题目橡毯预缩机预缩率与超喂的模型设计.doc

题目： 橡毯预缩机预缩率与超喂的模型设计 学 院 信息科学与工程学院 专 业 电气工程及其自动化年 级 2010级 学 号 1015311044 姓 名 李惊涛 指导老师 梅小华老师 2014年6 月摘 要预缩率是染整生产成品布的重要质量指标。染整预缩生产通常采用改变预缩机入口处喂布轮速度的方法，来调节喂布量（即超喂量），使成品布的预缩率达到用户要求。因此，研究预缩率与超喂的关系，对提高产品质量，生产的一次合格率，降低预缩环节加工能耗和生产成本具有重要作用。本文主要对橡毯预缩机预缩率与超喂的关系进行如下几个方面的研究：（1）预缩率与超喂自动控制系统原理分析，结构及系统框图构建；（2）预缩率与超喂自动控制系统中的测速控制系统，超喂控制系统，及整体系统的组成设计；（3）预缩率与超喂自动控制系统基于Matlab的建模与仿真，最终系统运行结果应显示克重输出值能跟综到达设定值。关键词：预缩率；超喂控制；Matlab ABSTRACTThe shrinkage is an important quality index of dyeing and finishing productionfinished fabric. Dyeing and finishing of pre shrinking production usually adopts the method of changing the shrinking machine entrance feed wheel speed, to adjust the feed quantity (overfeeding), so that the finished fabric preshrunk ratio reaches the requirement of users. Therefore, study on the shrinkage andover feed, to improve the quality of products, a pass rate of production, plays an important role in reducing the shrinking link of processing energy consumption and production cost.Research conducted in the following several aspects of the relationship between the main compressor shrinkage of rubber blanket pre and overfeeding:(1)The shrinkage and overfeeding principle analysis of automatic control system, structure and system block diagram;(2) The shrinkage and overfeeding automatic control system in the speed control system, ultra feed control system,design and overall system;(3)The shrinkage and overfeeding automatic control system modeling and simulation based on Matlab, and finally the running results of the system should display the weightoutput can follow to the setting value.Keywords:Shrinking machine ; shrinkage;overfeeding control; The Matlab目录第一章 绪论11.1 研究预缩率的意义和目的11.2 橡毯预缩机预缩率与超喂的研究现状11.3 本论文的组成1第二章 预缩机工艺及设备22.1预缩简介22.1.1 胶毯预缩机22.1.2 呢毯预缩机32.1.3 阻尼预缩机32.1.4 橡毯预缩机42.1.5 各种预缩机的织物运行过程62.2预缩原理及要素分析62.2.1 橡毯预缩的基本原理62.2.2 影响预缩效果的七个要素72.3预缩机的调试112.3.1预缩机的机械状态调试112.3.2预缩机的工艺状态调试122.3.3预缩中常见问题的处理132.4 橡毯预缩单元的设计162.4.1墙板结构162.4.2承压辊结构16第三章 超喂与预缩率控制系统的设计183.1 测速控制系统183.2超喂系统简介183.2.1超喂的含义183.2.2超喂装置193.2.3系统工艺要求193.3超喂自动控制系统的设计203.3.1控制原理203.3.2系统设计20第四章 超喂与预缩率控制系统的建模与仿真224.1控制系统装置的建模224.1.1变频器模型建立224.1.2三相异步电动机的仿真模块254.1.3减速器304.1.4传动轮304.1.5预缩对象的建模314.1.6预缩率检测装置的建模334.2超喂与预缩控制系统的MATLAB仿真34第五章 总结与展望365.1总结365.2展望36参考文献37致谢3853第一章 绪论1.1 研究预缩率的意义和目的无论是国际市场，还是国内市场，消费者对服装的尺寸稳定性要求越来越高。特别是国际市场，对面料不断提出防缩、优级防缩、超级防缩的特殊要求。然而，许多织物面料,由于纤维特性、织造方式以及随后各工序采用的设备和加工工艺等多种因素,导致织物聚集了较大的内应力,从而产生缩水现象。但是，作为服装面料使用时,必须消除这种缺陷,通常的作法就是对织物进行预缩。 橡毯预缩机是用来供平幅纯棉及其混纺织物进行预缩整理的。预缩整理的目的是经过橡毯预缩工艺，使织物经向提前，从而降低成品布的缩水率，令尺寸稳定，以满足服装和其他纺织用品加工的需要。织物防缩整理的方法包括化学及机械两种整理。目前，我们的预缩机就是机械整理机器。预缩机主要由给湿单元、橡毯预缩单元和呢毯整理单元3个部分组成。织物的预缩必须在一定的工艺条件下才能完成，即相应的含湿率、温度及稳定的车速、张力。橡毯预缩机的预缩率随着超喂的改变而有所变化，通过对超喂与橡毯预缩机预缩率的模型设计，对两者间的关系进行研究，有助于提高预缩精度，得到更好的预缩效果。1.2 橡毯预缩机预缩率与超喂的研究现状就目前来看，大家对橡毯预缩机预缩率的影响因素研究方向大都放在挤压力、橡毯品质、布面湿度、布面及承压辊温度、预缩时间、织物状态这六个方面。预缩率与超喂之间的研究成果及文献少之又少，然而，超喂对橡毯预缩机预缩率的影响却是不能被忽略的。纺织品在染整加工中，经向受到较大的拉力，导致布匹伸长和幅宽变窄。为了克服这种不稳定的状态，保证纺织品的尺寸稳定，所以在拉幅或定型时调整进布的速度，这就是超喂。织物进入的线速度稍大于布夹链的线速度叫做正超喂（或超喂、缩码）。正超喂使纬密上升，预缩率降低。如果织物进入的线速度稍小于布夹链的线速度就叫做反超喂（或负超喂、拉码）。反超喂使得经纱伸长，纬密下降，预缩率变大。 所以，研究橡毯预缩机预缩率与超喂的模型具有重大的意义！1.3 本论文的组成本文内容主要分为六章，除第一章绪论外，还包括热定型工艺及设备、克重控制系统系统建模、克重控制系统PID控制器设计、结论与展望四大部分。现分别具体描述如下。 第二章 预缩机工艺及设备2.1预缩简介预缩的原因：织物在染整加工过程中，由于承受经向张力导致发生纬向收缩、经向伸长的不稳定现象。在以后的加工过程中，遇湿热会产生一定程度的收缩，给消费者造成损失和麻烦。预缩的目的：使织物获得稳定的形状。采用预缩机进行预缩加工，可以减少织物的经向收缩。预缩机的分类：胶毯预缩机、呢毯预缩机和阻尼预缩机。它们适用于棉及其混纺织物，可使缩水率减少至1以下。2.1.1 胶毯预缩机1、胶毯预缩机理织物的收缩是由橡胶毯、进布加压辊和加热承压辊之间的压力以及橡胶毯弹性引起收缩所产生的作用而形成的。影响织物的预缩效果的因素：胶毯厚度：厚度越厚，温度越高，织物的预缩效果越好。给布辊对承压辊的压力：压力越大，织物的预缩效果越好。织物的含湿状况：含湿量越均匀，织物的预缩效果越好。承压辊的温度：温度越高，织物的预缩效果越好。2胶毯预缩机的类型及结构我国使用的胶毯预缩机主要有：简式三辊橡胶毯预缩机、普通三辊橡胶毯预缩机、布铗链预缩整理联合机(1)简式三辊橡胶毯预缩机：组成：进出布装置、给湿装置及三辊橡胶毯预缩装置。其核心部分是三辊橡胶毯预缩装置。三辊橡胶毯预缩装置的组成：橡胶毯、加热承压辊、加压导辊及橡胶毯调节装置等，承压辊用蒸汽加热，采用水管喷雾给湿。该机结构简单、成本低、操作方便，但预缩效果不稳定。(2)布铗链预缩整理联合机组成：进出布装置、给湿汽蒸装置、短布铗拉幅装置、三辊橡胶毯预纺机及呢毯整理部分给湿采用喷雾和汽蒸箱，以提高渗透吸湿效果。短布铗拉幅装置使织物平整无折皱地进入三辊胶毯预缩机，并能依据工艺需要调整织物的喂入速度和经、纬向张力。胶毯整理机的作用：对经三辊橡液毯预缩的织物进行烘干定形，以保证织物的缩水稳定性、并能改善织物的手感和光泽。(3) 普通三辊橡皎毯预缩联合机它与布铗链预缩联合机的不同之处是少了一个短布铗链拉幅装置，给湿部分采用给湿箱给湿，给湿箱内装有喷汽管和喷雾管，织物可双面喷雾给湿，也能喷雾与蒸汽加热同时进行，以提高织物的渗透给湿率。2.1.2 呢毯预缩机1、组成：给湿装置、加热装置、循环呢毯喂布辊、拉幅装置、大小烘筒及进出布装置2、预缩机理给湿后的织物经拉幅装置后，以松式状态平整地紧贴在呢毯外表面，呢毯包覆于小直径喂布辊上，外表面被拉长；继而转向包覆于曲率反向的大烘筒上，被拉长的呢毯表面发生收缩，紧贴其上的织物也被强制地收缩，起到预缩作用。由于织物含湿、电热靴的热压以及织物被呢毯压贴在大烘筒表面上运行，提高了织物的可塑性，有利于提高织物的预缩效果。而织物在被呢毯压贴于热烘筒表面运行的过程中被烘燥，达到了稳定预缩的目的。经此预缩机整理的织物缩水率可降到1以内。对织物的不同缩率要求，需要更换不同直径的喂布辊和不同厚度的呢毯。2.1.3 阻尼预缩机1、使用性能及结构组成适用于棉毛、弹力罗纹和汗布等针织物的预缩处理，预缩率为030%，可按需求调节。预缩后的织物平整，门幅稳定，缩水率小，手感柔软。组成：进布汽蒸、预缩和出布部分进布汽蒸部分由进布辊、扩幅器、超喂装置和蒸汽给湿箱等组成。织物经进布辊、超喂装置、进入汽蒸装置。汽蒸装置为盘式上下汽蒸箱，箱内装有蒸汽喷射管，对织物给湿。预缩部分为两组阻尼预缩装置，以适应针织物两面预缩的需要。每组由喂入辊、阻滞辊和阻尼刀组成。阻滞辊、喂入辊由蒸汽加热，阻尼刀由电加热，并由气动装置控制施加于织物的压力。出布部分由胶辊帘带、卷取装置或折叠装置组成。织物离开第二组预缩装置后，由胶辊帘带送至卷取或折叠装置，实行卷取或折叠出布。2预缩机理阻滞辊辊面较粗糙，辊面线速度低，喂入辊辊面光滑，线速度高。织物在阻尼刀板的热压下，紧贴喂入辊辊面并被压入两辊间轧点，强制织物收缩，起到预缩的作用。同时，由于湿热条件，使织物稳定。织物的预缩量可由两辊间的速度差来控制。速度差大，预缩量大；速度差小，预缩量也小。2.1.4 橡毯预缩机1.橡胶毯预缩机的工作原理图2.1。橡胶毯预缩机的工作原理是：充分给湿的面料在给布辊1和加热承压辊5之间通过橡胶毯2的包覆，进入预缩机的加热承压辊5表面，橡胶毯2在给布辊1和加热承压辊5之间被弯曲，发生外层拉伸内层挤压的变形，利用橡胶毯良好的弹性形变面料被紧紧挤压包覆在橡胶毯和加热承压辊5之间，一边挤压收缩，一边烘干，达到经向收缩的目的。1- 给布辊 2-橡胶毯 3-橡胶毯张力辊 4-出布辊 5-加热承压辊 6-织物图2.1 橡胶毯机械预缩机工作机构示意图图2.2 橡胶毯拉伸压缩原理图橡胶毯“弯曲变形挤压”原理如图2.。设加热承压辊半径为R，橡胶毯厚度为h，取一单元段ab，包覆角为，面料厚度不计，理论上可以认为，面料的挤压变形产生的收缩等于橡胶毯上的内圈ab处的压缩变形量。橡胶毯的内圈压缩变形量为橡胶毯中心层长度和内圈ab处长度之差，可以表示为：因此，橡胶毯的内圈ab处的最大理论收缩率（也是最大理论预缩率）可以写成：从以上分析可以看出湿热预缩机理论收缩率主要与包覆带（橡胶毯等）的厚度h及加热承压辊半径R两个因素有关。应该指出：实际生产中烘燥筒的温度、喷湿量、烘燥速度、包覆带的张力大小、承压辊压力、弹性模量和包角大小、织物的组织结构等众多因素对预缩率也是有影响的，上述公式中并没有反映出来，湿热预缩机的研发人员应对此作深入的研究。例如，织物的组织结构中，纱支、捻度、密度三个参数对预缩率就有很大的关系。经纬密度大的织物纱线间的空隙较经纬密度小的织物小，因此经纬密度大的织物较经纬密度小的织物难收缩；同样，纱支粗的也较纱支细的织物难收缩。当经纱密度大于纬纱密度时（如卡其、华达呢），经向缩水率就大于纬向缩水率；反之，经向缩水率就大于纬向缩水率；当经纬纱密度相近（如平布类）时，经、纬纱缩水率较接近。捻度高的纱、线密度大，润湿溶胀后纱、线直径增加幅度大，导致在长度方向的缩水加重，下机缩水率高。所以，不同组织的面料预缩前的给湿量有一定的要求，给湿量的控制直接影响到预缩效果，给湿量一般控制在10%-20%之间，厚密织物为15%-20%左右。这些情况都是服装厂在使用预缩机应该预以注意的。2.1.5 各种预缩机的织物运行过程1简式三辊胶毯预缩机进布架干进布水管喷雾给湿三辊胶毯预缩落布架落布2布铗链预缩整理联合机进布架干进布 给湿箱喷雾给湿和蒸汽给湿 单烘筒预烘 短布铗拉幅 三辊橡胶毯预缩 呢毯整理机平烫烘燥 冷却装置冷却 消除静电 落布架落布3普通三辊橡胶毯预缩联合机进布架干织物进布 给湿箱双面喷雾给湿 单只烘筒预烘 三辊橡胶毯预缩 呢毯熨烫烘燥 落布架落布4呢毯预缩机进布架干进布 喷雾给湿 蒸汽给湿 单只烘筒预烘 短布铗拉幅 两组呢毯预缩 落布5阻尼预缩机进布辊平幅干进布 超喂轮超喂 蒸汽给湿 两组阻尼预缩 胶辊帘带送布 折叠或卷取出布2.2预缩原理及要素分析2.2.1 橡毯预缩的基本原理根据棉及混纺织物在一定温度和湿度等条件下具有的可塑性以及天然橡胶的高弹性，运用机械物理方法，将在各道生产工序中被拉长的织物，缩回至纤维自身的自然状态并将其稳定下来。这就是橡毯预缩的目的。预缩的过程为橡毯的挤压点处，通过压紧辊对橡毯的挤压，与承压辊接触的橡毯表面发生变形，经向伸长，织物在伸长的橡毯与承压辊之间被握持进步。随着承压辊的转动，被挤压的橡毯在失去挤压力后，橡毯回弹并带动织物经向收缩，这种经向收缩的过程即织物预缩过程。整个预缩过程在挤压点至后承压辊的1/4圆周内完成。2.2.2 影响预缩效果的七个要素挤压力、橡毯品质、布面湿度、布面及承压辊温度、预缩时间、织物状态、超喂，这是直接影响预缩效果的七个要素。这七个要素既有一定的独立性，又相互联系和影响。在实际应用中，这七个要素往往可以相互弥补。若一个要素的应用条件不好，可通过改变其他6个要素的应用条件，以最终保证预缩效果。七个要素调配得好，往往不仅保证了预缩效果，而且可提高生产效率或延长机器使用寿命。（1）挤压力指挤压点处橡毯所受的力在特定几何形状的条件下，挤压力的大小之间决定了橡毯变形量的大小，即橡毯经向伸长量的大小。挤压力越大经向伸长量越大，回缩自然也越大，则织物预缩率相应大。挤压力是预缩机的预缩能力的标志，现国际水平的预缩机，其挤压力可达200250KN，对于宽180cm的橡毯而言，其线电压为1.11.4kN/cm。橡毯硬度在邵尔40时，橡毯厚度、最大推荐挤压力、线压力三者的关系如表所示。橡毯厚度/cm70686664626058565452-504846-44最大推荐挤压量/mm16151413.512.51211.51110.5 109.59线压力/N/cm1000921862804764735700676657637627627需注意一点：对于不同的橡毯硬度，当橡毯厚度和挤压量相同时，其挤压线压力是不同的。橡毯硬度越高，需要的挤压力量越大。 进口橡毯推荐最大挤压量S=橡毯厚度25%， 国产橡毯推荐最大挤压量S=橡毯厚度20%。为保证橡毯挤压力左中右均匀，其前提条件是保证紧压辊与承压辊的平行。影响挤压力左右中均匀的还有两个因素：一是橡毯自身硬度左中右是否一致；而是压紧辊和承压辊在挤压过程中所产生的挠度变形；对于180幅宽系列预缩机的挤压力横向均匀性影响不大，但对于280-360系列的预缩机，就可能较大程度地影响到挤压力横向均匀性，应在结构上采取相应措施，防止挠度变形过大。在实际操作中，为保证挤压力左中右均匀，最常用的办法就是保证压紧辊与承压辊的平行和磨辊与压紧辊的平行。具体平行测量工具一般采用内卡钳，平行度量具等，用这些工具直接测量并保证两辊外圆之间的间隙左右一致。（2）橡毯品质橡毯品质对织物预缩的影响极大，橡毯的弹性、硬度、均匀性、亲水性、磨擦系数、抗疲劳性、抗断裂性、耐热及抗老化性、耐磨性、可修补性等等，都将直接影响预缩效果。橡毯的弹性，对织物预缩的影响最大。橡毯受挤压后照成的变形量及橡毯失去挤压后的回弹能力，这一物理过程可以理解为橡毯的弹性，变形量大小回弹能力，则弹性好。目前，国产橡毯的弹性指数65-68，而进口橡毯的弹性指数为70-72，由于国产橡毯。橡毯的硬度是与其弹性密切相关的一个指标，硬度高，抗压性好，但弹性将变差；经长期的应用实践，国内外即备受均把橡毯硬度定在邵氏38-40，以同时满足弹性及抗压性的要求。在实际使用时，当橡毯表面发光并出现微小龟裂纹时，说明表面硬度提高，此时应进行磨毯。近期，西欧地区常用邵氏362，主要为追求织物的柔软风格。橡毯的均匀性直接影响被加工织物的品质和机械运动状态。如弹性或硬度不均匀，就会造成织物预缩的不均匀，还可能造成橡毯向一边跑而纠不过来，或左右“蛇行”。橡毯均匀性的好坏，一般通过检查表面硬度来决定。橡毯的圆周及幅宽方向其邵氏硬度误差值应在0.5。橡毯表面的亲水性，对织物的含湿量可产生一定程度的影响。亲水性的好坏，与橡毯的配方及表面粗糙度有关。具体应用过程中，可通过调整橡毯压水辊的压力来改变橡毯的带水量。该带水量可增加织物的湿度，大约在2%左右。在调节给湿机的给湿量时应考虑橡毯给湿的存在。橡毯亲水性的好坏对橡毯表面的冷却和润滑也将起重要作用，亲水性好，橡毯表面的冷却和润滑就好，则橡毯寿命长。橡毯表面与织物的摩擦系数，直接决定了两者之间的摩擦力。而摩擦力的大小，就决定了橡毯对织物的握持能力。握持能力越大，则橡毯在受挤压后回弹时带动布一起回缩的能力越强，即预缩率大；反之，则预缩率小。摩擦系数与橡毯原材料有直接关系，在实际应用中不易检测，一般采用不同牌号的砂带来打磨橡毯表面，以获取不同的握持能力。常用的砂带牌号为60#-120#，牌号低适合厚重织物，牌号高适合轻薄织物。橡毯的抗疲劳性、耐性及抗老化性、抗断裂性等，直接关系到橡毯的寿命。橡毯一致处在高负荷下，如圆周方向一直处在正反弯曲状态，且在宽度方向不间断地加压和卸压，同时加热和冷却在交替进行。在这种状态下，橡毯的抗疲劳性、耐热及抗老化性、抗断裂性等性能若不好，将加速橡毯的疲劳老化，甚至断裂，橡毯寿命可想而知。目前，进口橡毯中寿命较高的可加工1000万米以上织物，过程较好的橡毯可加工500万米左右。橡毯的耐磨性，取决于橡毯的原材料和加工工艺。耐磨性好，则每次磨橡毯后减薄量小，寿命自然就延长。橡毯的可修复性，指橡毯局部损坏时可修复的程度。可修复性好，往往可挽救一条橡毯；若可修复性不好，修复点处于橡毯其他地方相比，弹性或硬度造成差异，则对织物预缩的均匀性产生影响。（3）布面的湿度指预缩前织物的含潮率预缩前织物的含潮率一般为10%-15%。具体按织物平方米克重掌握，即布的平方米克重越大，含潮率也应越大。纤维之间的水分是一种润滑剂，没有水分，纤维之间很难产生滑动即很难预缩。给湿方式有如下几种：喷雾（喷嘴、甩盘）、汽蒸箱、汽蒸烘筒、泡沫法、带水辊、橡毯表面含潮等。什么给湿方式并不是关键，关键是给湿均匀。织物经喷雾给湿后，再经过570mm烘筒的烘蒸，就是促使织物含潮均匀的一种常用方式。喷雾给湿时可使用各种添加剂，但要注意，添加剂是一种润滑剂，既可造成织物易缩，又会造成织物伸长。橡毯表面的含湿量，直接对织物含湿量产生影响，可改变织物的含湿率1%-3%。具体控制橡毯带水量主要有两个办法：一是选择不同号的砂带磨橡毯，如60#，带水量大，100#，带水量小；而是改变压水辊压力大小，也可改变橡毯带水量。预缩整理后的织物含潮率应在4%左右，此时最有利于织物的稳定。烘的过干，空气重的水分会对织物产生冲击；按自然回潮率7%掌握，不利于尺寸的稳定。（4）温度指进预缩机前布面温度和承压辊温度织物在一定的温度条件下通过湿度等因素的配合，是植物容易产生预缩形变，且织物预缩后形状可以稳定下来。织物预缩前的温度控制在6080是较理想状态。但由于布面温度不易检测，一般通过570mm烘筒温度或压力来大致控制布面温度，570mm烘筒表面温度一般掌握在105左右；使用喷直接蒸汽烘筒时要蒸汽均匀喷出，穿透布面。承压辊表面温度应根据不同织物的预缩要求，掌握在107-140，轻薄织物温度可偏小，厚重织物温度应偏大。两个温度的控制调整要根据织物预缩的具体情况相互协调，以求达到较好的预缩效果。蒸汽质量的好坏对温度有直接影响，有时有雨蒸汽质量太差，甚至会影响到左右产生较大温差，这将直接影响植物预缩。温度的测量方法：红外在线检测承压辊表面温度。红外温度检测器人工测量布面或各辊面温度。辊体表面专用测量器（热电偶）。辊体内部安装热电偶直接测量蒸汽温度。观察蒸汽压力表读数。手摸布面，凭经验感觉。以上六种办法，最常用的方法是第、两种。（5）预缩整理时间又可称为车速没有一定的时间保证，织物随着橡毯回弹而回缩这一物理过程就不能充分的完成。若时间较短，即使温度、湿度、橡毯压力等因素调整的很合适，也不会达到预期的预缩效果。但预缩时间与橡毯的弹性是有一定关系的，橡毯的弹性好，则预缩时间相应短。织物预缩后的整理过程也与时间有密切关系。刚预缩的织物若没有一定时间的烘干整理，其尺寸就不会稳定下来。现为了提高生产效率即提高车速，同时又要保证整理效果即保证整理时间，通过采用加大呢毯整理烘筒直接的办法。在保证整理时间的条件下，烘筒直接越大，车速相应提高。所以，目前大洪筒直径有不断加大的趋势，从最早的1500mm不断发展到1800mm、2000mm、2200mm，最近又发展到2540mm。预缩整理时间与蒸汽温度即蒸汽压力有着直接的联系。温度高，传递同样的热量所需时间就少，这样车速就可提高。实际应用中，可结合具体情况进行调整。（5）织物本身状态及前道工序对预缩的影响织物本身状态对预缩的影响，主要表现在织物是否具有吸水性。坯布（直接来自织机），通常有很强的防水性，此类织物预缩前就要进行吸水化处理，如牛仔预缩前先经过浸扎机，然后烘干至一定湿度进行预缩。经过煮练。漂白等工艺的织物，其吸水性是大大增强了，但在这些工序中，一定要注意尽可能减少织物的张力，即减少织物的伸长。否则，势必会提高织物的潜在缩水率，增加预缩的难度。织物的经纬密度及纱支不同，其预缩的难以程度也不同，如高支高密的府绸和粗支纱大克重的牛仔布，都是比较难预缩的。织物纱线的各种成分（棉、涤棉、化纤、麻等）的含量比例不同，对预缩也有一定影响。甚至织机的张力控制是否一致，都可能造成对织物预缩的影响，只有充分考虑了织物因素和预缩前各道工序因素，才能保证预缩的质量和稳定性。（7）超喂织物进入的线速度稍大于布夹链的线速度叫做正超喂（或超喂、缩码）。正超喂使经向保持一定的松弛状态，有利于织物的扩幅，能使织物经向有一定的回缩效果，同时纬密上升，克重增加，经向缩水降低。如果织物进入的线速度稍小于布夹链的线速度就叫做反超喂（或负超喂、拉码）。反超喂使得经纱伸长，纬密下降，克重减少，经向缩水变大。2.3预缩机的调试天然面料水洗尺寸变化的问题一直是纺织印染行业中的难题之一，为解决这一问题，现普遍采用橡毯预缩设备。该设备简单、实用、无污染，但能否用好该设备以满足不同织物的各种预缩工艺要求，关键是看能否调试好设备的状态。调试不到位，不仅预缩效果不好，而且可能造成机器不能正常开车运转，甚至造成设备损坏或织物的废次品。下面以国家攻关项目LMA451型预缩整理机为例，对设备的机械状态和工艺生产状态的调试进行探讨，并对生产中常见问题提出一些处理方法。2.3.1预缩机的机械状态调试（1）各单元机之间要严格按照地面十字线确定安装位置，尤其要注意调整各单元机的主要辊子中心线一定要平行和水平，否则，易造成织物跑遍或织物单边皱褶。若安装后发现机器位置不正，其返工量时很大的。（2）喷雾箱的喷嘴要做喷雾试验，每对喷嘴逐一调试，保证左中右喷雾均匀，喷雾量大小应能通过调压阀灵活调整。 （3）橡毯预缩单元的主传动联轴节及呢毯单元的传动联轴节，其同轴度一定要精确细致地反复调整，确保同轴度一致。否则，将造成传动功率的损耗，并增大减速器的噪音和温升，影响减速器的寿命。 （4）磨辊应进行空转试验，保证无明显跳动、抖动和振动，必要时重新校动平衡。对电动机的工作电流应作记录，此电流值在磨橡毯时作为磨毯进刀量的参考。经改造可以灌油的磨辊，在空转试验后应加油(按磨辊内部容积的60%左右注油),再进行转动试验,不得有振动等现象,此时的电动机电流应记录在案,并作为正式磨毯电流值的参考。（5）准确测量橡胶毯厚度,测厚时应将张紧辊放松,在张紧辊与导辊之间用游标卡尺(或外卡钳)测量。左右两侧均应测量并记录在案。按照实测橡毯厚度值,调整压紧辊与承压辊之间的距离,然后把橡毯压紧量刻度尺调到“0”位。特别应注意压紧辊与承压辊的间距一定要一致。（6）橡毯张力调整时,应首先将橡毯放松(在张紧辊与导辊之间的橡毯出现较大圆弧的情况下,应用光滑的木杆将两端橡毯扛直),在橡毯两侧面进行标记,标记长度为305 mm,然后缓缓升起张紧辊,同时运转橡毯,当橡毯两侧标记长度为311312 mm时,张力即为合适。（7）橡毯跑偏时应通过张紧辊调整。调试时,橡毯运行状态可逐步向正常开车状态靠拢。如: 压水辊不加压加压2.5 kg/cm2 橡毯喷水不喷水喷水 橡毯压紧量03 mm 承压辊不通蒸汽通蒸汽2 kg/cm2橡毯跑偏时,一般按照“跑高不跑低”的原则调整张紧辊(个别特殊情况会出现跑低不跑高)。当橡毯向某一端跑,可认为该端辊子偏高,应适量下移,或上移另一端张紧辊(一端的下移量和另一端的上移量尽可能一致,这样对橡毯张力不会产生较大影响)。调好后,张紧辊两端的高低往往不太一样,应按刻度值作好纪录。（8）呢毯张紧机构应使张紧辊灵活地平行移动,左右不能别劲(气缸张紧力一般按23 kg/cm2)。（9）呢毯纠偏机构在调整时,应注意纠偏辊的移动量尽可能往小处调,这样可以减少纠偏频次。纠偏气缸的节流阀也应调的小一些,以减少气缸的冲击。（10）检查呢毯有无喇叭口现象,即呢毯各导辊在水平和平行的情况下张紧呢毯,看幅宽方向左右松紧是否一致,若不一致,一般为喇叭口。此时可调整呢毯进出口上方或下方导辊的角度,该角度与喇叭口方向一致。2.3.2预缩机的工艺状态调试（1）首先了解被加工织物的一般情况,如坯布是否经过处理(煮练、漂白、染色等),织物是亲水还是疏水,织物的经纬密度,经纬纱支,纱线各种成分(棉、粘棉、化纤、麻等)的含量比例,何种织机所织,预缩前的处理工艺过程及造成织物被拉长的情况等。然后,测定织物的潜在缩水率,测定时要严格按照标准进行。根据实测潜在缩水率,设定机器的预缩率。一般情况下,通过设定各单元的传动线速度,来设定机器预缩率,即式中: V1给湿喂布辊表面线速度; V2呢毯大烘筒表面线速度。（2）穿布路线一般应按全机总图要求进行穿布,但各使用厂可根据织物品种和自己的操作经验适当改变穿布路线,如跳过喷蒸汽烘筒或跳过喷雾箱。（3）喷雾箱中的喷雾给湿量通过调整喷气压力大小来改变,压力越大,给湿量越大。由于压缩空气内可能含有油渍,因此喷气气源可采用饱和蒸汽或高压鼓风机。生产现场可根据具体情况而定。喷气压力应0.51.5 kg/cm2。蒸汽烘筒的调试,应保证直接喷蒸汽时辊面不要产生积水。一般开车前先预热烘筒,并保证汽水分离器工作正常和输水管路畅通。蒸汽供汽压力一般应2 kg/cm2。（4）橡毯预缩单元进布处的织物张力调整,一般应按无张力调整,但需要有一定张力时,可通过向下微调给湿单元的车速,达到增加张力的目的,此时应注意,通过此法增加张力是有限的,易造成给湿喂布辊的倒拖状态。出现倒拖状态时,黄色信号灯亮,此时应注意观察织物张力情况,防止损坏变频器或拉弯导布辊。（5）橡毯压紧量取决于织物预缩率的大小,压缩量越大,预缩率越大。最大压紧量,国产橡毯为20%,进口橡毯为25%。超过最大压紧量,橡毯易损坏。具体压紧量应根据织物预缩率的要求并考虑湿度、温度、车速、橡毯及织物等因素来调整。在满足预缩率的前提下,尽可能用最小的压紧量,以延长橡毯寿命。停车时应将压紧辊退回,不要使橡毯有压缩量,遇到突然停电时,应用手动机构将压紧辊退回。（6）承压辊的工作温度应根据所预缩的织物进行调整,织物越厚越重,预缩率要求越高,承压辊的工作温度也越高。承压辊蒸汽工作压力15 kg/cm2,一般情况下3 kg/cm2左右可以正常开车。（7）调节橡毯压水辊气缸压力的大小，可以改变橡毯表面的带水量,对织物的含湿量产生一定的影响。根据织物的不同含湿量要求,通过调整压力,可以省掉喷雾给湿单元的喷雾或喷直接蒸汽程序。橡毯给湿还有一个特点,即给湿比较均匀。实际生产中应充分运用橡毯给湿这一特点。（8）橡毯内外表面的喷水冷却要均匀。水不要直接喷在橡毯内外表面,而要喷淋在呢质刮刀上面。呢质刮刀与橡毯表面接触要均匀,并与水平面形成一个夹角,以便存有一定水量。（9）呢毯整理机的呢毯张紧应适度,过紧过松均不好,可通过张紧气缸进行调整,一般气压按23 kg/cm2掌握。（10）呢毯整理大烘筒由于转动惯量较大,在开车前应与橡毯预缩单元一起进行同步调整。一般需调整变频器的升降时间和转矩,必要时适当设定呢毯传动电动机抱闸刹车时间,以防止在高速下马上刹车,造成传动件的损坏。（11）呢毯整理机进布处织物张力的调整,应保证该处织物张力始终处于零张力状态。开车时,注意观察呢毯整理机进布处与橡毯整理机出布处之间的织物在重力作用下有一个微小的圆弧,弧高区间510 cm。偏离弧高区间时,应微调呢毯整理单元的车速,使其稳定在弧高区间。（12）落布辊线速度的调整,应以既能拖引织物顺利落布,又不致造成拖引力太大使织物伸长为原则,其落布辊线速度一般按高于大烘筒线速度2%掌握,具体可根据现场情况调整。2.3.3预缩中常见问题的处理（1）预缩率或缩水率达不到要求按照影响预缩效果的六要素(挤压力、温度、湿度、车速、橡毯品质和织物状态)进行分析调试,重点检查以下几点:橡毯的压紧量是否足够;适当提高承压辊蒸汽压力;橡毯厚度是否太薄或是否需要磨毯;织物是否给湿太多;适当降低车速。（2）织物两边或单边出现折痕(俗称剪刀印)主要原因橡毯预缩单元进布处的织物张力不够,一般情况,增大张力可消除折痕,具体调试办法:微调进布单元的车速比例;调整紧布架角度;调整整纬辊的角度;改变进口处穿布路线(即改变进口处导辊或扩幅辊的位置);选用进布处张力在线监控装置;防止布边过湿或过干。（3）织物出现较大面积的席印和波浪纹布面湿度过大,易造成席印,尤其是橡毯表面带水量较大时更易造成席印和波浪纹,解决的办法是: 加大压水辊压水的压力; 压水辊表面包一层吸水性织物; 下次磨橡毯使用细一些的砂布。 检查橡毯表面磨得是否均匀,不均匀时,会出现周期性席印、波浪纹。磨橡毯时,要防止压水辊、压紧辊对磨毯产生干扰,如压紧辊不平行和压水辊左右压力不一致等。承压辊蒸汽压力太大或橡毯张力太小,均会出现席印。检查承压辊轴承是否损坏,若损坏或承压辊运转不灵,则易造成波浪纹。橡毯裂纹会造成局部周期性波浪纹,对于局部圆形波浪纹,一般是橡毯内部有较大裂纹。（4）织物边缘不平直,又称荷叶边(一边或两边)主要原因是布边湿度过高或过低。如织物在布车中停放时间过长,会造成布边湿度改变。 汽压力不太足时,会造成烘筒或承压辊两边温度略低于中部,造成织物产生荷叶边。 布边距橡毯边缘距离小于150 mm时,该布易产生荷叶边。磨橡胶毯时,磨辊与压紧辊不平行,会造成橡毯厚薄不一致,使织物产生一边有荷叶边。 装进布时,卷装过大,布边易产生荷叶边。 打包布竖着放,布边受压变形,产生荷叶边。 呢毯整理大烘筒蒸汽压力不足,织物烘干定形不充分,易产生荷叶边,此时可增大蒸汽压力或降低车速。（5）织物有麻点 橡毯未磨光易造成麻点,处理办法为重磨橡毯。 呢毯表面太粗糙,可考虑调换呢毯。 橡毯和承压辊表面粘有棉绒、洗洁剂和肥皂时,易产生麻点,清洗干净即可。 （6）织物产生经向褶皱 主要因为织物吸水性不好,可适当加大喷蒸汽烘筒的蒸汽压力，烘筒的蒸汽压力，用直接蒸汽改善织物的吸水性。 橡毯太松，也会造成经向折褶，适当调紧即可。 导布辊之间距离太大，也是原因之一，可在两导辊之间加导布辊或直杆。 （7）织物预缩是产生尖叫声 主要原因是橡毯表面粗糙度偏细，以及织物采用硫化染料染色所致，通常采用以下几种办法可减小或消除尖叫声： 提高承压温度,但注意不要提高太多,否则影响橡毯使用寿命; 在前处理或染色等工序中,其工艺配方适当增加柔软剂; 改变砂布号,重新磨橡毯; 适当改变织物含湿率,一般增大湿度可减小噪声; 适当改变橡毯挤压力和张力。 （8）织物经预缩后放置24 h,出现皱折或起泡了解清洗橡毯是否用了工业洗涤剂,橡毯不允许使用工业洗涤剂,可用中性肥皂清洗。（9）织物预缩出现问题后的判别法织物预缩出现质量问题时,是机器调试原因,还是织物本身的原因简单判定方法如下:找出织物质量问题的特征是在织物中心线左侧还是右侧,并做好纪录。将织物正反面调一下,进行过布试验。对比正反两次过布试验的质量问题左右侧特征,特征一致的一般是机器调试问题;特征相反的一般是织物本身问题。如左侧有剪刀痕,织物正反面调整过布时剪刀痕跑到右侧,这一般属织物本身质量有问题;如剪刀痕还在左侧,这一般属机器调试有问题。2.4 橡毯预缩单元的设计橡毯预缩单元为预缩整理机的核心部分，织物的预缩工艺就是在此单元完成的，其机械结构的合理与否，直接影响到此单元承载能力，预缩能力，是关系到整机设计成败的关键。下面对此单元中关键结构的设计进行论述。2.4.1墙板结构墙板结构队单元的承载能力和稳定起关键作用。从我国现在设备情况看基本有两种：一种是生铁墙板，其结构一般分为上、下墙板，中间依靠螺栓联接。此结构特点是：由于墙板为上、下可拆卸，便于安装承压辊和其他辊子。不足点：由于结构国语紧凑，各辊子安装稍有不便。从上述两种墙板结构分析可看出，第二种墙板结构所具有的特点可满足单元机承载能力高，机架稳固的要求，又可满足产品快速反应市场的要求，对于辊子安装不便，设计时采用整体厚钢板墙结构是可以避免的。2.4.2承压辊结构织物预缩率的大小与橡胶毯被压变形的量有直接关系，橡胶毯被压变形越大，织物的预缩率越大，同事承压辊所承受压力也越大。所以承压辊的承载能力是保证预缩率的关键。从现有的预缩机来看，承压辊结构主要有三种：第一种是辊体采用不锈钢板制造，蝶形封头，封头与轴头采用法兰联接。此种结构由于碟形封头受加工设备的限制，因此封头板较薄，承压辊承受大扭矩时易造成封头撕裂。此结构不能承受扭矩，满足不了厚重织物预缩要求，现已基本淘汰不用。第二种是辊体采用不锈钢板制造，平板封头，封头与轴头采用法兰螺栓联接。此结构特点：由于平板碰头加工制造容易，可根据需要增加其厚度，故其承载能力大大提高；由于封头与轴头采用法兰螺栓联接，轴头材料不受焊接工艺限制，非常便于轴头选材。第三种是辊体采用不锈钢板制造、辊体、平板封头和轴头为整体焊接。此结构特点是：整体性好，承载能力强；加工制造方便，制造精度易达到；对轴头材料要求较高，既要满足焊接工艺要求，又要满足承载能力需要。一般选材为低合金钢，价格较高。（1）橡胶毯张紧、压紧结构橡胶毯必须处于合适的张紧状态，同时还必须被压紧辊压至一定的变形量，然后在一定的工艺条件下才能完成预缩工艺。橡胶毯的张紧、压紧都属于动作频繁部位，特别是压紧装置，随着橡胶毯压紧量的增大，如采用手动，操作者的劳动强度时很大的。因此，这两处结构在设计时应当采用电机拖动，并由限位开关控制过程，提高生产效率，减轻劳动强度。（2）电气拖动及同步系统在预缩整理工艺过程中，由于织物经过橡毯预缩单元要有一定的收缩量，因此，要求前方单元要有一定比例的超微量。这样，在加工过程中织物才能自由收缩，此时的同步条件为：式中： -给湿单元喂布辊表面线速度； -橡毯预缩单元承压辊表面线速度； -呢毯整理单元整理烘筒表面线速度； -喂布辊超喂系数； -承压辊超喂系数； -整理烘筒超喂系数；此处这种同步称为松式同步。松式同步拖动系统的这种特点，要求系统中各单元机的速度要有很高的稳态精度和动态精度，以保证联合机在起动、升速、正常运行、降速、停车过程中各单元之间比例关系不变，从而保证织物张力恒定。第三章 超喂与预缩率控制系统的设计3.1 测速控制系统控制超喂是通过控制进布棍与转轮的速度来控制的，所以将控制超喂转换为控制进布棍与转轮的速度。核心就是一个测速控制系统。在构建超喂系统前，我们必须了解测速控制系统，其具体组成如图2.19。图3.1 测速控制系统框图本文主要采用PID调节器，输入为速度偏差信号，其输出用于控制变频器。而我们知道通过改变三相异步电机输入电压的频率可以改变其输出转速，所以变频器的输出端应连接三相异步电机，从而达到改变转速的目的。电机输出后应接减速器，从而达到降低转速，提高输出转矩的效果。再经过转动轮相关变换关系，转换成线速度输出。最后经测速传感器检测反馈到输入，构成闭环回路，实现速度的自动调节。3.2超喂系统简介3.2.1超喂的含义纺织品在染整加工中，经向受到较大的拉力，导致布匹伸长和幅宽变窄。为了克服这种不稳定的状态，保证纺织品的尺寸稳定，所以在拉幅或定型时调整进布的速度，这就是超喂。织物进入的线速度稍大于布夹链的线速度叫做正超喂（或超喂、缩码）。正超喂使经向保持一定的松弛状态，有利于织物的扩幅，能使织物经向有一定的回缩效果，同时纬密上升，克重增加，经向缩水降低。如果织物进入的线速度稍小于布夹链的线速度就叫做反超喂（或负超喂、拉码）。反超喂使得经纱伸长，纬密下降，克重减少，经向缩水变大。3.2.2超喂装置超喂装置一般有：1、毛刷超喂装置：超喂装置有超喂上针及滚筒同步电动机两个部分。织物超喂上针时齐进入针铗前，左右两边有两只大小橡胶轮将织物夹牢送入针板，其中大橡胶轮作主动回转，其速度大于布速，织物通过大橡胶轮再经两只毛刷辊压入针板。毛刷超喂装置的超喂量为力矩电动机(或直流电动机)的转速所限，同