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异性纤维分检机应用效果与分析

宋毓琳（原无锡纺织机械实验中心）

0 概况

在清花流程中的JWF0011A异性纤维分检机是经纬纺织机械股份有限公司，根据中国“纺织工业科技发展纲要”，在2010年要重点解决的十项新型成套关键设备，是走“新型工业化道路，用信息技术改造传统纺织机械”而研发的第四代国产全流程棉纺设备。同时在自动络筒机上选配日本KEISOKKI公司和瑞士Uster Quantum 2带除异纤的电子清纱器。这两类异纤分检机(器)均是新建1.6万锭展示线的配套机台。由经纬纺机新技术有限公司研制，配套清梳联线的JWF001lA异性纤维分检机(器)，以验证其在纺纱过程中对原棉中夹入的异性纤杂检除功能，及稳定可靠性。使用两年来在该机(器)研制人员、纺机厂科技人员与无锡经纬共同调试、改进，经一年多正常纺纱运行取得了较好的异纤检除效果，现就清花流程中的JWF0011A异性纤维分检机及配置在青纺机萨维奥(ESPERO)自动络筒机上的两种清纱异纤检切器技术特点、工作原理、性能、检除效果进行介绍和分析，以供同行参考。

1 JWF0011A型异纤分检机技术特征

1.1 主要规格

产量600 kg／h；棉流速度8～18 m／s；照明8×54 w，主要监测器件：高速彩色线阵CCD，2098像素，9120线／s，加紫外线组合双重检测；采用高速DSP芯片并行运算；清除系统：高压电磁阀16只64孔，由ISA卡程控；空气压力5～6MPa,2NL／次。

1.2 异检流程

棉流经水平管道输入该机立式扁平透明过棉通道，经灯光全面照亮棉流，CCD高速彩色线阵扫描和经调制波长在CCD感应范围内的紫外线双重检测，由高速DSP进行图像信息处理，确定异物位置，然后指令清除系统，由ISA．卡控制高压电磁阀动作喷除异纤，输出棉流流入强力除尘机，该机能检除有色和白色异纤，功能完善。

1.3 主要技术特征

棉流速度：设计流速在8～18 m／s，根据品种产量选用12 m／s，由后续机台输棉风机或凝棉器风机的转速调节，流速随清梳联产量、流程变化而异。

照明系统；全套进口专业照明系统，灯光无频闪，全方位照亮通过棉流，根据设定参数，自动调整亮度，技术先进，稳定可靠。

检测系统：采用分辨率2098像素的CCD彩色线阵扫描，可达每秒9120行，获取实时棉流图像信息，检测灵敏、稳定。还增加紫外线发生器，紫外线的波长经调制在CCD彩摄的感应范围内，可检测白色透明类塑料、化纤，如聚丙烯、丙纶等异性纤维，能检除有色与白色各类异性纤维，其分辨率最小值为0．4mm，可检除丝状异纤。

信息处理：采用当前国际先进的DSP高速图像信息并行计算处理系统，运算速度快，以纳秒(ns)计，实时响应好，可靠性高，并有照明度自动修正，三基色增益修正，依据异于棉纤维色性差异和形状大小，确定异性纤维，并定位、指令执行系统排除。

执行机构：采用进口快速响应电磁阀16只，64孔，因不同使用条件与输棉流速，由ISA卡程控电磁阀开启延时和持续喷射时间，开启喷射阀数，精确喷除棉流中检测到的异色、异性纤维。

工艺调整：由人机界面触摸屏进行工艺、生产各参数的设定输入，操作方便；液晶真彩数显在线动态，观察实时棉流状态、喷射异纤情况，显示流速、气压、喷射异纤次数、查询近远期信息等生产数据。

结构特点：JWF0011A异纤分检机结构简洁，活动元件很少、维修极少、方便、运行稳定可靠，检除异纤效率较高。

2 纺纱生产试验

2.1 纺纱工艺流程

FA009A往复抓棉机→FAl05A单轴流开棉机→FA029多仓混棉机→FAll6A主除杂机→JWF0011A异性纤维分检机→FAl56除微尘机→(FA171喂棉箱+FA203A、B梳棉机+FT025自调匀整)×8台→精并粗细→青岛纺机萨维奥(ESPER0)自动络筒机的清纱异纤检除器。

2.2 异纤分检机工艺试验

异纤检除工艺：经较长时间对异纤检除工艺摸索，优选异纤微尘分离机输棉流速、排尘风机参数，使机台在较佳工作状态运行，其喂棉出棉排尘口处工艺参数见表1。

试验：为了解JWF0011A异纤分检机检除能力，采用1cm×1cm不同色条混入精清棉机输出棉流中，经异检机后，检出落棉中异纤数，测知检除异纤效果如表2。

由表2专项测试，JWF00llA型异纤分检机异纤检除效果，检出率在74%～85％，平均81.2％，随颜色越深检除效果增强，增加了紫外线检测与原CCD高速彩线阵扫描结合既检除有色异纤，又较强的检除白色透明化纤、塑料等功能，检除功能完善。

为了解正常运转生产时JWF0011A异纤检除机清除异纤效能，统计了2006年1~6月份各机总产量，喷除异纤落棉量，人工拣出每天落棉中异纤，称重，并分类计数，汇总于表3。

［注］JWF0011型2006年4月增加紫外线检测，5月起与原CCD摄像合并使用，后将紫外线与CCD摄像彩色扫描结合检测的异纤检除机取名为JWF0011A。

由表3可知，JWF0011型异纤分检机，6个月平均落棉率0.22％，吨产量除异纤0.67 g／t、2.2根／t；5~6两个月增加紫外线检测与CCD摄像彩色扫描结合检测(机型为JWF0011A)，CCD检除有色异纤与紫外线检除白色透明丙纶丝等异纤，平均落棉率0．3％，略有增加，吨产量除异纤1.47 g／t，2.91 根／t。可见吨产量除重量异纤较优，根数异纤因白色丝状异纤数极多，难以计数纳入，实际应远多于2.91 根/t。JWF0011A型异纤分检机是当前异纤检除功能完善的异检机。

3 自动络筒机异纤检除

配套在国产第四代棉纺全流程设备的青岛纺机萨维奥(ESPERO-M／C)型全自动络筒机，在原有基础上选配当前较先进的瑞士Uster Quantum2带异纤检除器的电子清纱器，日本KEISOKKI公司的三弦电子清纱和异纤检测(MCE)，现介绍一下青岛纺机萨维奥(ESPERO-M／C)型全自动络筒机的技术规格及两种异纤检除器。

3.1 青岛纺机萨维奥(ESPERO-M／C)型全自动络筒机的技术规格

主要技术规格：锭数60，卷绕速度400~1800 m／min，筒纱规格 125 mm×300 mm×152 mm，成筒角度9°15″，喂入方法为自动喂纱、落纱，清纱功能为除纱疵、异纤，防辫子纱，电脑监控，传动方式为单锭变频电机。

3.2 瑞士Uster Quantum 2的光电式异纤检除器

瑞士Uster Quantum 2的光电式异纤检除器能清除浅色纱线中的深色异纤及深(色纺)纱线中的浅色异纤，可在FD通道上设置异纤纱疵的长度及异纤与纱线亮度的对比值，同时还可利用六个辅助点H1到H6，使清纱曲线适合各个不同的需要，能完全去除某个区域的异纤，并有评级、报警等功能，使该机形成电脑→清纱→检除异纤一体化完善的清纱功能。

检除异纤专项测试：

为了解瑞士Uster Quantum 2的光电式异纤检除器在ESPERO-M／L自动络筒机上清纱异纤检切功能，进行专项测试，方法是：清纱与异纤检切系统同时启用，做满筒纱，再将该筒纱重新倒筒一次，做三只筒纱倒筒三次，分别统计做满筒与倒筒检切异纤次数，计算一次切除率。

试验品种CJ60／T40 13.1 tex，卷绕速度1000 m/min，筒纱长度12.16万m／只，测试数据列表4。

由专项测试表4可知，该机异纤检除系统一次性检除棉纱异纤率在70％-92％；平均检除率80.1％，检除效果较好。

3.3 日本KEISOKKI公司的三弦电子清纱和异纤检测(MCE)功能

日本KEISOKKI公司的光电式异纤检除器，异纤检测清除曲线分成短而深(DMS)和长而细(DMI)两个区域，可设定异纤检除的色泽(％)与长度(mm)两个参数，并有评级、报警等功能，使该机形成电脑一清纱一检除异纤一体化完善的清纱功能。

为了解ESPERO-M／I自动络筒机清纱异纤检切功能进行专项测试，方法是：清纱与异纤检切系统同时启用，做满筒纱，再将该筒纱重新倒筒一次，做3只筒纱倒筒3次，分别统计做满筒与倒筒检切异纤次数，计算一次切除率。

试验条件：品种CJl4.6tex，卷绕速度1000 m／min，筒纱长度12.9 万m／只，测试数据列表5。

由专项测试表5可知，该机异纤检除系统一次性检除棉纱异纤率在80％～84．6％之间，平均检除率82％，检除效果较好。

3.4 自动络筒机增加异纤检切后的效果

自动络筒机增加异纤检切后是否影响效率与清纱功能，是棉纺企业所关注的问题，我们统计了半年，主要数据平均值列于表6。

由表6可知，两个纯棉品种在带异纤检切自动络筒机上纺制，其主要质量数据捻接头强力与效率，毛羽增长率，除纱疵率均优于设计工艺指标，除异纤率在82％以上，络筒机效率较无异纤检切略低，但仍在86.3%~88.2%，能满足络筒机生产要求。

4 异纤分检机(器)综合分析

(1)由上述前道清梳联JWF0011A型异纤分检机专项试验与正常运转生产数据知，异纤检除率80％以上，吨产量除1.47g，生条中仍留有异纤20%左右，经最后道自动络筒机再次异纤检切82％，本流程前后二道总的异纤检除率在96％以上，筒纱中残留异纤疵点3%~4%，折合筒纱每十万米4.3根，可适应纺纯棉精品“米通”纱，供薄型高档面料织物对异纤纱疵的质量要求。国内纺织学者研讨交流认为：纺纱中检除原棉中夹入异纤不低于80％，就可达到当前国际认可的常规织物对棉纱含异纤纱疵的要求。95％左右的除异纤率能适应精织品对棉纱含异纤疵点的要求。

(2)新型棉纺全流程设备展示线配套的JWF0011A型在原CCD高速彩色扫描检测有色异纤的基础上，增加了紫外线检除白色透明丙纶类等异性纤维的功能，双重检除异纤，效果明显，功能齐全，系当前异纤分检机中功能较完善的机型。

(3)关于异纤分检机的检出率是个较难量化的指标，目前没有统一可行的界定方法，作为衡量检除率高低的标准。国内纺织界虽研究了多种方法计算，大多是人工目测手检或加入法，即采用从原棉棉流中混入或在异纤分检机喂入，输出棉流(层)喷出的落棉中分别检出异纤，或再次机检输出棉流，重复倒筒纱等，用以计算异检机的检除率，但仅能估计实难准确。当前棉纺企业只能以织染厂用纱的异纤纱疵满意为准，这既是棉纺厂使用异纤检除机的顾虑，也是异检机推广发展的障碍。纺仪科技界如能研发出似HVI检测原棉质量、AFIS纤维性快速检验仪的类似设备是棉纺企业所企盼的，也将推动异检机(器)的发展。

（4）使用异纤检除机(器)能否取消人工拣原棉异纤杂物，是棉纺企业所关注的大问题。当前棉纺厂在试用异纤机检除异纤的同时，仍采用费力、耗资、繁琐的人工拣棉花中的“三丝”。对此国内纺织界都进行了分析探讨展示线经两年来在清梳联及自动络筒机前后两道异纤检除机(器)调试、摸索，在稳定异检效能的基础上，于2007年4月，取消人工拣原棉异纤杂物，棉包直接投入纺纱生产，初步能适应纺精品纱织高档薄形面料对异纤纱疵的要求，如长期实践能适应，是棉纺生产所期待的，也是涉及异纤分检机(器)推广应用的关键。

5 结语

国产第四代棉纺全流程设备展示线配置的清梳联JWF0011A型异纤分检机和萨维奥自动络筒机清纱异纤检切器，具有较好的检除各类异纤的功能，前后总检除异纤率达95％以上，可适纺精品“米通”纱，满足优质薄形面料织物要求，取得了良好的市场效果和经济效益。

JWF0011A异纤分检机，结构简洁，功能完善，能检除各种异纤及微尘短绒，运行稳定，维护操作简便，性价比合理，系国产异纤机优选机型。

经相当长时间对异纤检除机(器)的调试，工艺优选，取得较好的检除效果，目前已试行不采用人工拣原棉异纤杂物，棉包直接投产纺纱，初步看筒纱异纤纱疵能适应精织物要求，客户满意，有希望经长期试纺实践，去除人工拣棉包异纤“费力耗资”这一长期困扰棉纺企业的难题，促进纺纱中在线自动异检机检异纤的发展。

（参考文献略）