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粗纱机的牵伸工艺参数最重要的包含牵伸倍数及其分配、粗纱定量、罗拉握持距、罗拉加压、原始隔距、集合器口径等,现分述如下。
⒈粗纱定量和牵伸倍数粗纱机的牵伸倍数依据细纱线密度、细纱机的牵伸能力、熟条及粗纱定量、粗纱机的牵伸型式而定。由于目前细纱机的牵伸能力的提高,粗纱趋于重定量,但在双皮圈牵伸中,粗纱定量过重,往往因中上罗拉打滑使上下皮圈间速度差异较大而产生皮圈间须条分裂或分层现象,所以,双皮圈牵伸型式不宜纺定量过重的粗纱,一般粗纱定量在2.5~6g/10mm之间为宜。由于化纤在牵伸过程中的牵伸力大,粗纱定量和牵伸倍数应比纺棉时适当减轻和减小,粗纱定量一般以3~5g/10m为宜,牵伸倍数一般控制在10倍以下。在细纱牵伸能力较高时,粗纱机可配置较低的牵伸倍数以利于成纱质量。
由于前牵伸区有双皮圈及弹性钳口,对纤维的运动控制良好,所以牵伸倍数主要由前牵伸区承担,而后区牵伸倍数不宜过大,一般为1.12~1.48倍,通常情况下以偏小为宜。当喂入棉条定量过重时,为防止须条在前区产生分层现象,后区可采用较大的牵伸倍数。纺化纤时,为避免出硬头或条干恶化,后区牵伸倍数可稍大,以使后区牵伸力与握持力相适应。四罗拉双皮圈牵伸较三罗拉双皮圈牵伸的后区牵伸倍数可略大一些。
⒉罗拉握持距粗纱机罗拉握持距应根据纤维品质长度Lp而确定,并参照纤维的整齐度和牵伸区中牵伸力的大小综合考虑,以不使纤维断裂或须条牵伸不开为原则。化纤混纺时,确定粗纱机的罗拉握持距,一般以主体成分(百分比大的成分)的纤维长度为基础,适当考虑混和纤维的加权平均长度;当棉型化纤与棉混纺时, 化纤长度一般为38mm,长于棉纤维,为减少纤维损伤,应主要考虑化纤长度。又因化纤的牵伸力大,罗拉握持距大于纤维长度的数值也应较纺棉时适当放大。
主牵伸区握持距的大小对条干均匀度影响很大,在双皮圈牵伸中一般等于皮圈架长度加浮游区长度。皮圈架长度指皮圈工作状态下,皮圈夹持须条的长度,即上销前缘至小铁辊中心线间的距离,由所纺纤维品种而定,一般纺棉及棉型化纤时为34mm,纺中长时为42mm。浮游区长度指皮圈钳口到前罗拉钳口间的距离,为计算方便,常以皮圈销前缘到前罗拉中心线的距离表示。
缩小浮游区长度,能够大大减少未被控制的短纤维数量,使皮圈钳口的摩擦力界向前钳口扩展,使纤维变速点向前钳口集中,有利于改善粗纱条干,但浮游区过短,会引起牵伸力增大而与前罗拉握持力不相适应,反不利于粗纱条干,所以弹簧摆动销双皮圈牵伸的浮游区长度一般控制在15~17mm,纺中长时,可增至20~22mm,在不碰集合器的前提下以偏小为宜。在D型牵伸中,集合器移到了整理区,则浮游区长度可较小些。后区为简单罗拉牵伸,故采用重加压、大隔距的工艺方法 。
由于有集合器,握持距可大些,一般为LP+(12~16)mm,纺中长时为LP+(15~20)mm,当熟条定量较轻或后区牵伸倍数较大时,因牵伸力小,握持距可小些,当纤维整齐度差时,为缩短纤维浮游动程,握持距应小些,反之应大。握持距的大小应根据加压和牵伸倍数来选择,使牵伸力与握持力相适应。在整理区,由于该区不承担牵伸任务,所以只需1.05倍的张力牵伸,以保证纤维在集束区中的有序排列。该区握持距可略大于或等于纤维的品质长度。
⒊罗拉加压在满足握持力大于牵伸力的前提下,粗纱机的罗拉加压主要是依据牵伸型式、罗拉速度、罗拉握持距及牵伸倍数、须条定量而定。罗拉速度快、隔距小、定量重时重加压,反之则轻。纺化纤时,皮辊加压量应比纺棉时重20%~25%。
从表6-2-4中可知,由于四罗拉双短皮圈较三罗拉双短皮圈多一个整理区,使牵伸与集合分开进行,主牵伸区的牵伸力相应减小,所以罗拉加压量较三罗拉双皮圈小。为了适应较大的适纺范围,主牵伸区至后牵伸区的罗拉加压可分档调节,并以不同的色块显示(见细纱加压机构)。
⒋皮圈原始钳口和上销弹簧起始压力原始钳口是弹性钳口上、下销之间的最小距离,其大小依据粗纱定量以不一样的规格的隔距块来确定,见表6-2-5。
上销弹簧的起始压力是上销处于原始钳口位置时的片簧压力。上销弹簧起始压力以700~900cN/双锭为宜。起始压力过大,形成死钳口,上销不能起弹性摆动的调节作用;起始压力过小,上销摆动频繁甚至“张口”,起不到弹性钳口的控制作用。在弹簧压力适当的条件下配以较小的原始钳口,对条干均匀有利,但应按时进行检查弹簧变形情况,如果各锭弹簧压力不一致,将造成锭与锭间的质量差异。
⒌集合器口径集合器要求前区口径与输出定量相适应、中区口径与喂入定量相适应。其选用可参考表6-2-1、表6-2-2。
粗纱机的牵伸工艺参数应根据牵伸过程中牵伸力与握持力相适应的要求及所纺品种、使用原料的详细情况进行具体分析、灵活掌握。
粗纱机的加捻机构最重要的包含锭子、锭翼和假捻器等元件。由前罗拉输出的须条由锭翼回转而加捻,锭翼一转,纱条上加上一个捻回。粗纱机的加捻机构以锭翼的设置形式不同而分为三类,即悬吊式(吊锭)、竖式(竖锭)和封闭式。
现代粗纱机多采用悬吊式加捻机构,如图6-3-1所示。锭翼1与锭杆5合为一组合件,以轴承固装于上方的固定龙筋2上,形成悬吊锭翼。锭翼顶端螺旋齿轮3由长轴齿轮或齿形带直接传动,锭杆从上部插入筒管9内以稳定筒管的上部。筒管固定在下部支承6上,通过长轴齿轮8带动筒管齿轮7而回转,并随升降龙筋一起作升降运动。锭翼1又称为锭壳,由空心臂、实心臂和压掌组成。空心臂是引导粗纱的通道,实心臂起平衡作用。压掌由压掌杆、压掌叶、上圆环和下圆环组成,上、下圆环套在空心臂上,可在一些范围内绕空心臂转动。前罗拉吐出的须条11自锭翼上端顶孔穿入,从侧孔引出后,再穿入空心臂。自空心臂引出的粗纱在压掌上绕2~3圈后经压掌叶上的导纱孔卷绕在筒管上。
悬吊式锭翼有两种形式,如图6-3-2所示,一种为锭杆式锭翼1,中央锭杆用于支承筒管上部,故也称为上锭杆式吊锭。采用锭杆式锭翼,因筒管的上下支承为不同构件,所以对锭杆与筒管下支承中心的同心度要求比较高。另一种是无锭杆式锭翼2,采用无锭杆式锭翼时,筒管由升降龙筋上的长支承杆来支承,所以也称为下锭杆式吊锭。
如图6-3-3所示。国产1271型、A453B型、A456C型、A454型粗纱机皆为这种类型。其锭子1为一圆柱形长杆,直径为19~22mm,长度为700~1000mm,随机型而定。锭子下端插在固定龙筋上作为下支承的锭脚油杯6内,中部靠锭管3上部的一段内壁支承。锭子顶端有凹槽,使锭翼销9嵌入其中。为了使锭翼易于插上和拔下,凹槽部分的外圆有锥度,以与锭翼套管10内壁相吻合。
竖式锭翼在落纱时需将锭翼拔出,费时又费工,并易损坏锭翼,难以实现自动落纱。并限制了粗纱机技术性能的提高,所以已被悬锭所代替。
悬吊式加捻机构与竖锭式加捻机构的锭翼两臂皆为开式,当锭翼回转时,两臂因离心力而产生的弹性变形使下端张开,使锭翼的径向实际尺寸变大。转速越高,两臂的开档和长度越大,这种变形越严重,甚至造成相邻锭翼两臂相撞,不能开车。开式锭翼限制了粗纱卷装的尺寸和一定锭距下粗纱锭距的提高,所以国外一些粗纱机上采用两端支承的封闭式加捻机构, 这种加捻机构的锭翼双臂封闭,顶部和底部均有轴承支承,其传动有两种形式,一种是锭翼的传动轴在锭翼的上方,另一种锭翼的传动轴在锭翼的下方,如图6-3-4所示。
在图(1)中,锭翼10由上部锭翼罩壳7内的螺旋齿轮6和转动轴9传动。压掌11位于空心臂的中部。导向轴1和锭套筒14分别由螺旋齿轮2和5传动。锭套筒14外套纱管13,内侧通过双键12与锭子相连,并带动锭子同向回转。锭子为空心,其顶部紧固一塑料六角形正齿轮以支承筒管,使其随锭子一起运动。
锭子下部内壁有螺纹与导向轴的螺纹相吻合,当导向轴与锭子间同向等速转动时,锭子无升降运动,若导向轴转速快,则锭子向上运动,若导向轴转速慢,则锭子向下运动,进而达到纱管升降卷绕的目的。
两种传动方式各有利弊,锭翼传动在下方时,生头较为方便,且锭翼传动轴与锭子传动轴在同一箱体(龙筋)内,车上机构较为简捷;锭翼传动轴位与上方时,上龙筋位于锭翼与前罗拉之间,阻隔了锭翼高速时所因起的气流对纱条的干扰,减少了纱条飘动和飞花,且发生断头时,须条堆落在龙筋上不会因飘头而造成相邻锭子断头。
封闭式加捻机构取消了笨重的龙筋升降机构,且在高速时锭翼的变形量极小、运行平稳,故特别适应于高速大卷装。
1.锭翼的开档和长度锭翼两臂的开档和长度随粗纱的成形尺寸而定。为减少细纱机换粗纱的频繁劳动、提高粗纱机的生产效率,粗纱的卷绕直径和高度在不断地增加,因此锭翼两臂的开档和长度也随之相应增加。为了适应大卷装的需要,新型锭翼除因厂家、机型不同而具有自身独到的特点外,还具有以下共同特性:
(2) 锭翼外型设计采用斜肩式,翼臂总长度缩短,臂上端刚度大,弹性变形量小。
(3) 锭翼表面涂有极光滑的特殊涂层,以减少空气摩擦阻力,并防止粘挂纤维。
不同机型,其加捻机构不同,锭翼的开档和长度不同,故卷装大小也不同。如国产FA425型、FA468、FA491型粗纱机为悬锭式加捻机构,因该机构锭翼上部刚度较大,并为封闭式空心臂,所以卷装可达φ150×400(mm) ,国产A454C型、A456G型粗纱机为竖锭式加捻机构,其卷装形式相应小些,分别为φ128×320(mm)、φ135×320(mm)。美国ROVEMATLC764 型粗纱机采用封闭式加捻机构,其卷装可达φ178×356(mm)。
⒉压掌压纱力为了使粗纱在卷绕过程中压掌叶3始终压向粗纱管1,压掌杆的离心力矩总是大于压掌叶的离心力矩。依靠两者对空心臂4的力矩差,压掌叶将粗纱压向纱管,使粗纱紧密地绕在筒管上。卷绕过程中,随着粗纱卷绕直径2的逐层增加,压掌叶的离心力也逐渐增大,压掌杆的离心力逐层减小,故压掌叶对纱管的压力随卷绕直径的增加而减小,如图6-3-5所示。压掌压纱力的这种变化,使内外层粗纱直径被压扁的程度不一致,内层的压扁程度较外层的大,这样可避免在卷绕外层粗纱时因压掌压力过大而将内层粗纱向卷装两端挤出的疵病,但压纱力的变化将影响卷绕张力。