技術 | 混棉稱量技術及應用淺析（上）（緊接上期）
三、自動稱量機組的生產實踐
自動稱量機組的生產流程配置方式歸納起來主要有兩大類：
（1）自動稱量機組接打包機，原料稱量混和完成後進行打包待用。
（2）自動稱量機組併入清梳聯生產線，自動稱量機組出口接多倉混棉機。
本文以國產第二代JWF1062A系列自動稱量機、JWF1028A系列帘子混棉機組成的自動稱量機組對兩種生產實踐進行介紹。
3.1 自動稱量機的技術特點
精準稱量是高精度自動稱量機的技術核心，這裡所說的「精準」有兩方面的含義：
（1）稱量斗稱量重量接近或者等於設定總量，由於自動稱量機在工作過程中不可避免地存在機械震動、風壓擾動、原料塊重量均勻性差異、稱量機產量、纖維物理特性等因素，每稱原料的實際重量與設定重量或多或少地存在一些偏差。
（2）稱量斗稱量、記錄的原料重量接近原料實際重量，自動稱量機的電子稱量原理與電子秤一樣，在稱重過程中原料不停下落，稱量斗的重量的讀數在不斷增加變化中。為了提高生產效率，自動稱量機不會等待稱量部件靜止後再進行重量讀數，會從變化的電子讀數中讀取計算一個平均重量作為這一斗原料顯示和記錄的重量，因此自動稱量機每斗的稱量重量與原料實際重量會存在一定的偏差。
JWF1062A系列自動稱量機是在JWF1062自動稱量機大量生產實踐的基礎上，大幅優化了自動稱量機結構，減少機械、風壓等對稱量精度的干擾，通過還不斷修正數學模型，減小了偏差數值，實現了高精度稱量。主要技術特點有：
（1）配置有1200mm、1600mm兩種工作機幅，最大程度地滿足用戶對產量的需求。
（2）上棉箱採用大棉箱+靜壓擴散箱的雙層特殊設計，利用氣壓棉箱控制原理確保棉箱內原料儲棉高度和密度的相對穩定性，實現均勻喂給。
（3）喂棉系統由羅拉握持喂棉優化為雙羅拉握持喂棉，提升了喂給精度。
（4）採用特殊設計的大直徑鋁型材梳針打手，在原料進入稱量斗之前進一步分解呈細小的原料塊，既保證了稱量的精度，又不損傷、纏繞纖維。
（5） 優化設計了稱斗上方活門裝置，取消了四連杆結構，提升了活門關閉的準確度、高度和穩定性。
（6）採用單獨支撐的自動稱量單元，與自動稱量機上棉箱部件、帘子混棉機無硬連接，有效避免了機械震動因素對稱量單元的干擾。
（7）電子秤採用了三點浮動稱量技術，進一步提高了稱量精度。
（8）通過大量的生產經驗總結，優化了自動稱量、計重控制數學模型系統，採用定量實時動態校正及誤差統計補償技術，能根據每次稱量結果對單次誤差及總誤差進行計算分析，自動修正因機械振動及風壓擾動對稱重精度的影響，確定下次預設稱量重量，提升稱量精度和產量。
3.2 自動稱量生產實踐
自動稱量機組併入清梳聯生產線，流程配置如下：
JWF1018型往復抓棉機2×（FA051A凝棉器+JWF1126B型開棉機）2×ZF9104-425輸棉風機2×JWF1062A-120型自動稱量機A
2×FA002圓盤抓棉機FA051A凝棉器+JWF1126B型開棉機ZF9104-425輸棉風機JWF1062A-120型自動稱量機B
A+BJWF1028A-120型帘子混棉機JWF1026（10）-160多倉混棉機JWF1124C-160單輥筒清棉機ZF9104-500輸棉風機12×（JWF1216梳棉機+TF2513圈條器）。
本流程中共配置了3台自動稱量機和1台帘子混棉機，每台自動稱量機前配置1台JWF1126B型開棉機+1台ZF9104-425輸棉風機，其中兩台自動稱量機共用一台往復抓棉機，抓取大比例組分的原料。剩下一台自動稱量機配置兩個圓盤（兩個圓盤交替使用），抓取小比例組分，見圖6。
圖 6 自動稱量機清梳聯流程示意圖
為了提高混和的精準度，本流程在每台自動稱量機前配置了一台JWF1126B型開棉機，將抓棉機抓取的大原料塊進一步分解開松為均勻的細小原料塊。在JWF1028A帘子混棉機後配置了大容量JWF1026（10）-160型多倉混棉機。經過稱重混和的原料通過JWF1028A帘子混棉機喂入到JWF1026（10）-160混棉機的儲棉倉內，逐倉依次喂入，每灌滿一個儲棉倉後倉門關閉，自動開啟下一儲棉倉的倉門進行灌倉工作。10個儲棉倉同時輸出，相當於大約40～50分鐘前喂入的原料和40～50分鐘後喂入的原料同時輸出，形成時差混棉，對稱重混和的原料進行進一步的混和，提高了混和均勻度。JWF1026系列多倉混棉機輸出的原料通過平簾輸送到JWF1124C清棉機內，採用平簾輸送，有效保證了下落的各組分纖維同時按照下落的混和狀態進入到清棉機內，避免了使用風機輸送時因纖維密度不同造成的不同組分纖維分層、堆集的現象。自動稱量機生產數據見表1。
表1 自動稱量機組稱量重量統計表
從表1中的數據可以看出，10稱平均偏差最大值為0.13%，最小值趨近於0，這說明自動稱量機的運算控制模型在連續的生產過程中性能穩定。在實際生產應用中，自動稱量機前配置了開棉機，對稱量重量的穩定性有明顯的改善和提升作用。
JWF1062A型自動稱量機連續工作時，控制系統能夠自動記錄最近3個月每200稱的平均重量，方便用戶查詢及進行質量問題追溯。表2是我們從記錄數據中隨意挑選的10組連續生產數據。
表2 JWF1062型稱量機連續200稱的實際稱量數據
3.3 混紡紡紗生產試驗
使用上述流程進行T/R混紡，其中滌綸占比70%。採用硫酸溶解法在並條工序進行連續取樣試驗，試驗數據見表3。
表3 自動稱量機混比測試試驗數據
從表3可以看出，隨機，混紡比差值均小於±0.5%，表明自動稱量機組的混紡比誤差精度能夠實現控制在±0.5%以內，我國色紡紗行業混紡比偏差控制標準為±1.5%。隨著自動稱量技術和設備在生產試驗過程中的不斷優化完善，自動稱量機組穩定性進一步提升，相信稱量設備的混紡比精度還會有所提高。
因為2018烏斯特公報的質量水平中沒有T/R(70/30) 32s紗線的統計值，參照同類產品T/R（50/50）的公布數據進行對比分析，見表4。
表4 T/R 70/30 32s成紗質量數據
從表4數據可以得到，配置了自動稱量機組的清梳聯生產線，對應紗線質量指標中的條幹CV值、細節、粗節、棉結、紗線強力CV值和平均強力等均達到了2018烏斯特公報相似產品的5%水平。
3.4色紡紡紗生產實踐
用戶在使用自動稱量清梳聯生產線進行淺麻灰紗生產加工時，進行了大量的試驗，通過記錄投入原料的重量來推算實際混紡比。在生產混紡比為89/11的白棉/染色黑棉麻灰紗時，人工稱量與自動稱量機組的對比數據見表5。
表5 淺麻灰紗白棉含量的數據對比
從表5中的數據可以看出，使用自動稱量混和機組後，白棉的混紡比例極差大幅減小。自動稱量機組每批次投入原料的混紡比例很穩定，極大地改善了人工稱重混和時的質量波動。自動稱量機組混和時，原料先經過抓棉機抓取，再經過精開棉機的開松，稱量喂給時又開松一次，經過3次的漸進開松，單一原料塊的重量以克為單位，因此經過稱重疊加後，染色纖維與本色纖維能夠充分混和。對比人工混棉和自動稱量混棉兩種紗線，使用自動稱量清梳聯同一批次原料紡出來的紗線，不僅顏色均勻，肉眼觀察不到色差，而且紗線的條幹、毛羽、強力等指標均好於人工稱重混棉的紗線。
3.5減少用工，降低用工條件
為滿足質量要求，人工稱重混和時必須經過多道工序操作，而配置自動稱量清梳聯後，節省了許多工序，不僅生產效率大幅提升，而且工人的勞動強度和勞動環境也大幅改善。以6萬色紡紗錠規模為例，配置2～3套自動稱量機組，清花工序擋車工每班只需要1名工人就可以完成擋車及排包工作，較傳統混棉方式可節省用工10～15人。
使用自動稱量機組進行現代化生產後，不僅生產效率得到大幅提高，而且因組分差異波動造成的質量失控率也下降95%以上。因混和不勻造成重複生產而帶來的資源消耗也大幅減少。操作工不像人工混和時有各項嚴格的技術要求和操作規範，新工、轉崗工經過簡單培訓當天就可上崗操作。
四、結論
自動稱量機組不僅可以解決傳統人工混和時存在的種種弊端，而且混紡比例更加精確、混和質量更加穩定、生產效率更高、紗線質量更好、用工更少。以前由於國外稱量設備價格昂貴，國內人工便宜，因此大量的色紡企業採用人工混和，但隨著我國人口紅利逐漸消失，人力成本逐年上升，年輕一代基本不願意從事勞動強度大、環境惡劣的混棉工作，在生產自動化、連續化的大背景下，自動稱量混棉技術替代人工混棉的趨勢越來越明顯。生產實踐表明，國產自動稱量機組及控制技術完全能夠滿足用戶對色紡紗、混紡紗精準混和、充分混和的技術及質量要求。
來源：董志強 鄭州宏大新型紡機有限責任公司
編輯：中國紗線網新媒體團隊
END
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