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          絡(luò )筒機工藝設計與質(zhì)量控制—并線(xiàn)機工藝設計與質(zhì)量控制

          來(lái)源:中國紡機網(wǎng)編輯部 發(fā)布時(shí)間:2017年02月24日

          絡(luò )筒機工藝設計與質(zhì)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(wú)重疊的紗線(xiàn)層、錠長(cháng)錠徑更加準確、紗線(xiàn)的退繞更好,這種卷裝在染色過(guò)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(guān)因素進(jìn)行了實(shí)驗分析,對相關(guān)工藝參數進(jìn)行了優(yōu)化。得出了以下結論:


          松式絡(luò )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(shí)優(yōu)先考慮調整臂壓力;張力是控制筒紗密度的關(guān)鍵因素,在筒紗密度相差不大時(shí)進(jìn)行微調;超喂的目的是充分釋放張力,根據紗線(xiàn)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(xiàn)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(zhù)人們審美意識的增強和生活水平的提高,高檔色織產(chǎn)品愈來(lái)愈受到人們喜愛(ài)。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(yè)獲得廣泛應用。一般紗筒染色前需要將外購的坯紗絡(luò )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(luò )筒機的需求日益增加。如何生產(chǎn)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(zhù)手解決的問(wèn)題。


          國內外研究現狀


          高檔色織產(chǎn)品愈來(lái)愈受到人們喜愛(ài),紗線(xiàn)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(jīng)過(guò)絡(luò )筒上織機私用,因此目前很多用戶(hù)希望直接筒紗染色。為了生產(chǎn)出筒紗染色的合格卷裝,國內外的許多紡織機廠(chǎng)及技術(shù)人員做了一系列的研究。首先生產(chǎn)出能做松式絡(luò )筒的設備,其次要優(yōu)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(cháng)紗線(xiàn)、外形美觀(guān)、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(wú)重疊的紗線(xiàn)層、錠長(cháng)錠徑更加準確、紗線(xiàn)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(guò)生產(chǎn)工藝的探索實(shí)驗,得到最佳的生產(chǎn)工藝,以便采用合適的工藝,生產(chǎn)出供筒紗染色的合格卷裝,來(lái)達到控制筒紗質(zhì)量的目的,從而給企業(yè)帶來(lái)更大的經(jīng)濟效益。


          高速松式絡(luò )筒機的性能原理


          1.1高速松式絡(luò )筒機的工藝過(guò)程及機器結果組成

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

          絡(luò )筒機的工藝過(guò)程及機器結構組成:合格的筒紗或管紗->松式絡(luò )筒機的超喂->張力控制系統->在線(xiàn)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(jìn)高速松式絡(luò )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(zhù)卷裝錠子上電子導紗器等所有參數的操作,對于每種紗線(xiàn)可選擇最有效及最合適的交叉角以得到密度可控的高質(zhì)量卷裝。通過(guò)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(dòng)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(shí)時(shí)獲得所有信息,了解到各個(gè)筒紗的現狀。


          1.3高速松式絡(luò )筒機的主要部件及特點(diǎn)


          2.3.1導紗裝置

          (1) 橫動(dòng)導紗采用的是“導紗器”,即俗稱(chēng)的“兔子頭”,對紗線(xiàn)的損傷很小,特別適用于高檔色織紗線(xiàn)的卷繞;另外由于各電機在機械上沒(méi)有直接的傳動(dòng)連接,輔以高速精密運動(dòng)控制軟件算法,可以很方便地實(shí)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(jìn)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(dòng)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(kāi)始卷繞到滿(mǎn)筒之間任何直徑點(diǎn)上,筒子上的紗線(xiàn)在空間上成立體交叉,彼此都不平行,保證每層紗線(xiàn)沒(méi)有重疊,就是說(shuō)需要對紗筒的卷繞比

          進(jìn)行精密控制。所謂卷繞比,就是橫動(dòng)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(shí)現精密交叉卷繞,“單錠控制驅動(dòng)器”通過(guò)實(shí)時(shí)采集卷繞電機反饋編碼器脈沖信號計算其實(shí)時(shí)速度,根據精密卷繞工藝要求,用獨特數控算法得出橫動(dòng)伺服電機的速度給定指令,以保證橫動(dòng)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(guān)系,讓紗線(xiàn)以空間螺旋線(xiàn)的形狀往復繞在紗筒上。


          (3) 卷繞無(wú)刷電機。卷繞電機直接驅動(dòng)紗筒旋轉,實(shí)現紗線(xiàn)的卷繞運動(dòng)。橫動(dòng)和卷繞兩個(gè)運動(dòng)合成后即表現為紗線(xiàn)以螺旋線(xiàn)的形狀來(lái)回卷繞在紗筒表面。


          2.3.2卷繞支撐裝置

          (1) 支撐羅拉,每個(gè)導紗器均裝有一個(gè)支撐羅拉。它有卷繞驅動(dòng),每個(gè)羅拉均裝有一個(gè)磁性體,并與一個(gè)靜態(tài)的探測器裝在一起用于檢測筒子轉速,進(jìn)而控制筒紗長(cháng)度。


          (2) 卷繞支架,支架由兩邊兩個(gè)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(chǎn)平行卷裝和有錐度的卷裝。


          1)控制臂:一個(gè)帶有控制編碼器的馬達,一根傳輸皮帶,一個(gè)錐形環(huán),這種傳輸可防止卷取筒管的磨損??筛鶕蟮木硌b密度和硬度來(lái)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(gè)筒子支架均裝有一個(gè)氣動(dòng)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(guò)程中紗線(xiàn)線(xiàn)速度肯定大于紗筒退繞線(xiàn)速度,張力值也因此增大,而過(guò)大的張力不但得不到優(yōu)質(zhì)紗筒,而且會(huì )增加紗線(xiàn)的斷頭,降低生產(chǎn)效率。因此,高速松式絡(luò )筒機采用了所謂“超喂”的辦法,即送出紗線(xiàn)的速度大于卷取紗線(xiàn)的速度,將紗線(xiàn)卷繞時(shí)筒子“硬拖”紗線(xiàn)的狀況改變成緩和地卷取紗線(xiàn)的狀況,從而減少斷頭,獲得滿(mǎn)意的松式卷繞筒子。紗線(xiàn)在超喂滾筒上環(huán)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(guò)計算機終端調節超喂量。


          (2) 張力控制裝置:精密卷繞加工時(shí)紗線(xiàn)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(xiàn)加工的斷頭率,因而各種精密卷繞絡(luò )筒機都有紗線(xiàn)的張力控制環(huán)節,特別是供筒子染色用的紗線(xiàn)的加工張力,不宜過(guò)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(xiàn)卷繞線(xiàn)速度外,還另外設計有一個(gè)張力遞減調節裝置,采用一個(gè)步進(jìn)電機控制的張力調節桿。在線(xiàn)速度升速過(guò)程中,通過(guò)調節步進(jìn)電機的轉角狀態(tài),控制張力調節桿的角度,改變紗線(xiàn)通過(guò)門(mén)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(shí)卷繞張力大,大直徑時(shí)卷繞張力小。它有一個(gè)簧片和法蘭安裝在一起,給予紗線(xiàn)正確的張力,它可以通過(guò)計算機終端調節。


          (3) 在線(xiàn)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(xiàn)張力,從開(kāi)始一直到卷裝成形結束。它可通過(guò)數字終端設定的紗線(xiàn)卷繞張力,紗線(xiàn)卷繞張力受一安裝在每一卷繞錠子上的特殊的“在線(xiàn)”電子探測器檢測,電子張力控制裝置反之對紗線(xiàn)產(chǎn)生作用。即使對于一個(gè)很小的紗線(xiàn)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(luò )筒工藝設計與質(zhì)量控制


          2.1 染色筒子的質(zhì)量要求

          松式絡(luò )筒要求非常精密的紗線(xiàn)層,這樣可以生產(chǎn)出密度可控的用于染色的松式卷裝。松式卷裝在染色過(guò)程中具有最佳的液體滲透性,其內外層紗線(xiàn)密度完全均勻。松式絡(luò )筒的要求不是越松越好,基本點(diǎn)是密度均勻一致,根據染色經(jīng)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(luò )筒對工藝的要求非常嚴格,為了生產(chǎn)出符合染色要求的松式卷裝,首先要通過(guò)大量的實(shí)驗測的數據,對數據進(jìn)行統計分析,從影響松式卷裝的主要因素著(zhù)手,逐項進(jìn)行修正,積累一定的經(jīng)驗,按生產(chǎn)品

          種和染色的要求對工藝進(jìn)行優(yōu)化設計來(lái)達到質(zhì)量控制的目的。


          影響松式絡(luò )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(xiàn)速度:理論上分析,紗筒卷繞的線(xiàn)速度隨紗筒的卷繞半徑變化而變化,而線(xiàn)速度的變化直接引起卷繞張力的波動(dòng),從而會(huì )影響紗筒的成形質(zhì)量和紗線(xiàn)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(chǎn)生筒子外層紗擠壓內層紗的脹邊現象;如果絡(luò )紗過(guò)程中張力變化過(guò)大,也會(huì )容易造成紗線(xiàn)因絡(luò )紗張力不同出現紗線(xiàn)拉伸率不同,這就要求在絡(luò )筒過(guò)程中盡量減小張力及壓力的波動(dòng)。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(dòng)的一項重要措施。目前,松式絡(luò )筒機一般采用800~1000m/min的線(xiàn)速度為宜。


          (2) 臂壓力:它是影響筒紗密度的關(guān)鍵因素之一??筛鶕蟮木硌b密度和硬度來(lái)調節和保持支撐羅拉上的卷裝壓力。隨著(zhù)筒紗直徑的增大卷裝重量加大,這時(shí)筒子支架的氣動(dòng)裝置來(lái)調節和補償支撐羅拉上的傳輸壓力。根據經(jīng)驗生產(chǎn)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(gè)超喂羅拉在卷繞過(guò)程中的最后牽伸之前對紗線(xiàn)進(jìn)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(xiàn)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(guò)改變張力的大小來(lái)調節。一般張力裝置與一個(gè)簧片安裝在一起,通過(guò)數字式控制面板來(lái)調節法蘭彈簧上的壓力改變紗線(xiàn)的張力。它設有一個(gè)起始張力和一個(gè)結束張力,張力由計算機終端控制,按一線(xiàn)性變化來(lái)控制筒紗大小卷裝時(shí)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(wǎng)狀卷繞、隨意模式的卷繞、間層式卷繞。高速松式絡(luò )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(lái)表示,它表示的是卷裝上紗線(xiàn)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(diǎn)是卷裝上的紗線(xiàn)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(chǎn)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(guò)設置正確的軟邊表來(lái)消除筒紗的硬邊,這也是松式絡(luò )筒要滿(mǎn)足筒紗染色的關(guān)鍵技術(shù)之一。為了達到染色的要求還可以設置錐度表生產(chǎn)出完美的卷裝。實(shí)際生產(chǎn)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(luò )筒對溫濕度的要求非常高,溫濕度的微小變化都會(huì )影響筒紗的密度和成形。這就需要良好的生產(chǎn)環(huán)境來(lái)控制溫濕度的變化。一般溫濕度控制在70%左右。


          2.3 實(shí)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(xiàn)為例,生產(chǎn)松式平行卷裝,通過(guò)實(shí)驗分析各工藝對松式卷裝的影響。


          1)速度

          卷裝線(xiàn)速度設定為800、1000、1200m/min,對筒紗密度進(jìn)行測定。

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


          2)臂壓力

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

          隨著(zhù)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(guān)鍵因素之一,當實(shí)際密度與設計密度相差較大時(shí),必需通過(guò)調節臂壓力才能實(shí)現。


          3)超喂

          現設定超喂率為5、25、50%進(jìn)行生產(chǎn),對筒紗密度進(jìn)行測定。

          超喂由5%增到25%時(shí),筒紗密度呈現下降,當超喂繼續增大到50%時(shí),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(shí)密度明顯偏大,筒紗成形有漲邊現象,即筒紗的內外層紗線(xiàn)的密度有差異。當超過(guò)了釋放范圍對密度的影

          響就不明顯了,且釋放過(guò)大還會(huì )影響紗線(xiàn)的斷頭。一般紗線(xiàn)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(jìn)行生產(chǎn),對筒紗密度進(jìn)行測定。

          隨著(zhù)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(xiàn)品種選擇不同的張力來(lái)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(shí)際生產(chǎn)中張力應選擇適中,因為張力太小會(huì )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(xiàn)的物理機械性能,導致紗線(xiàn)斷頭增加。因此當張力選擇適中時(shí)不符合筒紗密度要求時(shí)要考慮選擇適當的臂壓力來(lái)滿(mǎn)足密度要求。


          5)交叉角

          現用16o(固定交叉角)和精密卷繞進(jìn)行生產(chǎn),對筒紗密度進(jìn)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(guò)設置正確的軟邊表來(lái)消除筒紗的硬邊,這也是松式絡(luò )筒要滿(mǎn)足筒紗染色的關(guān)鍵技術(shù)之一。


          6)溫濕度

          由于紡織纖維具有吸放濕性能,因此車(chē)間相對濕度應該對紗線(xiàn)的加工帶來(lái)一定的影響?,F在相對濕度為60、70、80%條件下進(jìn)行生產(chǎn),對筒紗密度進(jìn)行測定。

          隨著(zhù)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(shí)紗線(xiàn)的吸濕增強,紗線(xiàn)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(luò )筒要求溫濕度相對要穩定,生產(chǎn)時(shí)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(guān),產(chǎn)生鼓邊、松芯等。



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