拉的压缩 ， 成为光滑紧密的棉条 。 经过导向罗拉的棉条移动速度较快 ， 冲击力较大 ， 所以在集束罗拉与喇叭口之间设置了一个弧形导管 ， 对棉条进行引导 。 经过紧压罗拉 ， 棉条进入圈条盘的螺旋形曲线圈条斜管内 ， 圈条盘以高速将棉条有序的圈绕在输出条筒内 34 。 3 2 1458 71 091 11 31 51 661 41 21 2 3 4 5 . 给棉凸凹罗拉 6 7 8 9 1 0 1 1 导管 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 条筒 图 并 条机 结构 示意 图 F i g r aw i ng f r am e s t r ur di 2 并条 机自 动换 筒的 结构 形式 1 0 当输出条筒满筒时 ， 并条机主机制动停车 ， 等待更换输出条筒后进入下一次循环 。现代并条机采用人工 、 半自动 或 自动三种形式更换输出条筒 。 人工换筒主要用于早期的并条机 ， 输出条筒满筒后 ， 并条机的主机制动停车 ， 由挡车工将满筒从圈条工位上拉出 ， 并将棉条扯断 ， 然后将备用筒补充到圈条工位 ， 调整好备用筒的位置后 操作并条机运转 。 由于挡 车工的操作失误 ， 棉条易出现纱疵 ， 从而影响后续工艺的质量 3 5 。 目前 ， 国内仍然有部分纺织企业在并条生产中采用半自动换筒的并条机 。 输出条筒满筒后 ， 主机制动停车 ， 推筒装置将满筒推出 ， 挡车工扯断棉条 ， 补充空筒后再操作并条机运转 。 人工换筒和半自动换筒在满筒后 ， 并条机都需要停车等待 ， 对并条机的生产效率有较大的影响 ， 挡车工的劳动强度较大 。 两种换筒方式已经不适合现代纺织企业生产的发展需要 。 因此 迎 来了自动换筒装置普及推广和研究创新的新机遇 2 . 2 自动 换筒的 工 作原理 并条机自动换筒的工作原理与半自动换筒有较大的 类似之处 ， 但其采用自动化程度更高的措施完成更换输出筒 、 切断棉条的操作 ， 使并条机能够在无人值守的状态下实现自动循环运行 ， 大幅度降低了并条机主机的停车等待时间 。 自动换筒的 工作原理 如图 并条机满筒检测装置检测到满筒后 ， 向控制系统发出信号 ， 控制系统对并条机主机进行制动停车 ； 满筒推出装置将满筒推出圈条工位 ， 自动断条装置切断棉条 ， 工作筒补充装置将备用筒补充到圈条工位 ； 换筒装置复位 ， 满筒检测装置复位 ， 复位检测装置确定各装置准确复位后 ， 发出换筒完成信号 ， 并条机进行自动循环运行 。 满筒检测主机制动机构复位并条机控 制系统满筒推出自动断条备用筒推入主机运转备用筒补充复位检测图 2. 2 并条 机 自 动换 筒的 工 作 原 理 F i g 2. 2 ki ng pr i pl e om at i c c an c dr a w i ng f r am e 2 并条 机自 动换 筒的 结构 形式 1 1 并条机的满筒检测通常采用计数定长装置 ， 根据输出条筒的容量设置满筒定长值 ，当计数定长装置的计数值等于设定值时 ， 向控制系统发出满筒信号 。 为防止满筒时计数定长装置未发出满筒信号 ， 造成棉条筒或机器的损坏 ， 在并条机上设置超定长计时器对并条机进行保护 。 设定值大于 T 即可 ： 1 11L - T T +V（ 式中 1T 并条机设定的低速运转时间 m i n ； 1V 并条机低速运转时的出条速度 m / m i n ； V 并条机稳定工作时的出条速度 m / m i n ； L 并条机的满筒定长值 m 。 当超定长计时器的计时值为零时 ， 如果并条机未停止 ， 则对并条机进行紧急制动 ，并以警示灯提示满筒故障 。 并条机的自动换筒 工艺主要包括两个重要步骤 ： 更换条筒和切断棉条 。 2 . 2 . 1 换筒动作 的 基本内容 根据并条机的工艺流程 ， 换筒装置在更换条筒时需要完成以下 4 动作 ， 各动作的内容及要求如下 ： （ 1 ） 满筒推出 。 满筒时并条机的主机停机后 ， 满筒推出装置将满筒由圈条工位推出 ， 放置在条筒运输通道 。 推出后的满筒完全脱离圈条工位 ， 不会对并条机的循环运行产生影响 。 设置满筒推出检测装置 ， 在满筒推出动作完成时向控制系统发出完成信号 。 根据满筒推出所需时间设置定值 （ 约为满筒推出时间的 50% ） ， 当控制系统 检测到的满筒推出开始到完成的时间小于此值时 ， 对推出 装置进行紧急制动 ， 并以警示灯显示换筒故障 。对于无条筒自动运输装置的并条机 ， 应及时将前一次循环推出的满筒从条筒运输通道移走 ， 否则不能进行自动换筒 。 （ 2 ） 工作筒补充 。 由 工作筒补充装置将预备空筒由第一等待位置移动到圈条工位 ，并对补充的工作筒进行精确定位 。 设置检测装置检测确定备用筒第一等待位置有空筒 ， 否则以警示灯显示缺少备用筒 ， 并条机的主机不进行自动循环运行 。 为控制系统设置一个定值时间 ， 当在此定值时间内补充了备用筒 ， 并条机能自动循环 。 （ 3 ） 预备空筒的补充 。 补充第一等待位置的空筒 ， 对于有多个预备空筒等待位置2 并条 机自 动换 筒的 结构 形式 1 2 的 换筒装置 ， 由换筒装置自动补充 ； 只有一个预备空筒的换筒装置则需要挡车工及时补充空筒 。 （ 4 ） 装置复位 。 完成换筒动作以后 ， 根据各个动作的时序关系 ， 换筒装置回到初始位置 ， 等待下一次更换条筒的动作 。 2 . 2 . 2 断条的基 本 原理 当棉条一端被固定时 ， 在外力的作用下 ， 棉条纤维产生滑移 ， 当滑移距大于纤维长度时棉条将被拉断 。 输出条筒满筒后 ， 并条机主机停止 ， 牵伸机构停止牵伸 ， 输出棉条靠近牵伸装置的一端被固定 ， 自动断条装置对棉条进行拉伸直至拉断棉条 。 自动断条装置需要保证较高的断条率 ， 并且有良好的稳定性和安全性 。 同时 ， 切断棉条 时断条装置不会对棉条质量产生影响 ； 棉条断头不会偏离棉条通道而影响并条机的循环运行 。 2 . 3 现代 并条机 换 筒形式的 组成 随着并条机的发展 ， 并条机的换筒形式经过实际应用的检验筛选 ， 现在常用的换筒形式可分为前进前出式 、 后进前出式以及旋转式等 。 2 . 3 . 1 前进前出 式 换筒 前进前出式自动换筒又称为横送直推式自动换筒 。 满筒的推出方向与棉条的运动方向相同 ， 而补充工作筒的运动方向与棉条的运动方向垂直 。 其结构如图 2. 3 所示 ： 满筒推出装置安装在两圈条工位之间 ， 备用筒由补筒装置移动 ， 图示满筒 4 所处位置为条筒通道 。 满筒时主机停止 后 ， 推筒装置将满筒推到图示满筒位置时停止 ， 补筒装置将备用筒移动到补筒工位 （ 图示虚线位置 ） 后复位 ； 推筒装置复位时将备用筒移动到圈条工位并定位 ； 主机循环启动 。 完成一次换筒后需要挡车工及时补充备用筒并移走满筒3 6 。 2 并条 机自 动换 筒的 结构 形式 1 3 12 46531. 喂入 筒 2. 换筒 装置 3. 工 作筒 4 筒 5. 补 筒装 置 6. 满 筒 图 2. 3 前进 前出 式换 筒 1 F i g 2. 3 F r i n f r ca n 另一种前进前出式换筒的结构如图 2. 4 所示 ： 满筒推出装置通过弧形推筒板推出满筒后复位 ， 然后补筒装置 启动将备用筒推到圈条工位上 ， 主机循环运行 。 完成一次换筒后由挡车工及时补充备用筒并移走满筒3 7 。 12 46531. 喂入 筒 2. 换筒 装置 3. 工 作筒 4 筒 5. 补 筒装 置 6. 满 筒 图 2. 4 前进 前出 式换 筒 2 F i g 2. 4 F r i n f r ca n 2 . 3 . 2 后进前出 式 换筒 后进前出式又称为直送直推式 ， 满筒的推出方向 、 补充工作筒的运动方向与棉条的运动方向相同 。 如图 2. 5 所示 ： 换筒装置安装在并条机机架两侧 ， 备用筒放置在圈条工位后面的位置 。 满筒时主机停止后 ， 换筒装置将满筒由圈条工位推动到棉条通道 ， 将备用筒由第一等待位推动到圈条工位上 ， 同时将第二等待位的备用筒推动到第一等待位 ；然后主机循环运行 。 由挡车工及时补充第二等待位上的备用筒并移走满筒3 8 。 2 并条 机自 动换 筒的 结构 形式 1 4 1 2 4 531. 喂入 筒 2. 备 用筒 3. 换 筒装置 4. 工作 筒 5. 满筒 图 2. 5 后进 前出 式换 筒 F i g 2. 5 B ac k i n f r o ca n 2 . 3 . 3 旋转式换 筒 旋转式换筒也称为 U 型换筒 ， 满筒的推出方向 与棉条的运动方向相同 ， 而补充工作筒的运动方向与棉条的运动方向相反 。 旋 转式换筒主要应用于单眼并条机 ， 如图 2. 6 所示 39 。 满筒时主机停止后 ， 换筒电机启动 ， 带动回转臂旋转 120 ， 将满筒从圈条工位推出 ， 将备用筒补充到圈条工位上 ， 同时将前一次循环的满筒向后移动一个工位的距离 。备用筒通过滑道自动由第二等待位补充到第一等待位 ， 后续备用筒依次自动前移一个工位 ； 满筒沿滑道依次后移一个工位 。 由于此类换筒形式一般提供多个备用筒 ， 因此挡车工只需在最后一个备用筒处于第一等待位时补充备用筒即可 。 旋转式换筒也用于大尺寸条筒的双眼并条机 ， 如立达 S B - 20 等 ， 其工作 原理与单眼并条机类似 15 ， 如图 2 示 。 1 2 4531. 喂入 筒 2. 工作 筒 3 臂 4. 满筒 5. 备 用筒 图 2. 6 单眼 并条 机旋 转式 换筒 F i g 2. 6 R ot ar y ca n s i e he ad dr aw i f r am e 2 并条 机自 动换 筒的 结构 形式 1 5 12 4351. 喂入 筒 2. 工作 筒 3 臂 4. 满筒 5. 备 用筒 图 2. 7 双眼 并条 机旋 转式 换筒 F i g 2. 7 R ot ar y ca n e - d dr aw i ng f r am e 2 . 3 . 4 其他形式 输出条筒直径为 600 1000m m 的并条机除采用 旋转式换筒外 ， 还可以采用横送横推式换筒 ， 满筒推出方向和补充工作筒的运动方向与棉条运动方向垂直 。 其结构如图