FA320并条机系统分析.docx

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FA320并条机系统分析

南通纺织职业技术学院毕业设计

FA320并条机系统分析

年级:

10纺机电

学号:

10026114

专业:

新型纺织机电技术

指导老师:

完成时间2012年10月10日至2012年11月29日

摘要

近些年来，随着我国经济的迅猛发展，纺织机械技术已经在工业生产、生活领域得到广泛应用，方便人们的生活，为提高生产的效率，纺织机械渐渐走向自动化、智能化连续化，在在节能环保、方便生产生活方面将日益发挥巨大的作用。

高速并条机是一种综合应用机械、微电子、自动控制、传感测试、电力电子、接口和软件编程技术等的高新技术产品，在棉纺行业具有较大的市场应用前景。

本课题以FA320高速并条机项目研发为背景，着重研究了FA320高速并条机的系统部分。

本文在分析国内外并条机发展现状的基础上，深入研究了高速并条机的技术需求，基于人机工程学的原理，分析了FA320型高速并条机的系统：

为实现高速并条机传动平稳、运行噪音低，对传动和牵伸等机械部分进行了理论分析计算，初步完成了FA320型高速并条机样机的机械系统、检测仪表系统、控制系统的联调和现场试验工作。

本文研究FA320高速并条机样机达到了系统的设计指标。

该设备具有机械本体部分布局合理、结构紧凑、外观宜人、运转平稳、整机振动小、噪音低．操作简便、运行可靠等待点，将具有广阔的市场应用前景。

关键字：

机械传动，工艺流程，电气控制，维护保养

1绪论

1.1课题研究的意义

并条工序是纺纱的重要工序之一，其工序技术的发展，正在受到普遍的重视。

当前随着我国加入WT0，棉纺织行业将迎束一次新的发展机遇，棉纺织产品对设备的需求越来越高，急需一批效率高、质量稳定、自动化程度高的设备。

研制出集机电仪一体化的高速棉纺并条机是提高纺织装备水平、提高纺织行业加入WTO后竞争力的需要，也将为纺织行业提高产品的技术质量、提高经济效益打下良好的基础。

目前，江苏棉纺企业使用较多的是FA272型并条机，其运行速度低，电气控制系统采用继点接触式逻辑控制系统，改变工艺参数时，需对相应零部件进行调整，生产过程中难以保证零部件调整的精度，无法满足工艺的多样性要求，灵活性与适应性较差。

本课题选用可编程控制器及变频器作为并条机的核心控制单元，可实现电机的无级调速和工艺的柔性调整；并且在国内并条机上采用人机界面技术，使并条机的自动化程度大大提高。

1.2课题的应用价值

基于市场调研和项目单位发展的需要，本课题研制适用于纯棉，涤棉、中长纤维的混纺或纯棉的牵伸并合的高速并条机。

该项目研制成功后，将填补省内高速并条机生产的空白，并将增加项目单位的发展后劲，培养新的经济增长点。

FA320高速并条机，不仅可以提高棉纺纱的技术含量，提高生产效率、增加产量：

而且在同等配备龃纱机的情况下，可以节省棉纺厂的设备厂房和用工成本。

FA320高速并条机采用机电一体化制造技术，将为用户提供高智能、高稳定、高质量的产品，使运行和操作方便可靠，降低用户的使用成本。

1.3国内外的技术现状

自70年代以来，国外并条机发展迅速，新的机型不断涌现，其速度水平及机电技术部有新的提高，自动化技术更为广泛。

德国、同本、瑞士、英国等国生产的高速并条机集中代表了发展水平，具备的共同技术特征是；

（1）牵伸型式肓新突破，更趋先进

牵伸机型是并条机的心脏。

新型并条机的牵伸型式完全摆脱了传统的三上四下牵伸型式。

德国青泽720型井条机，采用三上三下曲线牵伸，FA320并条机采用四上四下附导向辊、压力棒式双区曲线牵伸，牵伸倍数能达到6一14倍。

（2）机电一体化、自动化程度高

新型并条机采用自调匀整装詈、自动换简装胃、断条自动装置、自动清洁系统，使其效率提高到90％以上，能适应500米／分以上高速生产。

（3）卷装大，机台高

新型并条机的棉条简直径最大为100毫米，高度最大为1．2米，从而减少了用工，提高了看台量。

（4）噪音小、空气含尘量少

新型并条机的噪音一般为80一85分贝。

车间空气含尘量较少。

1.4未来的发展趋势

纺织工业在实施“重中之重”的战略过程中，对并条工序的工艺、设备技术，

将更加关注。

并条机的现代化以提高劳动生产率，提高棉纱质量，增加花色品种，适应各种长度的纤维和混纺的要求为目的。

未柬棉纺并条机的技术发展将有以下几个趋势：

（1）现场总线技术

现场总线是主要用于连接现场仪表和自动化控制系统之间的通信系统。

现场总线技术是目前世界自动化技术的热点，相信不久将在纺机设备上推广应用这种先进的现场工业控制技术。

（2）电子应用技术

表现在自动控制、在线监测显示和PLC控制的运用将更趋完善。

（3）密封技术

罗拉的高速运动负荷部由罗拉两端的滚针轴承所承受，为使轴承能长期维持在良好的润滑条件下运转，完善的密封技术成为必需。

（4）环保技术主要表现在清洁滤尘系统的改进和噪声的降低。

（5）数显技术

交互直观、参数调整方便的人机界面和触摸屏将逐步在并条机上使用。

2并条机的任务和工艺流程、规格及特征

2.1并条机的任务

由于梳棉机制出的生条长片段线密度不匀率较大（约4%左右）；纤维伸直度率，完全伸直的纤维只占25%左右，大部分纤维呈弯钩或卷曲状态；生条中还有一些纤维相互缠连。

生条若直接用于纺纱，必须影响成纱质量。

至于精梳维条，虽然纤维的伸直度较好，但是条干均匀度较差。

因此它们都必须经过并机的进一步加工，将多根纤维条并合和牵伸成一根纤维条，以达到以下目的：

①降低纤维条的长片段不匀率；②改善纤维的伸直平行度及分离度；③使各种纤维相互均匀混和，以取得混棉效果。

2.2并条机工艺过程

并条机由喂入、牵伸和成形卷绕三个部分组成。

共有六根或八根纤维条经导条罗拉和导条压辊的牵引，从机后各条筒1中引出，转过90o后在导条台上并列向前输送，由给棉罗拉汇集喂入牵伸装置。

牵伸装置由三列下罗拉、三根皮辊及一根压力棒组成。

为了防止纤维扩散，牵伸后的纤维网经集束器初步收拢后由集束罗拉输出，再经一定口径的喇叭头凝集成条，被紧压罗拉压紧后，由圈条器将纤维条有规律地圈放在机前的条筒内。

图1工艺过程示意

1-喂入棉条桶2-导条罗拉3-给棉罗拉4-牵伸装置5-导向罗拉6-弧形导管7-解压罗拉8-圆条盘9-输出棉条桶10-弹簧加压摇架

2.3并合作用

并合就是将多根纤维条平行地叠合成一体，由于各根纤维粗、细节在并合中随机叠合，从而可以改善纤维条的均匀程度。

n根定量相同、不匀率C相同的纤维条随机并合，则并合后纤维条的不匀率C=。

并合后纤维条的不匀率为并合前的，即均匀度得到了改善。

并合根数n过大同，并合效果就不明显。

而且由于并合后的牵伸倍数增大，导致条干均匀度恶化。

因此生产上一般只采用六根或八根纤维条并合。

实际上各根纤维条还存在着定量轻重差异，如将轻条或重条集中在同一眼（多根条子并合喂入和牵伸成一根条子的生产单元称为眼）并合加工，则输出条子会相应地偏轻或偏重。

故生产上应注意将纤维条轻重搭配并合，如果做到每眼以轻重条搭配喂入，输出条子之间重量差异就可显著地降低。

为了改善纤维条的内在结构，例如提高纤维混和均匀度和伸直平行度等，一般都不止进行一个道次的并条加工。

通常，纯棉纺采用两道并条，涤棉混纺采用三道并条，而毛纺采用3~5道并条。

2.4FA320型并条机规格及特征

FA320并条机，采用进口微电脑可编程控制器完成整机逻辑动作，工作稳定可靠，抗干扰能力强。

为了确保并条机高速下的成纱质量，采用红外线监控断条、拥头等故障停机，装在机前的计数仪表装置，采用单片机控制技术，可记录各班产量、总产量、可设定筒定长，从而使FA320并条机的故障自诊断功能实现了智能化，高质量、高可靠性的元器件及新型控制技术，保证了FA320并条机高可靠的连续运行。

FA320型高速并条机利用世界先进的Uster棉条控制技术与宝成公司精密机械制造相结合，形成新一代超短片段自调匀整并条机，该机采用先进的变频和计算机控制技术，高速性能稳定，零部件制造精良，传动运转平稳。

FA320优良的匀整性能和使用性是新一代的理想机型，代表着现代并条机的发展方向。

1.1、主要技术规格

适纺纤维长度（mm）:

20～75

最大输出速度（m/min）:

600

眼数:

2

　　喂入形式:

高架导条积极喂入

牵伸形式:

四上四下附导向辊、压力棒式双区曲线牵伸

总牵伸倍数:

4～14

罗拉直径:

上罗拉Φ34×Φ34×Φ34×Φ34×Φ34

　　　　　　下罗拉Φ35×Φ35Φ×35×Φ35

　　加压形式：

弹簧摇架加压

　　匀整装置：

USTERSLIVERGUARD简称USG

匀整范围：

±25，±20，±15，±10选择

匀整片段：

10～25㎜

换筒形式:

后进前出式

1.2、主要特点

（1）牵伸系统采用五上四下附压力棒双区曲线牵伸,棉网先经后区预牵伸进入中区,中区牵伸为1.018倍的固定值,使高速运行的纤维在进入主牵伸区前进一步伸直,排列整齐后进入前区,有利提高牵伸质量,前区为主牵伸区,压力棒在牵伸区内起加强控制浮游纤维的作用,保证了牵伸水平。

（2）导条架采用铝型材结构,积极喂入,导条罗拉辊两点支撑,运转平稳,装有光电断条监控和缺条检测装置,不会产生缺条喂入,有利提高成纱质量。

（3）主电机采用变频调速技术,解决了传统并条机在起动、点动时的机械冲击，避免了条干质量恶化，可以在一定范围内快速调节输出速度，不用更换调整皮带轮，性能稳定可靠。

（4）电气控制采用进口PLC,仪表板上设有故障自诊断功能,在工艺流程图上予以显示,值车工一目了然。

远距离观看通过塔式信号灯的常亮与闪烁预以报警。

（5）主要机件加工精度高，传动齿轮为六级精度，关键部位采用进口轴承，能保证高速运转平稳。

（6）该机在回棉箱上增加自动刮棉除尘装置，提高清洁效果。

（7）FA320并条机是在FA311型高速并条机的基础上设计的，输出速度500m／min。

油浴润滑、间隙密封，长期开车条干稳定。

采用先进的计算机网络化控制技术，并条机可与上位计算机进行数据指令交换，实现计算机集中控制，最大联网并条机128台。

FA320型机出条速度直接在仪表板上进行数字设置，并可对低速出条速度和长度，高速出条速度和长度进行编辑和控制。

3FA320主要机构及机械传动系统

FA320高速并条机主要结构特点

FA320高速并条机由机架、外罩、车头齿轮箱、车尾齿轮箱、导条架、电动机、吸棉箱、圈条器、牵伸装置、加压装置、上下清洁、电气控制箱等部分组成。

3.1传动机构

以直径大的压辊轴为主轴，分别通过两级齿轮或带轮传给前罗拉和二罗拉，有利于主牵伸区两对牵伸罗拉开关车时同步运行。

牵伸传动齿轮分布于车头、车尾两箱内，全部为斜齿轮，安装在封闭的油浴齿轮箱内，运转平稳，噪音小。

其他传动部分齿轮、伞形齿轮和涡轮减速器也均安装于封闭的齿轮箱内，高速回转件均采用滚动轴承，适应高速、便于保养。

如图2.2，整机的主拖动电机采取4/8极双速电机（附电磁制动），8P低速起动平稳，整机停车迅速，可防止在试车停启时的不规则牵伸。

经三角带（A）传动至带轮（d0）带动压辊轴（主轴）。

图3传动平面图

（1）牵伸部分传动：

主动轴经带轮S、R传给第一罗拉以及两级变换齿轮G、H传给第二罗拉，使第一牵伸罗拉罗拉转速与主轴保持同步，同时有利于主牵伸区这两对牵伸罗拉开关车时同步运行。

第二罗拉经一次齿轮变换（z59、M1.75XZ47）后带动第三罗拉,第四罗拉是主轴经多级变换齿轮（Z57、Z67、M2XZ（A）、M2XZ31-Z41、Z44、Z54）传动。

通过变换齿轮保证了有第一罗拉至第四罗拉的速度递减，使得棉条在通过牵伸区时得到有效的牵伸。

（2）喂入部分传动：

主轴经多级变换齿轮传动第四罗拉时同时传动喂入罗拉轴（M2XZ77）