自調(diào)勻整并條機在線檢測波譜圖的分析與啟示

王學元，王贊林

(1.中國紗線網(wǎng)，杭州 311203；2.湖北金墾紡織有限公司，武漢 430000)

0 引言

筆者在對JWF1312型自調(diào)勻整并條機的在線檢測質(zhì)量指標進行日常檢查中發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)純滌綸品種時，USTER USG勻整系統(tǒng)的在線檢測波譜圖不正常[1]，條干CV值高達4.0%，見圖1。

圖1 自調(diào)勻整在線檢測波譜圖

為進一步確認該臺并條機存在的問題，采用長嶺YG136型條干均勻度測試分析儀對條子測試分析，測試速度為25 m/min，測試時間為2.5 min，條干CV值的測試結(jié)果為5.04%。問題條子離線檢測波譜圖見圖2。

圖2 問題條子離線檢測波譜圖

1 在線與離線波譜圖的對比分析

對比條子在線與離線檢測波譜圖，可以看出兩張波譜圖的形態(tài)既有相同點，又有不同點。

1.1 相同點

a) 各根“煙囪”所處的相對位置是一一對應的，見圖3。

圖3 兩張波譜圖機械波位置對照

圖4 在線波譜圖主波與諧波的關(guān)系

圖5 離線波譜圖主波與諧波的關(guān)系

1.2 不同點

a) 從各根“煙囪”的形態(tài)來看，在線檢測波譜圖上的“煙囪”為單柱波，而離線檢測波譜圖上的“煙囪”為雙柱波。

b) 從各根“煙囪”的波幅與基波的比例關(guān)系來看，在線檢測波譜圖上各根“煙囪”的波幅相對于基波的比例遠大于離線檢測波譜圖上的比例關(guān)系。

c) 在線檢測波譜圖上各根“煙囪”頻道的中心位置，相對于離線檢測波譜圖上各根“煙囪”頻道的中心位置略短。

2 原因分析與確認

根據(jù)在線與離線檢測波譜圖的形態(tài)，主波中心位置約在1.9 m處，伴有偶次諧波和奇次諧波，因此可以判定故障形態(tài)為非正弦、非對稱周期性疵點。根據(jù)3次諧波比主波波幅略高的情況，可以判定該周期性疵點為具有正負向波動的脈沖波；而各“煙囪”頂點的包絡線曲率較小，因此可知周期性疵點的粗節(jié)、細節(jié)在長度和幅度上不對稱，這一點從離線檢測DR曲線圖上也明顯可見，見圖6。從圖6可見，DR曲線圖不以零軸對稱，細節(jié)幅度大而長度短，粗節(jié)幅度小而長。

根據(jù)上述波譜形態(tài)和波長分析，可以排除牽伸系統(tǒng)羅拉、膠輥圓跳動，齒輪全跳動，軸節(jié)不同軸等問題，故障類型是由于與須條運行速度相關(guān)的轉(zhuǎn)動部件圓跳動、頓挫或表面損傷、粘附雜物等原因所致，故障位置在后羅拉相關(guān)部位及須條喂入系統(tǒng)。

圖6 問題條子離線檢測的DR曲線

根據(jù)JWF1312型并條機的傳動圖(見圖7)和上機工藝參數(shù)(6根并合，總牽伸倍數(shù)為6.32，后張力牽伸倍數(shù)為1.004 3)計算發(fā)現(xiàn)，直徑為90 mm的凹凸羅拉檢測機構(gòu)問題產(chǎn)生的機械波波長與波譜圖上主波的波長相近。JWF1312型并條機各部位故障產(chǎn)生的機械波波長見表1。

為此，筆者重點對須條喂入系統(tǒng)和凹凸羅拉檢測機構(gòu)進行了仔細檢查，發(fā)現(xiàn)凹凸羅拉清潔條的條匙簧損壞導致彈性不足，造成清潔條對凹羅拉的凹槽內(nèi)部清潔不良、粘附棉片，而且棉片的厚度不均勻，導致凸羅拉不斷產(chǎn)生位移信號，從而使牽伸倍數(shù)出現(xiàn)周期性波動，產(chǎn)生了周期性機械波[3]。

圖7 JWF1312型并條機傳動示意

表1 JWF1312型并條機各部位故障產(chǎn)生的機械波波長

修復凹凸羅拉清潔條彈簧、清潔凹羅拉凹槽內(nèi)粘附的棉片后，在線檢測條干CV值降低為1.90%，離線檢測條干CV值降低為2.48%，波譜圖均恢復正常，表明查找到的問題原因是準確的。

3 啟示

對比條子在線與離線檢測波譜圖，可以得到以下啟示。

a) 在線檢測為全數(shù)檢測，對產(chǎn)品質(zhì)量無破壞性，不影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品制成率，而且可以隨時觀察產(chǎn)品質(zhì)量的波動情況，能及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量隱患，是較好的質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)工具。

b) 當設備出現(xiàn)問題時，不論是在線或離線檢測，波譜圖都會表現(xiàn)出不正常的形態(tài)。

c) 在線檢測的波譜圖，其檢測點在FP傳感器和導棉器構(gòu)成的監(jiān)控部件處[4]，未經(jīng)過圈條器、無圈條效應的干擾，因此圖形相對比較簡潔、清爽，在進行波圖譜分析時，準確性、可靠性更高。

d) 由于離線檢測時測試的條子要經(jīng)過圈條器，受到圈條張力牽伸和測試過程中的意外伸長，因此離線波譜圖上機械波的波長相比在線波譜圖上機械波的波長稍長。

e) 離線波譜圖形態(tài)的所有規(guī)律在在線波譜圖上同樣適用，如基波和諧波的關(guān)系、不同類型的周期性機械波基波和諧波頂部包絡線的形態(tài)特征等。

f) 自調(diào)勻整并條機在線波譜圖波長的計算，可以忽略“自調(diào)勻整”的干擾，直接按照普通并條機機械波的計算方法進行。

g) 如果懷疑機械波的產(chǎn)生與自調(diào)勻整有關(guān)，可以通過打開、關(guān)閉自調(diào)勻整的方法進行驗證，區(qū)分是勻整系統(tǒng)出現(xiàn)問題還是其他部位出現(xiàn)問題；因為關(guān)閉自調(diào)勻整后，伺服電機不再轉(zhuǎn)動，凹凸羅拉檢測到的位移信號不再對牽伸倍數(shù)起作用，凹凸羅拉部位的機械問題對在線波譜圖不起作用，因此如果問題是在凹凸羅拉部位，關(guān)閉自調(diào)勻整后的在線波譜圖形態(tài)特征會為正常形態(tài)；反之，如果問題是在其他部位，關(guān)閉自調(diào)勻整后的在線波譜圖形態(tài)特征就不會發(fā)生變化，此時就可以確認故障與自調(diào)勻整無關(guān)。需要注意的是，如果是伺服差動機構(gòu)內(nèi)部的齒輪等出現(xiàn)了問題，關(guān)閉自調(diào)勻整后伺服電機不再轉(zhuǎn)動，伺服差動機構(gòu)的輸出速度也可能會發(fā)生變化，即牽伸倍數(shù)發(fā)生了變化，此時機械波的波長可能會產(chǎn)生飄移，但由于此時故障部件仍會對輸出速度的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，因此在線波譜圖的形態(tài)特征也不會變?yōu)檎Ｐ螒B(tài)。

h) 雖然與離線檢測波譜圖相比，在線檢測波譜圖具有圖形簡潔、波長可靠性高的優(yōu)點，但離線檢測可以提供更多的技術(shù)信息，如不勻曲線圖、DR曲線圖、長度—變異曲線圖等，可以輔助判斷機械波的具體特征和產(chǎn)生原因。因此，在線檢測無法完全取代離線檢測。

4 結(jié)語

4.1在線與離線檢測波譜圖在提高產(chǎn)品質(zhì)量方面各有優(yōu)勢，而如何充分利用在線檢測系統(tǒng)來監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量，將質(zhì)量問題消滅在萌芽狀態(tài)，需要紡織企業(yè)技術(shù)人員的認真研究和總結(jié)。很多企業(yè)在使用自調(diào)勻整系統(tǒng)時，只是追求5 m質(zhì)量不勻率的穩(wěn)定性，認為只要5 m質(zhì)量不勻率穩(wěn)定了，就表明自調(diào)勻整系統(tǒng)的效果發(fā)揮好了，這種觀念是極其片面的。實際上，在線檢測波譜圖可以顯示出很多的質(zhì)量信息，其波譜圖不正常就會對成紗條干和粗細節(jié)帶來很大的影響。

4.2根據(jù)波譜圖形態(tài)分析，判定JWF1312型自調(diào)勻整并條機故障形態(tài)為非正弦、非對稱、周期性疵點，是因與須條運行速度相關(guān)的轉(zhuǎn)動部件圓跳動、頓挫或表面損傷、粘附雜物等所致，故障位置為后羅拉相關(guān)部位及須條喂入系統(tǒng)。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，凹凸羅拉清潔條的條匙簧損壞導致彈性不足是周期性機械波產(chǎn)生的原因，當修復凹凸羅拉清潔條彈簧、清潔凹羅拉凹槽內(nèi)粘附的棉片后，波譜圖正常。

4.3在線檢測為全數(shù)檢測，對產(chǎn)品質(zhì)量無破壞性、不影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品制成率，而且可以隨時觀察產(chǎn)品質(zhì)量的波動情況，能及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量隱患，是較好的質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)工具。在線檢測波譜圖雖具有圖形簡潔、波長可靠性高的優(yōu)點，但離線檢測可以提供更多的技術(shù)信息，如不勻曲線圖、DR曲線圖、長度—變異曲線圖等，可輔助判斷機械波的具體特征和產(chǎn)生原因。因此，在線檢測無法完全取代離線檢測。