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中國紡織工程學會棉紡織專業委員會 呂恒正

2000年北京國際紡機展期間，瑞士立達(Rierter)紡機公司推出其最新型精梳機E62，由于該公司制造的各型精梳機均以質量優良著稱，頗受用戶信賴。新型號一出，立即受到國內各紡紗廠的青睞，不少廠家競相引進。現對該機型的技術使用性能進行一些探討，對紡紗廠的管理、使用和相關的紡機廠或可從中獲得一些啟迪。
1  E7／5模式
    談論E62不能不先提E7／5。立達公司對E7／4型精梳機大刀闊斧地進行了革命性的改進，改型為E7／5，使精梳機的設計制造技術大大地向前跨進了一步。后來的E7／6、E60、E60H、E61、E62、E72等各型精梳機，均沿用了E7／5所首創的核心設計技術，這里稱之為E7／5模式。所謂E7／5模式內容如下。
1．1  采用偏心滑塊搖桿機構傳動鉗軸，再由緊抱于鉗軸上的擺臂作為傳動桿，以錫林軸和鉗軸為支點，帶動鉗板組件作往復擺動運動；
1．2  鉗板機構采用四連桿傳動，取其傳動精度高、耐磨損、壽命長的優點，兩側四支點支撐，提高了鉗板擺動的穩定性；
1．3  差動行星裝置采用外齒輪嚙合式，制造精度可提高，其嚙合狀況易于觀察、調控；
1．4  改進鉗板組件的材質與幾何造型，盡量減輕鉗板組件重量，降低其擺動慣量；
1．5  上鉗板加壓機構從原鉗床組件中脫離出來，由固定于機架上的偏心輪傳動，進行加壓、釋壓和前進后退給棉，減輕了鉗床組件的重量；
1．6  采用差動行星齒輪機構傳動分離羅拉，回轉臂由錫林恒速傳動，錫林又通過三套組合的四連桿機構，使太陽輪作正反或近似停止的運動，其與回轉臂的合成速度傳動分離羅拉；
1．7  采用多級齒輪系，傳動小卷的喂人和車面精梳條的輸出。自1978年立達研制E7／5精梳機以來，此核心傳動技術雖經各型改進，基本格局未變，僅是對E7／5模式中的個別元件、參數優化組合而已。如E62只是改變了差動行星裝置中的一對傳動齒輪的齒數、傳動鉗軸的偏心距，以及相應齒輪的齒數，調整傳動分離羅拉的連桿尺寸的相應修正而已。
2  E62的技術進步
    立達聲稱，E62是通過CAPD(Comper AidedProcessDesign)計算機輔助工程優化設計，通過幾十億次的運算，優化組合的結果。此言不虛，對照E7／5改進有多處。
2．1  SCU機器控制
    機電一體化水平大有提高，E7／5使用的是數量多達60余個繼電器控制，E7／6改為PLC(Program·mable Logic Controller)可編程序控制器控制，前進了一步，E62的SCU則是計算機的模塊控制，SCU是立達自行開發的應用于紡紗各機的計算機控制系統，模塊根據機器類型選定，E62的菜單、數據顯示計有產量、質量、生產信息、參數調整、班次安排、機器功能自檢、質量檢測系統(UQM)、故障、維修等總計74項，其中僅故障顯示說明一項就有148條之多，上述各項都可通過菜單、顯示屏快速地顯示出來。系統還給用戶提供了自行編程的方便，計算機控制系統的應用，給用戶帶來了極大的方便，與E7／5的繼電器控制相比，是跨越式的進步。
2．2  減少鉗板組件的擺動慣量
    E7／6將鉗板組件的重量由E7／5的3.6kg減至2．9kg，E62維持E7／6水平，未再減輕，但在鉗床組件的幾何尺寸上有改動，估計以降低鉗板組件的慣性矩為目的。E7／5鉗軸擺動角43．98°，單程擺幅(擺動動程)為62．94mm，E7／6將偏心滑塊搖桿機構中的偏心距，由E7／5的77．5mm改為70mm，鉗軸擺角縮小為39．53°，擺動動程降為56．57mm，E62將偏心距再縮至65mm，鉗軸擺角為36．6°，擺動動程降為52．38mm，大大地降低了鉗板組件擺動運動的加速度，為其高速運轉創造了條件。
2．3  加大上鉗板壓力軸的偏心距
    偏心距由E7／5的5mm加大至9mm，利用壓力軸定位角度的變化，會產生不同壓力的特點，將原來不可調的上鉗板加壓壓力，變為在一定幅度內為可調，用戶可根據小卷定量進行調整。
2．4  減短有效輸出長度
    E62將差動行星機構中的太陽輪由33齒改為32齒，相應的在其上方的21齒行星齒輪改為X齒，降低了平均分離牽伸倍數，使有效輸出長度由31．7mm縮短為26．48mm，是目前國內外各型精梳機中有效輸出長度之最短者，又相應修改了傳動太
陽輪的連桿尺寸，使分離工作長度未做同比例減短，可增加精梳棉網的接合長度，以提高精梳條的接合牢度，可望改善精梳條的條干均勻度，同時，分離羅拉順轉瞬時速度的降低，加速度隨之降低，分離羅拉轉動慣性大降，可遏止分離羅拉的扭振。
2．5  傳動給棉羅拉回轉的棘輪由內齒改為外齒
    維持E7／6型式，不僅解決了內棘齒易磨損的弊端，且對前進給棉與后退給棉的互換極為方便。
2.6  維持給棉鉗口至分離羅拉的距離
    在分離階段，給棉鉗口至分離羅拉的距離，在E7／5基礎上，E7／6縮短了10mm，從而減少了有效纖維的損耗，E62保留了這一改進，未再縮短。
2，7簡化了牽伸設計
    E62總牽伸由9．0～21．3倍，分18檔，采用兩輪調節方式(A、B輪)牽伸倍數為12.037，總牽伸倍數=12．037A／B，后牽伸有3檔，故總牽伸倍數共有54檔變化，平均檔差為(23.1/9.0)1/17=1.06倍，若總牽伸、后牽伸變換齒輪(A、B、C輪)模數相同，牽伸變換齒輪數僅用10個齒輪就可以了，既方便管理，又減少了備用齒輪數。
2，8鉗板最前位置停車
    使開車時棉網質量穩定。意大利馬佐利(Ma-moli)最先采用此一技術。
2，9滿簡自動斷條
    滿筒時，圈條盤定位自停，自動換筒推出條筒的同時，圈條切口切斷棉條，不必另設斷條機構。
2．10 改進傳動方式
    普通采用同步齒形帶和平皮帶代替剛性齒輪的嚙合傳動，既可做到無間隙傳動，提高傳動精度，還可降低噪聲。
2．11  變速器傳動圈條盤
    不同的纖維原料對圈條牽伸有不同要求，可通過墊片，改變變速器傳動直徑，使之符合圈條牽伸工藝的需要，不需調換傳動齒輪。
2．12關注氣流影響
  E62首次提出了氣流的影響，并對各精梳頭(眼)與主風道連接的進口截面提出了要求。
  總之，E62對E7／5的改進是不少的，但仔細看來，有的是時代科技進步的反映(如SCU)，有的是成熟技術的實現(如同步齒形帶傳動)，更多的是以前各型改進的集成，E62本身技術創新的含量是極少的，而E62卻能以最高的速度(400鉗次／min)，較低的消耗(精梳落棉18％以下)和較好的條干，雄踞于世界首位，其中因素令人回味。
3  E62的管理、使用與維護
3．1  盡量發揮其高產、優質、低耗的特點
    (1)E62的速度已居世界之冠，實際生產中，不需去創造400鉗次／min的世界記錄，那樣有損機器的壽命，但本機速度不宜太低，250～380鉗次／min，應認為是適當的。
    (2)有效輸出長度的減短，是通過降低平均分離牽伸倍數來獲得的，為紡紗生產定量上的平衡，E62的總牽伸倍數偏大，后工序定量如能允許，以盡量降低其總牽伸倍數為佳。
    (3)平均分離牽伸倍數降低以后，頂梳處理的纖維叢厚度增加，必須合理配置精梳準備牽伸工藝，加強對小卷中纖維后彎鉤的伸直，以減小有效纖維的損失，達到節棉降耗的目的。
3．2  熟悉SCU功能
    認真閱讀說明書，熟悉各種菜單內容與使用方法，掌握數字顯示操作程序，特別是能掌握對可編程序的編制，使之符合生產、工藝管理需要，盡量把制造廠為用戶提供的各種功能發揮利用起來。
3．3  做好安裝前的機器基礎
    E62整機重量與E7／5差不多，但其安裝基礎的要求較高，地面承載能力達10200N／m2，這與E62的速度高、振動大有關，故機器基礎不能掉以輕心。
3．4  對關鍵隔距應實測檢查
    機器上有多處標有刻度，指示某些安裝數字要求，須逐臺予以實測驗證，并記錄在案備查。如落棉刻度5—11，在24分度，按落棉刻度”5”校正落棉隔距(分離羅拉至下鉗板前緣的隔距)，”5”以上各刻度的隔距變化，則須實測后記錄下來，再如作為機器制造規格的梳理隔距(錫林至上鉗唇的隔距)，E62是0.2mm，須檢查其橫向(左、中、右)，縱向(前、中、后)的隔距變化，又如各部位上的接近開關、電磁開關都有極嚴格的隔距要求，必須按說明書逐一校對檢查。
3．5  棉條筒的選擇
    E62說明書對精梳條筒的直徑、高度、托盤高及彈簧承重提出了具體的要求，除此之外，還應考慮托盤表面與精梳條間的摩擦因素(精梳條在此表面不打滑，且不粘條)，托盤及條筒底的排氣孔，以及承重彈簧的垂直度(托盤在條筒中任一高度不歪斜)，以免納入或抽出條子時，被歪斜的托盤卡住或粘掛于筒沿上，導致損傷，浪費條子。
3．6  濾塵系統的選擇
    E62的機上濾塵設計不太合理，最好廢棄不用(見下述)，機器主風道與后方專門配套的濾塵設備直連，可要求提供濾塵設備的制造廠，設計匹配好輸送落棉的管道，滿足工藝上需要的風壓、風量要求。各主風道風速要求在15m／s以上，風壓在14～18mmH20之間。
4  E62的技術問題
    曾分析過當代精梳機上普遍存在的問題，E62也不例外，現簡述如下。
4．1  高速中的振動
    鉗板擺動慣量隨速度的提高而迅速增大，加上上鉗板近似沖擊的大力(兩端100kg)加壓，造成運轉負荷的突增突減，增大不平衡力，作用于8組同步擺動的鉗板組件上，會加激機械的振動。號稱紡紗速度為400鉗次／min的E62型精梳機，國內各廠最高的速度記錄是385鉗次／rain，雖已為世界之最，仍未達到設定的紡紗速度，原因之一是振動太大。
4．2  流場紊亂
    E62下部各精梳頭(眼)均密封隔斷，上部卻各頭互通，運轉中各精梳頭(眼)間氣流互相干擾，影響精梳三角區(分離羅拉、錫林、鉗床構成的空間)流場工況，增加了新舊棉網順利結合的難度。
4．3  結合分離階段的纖維自由抬頭時間
    在此階段，隨著上鉗板的抬起，纖維會彈性上翹，梳后纖維網纖弱細長的纖維前端，其自由上翹抬頭的時間，因纖維本身剛度而定，隨著運轉鉗次的越來越高，留給纖維自由抬頭的時間越來越少，至某一范圍，纖維的抬頭，必難適應高鉗次的要求。這將限制精梳機運轉鉗次的提高。
4．4  錫林、頂數梳理效能的巨大差異
    通過對比分析證明，E62的有效輸出長度減短，其平均分離牽伸倍數降至4.49-6.16倍(原為5.37-7.37倍)，即頂梳梳理的纖維叢厚度較原來增加了19.6％，更增大了頂梳負荷。
4．5  靈活性、適應性差
    E62能調整的工藝為：牽伸倍數、牽伸羅拉的加壓、落棉隔距、小卷張力，而喂棉長度僅4檔，上鉗板壓力的調整和頂梳的高低進出等，其中：有的參數調整還不太方便，費工耗時，但對影響梳理質量的關鍵參數，如梳理隔距、梳理長度、有效輸出長度、平均分離牽伸倍數等卻不可調，很難滿足不同原料纖維的不同要求。
4．6  接合波
    E62雖減短了有效輸出長度，增加了新舊棉網的接合長度，仍會存在接合波。
4．7  喂給棉速度差異
    兩承卷羅拉上的連續喂人的小卷，經導板由給棉羅拉間歇喂人，因此產生了速度差異。又因為裝于鉗床上的給棉羅拉，隨鉗板機構往復擺動，承卷羅拉上小卷的張力亦隨之變動。為適應上述的兩個差異因素，在給棉羅拉與喂人小卷之間，立達設計了偏心補償軸，但常保持較大的張力牽伸，設計上常大至9％以上，這么大的張力牽伸，會惡化喂人小卷的均勻度。
4．8  落棉收集不盡理想
    E62精梳落棉收集過濾系統示意如下圖。

 
    E62機上的吸棉過濾系統l—風機排出的含塵空氣；2—錐形濾網；3—纖維排
出的管道；4—濾后返回車間的回風。
    毛刷刷下的落于主風道內的落棉(短絨、棉結、雜質等)經主風道后部的風機負壓吸人，經風機翼片排出的帶纖維塵絨氣流，以箭頭方向流過錐形過濾網，該過濾網高850mm(底部直徑200mm，頂部直徑田80mm)，密度超過120目，過濾面積僅0．374m2，氣流絕大部分(按設計為85％)，從錐形濾袋中逸出直返車間，余15％帶濾袋收集的落棉通過兩段直角彎管排向濾塵系統。由于90°直角彎頭阻力較大，且在450mm距離內連續設兩個彎頭，管徑僅∮80mm阻力就更大，輸出管道還需要一個90。直角彎頭，阻礙著氣流的暢通，這么大的阻力都靠后部濾塵風機的負壓來克服，需要較大的風機功率。本機有吸落棉風機，還要求后部匹配濾塵大風機，能耗較大。機上風機氣流直排車間的百分比需視濾袋內纖維絨塵的聚積厚度而定，此厚度厚時，過濾效率高，直排車間回合的含塵濃度低，不會造成空氣污染，但空氣阻力歲之增大。上小下大錐形濾袋的特點，必然是其纖維塵絨趨向聚積于上部小頭，極易堵塞，嚴重的纖維堵塞與部高真空度風機氣流的強吸，在錐袋小頭區造成往復摩擦，可使塑料濾袋燒焦。另外，高密切表面光滑的錐形袋，因本機風機的吹送，精梳落棉常吸附于其上方，而從錐袋下方溢出的氣流，因下方附著的纖維塵絨較薄，可能透過濾袋帶著細小微塵返回車間，造成空氣污染。
    2002年7月安徽華茂股份有限公司引進的E62型精梳機其吸棉系統已與后方濾塵系統直連．
4.9 環保條件難保證
   上面提及E62氣流直返車間存在空氣污染。另一是對車間環境溫濕度的影響，循環回風，熱量逐次提高中，而運轉中的精梳機對溫濕度的要求是較高的，必須增加車間空氣調節設備的力度，以平衡直排回風的影響。再有是噪聲問題，E62、IS04871標準80g/m)：300鉗次／min為98+2dB(A);325鉗次/min為99+3dB(A)；370鉗次／min為101+3dBB(A)；400鉗次／min為102．5+3dB(A).我國紡機實行的標準是85dB(A)，E62的噪聲標準實際是超標了。
5 E62精梳機的啟迪
5.1 新是活力的源泉
    立達公司在E7／5型精梳機上進行的重大的技術創新1978年完成，1983年投放市場，至E62型已改型多次，歷時近20年，但各型號的核心技術仍為E7乃模式，顯示技術創新影響之深遠，威力之巨大。
5，2  用好用足自有知識產權
    E62型的高速、優質、低耗等多種優良性能，當今世界無出其右者，巍然霸主屹立，其經濟含量、附加值都是很高的，國內紡紗廠競相爭購。其實，E62型的創新技術含量是極少的，但立達借助于CAPD工程，利用先進的計算機技術，對其以前各型機的優點構件有關幾何形狀、尺寸等參數優化組合，投資既少，見效又快，又都在自主知識范圍之內。從這方面說，E62型的優化組合是成功的。
5．3  走最高層次競爭的路
    世界范圍精梳機的競爭是激烈而殘酷的，重復性生產是最低層次的競爭，若機器結構類同，只能在價格、銷售手段、售后服務等方面去競爭，而技術上無長進，低水平延伸，各企業如此消耗下去，必然會造成人、財、物的浪費，越競爭越沒出路。E62型以其獨占的技術優勢，其知識產權受到國際間的保護，雖然該機還存在許多缺陷，但仍能以用戶所關注的技術優勢受到市場青睞，處于不競爭的最高層次，不競爭的基礎是受市場青睞的自主知識產權，是E62型的光環所在。
5．4  好用戶之所好
    E62型雖存在許多缺陷，有的甚至還是很嚴重的，為什么那么多用戶都熟視無睹呢?因為E62型在用戶特別關心的技術上是先進的，精梳機的鉗次數，棉結、雜質、短絨的剔除能力，原料的消耗，機器效率的提高和較好的精梳條干，機器運轉的穩定，故障的顯示與及時排除，機器的維護、管理、保養的方便，這些方面E62型都是做得很好的，故對于E62型的缺點，用戶就不那么在意了。
6  結  論
6．1  E62型精梳機的成功表現了E7／5技術創新成果的延續，也表現了CAPD先進技術手段在優化組合中的決定性的作用，但應看到技術創新是根本。
6．2  E62型降低了平均分離牽伸倍數，導致頂梳的負擔加重，牽伸部分的總牽伸倍數趨大，紡紗過程中應進一步研究精梳前后工序的工藝配置，以最大限度發揮E62型的效能。
6．3  E62確實也存在諸多缺陷，但我國精梳機制造廠家應結合精梳生產工藝，汲取其成功之處，改進其缺陷，并按著各自的具體條件與能力，開創自有的知識產權，絕對避免重復性生產，并以各自的特點，創造各自的品牌，才是良性競爭之路。