絡(luò)筒機(jī)工藝設(shè)計(jì)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)重疊的紗線層、錠長(zhǎng)錠徑更加準(zhǔn)確、紗線的退繞更好，這種卷裝在染色過(guò)程中具有最佳的液體滲透性。本文對(duì)影響筒紗密度及均勻性的相關(guān)因素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，對(duì)相關(guān)工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。得出了以下結(jié)論：
松式絡(luò)筒速度不影響筒紗密度；臂壓力對(duì)密度的影響較大，一般在密度相差較大時(shí)優(yōu)先考慮調(diào)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(diào)；超喂的目的是充分釋放張力，根據(jù)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(jù)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(duì)松式卷裝密度影響較大，一般要控制它的穩(wěn)定性。
隨著人們審美意識(shí)的增強(qiáng)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。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(yīng)用。一般紗筒染色前需要將外購(gòu)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(jī)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手解決的問(wèn)題。
國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
高檔色織產(chǎn)品愈來(lái)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(duì)較少，但絞紗染色后還需要經(jīng)過(guò)絡(luò)筒上織機(jī)私用，因此目前很多用戶希望直接筒紗染色。為了生產(chǎn)出筒紗染色的合格卷裝，國(guó)內(nèi)外的許多紡織機(jī)廠及技術(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(shè)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(zhǎng)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(wú)重疊的紗線層、錠長(zhǎng)錠徑更加準(zhǔn)確、紗線的退
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(yàn)，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(dá)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(jì)效益。
高速松式絡(luò)筒機(jī)的性能原理
1.1高速松式絡(luò)筒機(jī)的工藝過(guò)程及機(jī)器結(jié)果組成
高速松式絡(luò)筒機(jī)機(jī)電一體化程度很高，每個(gè)單錠都有計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理終端控制。
絡(luò)筒機(jī)的工藝過(guò)程及機(jī)器結(jié)構(gòu)組成：合格的筒紗或管紗->松式絡(luò)筒機(jī)的超喂->張力控制系統(tǒng)->在線張力控制張力器->導(dǎo)紗裝置->卷繞支持裝置->合格的松式筒紗。
1.2計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理終端
目前先進(jìn)高速松式絡(luò)筒機(jī)都配有計(jì)算機(jī)數(shù)字終端，裝在控制頭上的計(jì)算機(jī)數(shù)字處理終端控制著卷裝錠子上電子導(dǎo)紗器等所有參數(shù)的操作，對(duì)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(zhì)量卷裝。通過(guò)控制頭上的“計(jì)算機(jī)數(shù)字處理終端”使卷繞錠子的電子導(dǎo)紗器程序化，可輸入數(shù)據(jù)并使卷裝成形參數(shù)程序化。
計(jì)算機(jī)數(shù)字處理終端可改變工藝參數(shù)設(shè)有：交叉角、卷繞速度、導(dǎo)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(shù)據(jù)都持續(xù)受到監(jiān)控，這樣可實(shí)時(shí)獲得所有信息，了解到各個(gè)筒紗的現(xiàn)狀。
1.3高速松式絡(luò)筒機(jī)的主要部件及特點(diǎn)
2.3.1導(dǎo)紗裝置
(1) 橫動(dòng)導(dǎo)紗采用的是“導(dǎo)紗器”，即俗稱的“兔子頭”，對(duì)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(jī)在機(jī)械上沒(méi)有直接的傳動(dòng)連接，輔以高速精密運(yùn)動(dòng)控制軟件算法，可以很方便地實(shí)現(xiàn)高速精密交叉卷繞，往復(fù)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(dǎo)紗模式。這種電子導(dǎo)紗形式的卷裝具有良好的退繞性能。
(2) 橫動(dòng)伺服電機(jī)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(diǎn)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(méi)有重疊，就是說(shuō)需要對(duì)紗筒的卷繞比
(3) 卷繞無(wú)刷電機(jī)。卷繞電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)紗筒旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)紗線的卷繞運(yùn)動(dòng)。橫動(dòng)和卷繞兩個(gè)運(yùn)動(dòng)合成后即表現(xiàn)為紗線以螺旋線的形狀來(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(dǎo)紗器均裝有一個(gè)支撐羅拉。它有卷繞驅(qū)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(cè)器裝在一起用于檢測(cè)筒子轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制筒紗長(zhǎng)度。
(2) 卷繞支架，支架由兩邊兩個(gè)支架組成，可調(diào)節(jié)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(dá)，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?jù)所要求的卷裝密度和硬度來(lái)調(diào)節(jié)和保持支撐羅拉上的卷繞壓力。
2）筒子支架壓力補(bǔ)償裝置：每個(gè)筒子支架均裝有一個(gè)氣動(dòng)裝置，用于調(diào)節(jié)和補(bǔ)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)程中紗線線速度肯定大于紗筒退繞線速度，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)增加紗線的斷頭，降低生產(chǎn)效率。因此，高速松式絡(luò)筒機(jī)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(shí)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?jié)L筒上環(huán)繞的圈數(shù)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
(2) 張力控制裝置：精密卷繞加工時(shí)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(luò)筒機(jī)都有紗線的張力控制環(huán)節(jié)，特別是供筒子染色用的紗線的加工張力，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(duì)恒定的紗線卷繞線速度外，還另外設(shè)計(jì)有一個(gè)張力遞減調(diào)節(jié)裝置，采用一個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制的張力調(diào)節(jié)桿。在線速度升速過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)角狀態(tài)，控制張力調(diào)節(jié)桿的角度，改變紗線通過(guò)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(jù)紗筒卷繞半徑調(diào)節(jié)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，給予紗線正確的張力，它可以通過(guò)計(jì)算機(jī)終端調(diào)節(jié)。
(3) 在線張力控制張力器：它是全電子化的張力控制系統(tǒng)，可持續(xù)控制紗線張力，從開始一直到卷裝成形結(jié)束。它可通過(guò)數(shù)字終端設(shè)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(cè)器檢測(cè)，電子張力控制裝置反之對(duì)紗線產(chǎn)生作用。即使對(duì)于一個(gè)很小的紗線張力變化，此張力器也能把張力恢復(fù)到設(shè)定值。
2高速松式絡(luò)筒工藝設(shè)計(jì)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(nèi)外層紗線密度完全均勻。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(jù)染色經(jīng)驗(yàn)一般密度設(shè)計(jì)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(duì)工藝的要求非常嚴(yán)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(yàn)測(cè)的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從影響松式卷裝的主要因素著手，逐項(xiàng)進(jìn)行修正，積累一定的經(jīng)驗(yàn)，按生產(chǎn)品
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(dòng)，從而會(huì)影響紗筒的成形質(zhì)量和紗線的機(jī)械物理性能。如果外層紗的張力大于內(nèi)層紗的張力，就容易產(chǎn)生筒子外層紗擠壓內(nèi)層紗的脹邊現(xiàn)象；如果絡(luò)紗過(guò)程中張力變化過(guò)大，也會(huì)容易造成紗線因絡(luò)紗張力不同出現(xiàn)紗線拉伸率不同，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(duì)穩(wěn)定是控制張力波動(dòng)的一項(xiàng)重要措施。目前，松式絡(luò)筒機(jī)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(guān)鍵因素之一?？筛鶕?jù)所要求的卷裝密度和硬度來(lái)調(diào)節(jié)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(shí)筒子支架的氣動(dòng)裝置來(lái)調(diào)節(jié)和補(bǔ)償支撐羅拉上的傳輸壓力。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)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(duì)紗線進(jìn)行超喂，補(bǔ)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(tǒng)控制超喂電機(jī)，根據(jù)紗線品種最大超喂可達(dá)70%以上。
(4) 張力：調(diào)節(jié)筒紗密度重要方法，主要是通過(guò)改變張力的大小來(lái)調(diào)節(jié)。一般張力裝置與一個(gè)簧片安裝在一起，通過(guò)數(shù)字式控制面板來(lái)調(diào)節(jié)法蘭彈簧上的壓力改變紗線的張力。它設(shè)有一個(gè)起始張力和一個(gè)結(jié)束張力，張力由計(jì)算機(jī)終端控制，按一線性變化來(lái)控制筒紗大小卷裝時(shí)的密度一致性。一般可設(shè)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(jī)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的卷繞半角。度數(shù)越高退繞越好，但導(dǎo)絲速度也越高，建議使用中間值。精密卷
(6) 溫濕度：松式絡(luò)筒對(duì)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(yàn)及分析
3.3.1 工藝參數(shù)對(duì)筒紗密度的影響
現(xiàn)以純棉100英支的雙股線為例，生產(chǎn)松式平行卷裝，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析各工藝對(duì)松式卷裝的影響。
1）速度
卷裝線速度設(shè)定為800、1000、1200m/min，對(duì)筒紗密度進(jìn)行測(cè)定。
紗線的速度對(duì)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(chǎn)量高。實(shí)際生產(chǎn)中紗線的線速度與紗線粗細(xì)、原料種類等有關(guān)，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(jī)械物理性能，松式絡(luò)筒機(jī)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(guān)鍵因素之一，現(xiàn)選的臂壓力為2、3、4N進(jìn)行生產(chǎn)，對(duì)筒紗密度進(jìn)行測(cè)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(guān)鍵因素之一，當(dāng)實(shí)際密度與設(shè)計(jì)密度相差較大時(shí)，必需通過(guò)調(diào)節(jié)臂壓力才能實(shí)現(xiàn)。
3）超喂
現(xiàn)設(shè)定超喂率為5、25、50%進(jìn)行生產(chǎn)，對(duì)筒紗密度進(jìn)行測(cè)定。
超喂由5%增到25%時(shí)，筒紗密度呈現(xiàn)下降，當(dāng)超喂繼續(xù)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(dāng)釋放不充分時(shí)密度明顯偏大，筒紗成形有漲邊現(xiàn)象，即筒紗的內(nèi)外層紗線的密度有差異。當(dāng)超過(guò)了釋放范圍對(duì)密度的影
4）張力
張力是影響密度的重要因素，現(xiàn)設(shè)定張力為5、15、25克進(jìn)行生產(chǎn)，對(duì)筒紗密度進(jìn)行測(cè)定。
隨著張力的增加，筒紗密度增加，因此張力對(duì)筒紗的密度影響明顯，一般根據(jù)不同的紗線品種選擇不同的張力來(lái)控制筒紗密度。盡管張力調(diào)節(jié)筒紗密度比較方便，調(diào)節(jié)范圍比較大，但在實(shí)際生產(chǎn)中張力應(yīng)選擇適中，因?yàn)閺埩μ?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的物理機(jī)械性能，導(dǎo)致紗線斷頭增加。因此當(dāng)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(dāng)?shù)谋蹓毫?lái)滿足密度要求。
5）交叉角
現(xiàn)用16o（固定交叉角）和精密卷繞進(jìn)行生產(chǎn)，對(duì)筒紗密度進(jìn)行測(cè)定。
交叉角對(duì)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?cè)O(shè)置左右軟邊表。通過(guò)設(shè)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，因此車間相對(duì)濕度應(yīng)該對(duì)紗線的加工帶來(lái)一定的影響?，F(xiàn)在相對(duì)濕度為60、70、80%條件下進(jìn)行生產(chǎn)，對(duì)筒紗密度進(jìn)行測(cè)定。
隨著相對(duì)濕度的增加，筒紗密度呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。即溫濕度對(duì)筒紗的密度影響也比較明顯，因?yàn)楫?dāng)溫濕度增加時(shí)紗線的吸濕增強(qiáng)，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(luò)筒要求溫濕度相對(duì)要穩(wěn)定，生產(chǎn)時(shí)若變化較大不僅對(duì)密度的一致性有影響，且直接影響筒紗的外觀，產(chǎn)生鼓邊、松芯等。
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