梳棉机喂入棉层握持与检测技术现状及创新探析-稿.doc

梳棉机喂入棉层握持与检测技术现状及创新探析 倪 远 上海太平洋克罗斯罗尔机械有限公司 摘要：通过对梳棉机喂入棉层握持与检测技术现状的分析，指出了现有技术中对喂入棉层握持与检测存在的不足。创新设计的细分段给棉技术和结构方案应用气动加压和液流传导原理，可以更合理地握持给棉棉层、更精确地检测给棉棉层动态线密度，为喂入棉层的加压握持和线密度检测探索到一条新途径。 关键词：自调匀整；加压握持；喂入棉层检测；横向不匀；细分段给棉；检测精度 概述 近十数年来多种先进的梳棉机应用技术被不断地应用于国际上各种型号的高产梳棉机上。其中的自调匀整技术是应用最多、发展最快、科技含量最高的技术之一。 无论是清梳联的喂棉箱喂入还是利用成卷机的棉卷喂入，喂入棉层总是存在程度不同的纵向和横向不匀。喂入棉层的线密度不匀是输出生条线密度不匀率的主扰因素。因此梳棉机的自调匀整技术应该主要是针对喂入棉层不匀的检测、反馈和调整，其中的检测应该是对喂入棉层线密度的在线动态检测。自调匀整的匀整效果主要取决于：正确的检测、比例的调节和适宜的时滞。如果梳棉机自调匀整的检测机构能精确地检测喂入棉层的线密度并有效消除棉层因加压不匀而产生的密度不匀偏差，则梳棉机自调匀整系统对喂入棉层线密度不匀的匀整修正精度和能力将大大提升。 同时梳棉机喂入棉层的加压握持方式也关联到喂入棉层线密度的检测精度及影响到梳理元件对纤维束的梳理。 针对喂入棉层线密度的检测 喂入棉层线密度的随机不匀是客观存在的，一方面，棉层的纵向不匀直接导致棉条的线密度不匀，而棉层纵向不匀的实质是棉层横向平均厚度的随机不匀；另一方面，棉层横向也存在着随机不匀，并且在相当程度上棉层横向不匀影响到棉层的纵向不匀。 目前用于检测喂入棉层线密度不匀的方法是在加压后棉层密度一致或假定棉层密度一致的情况下动态检测棉层横向的平均厚度。喂入棉层厚薄信号反馈给电脑处理后调整给棉罗拉喂入速率，其能即时反馈棉层厚度的变化并通过改变给棉罗拉喂入速率控制喂入量。 从目前应用于实际生产中的自调匀整检测技术来看，直接针对喂入棉层不匀的检测是给棉罗拉处（整体式、分段式）棉层平均厚度位移检测和刺辊作用力矩表征棉层平均厚度检测两种方式。 2．喂入棉层平均厚度的检测精度 2.1 给棉罗拉处检测 2.1.1横向整体式检测 在现有技术中，对于给棉棉层握持的加压都采用弹簧力和重力实施给棉罗拉与给棉板（棉层握持面）的相对加压。 整体式给棉罗拉处棉层横向平均厚度检测是在给棉罗拉加压的状态下，检测给棉罗拉两端与给棉板的相对位移，用两端点的位移参数来表征整个机幅内棉层的横向平均厚度。实际上，这种检测方式是用机幅内横向棉层两个最高点的位移值及其变化率作为棉层横向平均厚度的度量值及其变化率，这不能精确反映棉层横向平均厚度的波动，很难获得与实际情况相一致的棉层线密度信号。 2.1.2横向分段式检测 对于梳棉机给棉棉层横向平均厚度的检测，目前已被应用的最精确的是德国特吕茨勒公司（Trutzschler）研制和生产的在DK903和TC03型梳棉机上配置的十分段式十传感器检测，这种检测法是将每分段给棉板与给棉罗拉的相对位置通过机械式杠杆原理放大位移后再由一个传感器转换为电信号，十分段式十传感器检测的电信号反馈给自调匀整的控制器，经处理后得到棉层横向平均厚度信号。这样的检测比整体式检测在检测精度上提高了很多，但梳棉机的工作机幅一般为1000毫米左右，对十分段检测方法来说每个检测段的横向宽度为100毫米，也就是说在横向100毫米内传感器用一个最高点的位移值及其变化率来表征棉层平均厚度的位移值及其变化率，由于给棉棉层的横向不均匀确实存在，因而这样的采样检测方法仍然是不够精确的。 此外，对于用弹簧加压的给棉罗拉处棉层横向平均厚度的检测，无论是整体式或是分段式，其检测精度还受到给棉罗拉与给棉板间握持力变化的影响，即在棉层横向厚度均匀时，棉层受到给棉罗拉的压力是均衡的，棉层的横向密度也可认为是均衡的，但在棉层横向有较大不匀时，棉层厚的部位受到的压力大大大于棉层薄的部位，棉层较薄的部位受到的压力很小甚至不受压力，这时棉层的横向不匀表现为横向密度不匀，这样传感器检测到的信号与实际棉层线密度差异变大，从而不能获得高精度的匀整效果。 2.2 刺辊作用力矩检测 刺辊作用力矩棉层横向平均厚度检测属于中片段闭合环。刺辊作用力矩检测反馈方式的结构原理是，刺辊采用单独伺服或变频电机驱动，刺辊电机及伺服或变频器为检测元件，给棉罗拉为执行元件，刺辊电机和伺服器或变频器间接检测出刺辊施加在给棉罗拉与给棉板握持的棉层的作用力负荷及其变化率信号，通过电路变换获得表征喂入刺辊棉层的横向平均厚度及其变化率信号。其是一种未增加附加机械检测元件的巧妙设计，能定性地叠加棉层横向各点厚度信息，在棉层横向厚度变化不大的情况下，得到近似的