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受中國紡織工業聯合會委托，中國紡織機械器材工業協會于2011年12月20日在青島市組織召開了由青島云龍紡織機械有限公司研發的“FA387型數字并條機”科技成果鑒定會。

與會專家名單

與會專家實地考察了使用和制造現場情況，在使用現場進行了復測，聽取了項目的技術研究報告、科技查新報告、檢驗報告、用戶使用報告等，審閱了相關資料，經過質詢、答疑和討論，鑒定意見如下：
1．提供的該并條機鑒定技術資料齊全、完整、準確，符合科技成果鑒定的要求。
2．主要技術創新點：
　　（1） 該機創新研發了喂入羅拉轉速和輸出羅拉轉速檢測形成牽伸倍數的閉環控制，提高了產品的控制精度和穩定性；
　　（2） 研發了雙路同步傳動系統，優化了傳動結構，解決了四羅拉傳動結構的問題，提高了傳動精度，降低了噪聲；
　　（3） 研發了緊壓羅拉纏棉自停裝置，避免纏繞羅拉繼續轉動引起的故障；采用了先進的張力調節裝置，達到了張力的無級調節；
　　（4） 采用了伺服系統調節牽伸倍數，簡化了機械結構，采用人機操作界面，工藝調整快捷方便，降低了勞動強度，減少企業用工，提高了生產效率；
　　（5） 應用了以太網信息接口，可實現在線檢測與監控。
3．經國家紡織機械質量監督檢驗中心的檢測，主要性能指標符合并條機《FZ/T93043-1997》標準規定的要求。專家組現場復測的各項數據與生產試驗報告相符。
4．該機經過近一年的連續運轉，用戶反映：設備運行可靠、質量穩定、自動化程度高、有效降低噪聲和能耗。經查新和專家組審定，FA387型數字并條機其技術達到同類產品國際先進水平。

鑒定結果：

鑒定委員會一致同意FA387型數字并條機通過科技成果鑒定。
建議：進一步研發系列產品和推廣應用

研究報告內容如下：

一、 企業概況
　　青島云龍紡織機械有限公司是在2000年成立的，坐落于即墨市“青島服裝工業園”內，占地面積3萬多平方米，注冊資金2000萬元，公司擁有職工500多人，工程技術人多人，主要以開發生產新型高檔紡織機械為主。通過近幾年的發展，青島云龍紡織機械有限公司已經成為研制生產高檔并條機的尖端企業。青島云龍紡織機械有限公司在產品質量標準設定和控制上形成了較強的質量體系。在產品的質量標準上制定了超出行業標準的企業標準。并與2003年通過了ISO9001：2000國際質量體系認證。FA318A被列為國家重點新產品，2005年FA318A獲得國家創新基金的支持。2006年FA318A被評為青島市科技進步二等獎。2009年FA396型并條機被評為青島市科技進步二等獎，2009年獲得國家創新基金的支持，2009年被國家棉紡織協會評為科技進步三等獎，2010年獲得山東省科技進步三等獎。FC300型并條機獲得青島市科技進步二等獎，填補國內外空白。在2008年公司被評為第一批“青島市高新技術企業”。2008年被評為青島市技術中心。同年FA系列并條機被青島市授予青島名牌。2011年青島云龍紡織機械有限公司參與并條機行業標準制定，是國內并條機標準重要的起草人之一。
 

鑒定會現場

鑒定專家組合影

二、并條機原理

眾所周知，并條機的作用就是牽伸和并合。也就是說將纖維集合體直接通過前后不同速比的回轉羅拉使須條由粗變細，使條子抽長拉細，使輸出條子不因并合而變粗。FA387并條機機械就是將主電機的速度傳到一羅拉、固定壓輥、上下圈條、上下清潔；而伺服電機傳動二、三、四羅拉及給棉、導條羅拉，使各個羅拉擁有不同的速度。FA387型數字并條機根據設定的輸出速度，通過伺服電機改變二羅拉轉速，改變主區牽伸倍數，達到牽伸和并合的效果。后區采用工藝固定的牽伸倍數，保證棉條質量。而且在改變重量時，只要實驗人員在觸摸屏上輸入目標值和實測值即可實現。由于采用伺服傳動，減少了大量的齒輪傳動，減少因為傳動造成的機械波。使我們的并條機達到國際先進水平。

三、并條機的設計及工藝

1、牽伸倍數改變
眾所周知，以前調節并條機棉條重量都要通過調節輕重牙、冠牙來實現，現在 FA387型數字并條機采用兩檢一控全封閉式控制五上四下附壓力棒雙區曲線牽伸形式。采用主電機變頻與數字伺服電機實現牽伸倍數的改變。牽伸改變前區牽伸倍數，中區和后區牽伸倍數是不變的。保證棉條質量。
　　首先根據工藝確定總牽伸倍數，中區牽伸倍數是固定的1.018，后區牽伸倍數根據要求從1至2的十種牽伸倍數可選。然后將總牽伸倍數、后區變換的同步帶輪輸入C齒齒數輸入到觸摸屏，后區牽伸倍數自動形成，如圖所示：

 
　　開車后，如重量偏差，只要進入觸摸屏支偏調節，將實測的平均值輸入到觸摸屏里，開車運行即可實現重量的調節。調節如下:

 
2、兩檢一控控制牽伸倍數（發明專利受理號201110378828.7）
　　FA387型數字并條機實現兩檢一控閉環檢測。檢測一羅拉轉速和四羅拉轉速，一羅拉轉速檢測精度高，控制精度準確。能夠實現牽伸倍數±0.01范圍內，為了減少運轉故障，實際控制精度在0.1范圍。通過一羅拉與四羅拉檢測，牽伸倍數形成一個完整的閉環，控制重量更準確，精度可達到0.05克/5米。解決并條機采用伺服電機控制牽伸倍數超差的問題，提供了一種采用一號編碼器、二號編碼器分別檢測一羅拉、四羅拉速度防止伺服電機控制牽伸倍數超差的裝置。

本實用新型所采用的技術方案是：一種并條機兩檢一控裝置，由一號編碼器、二號編碼、一號編碼器支架、二號編碼器支架、聯軸器、螺釘構成。
　　工作時，將組裝好的一號編碼器支架通過螺釘安裝在并條機羅拉梁上，一號聯軸器一端與一號編碼器相連并通過螺釘鎖緊，另一端通過與一羅拉相連并通過螺釘鎖緊，使一羅拉可以帶動一號編碼器自由轉動，將組裝好的二號編碼器支架通過螺釘安裝在并條機四羅拉座上，二號聯軸器一端與二號編碼器相連并通過螺釘鎖緊，另一端通過與四羅拉相連并通過螺釘鎖緊，使四羅拉可以帶動二號編碼器自由轉動。PLC根據 一、二號編碼器反饋的信號進行處理，并輸出給主電機與伺服電機使其同步，利用轉速差自動控制其牽伸倍數調節輸出重量。當條干重量超差時設備會自動停車。
　　本實用新型的有益效果是，用一號編碼器、二號編碼器雙檢測，解決棉條超差不停車造成成紗指標低問題，并很好解決了現有并條機需人工變換輕重牙調節棉條重量費時費力的問題，整套裝置的靈敏、準確，并能提高生產效率和紗線質量。

　　對現有的并條機傳動技術改動還是比較大，原來是使用一個主電機通過計算齒輪傳動或同步帶傳動，通過輕重牙、冠牙等來調節牽伸倍數，現在是通過數字，按照需要來改變牽伸倍數。就是現在說的電子齒輪技術。其次我們采用以太網接口管理技術，可以實現遠程管理。在機械傳動部分采用V型帶傳動上圈條盤，實現圈條盤無級調節。減少了變換輪。通過同步帶的大量運用，既降低傳動精度，也降低加工精度，對產品大批量成產降低成本做了很好的基礎。FA387型數字并條機是一種新興的并條機，完全對傳統并條機設計的一種質的進步。大大提高產品的自動化水平，實現了人機對話。

3、牽伸形式的特點：

FA387型高速并條機的牽伸形式為四上四下附導向皮輥、壓力棒式雙區曲線牽伸。這種牽伸是一種新型的牽伸形式。與三上三下壓力棒式新型曲線牽伸結構相比，突出的特點是中區的牽伸倍數設計為接近于1的略有張力的固定牽伸。這種裝置改善了前區的后膠輥和后區的前膠輥的工作條件，使前區的后膠輥主要起握持作用，后區的前膠輥主要起牽伸作用，改善了牽伸過程中的受力狀態。因此，在相同的牽伸系統制造精度條件下，對須條可獲得較好的握持效果，利于穩定條干質量。另一方面，須條經后區牽伸后，進入牽伸倍數接近于1的中區，可起穩定作用，給進入更大倍數的前區牽伸做好準備。如圖：

 
4、壓力棒特點：

壓力棒的結構穩定：壓力棒支架活套于第二上羅拉的皮輥軸承套上，所以壓力棒與二上羅拉表面之間距離可保持不變，壓力棒可繞膠輥軸心擺動，通過膠輥支架加壓，使壓力棒穩定地靠在第二下羅拉軸承座的曲軌上，所以壓力棒與第二下羅拉之間距離也保持不變。從而在牽伸的過程中，保證了壓力棒的工藝位置穩定。壓力棒如下圖形狀，避免壓力棒積花問題，減少疵點，有效提高條干質量。
　　棉條包圍角調節幅度大，膠輥帶著壓力棒通過膠輥托架，相對于下羅拉垂直中心平面前后可移動±4.5mm,壓力棒的棒條包圍角調節幅度（如上圖）由最小2.7°，到最大32°，這對于適應不同原料與不同品種的紡制是有利的。由于壓力棒包圍角調節幅度大，使一羅拉不存在反包圍弧。很好的起到壓力棒附加摩擦力界的作用。
　　壓力棒的材料為40Cr合金鋼，熱處理硬度HRC40～50，以及必要的組織穩定處理，精磨、拋光、鍍鉻，提高壓力棒剛度，工作面直線性好，幾何精度穩定，表面光潔度高，在使用中不宜積花，抗變形能力強。對減少紗疵，穩定纖維變速點是有利的，提高了條子質量。

5、導向輥特點：
　　導向輥較好的改變了輸出條子的方向。在牽伸過程中所附的導向輥，使高速須條沖出的方向，由與喇叭口軸向相差90°，減小到27.5°。有利于高速條子順利的通過喇叭口，減少機前擁頭。
　　另一點是輸出的須條，至喇叭口的距離小，結構緊湊，縮短了須條在張力牽伸狀態下的高速運行長度，減少了意外牽伸和由于清潔吸風對須條纖維的散失。導向輥和前牽伸膠輥共同握持在轉速最高的前羅拉上，還有利于高速牽伸穩定。特別在紡高支紗時，如果沒有導向皮輥，須條隨吸風吸走，造成無法開車；另如果沒有導向皮輥，須條重量無法保證，條干惡化。特別在高速時，一羅拉輸出條子速度至少要達到10-15米/秒左右，沒有導向皮輥，條子直接沖到集束器，在集束器中改變方向，加大棉條在集束器中的摩擦，必須加大張力牽伸，造成試紡品種減少。

6、實現以太網接口功能。

FA387型數字并條機采用工業以太網接口功能的人機界面和PLC，實現網絡化接口功能。在產品軟件優化升級或遠程判斷設備故障時，可通過網絡實現。

7、實現兩個電機的同步（專利受理號201120471321.1）

FA387型數字并條機實現兩個電機的同步，主電機采用變頻技術，實現對啟動和停止時牽伸倍數的一致，保證棉條重量不變。技術效果是，可以實現傳動平穩無噪音、大大降低條干的機械波動，實現牽伸倍數調整簡單方便。并能提高紗線質量。

8、圈條張力采用V型帶傳動專利（受理號201110378853.5）
　　FA387型數字并條機調整圈條張力采用V型帶傳動，通過調節調整墊片中間距離改變主動輪的直經，從而達到改變上圈條的轉數，達到無級調節張力的目的。變換輪減少許多，同時更利于整機張力的調整。

 
9、圈條盤的特點

圈條盤采用空間螺旋式曲線斜管，底盤采用鋁合金材料，剛性好，抗靜電能力強，散熱快。在受到棉條壓力時不宜變形，表面形位公差容易保證。表面采用陽極化氧化處理，表面耐磨，光潔度好。曲線斜管使棉條出口位置改變，完全按照棉條在空間的運動軌跡設計，減少棉條在斜管內的摩擦，減少棉條由于摩擦引起的毛羽，提高產品質量，圈條成型良好。我公司針對不同棉紡廠生產不同定量的棉條，提供不同直徑的曲線斜管，以達到不同用戶的需求。針對棉紡廠紡的品種不同，我們提供圈條盤與棉筒圈繞方向相反和相同，同時有多種圈繞張力選擇。
　　為了適用差別化纖維的紡紗，由于紡化纖或丙綸等纖維時，纖維蓬松，造成圈繞成型差，棉條中間無法出現氣孔，針對這種情況，我們對圈條進行了改進。FA387提供特大圈繞圈條盤。同時FA387型數字并條機實現了大卷裝，大容量工藝。提供¢600*1200棉條筒裝置。下圖是我們圈條盤結構圖：

10、壓輥纏棉自停裝置（專利受理號201120471299.0）

工作時，感應板在鋼扭轉彈簧的作用下緊貼緊壓羅拉表面，同時感應板與微動開關觸點調整間隙為0.1mm，當有棉結發生纏棉的時候，緊壓羅拉向右移動，此時感應板在扭轉彈簧的作用力下按下微動開關觸點，微動開關將機械信號迅速轉變為電信號傳給PLC。PLC執行傳輸來的信號，使并條機迅速自停。避免纏繞羅拉后繼續轉動發生危險。減少由于紡低支紗時造成并條機誤動作。影響并條機生產效率。

 
12、牽伸羅拉及其相關件的設計適應高速、結構維護方便、保養簡單。

在牽伸機件中，相同的制造誤差，特別是形位誤差，回轉的速度愈高，其產生振動就愈大。這種振動產生的機械波，將影響羅拉與膠輥對須條握持的穩定性，導致須條的牽伸波，使條干質量下降。另一方面，由于機械振動使高速運轉的機件磨損加快，降低了長期運轉的零件可靠性和機件壽命。因此，在設計時，針對羅拉、膠輥、牽伸齒輪等關鍵件，根據工作條件制定工廠標準，未沿用紡機設計標準。
13、牽伸加壓穩定

牽伸加壓穩定，是保證條子質量穩定的重要因素之一。并條機的牽伸加壓的各種結構中，彈簧搖架具有結構簡單，成本低，操作方便，易維護等特點，但搖架彈簧存在一個關鍵問題是彈簧的耐疲勞性能低，導致使用中彈力松弛，加壓失效影響條子質量。我公司采用65Mn鋼絲，應用形變熱處理后，利用形變強化和馬氏體相變強化，獲得細小的形變馬氏體組織，在彈簧制造工藝方面，除進行常規的立定處理外，還要進行強壓處理，這對提高彈簧的抗松弛能力是至關重要的。這樣彈簧十年載荷損失率可降至6.5%。
其次原有搖架外殼為鈑金件折彎成型而成，造成內部折彎處圓角較大，在加壓時，由于中間有間隙，在加壓一段時間后，造成零件加壓不穩定。FA387搖架改為組裝式，上平面改為鋼材8mm，加壓后零件不變形，加壓穩定。將彈簧裝進殼體里，調節壓力方便，性能穩定。同時搖架改為加壓式支撐，搖架可停放在任意位置，利于擋車工操作。
14、幾個大件材料：

并條機首先要保證機器的抗振性，因為鑄鐵件的抗壓強度與鋼接近，一般為600～800Mpa.而鑄鐵件中石墨對機械振動起緩沖作用、阻止了振動能量傳播。灰口鑄鐵的減振能力為鋼的5-10倍。并且鑄鐵件減少焊接工序，減少因焊接引起的不必要變形。我們使用鑄鐵件作為底座、車頭、車尾下墻板、車面及車頭、車尾箱體，減小外界引起的振動，以及自身電機引起的振動。由上面性能看，鑄鐵件作為并條機的構筑件優于鋼件。同時我們對鑄鐵件進行退火處理，以及振動時效處理，使鑄鐵件不再發生應力變形。
　　在選擇羅拉凳子、軸承座材料時，我公司選用珠光體球墨鑄鐵QT700，由于軸承座的主要要求基體強度、塑性和韌性高，而且球墨鑄鐵抗疲勞強度可與中碳鋼相比，耐磨性優于表面淬火鋼。通過對球墨鑄鐵采用調質處理。
15、新型刮棉裝置：

目前，棉紡行業使用的并條機，工作過程中一些短纖維等形成廢棉，通過吸風裝置被粘到吸風濾網上，在短纖維粘滿吸風濾網時需要人工清理，其缺點是：人工清理不及時，廢棉堵住吸風通道，造成吸風不暢，短纖維不能及時吸走，隨棉條進入棉條筒，影響并條機棉條條干質量，由于短纖維進入，造成棉條條干重量的差異。
　　新型刮棉裝置解決現有并條機人工清理廢棉，清理不及時，廢棉堵住吸風通道，造成吸風不暢，影響并條機棉條條干質量和條干重量。提供一種自動將廢棉清除的裝置。
16、間隙密封裝置：

目前，棉紡行業使用的并條機，在羅拉連接軸與箱體結合處，均采用橡膠密封圈密封。其缺點是：橡膠易老化，密封效果差，如果連接軸光潔度低時，橡膠密封圈很容易磨損。
本結構為了解決并條機橡膠密封圈易老化，密封效果差的問題，提供了一種間隙密封結構。通過在軸承兩側固定一個環，將灰塵和雜棉擋在外面。
　　并條機必將向著高速度、智能化、質量控制、高效清潔、自動化發展，以提高并條機的成條質量，為成紗質量與成本的競爭提供了更強大的動力。本公司研制開發的FA387型數字高速并條機，輸出速度700米/分，代表著并條機的發展方向。

鑒定產品： FA387型數字高速并條機       產品所屬單位：青島云龍紡織機械有限公司
　　鑒定單位：中國紡織工業聯合會            　鑒定時間：2011年12月20日