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      絡筒機工藝設計與質量控制—并線機工藝設計與質量控制

      來源:中國紡機網編輯部 發布時間:2017年02月24日

      絡筒機工藝設計與質量控制


      供染色的筒紗比普通的筒紗要求更高,特別是要求筒紗的密度均勻一致、有非常精密的無重疊的紗線層、錠長錠徑更加準確、紗線的退繞更好,這種卷裝在染色過程中具有最佳的液體滲透性。本文對影響筒紗密度及均勻性的相關因素進行了實驗分析,對相關工藝參數進行了優化。得出了以下結論:


      松式絡筒速度不影響筒紗密度;臂壓力對密度的影響較大,一般在密度相差較大時優先考慮調整臂壓力;張力是控制筒紗密度的關鍵因素,在筒紗密度相差不大時進行微調;超喂的目的是充分釋放張力,根據紗線品種的不同可選擇不同的超喂比;交叉角主要是配合軟邊表消除硬邊和方便下道工序退繞,一般情況選擇精密型,根據紗線品種可選擇不同的交叉角。交叉角一般不宜選擇太大;溫濕度對松式卷裝密度影響較大,一般要控制它的穩定性。


      隨著人們審美意識的增強和生活水平的提高,高檔色織產品愈來愈受到人們喜愛。不僅僅真絲綢,化纖絲、人造絲、混紡紗和棉紗等也可采用色絲制造,這就促使紗筒軟色工藝在色織行業獲得廣泛應用。一般紗筒染色前需要將外購的坯紗絡成適合于筒子染色用的“松式筒子”供下道工序用,因此松式精密絡筒機的需求日益增加。如何生產出合格的松式筒子卷裝,方便筒紗均勻染色就成為人們需要著手解決的問題。


      國內外研究現狀


      高檔色織產品愈來愈受到人們喜愛,紗線的染色目前大都采用兩種方式,一種是絞紗染色,另一種是筒紗染色。兩種染色方式比較,絞紗染色投資成本相對較少,但絞紗染色后還需要經過絡筒上織機私用,因此目前很多用戶希望直接筒紗染色。為了生產出筒紗染色的合格卷裝,國內外的許多紡織機廠及技術人員做了一系列的研究。首先生產出能做松式絡筒的設備,其次要優化影響筒紗密度的工藝。


      供染色的筒紗比普通的筒紗要求更高,它不僅要求清除紗疵、接長紗線、外形美觀、退繞良好、具有一定重量的卷裝,而且還要求筒紗的密度均勻一致、有非常精密的無重疊的紗線層、錠長錠徑更加準確、紗線的退

      繞更好。


      紗染色的卷裝要求,分析影響筒子松式卷裝的主要因素,通過生產工藝的探索實驗,得到最佳的生產工藝,以便采用合適的工藝,生產出供筒紗染色的合格卷裝,來達到控制筒紗質量的目的,從而給企業帶來更大的經濟效益。


      高速松式絡筒機的性能原理


      1.1高速松式絡筒機的工藝過程及機器結果組成

      高速松式絡筒機機電一體化程度很高,每個單錠都有計算機數據處理終端控制。

      絡筒機的工藝過程及機器結構組成:合格的筒紗或管紗->松式絡筒機的超喂->張力控制系統->在線張力控制張力器->導紗裝置->卷繞支持裝置->合格的松式筒紗。


      1.2計算機數據處理終端

      目前先進高速松式絡筒機都配有計算機數字終端,裝在控制頭上的計算機數字處理終端控制著卷裝錠子上電子導紗器等所有參數的操作,對于每種紗線可選擇最有效及最合適的交叉角以得到密度可控的高質量卷裝。通過控制頭上的“計算機數字處理終端”使卷繞錠子的電子導紗器程序化,可輸入數據并使卷裝成形參數程序化。


      計算機數字處理終端可改變工藝參數設有:交叉角、卷繞速度、導紗動程、錐度、軟邊、喂入羅拉控制、電子式張力控制等。所有數據都持續受到監控,這樣可實時獲得所有信息,了解到各個筒紗的現狀。


      1.3高速松式絡筒機的主要部件及特點


      2.3.1導紗裝置

      (1) 橫動導紗采用的是“導紗器”,即俗稱的“兔子頭”,對紗線的損傷很小,特別適用于高檔色織紗線的卷繞;另外由于各電機在機械上沒有直接的傳動連接,輔以高速精密運動控制軟件算法,可以很方便地實現高速精密交叉卷繞,往復頻率最大為800次/分鐘,即每分鐘1600次換向。它是目前最先進的導紗模式。這種電子導紗形式的卷裝具有良好的退繞性能。


      (2) 橫動伺服電機控制。為了保證紗筒具備良好的染色性能,需要從開始卷繞到滿筒之間任何直徑點上,筒子上的紗線在空間上成立體交叉,彼此都不平行,保證每層紗線沒有重疊,就是說需要對紗筒的卷繞比

      進行精密控制。所謂卷繞比,就是橫動導紗鉤每往復一次,紗筒卷繞的圈數。交叉卷繞有傳統的槽筒卷繞(任意卷繞)、恒定卷繞比精密卷繞、數控分層卷繞三種形式,一般采用恒定卷繞比精密交叉卷繞和數控分層卷繞兩種功能實現精密交叉卷繞,“單錠控制驅動器”通過實時采集卷繞電機反饋編碼器脈沖信號計算其實時速度,根據精密卷繞工藝要求,用獨特數控算法得出橫動伺服電機的速度給定指令,以保證橫動伺服電機轉速與卷繞電機轉速按照卷繞比的定義保持一定關系,讓紗線以空間螺旋線的形狀往復繞在紗筒上。


      (3) 卷繞無刷電機。卷繞電機直接驅動紗筒旋轉,實現紗線的卷繞運動。橫動和卷繞兩個運動合成后即表現為紗線以螺旋線的形狀來回卷繞在紗筒表面。


      2.3.2卷繞支撐裝置

      (1) 支撐羅拉,每個導紗器均裝有一個支撐羅拉。它有卷繞驅動,每個羅拉均裝有一個磁性體,并與一個靜態的探測器裝在一起用于檢測筒子轉速,進而控制筒紗長度。


      (2) 卷繞支架,支架由兩邊兩個支架組成,可調節卷取筒管和支撐羅拉間的平行度。即可生產平行卷裝和有錐度的卷裝。


      1)控制臂:一個帶有控制編碼器的馬達,一根傳輸皮帶,一個錐形環,這種傳輸可防止卷取筒管的磨損。可根據所要求的卷裝密度和硬度來調節和保持支撐羅拉上的卷繞壓力。


      2)筒子支架壓力補償裝置:每個筒子支架均裝有一個氣動裝置,用于調節和補償支撐羅拉上的筒子的傳輸壓力,即臂壓力。


      2.3.3喂紗裝置

      (1) 超喂羅拉:精密卷繞過程中紗線線速度肯定大于紗筒退繞線速度,張力值也因此增大,而過大的張力不但得不到優質紗筒,而且會增加紗線的斷頭,降低生產效率。因此,高速松式絡筒機采用了所謂“超喂”的辦法,即送出紗線的速度大于卷取紗線的速度,將紗線卷繞時筒子“硬拖”紗線的狀況改變成緩和地卷取紗線的狀況,從而減少斷頭,獲得滿意的松式卷繞筒子。紗線在超喂滾筒上環繞的圈數取決于超喂量得大小,一般的超喂量控制值在1.02~1.06(一圈情況下

      )之間,它可以通過計算機終端調節超喂量。


      (2) 張力控制裝置:精密卷繞加工時紗線張力的大小直接影響筒子卷繞的松緊度,從而影響筒子繞紗的容量和染色的容易,并影響紗線加工的斷頭率,因而各種精密卷繞絡筒機都有紗線的張力控制環節,特別是供筒子染色用的紗線的加工張力,不宜過大,以獲得松式卷筒,有利于染色。本方案除了采取措施保證相對恒定的紗線卷繞線速度外,還另外設計有一個張力遞減調節裝置,采用一個步進電機控制的張力調節桿。在線速度升速過程中,通過調節步進電機的轉角狀態,控制張力調節桿的角度,改變紗線通過門柵夾持力度,以保證卷繞張力恒定,另外按照特殊紗筒“里緊外松”的工藝要求,可以根據紗筒卷繞半徑調節張力桿的角度,保證卷繞紗筒小直徑時卷繞張力大,大直徑時卷繞張力小。它有一個簧片和法蘭安裝在一起,給予紗線正確的張力,它可以通過計算機終端調節。


      (3) 在線張力控制張力器:它是全電子化的張力控制系統,可持續控制紗線張力,從開始一直到卷裝成形結束。它可通過數字終端設定的紗線卷繞張力,紗線卷繞張力受一安裝在每一卷繞錠子上的特殊的“在線”電子探測器檢測,電子張力控制裝置反之對紗線產生作用。即使對于一個很小的紗線張力變化,此張力器也能把張力恢復到設定值。


      2高速松式絡筒工藝設計與質量控制


      2.1 染色筒子的質量要求

      松式絡筒要求非常精密的紗線層,這樣可以生產出密度可控的用于染色的松式卷裝。松式卷裝在染色過程中具有最佳的液體滲透性,其內外層紗線密度完全均勻。松式絡筒的要求不是越松越好,基本點是密度均勻一致,根據染色經驗一般密度設計要求以0.35g/cm3為中心,0.38-0.40g/cm3為宜。


      2.2 影響紗筒密度的因素與控制方法

      松式絡筒對工藝的要求非常嚴格,為了生產出符合染色要求的松式卷裝,首先要通過大量的實驗測的數據,對數據進行統計分析,從影響松式卷裝的主要因素著手,逐項進行修正,積累一定的經驗,按生產品

      種和染色的要求對工藝進行優化設計來達到質量控制的目的。


      影響松式絡筒卷裝的主要因素有:速度、臂壓力、張力、超喂、交叉角、溫濕度。


      (1) 卷繞線速度:理論上分析,紗筒卷繞的線速度隨紗筒的卷繞半徑變化而變化,而線速度的變化直接引起卷繞張力的波動,從而會影響紗筒的成形質量和紗線的機械物理性能。如果外層紗的張力大于內層紗的張力,就容易產生筒子外層紗擠壓內層紗的脹邊現象;如果絡紗過程中張力變化過大,也會容易造成紗線因絡紗張力不同出現紗線拉伸率不同,這就要求在絡筒過程中盡量減小張力及壓力的波動。所以除保證恒定紗筒壓力外,保證卷繞速度相對穩定是控制張力波動的一項重要措施。目前,松式絡筒機一般采用800~1000m/min的線速度為宜。


      (2) 臂壓力:它是影響筒紗密度的關鍵因素之一。可根據所要求的卷裝密度和硬度來調節和保持支撐羅拉上的卷裝壓力。隨著筒紗直徑的增大卷裝重量加大,這時筒子支架的氣動裝置來調節和補償支撐羅拉上的傳輸壓力。根據經驗生產松式卷裝臂壓力一般選擇在2~3N。


      (3) 超喂:超喂的目的是充分釋放張力,一個超喂羅拉在卷繞過程中的最后牽伸之前對紗線進行超喂,補償了由喂入卷裝的退繞造成的張力變化。超喂值可又控制系統控制超喂電機,根據紗線品種最大超喂可達70%以上。


      (4) 張力:調節筒紗密度重要方法,主要是通過改變張力的大小來調節。一般張力裝置與一個簧片安裝在一起,通過數字式控制面板來調節法蘭彈簧上的壓力改變紗線的張力。它設有一個起始張力和一個結束張力,張力由計算機終端控制,按一線性變化來控制筒紗大小卷裝時的密度一致性。一般可設置幾克到幾十克不等。


      (5) 交叉角:筒紗的卷繞方式可分為精密型網狀卷繞、隨意模式的卷繞、間層式卷繞。高速松式絡筒機一般采用精密卷繞,也可采用其他方式卷繞。交叉角用度來表示,它表示的是卷裝上紗線的卷繞半角。度數越高退繞越好,但導絲速度也越高,建議使用中間值。精密卷

      繞具有恒定的卷繞數其交叉角是變化的,它的特點是卷裝上的紗線有規律地精確分層,較高的卷裝卷繞速度,較高的卷裝退繞速度,生產直徑有限制的卷裝,卷裝的內外層密度差異小。正是精密卷繞的交叉角是變化的,這就方便了我們設置左右軟邊表。通過設置正確的軟邊表來消除筒紗的硬邊,這也是松式絡筒要滿足筒紗染色的關鍵技術之一。為了達到染色的要求還可以設置錐度表生產出完美的卷裝。實際生產中我們只要在計算機中的選擇卷繞方式、軟邊表及錐度表。


      (6) 溫濕度:松式絡筒對溫濕度的要求非常高,溫濕度的微小變化都會影響筒紗的密度和成形。這就需要良好的生產環境來控制溫濕度的變化。一般溫濕度控制在70%左右。


      2.3 實驗及分析


      3.3.1 工藝參數對筒紗密度的影響

      現以純棉100英支的雙股線為例,生產松式平行卷裝,通過實驗分析各工藝對松式卷裝的影響。


      1)速度

      卷裝線速度設定為800、1000、1200m/min,對筒紗密度進行測定。

      紗線的速度對筒紗密度影響不明顯,因此理論上紗線的線速度可以任意選的,且紗線的線速度高,產量高。實際生產中紗線的線速度與紗線粗細、原料種類等有關,并且紗線的線速度越高,筒紗的外觀形狀越難控制。為了不影響紗線的機械物理性能,松式絡筒機一般采用800~1000m/min的線速度為宜。


      2)臂壓力

      臂壓力是影響筒紗密度的關鍵因素之一,現選的臂壓力為2、3、4N進行生產,對筒紗密度進行測定。

      隨著臂壓力的增大,筒紗密度逐步增加,因此臂壓力是影響筒紗密度的關鍵因素之一,當實際密度與設計密度相差較大時,必需通過調節臂壓力才能實現。


      3)超喂

      現設定超喂率為5、25、50%進行生產,對筒紗密度進行測定。

      超喂由5%增到25%時,筒紗密度呈現下降,當超喂繼續增大到50%時,筒紗密度幾乎不再變化,因此超喂是充分釋放張力,當釋放不充分時密度明顯偏大,筒紗成形有漲邊現象,即筒紗的內外層紗線的密度有差異。當超過了釋放范圍對密度的影

      響就不明顯了,且釋放過大還會影響紗線的斷頭。一般紗線選擇在25%左右較好。


      4)張力

      張力是影響密度的重要因素,現設定張力為5、15、25克進行生產,對筒紗密度進行測定。

      隨著張力的增加,筒紗密度增加,因此張力對筒紗的密度影響明顯,一般根據不同的紗線品種選擇不同的張力來控制筒紗密度。盡管張力調節筒紗密度比較方便,調節范圍比較大,但在實際生產中張力應選擇適中,因為張力太小會影響筒紗的成形,張力太大不僅影響筒紗成形還直接損失紗線的物理機械性能,導致紗線斷頭增加。因此當張力選擇適中時不符合筒紗密度要求時要考慮選擇適當的臂壓力來滿足密度要求。


      5)交叉角

      現用16o(固定交叉角)和精密卷繞進行生產,對筒紗密度進行測定。

      交叉角對密度的影響不大。本文在前述的“交叉角”分析中知道它影響筒紗的成形及后道工序的染色、退繞。精密卷繞的交叉角是變化的,這就方便了我們設置左右軟邊表。通過設置正確的軟邊表來消除筒紗的硬邊,這也是松式絡筒要滿足筒紗染色的關鍵技術之一。


      6)溫濕度

      由于紡織纖維具有吸放濕性能,因此車間相對濕度應該對紗線的加工帶來一定的影響。現在相對濕度為60、70、80%條件下進行生產,對筒紗密度進行測定。

      隨著相對濕度的增加,筒紗密度呈現增加趨勢。即溫濕度對筒紗的密度影響也比較明顯,因為當溫濕度增加時紗線的吸濕增強,紗線之間的粘附力增大,所以密度明顯增大。通常使用選擇70%左右為宜。松式絡筒要求溫濕度相對要穩定,生產時若變化較大不僅對密度的一致性有影響,且直接影響筒紗的外觀,產生鼓邊、松芯等。



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