粗紗機簡介

半精紡紡紗工藝是將毛紡工藝和棉紡工藝相結(jié)合,形成一種多元化纖維的混合工藝,是我國紡織行業(yè)中一項創(chuàng)新性工藝技術(shù)。多數(shù)半精紡生產(chǎn)企業(yè)粗紗工序采用80年代的A454型棉紡粗紗機,該機成本低,基本能滿足現(xiàn)行多元化纖維組合生產(chǎn)的需要。由于半精紡生產(chǎn)具有品種多、批量小、原料成分復(fù)雜,纖維結(jié)構(gòu)變化大等特點,多數(shù)企業(yè)在半精紡生產(chǎn)過程中,粗紗工序會出現(xiàn)一些技術(shù)和使用維護等問題。從粗紗工序的作用、機理,以及紡紗工藝中對粗紗質(zhì)量指標(biāo)的控制等多方面,經(jīng)過針對性地分析和試驗,說明棉紡懸錠粗紗機尤其是計算機控制的粗紗機能很好地解決此類相關(guān)問題。為提高半精紡粗紗質(zhì)量提供了相應(yīng)的解決方案。

關(guān)鍵詞: 毛半精紡;粗紗機;粗紗工序;棉紡

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半精紡工藝粗紗工序

現(xiàn)狀分析目前大多數(shù)企業(yè)粗紗工序采用棉紡設(shè)備,并且多數(shù)使用的是A字頭托錠粗紗機,如:A453、A454、A454E等。

1.1 存在的問題

半精紡粗紗工序工藝調(diào)整復(fù)雜,需更換的工藝變換齒輪多,包括牽伸變換齒輪、捻度變換齒輪、張力變換齒輪、升降變換齒輪、角度變換齒輪等。同時涉及到的工藝員、設(shè)備保養(yǎng)、維修人員多,并要求相關(guān)人員具有較高的技術(shù)水平和較豐富的工作經(jīng)驗。

傳動機構(gòu)復(fù)雜,傳動鏈長,采用錐輪變速機構(gòu)、錐輪皮帶復(fù)位控制機構(gòu)、成形機構(gòu)等,在開關(guān)車過程中紗線易產(chǎn)生細(xì)節(jié)疵點。

工藝更改頻繁,對粗紗張力調(diào)整不易掌握以及由于錐輪皮帶運轉(zhuǎn)打滑率難以控制,很容易在紡紗中因張力不適而出現(xiàn)質(zhì)量問題。

加壓形式一般采用彈簧加壓,錠間差異大,并且長時間使用彈簧疲勞產(chǎn)生塑性變形,造成條干惡化[1]。

1.2 半精紡工藝對粗紗工序的發(fā)展需求

半精紡工藝的不斷發(fā)展,半精紡紗線質(zhì)量水平的提高,條干均勻度的控制,重量偏差,重量CV值的控制,紗疵的控制,伸長率指標(biāo)、捻度指標(biāo)的實現(xiàn);半精紡紗線紗支范圍越來越廣,逐漸向高支紗方向發(fā)展;高檔原料蠶絲、羊絨纖維的混入,期望紗線檔次逐步上升,用戶對高品位紗線的需求等,無一不對粗紗工序提出更高的要求,從而使粗紗工序的作用越來越重要。粗紗機如何保證半精紡粗紗工序的質(zhì)量越顯必要,如:減少意外伸長、減少粗紗機機械波,控制張力的大小、控制毛羽,防止細(xì)節(jié)產(chǎn)生、毛粒增加、粗紗冒紗,提高設(shè)備的穩(wěn)定性、簡化工藝品種變換的操作、計長準(zhǔn)確、集體換筒、減少用工、降低操作人員的技能要求等[2]。

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棉紡粗紗機的發(fā)展現(xiàn)狀

近60年來通過幾代人的努力,棉紡粗紗機從“1”系列,經(jīng)歷“A”系列、“FA”系列發(fā)展至今天的多種無錐輪傳動、智能化系列粗紗機。

不同檔次的粗紗機,在技術(shù)水平、機電一體化、自動化、連續(xù)化程度方面逐步提高,在紡紗質(zhì)量的控制水平以及紡紗速度、效率方面逐步上升;粗紗機操作簡化、更換品種、工藝調(diào)整方便快捷,減少機配件消耗,減少用工的程度逐步深入體現(xiàn);粗紗機信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等技術(shù)與國際水平逐步拉近達(dá)到持平。

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棉紡粗紗機對半精紡質(zhì)量的影響

計算機技術(shù)、變頻和伺服技術(shù)、PLC技術(shù)的應(yīng)用,自動化、智能化水平的提高,使得棉紡粗紗機技術(shù)得到長足的進步和發(fā)展,計算機控制的懸錠粗紗機(電腦粗紗機)日臻完善,可以很好地解決半精紡工藝中粗紗工序出現(xiàn)的系列問題。

3.1 簡化傳動機構(gòu)并消除開關(guān)車細(xì)節(jié)

計算機控制的無錐輪懸錠粗紗機從傳動形式上分為兩電動機和四電動機分部傳動粗紗機2種機型。兩電動機分部傳動粗紗機,1臺變頻電動機傳動錠翼、羅拉,1臺伺服電動機傳動卷繞和龍筋升降;四電動機分部傳動粗紗機,1臺變頻電動機傳動錠翼,羅拉、筒管卷繞和龍筋升降分別由3臺伺服電動機傳動。運用計算機、PLC、伺服及變頻技術(shù)組成一個高精度控制系統(tǒng),通過數(shù)學(xué)模型控制,實現(xiàn)多電動機之間的同步控制及恒張力紡紗。采用伺服控制系統(tǒng),進行數(shù)字化控制,有效地解決了起動、點動、停車多電動機同步控制問題,消除了粗紗機開關(guān)車細(xì)節(jié)。國內(nèi)外市場使用近萬臺。

3.2工藝調(diào)整方便快捷

3.2.1 采用觸摸屏并實現(xiàn)人機對話

四動電機分部傳動粗紗機由于取消了眾多的機械結(jié)構(gòu),在變換齒輪方面,只保留牽伸變換齒輪一種,因此在更換品種調(diào)整工藝時,只需更換一個牽伸變換齒輪,其余都通過人機界面輸入即可。粗紗機的錠翼轉(zhuǎn)速、捻度、軸向密度、成形角度等參數(shù)均可在人機界面上直接輸入,且紗線支數(shù)適應(yīng)范圍廣。兩電動機分部傳動粗紗機在變換齒輪方面,只取消了張力變換齒輪、成形角度齒輪,仍保留捻度變換齒輪、升降變換齒輪及牽伸變換齒輪,因此,更換品種調(diào)整工藝時,需更換捻度變換齒輪、升降變換齒輪、牽伸變換齒輪,同時還要將所換捻度變換齒輪、升降變換齒輪的齒數(shù)通過人機界面輸入到程序中。取消了傳統(tǒng)粗紗機的張力變換齒輪、成形角度齒輪、皮帶輪等變換,使得生產(chǎn)中更換品種、工藝調(diào)整方便快捷。

3.2.2 貯存成熟工藝功能

工控機數(shù)據(jù)庫中可以儲存不同品種不同線密度的成熟紡紗工藝。使用廠在紡制一個品種后更換品種時,可以把該品種的工藝儲存到工控機內(nèi),當(dāng)再紡制該品種時,可以把該品種工藝調(diào)出直接使用,不需進行試驗,更換品種極為方便、快捷。

3.3 增加保護措施減少飛花

采用車前防護罩,增加安全措施,并且防止飛花附入。具有完善的清潔系統(tǒng)。采用積極回轉(zhuǎn)絨帶式上下羅拉清潔裝置,并配備巡回式清潔裝置及吸風(fēng)風(fēng)道;3套機構(gòu)共同作用,以保證牽伸系統(tǒng)的清潔。車前、后等光電保護措施可以減少斷條、斷頭造成飛花和紗疵的質(zhì)量問題。

3.4控制伸長率

錠翼前后排備有高低錠桿2種形式,假捻器有高低2種形式,假捻器齒數(shù)可以選擇2種形式,以上3個方面前后排在使用中差異搭配,可以減少粗紗前后排張力差異。利用PLC、變頻技術(shù),小紗逐步升速、大紗逐步降速,減少了離心力等對紗造成的意外伸長。建立數(shù)字模型,計算紡紗層數(shù),實現(xiàn)恒張力紡紗,使粗紗張力得到有效控制,很好的保證了伸長率指標(biāo)。

3.5張力調(diào)節(jié)

合理調(diào)整粗紗張力,可以降低粗紗伸長率,減小意外伸長,穩(wěn)定粗紗條干水平及重量不勻率。計算機控制的無錐輪懸錠粗紗機取消了張力變換齒輪和張力微調(diào)裝置,使得張力調(diào)節(jié)變得簡單易行。只需在人機界面中,改變3個張力參數(shù)。在紡紗過程中,由工控機和多個高精度的旋轉(zhuǎn)編碼器組成實時檢測、反饋控制系統(tǒng),在整個紡紗過程中實現(xiàn)了數(shù)字化控制,嚴(yán)格按數(shù)學(xué)模型控制粗紗張力,實現(xiàn)對紗線的恒張力控制[3]。

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提高半精紡粗紗質(zhì)量

選用高性能的粗紗機是提高粗紗工序質(zhì)量的主要手段。計算機控制的無錐輪粗紗機使得粗紗機性能全面提高。天津宏大紡織機械有限公司生產(chǎn)的計算機控制的懸錠粗紗機有四電動機分部傳動的JWF1416型粗紗機(216mm錠距)、JWF1426型粗紗機(185mm錠距)和兩電動機分部傳動的JWF1415型粗紗機(216mm錠距)、JWF1425型粗紗機(185mm錠距)4種機型供用戶選用。結(jié)合半精紡生產(chǎn)的主要特點,優(yōu)先推薦選用185mm錠距兩電動機分部傳動的JWF1425型粗紗機。該機性能結(jié)構(gòu)特點為:

① 兩電動機分部傳動。錠翼、羅拉由一臺變頻電機傳動,變頻器控制;卷繞和龍筋升降由1臺伺服電機傳動,伺服控制器控制。錠翼最高工藝轉(zhuǎn)速1200rmin。

② 取消傳統(tǒng)的錐輪變速機構(gòu)、錐輪皮帶復(fù)位控制機構(gòu)、張力微調(diào)和成形機構(gòu),其相應(yīng)的功能由工控機通過數(shù)學(xué)模型控制2臺電動機,實現(xiàn)粗紗同步卷繞成形的要求。

③ 運用計算機、PLC、伺服控制系統(tǒng)及變頻技術(shù)組成一個高精度控制系統(tǒng),通過數(shù)學(xué)模型控制,實現(xiàn)兩電動機之間的同步控制。采用伺服控制系統(tǒng)進行數(shù)字化控制,有效地解決了起動、點動、停車兩電動機同步控制問題,消除了開關(guān)車細(xì)節(jié)。

④ 換向機構(gòu)采用機電相結(jié)合形式,雙向電磁吸鐵動作靈敏,換向及時,消除了機械式換向易出現(xiàn)的換向動作滯后現(xiàn)象,有效防止了換向時出現(xiàn)的冒紗。

⑤ 優(yōu)質(zhì)灰口鑄鐵制成的車架、墻板、龍筋、車面等重要件均采用加工中心數(shù)控設(shè)備加工,加工精度高、一致性好,確保主機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定、具有優(yōu)良的裝配性能、振動小。

⑥ 具有大紗自動降速功能,保證粗紗離心力恒定紡紗,實現(xiàn)恒張力紡紗,提高了粗紗質(zhì)量。

⑦ 具有儲存成熟工藝功能,數(shù)字化的控制系統(tǒng)可保證將最佳調(diào)整數(shù)據(jù)百分之百地重復(fù)使用。

⑧ 具有斷電保護功能,有效防止了突然斷電停車全臺車斷頭的問題。

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質(zhì)量水平和效益分析

5.1 提高粗紗條干和重量CV值

牽伸部件的保證: 多種纖維的細(xì)度、長度不同,又有一定數(shù)量的短絨成分,同時可能有動物纖維、纖維素纖維、化學(xué)纖維的混紡,其纖維的摩擦力和抱合力不同,使得隔距的調(diào)整比棉紡更加復(fù)雜。采用YJ190搖架,滿足隔距調(diào)整的范圍。必要時可以更換適合于38、51mm的上、下銷來改善牽伸效果。近幾年通過對下銷形狀的優(yōu)化設(shè)計,及對含有碳素纖維的塑料上銷的開發(fā)等,使鉗口對纖維的控制更趨于合理。天津宏大紡織機械有限公司生產(chǎn)的懸錠粗紗機有三羅拉雙短皮圈及三羅拉長短皮圈和四羅拉雙短皮圈等幾種牽伸形式,可供用戶選用。利用模塊化設(shè)計的方法,將牽伸部件配置多種模塊,根據(jù)用戶需要進行組合。

專件: 羅拉溝槽截面形狀的變化可以減少纏繞,采用氣動搖架,壓力范圍寬、錠差小、壓力穩(wěn)定,有利于條干和重量差異的控制。

導(dǎo)棉輥和搖架軸等過紗表面的處理,羅拉表面、錠翼內(nèi)壁光潔度的提高,從棉條至粗紗的整個通道減少了紗的摩擦造成的紗疵。

5.2 捻度

捻度范圍加大,A454型粗紗機捻度范圍是18～70捻m,懸錠粗紗機捻度范圍是18～80捻m。在半精紡工藝中,粗紗捻系數(shù)選擇要適當(dāng),應(yīng)低于棉型纖維;一方面使粗紗有足夠強力,另一方面使纖維能在細(xì)紗機上得到充分牽伸。對不同性能的原料粗紗捻系數(shù)應(yīng)有所不同,如羊毛、羊絨,兔毛比例高時要適當(dāng)加大捻度,絹絲、化纖比例高時則捻度可適當(dāng)減少,一般控制在30～45捻m范圍內(nèi)。尤其是粗紗捻度不易過大,因為原料成分雜,原料中纖維的長度離散,細(xì)度離散很大,捻度過大時,易形成皮芯結(jié)構(gòu),影響后工序的牽伸及成紗質(zhì)量。

5.3 試驗數(shù)據(jù)

A454型粗紗機試驗數(shù)據(jù)來自用戶。由于受原料的局限,F1425無錐輪粗紗機的數(shù)據(jù)為企業(yè)實驗室數(shù)據(jù)。表1為紗線質(zhì)量指標(biāo)對比。從表1可以看出,粗紗機的錠翼速度提高了200～300rmin,在并條質(zhì)量指標(biāo)數(shù)較高的情況下,粗紗質(zhì)量指標(biāo)接近或者提高。由于試驗數(shù)據(jù)較少,后期仍需要進行大量試驗,以摸索和優(yōu)化相關(guān)工藝配置。

5.4 效益分析

懸錠粗紗機系列產(chǎn)品具有防冒紗功能,可以實現(xiàn)錠翼定位停,方便操作,計長準(zhǔn)確,有的機型還具有提前換向功能?？衫眉w換筒,減少原料浪費,還可以根據(jù)用戶工廠管理的需求具有網(wǎng)絡(luò)接口,實現(xiàn)ERP管理。可實現(xiàn)紡紗效率提高、用工減少的目標(biāo)等。

F1425型粗紗機售價是A454型粗紗機的2倍多,但由于其速度、效率的提高,萬錠配臺數(shù)減少一半左右,此外采用多項先進技術(shù)和機器性能的提高,使機配件消耗降低、粗紗質(zhì)量水平上升、管理方便、操作保養(yǎng)人員技能要求難度減少。尤且是目前人工成本逐漸上升,最直接的受益是用工數(shù)量的減少,粗紗質(zhì)量水平及品位的提升,附加值的增加,售價的提高是更為值得關(guān)注之處。

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結(jié)語

隨著半精紡工藝的不斷發(fā)展,半精紡紗線質(zhì)量要求越來越高,以A454型粗紗機為代表的托錠粗紗機已不能很好地滿足半精紡生產(chǎn)需求;懸錠粗紗機系列產(chǎn)品針對半精紡粗紗工序中存在的問題提供了成熟的解決方案;采用自動化、智能化水平高的計算機控制的無錐輪粗紗機將是提升半精紡工藝生產(chǎn)技術(shù)和質(zhì)量的一種發(fā)展趨勢。

參考文獻

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[2] 周衛(wèi)忠.淺談半精紡生產(chǎn)工藝配置及提高紗線質(zhì)量[C]2007年全國創(chuàng)新型毛紡半精梳技術(shù)研討會資料匯編.北京:中國毛紡織行業(yè)協(xié)會,2007.

[3] 劉敦平.FA491型粗紗機技術(shù)性能分析與實踐應(yīng)用[C]2003年全國棉紡織技術(shù)(學(xué)術(shù))年會優(yōu)秀科技論文集.西安:全國棉紡織科技信息中心,2003.

來源：中國知網(wǎng)，毛紡科技

作者：劉敦平

編輯：紡機網(wǎng)綜合整理，轉(zhuǎn)載請注明來源