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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、有非常精密的無重疊的紗線層、錠長錠徑更加準(zhǔn)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(guān)因素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，對相關(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題。

國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

高檔色織產(chǎn)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(jīng)過絡(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(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，來達(dá)到控制筒紗質(zhì)量的目的，從而給企業(yè)帶來更大的經(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，保證每層紗線沒有重疊，就是說需要對紗筒的卷繞比

(3) 卷繞無刷電機(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)的探測器裝在一起用于檢測筒子轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制筒紗長度。

(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(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(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。在線速度升速過程中，通過調(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”電子探測器檢測，電子張力控制裝置反之對紗線產(chǎn)生作用。即使對于一個(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，首先要通過大量的實(shí)驗(yàn)測的數(shù)據(jù)，對數(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)紗過程中張力變化過大，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(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)超喂羅拉在卷繞過程中的最后牽伸之前對紗線進(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，主要是通過改變張力的大小來調(diào)節(jié)。一般張力裝置與一個(gè)簧片安裝在一起，通過數(shù)字式控制面板來調(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，通過實(shí)驗(yàn)分析各工藝對松式卷裝的影響。

1）速度

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

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)超過了釋放范圍對密度的影

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)，對筒紗密度進(jìn)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(jù)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(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頋M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(shè)置左右軟邊表。通過設(shè)置正確的軟邊表來消除筒紗的硬邊，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，因此車間相對濕度應(yīng)該對紗線的加工帶來一定的影響。現(xiàn)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。

隨著相對濕度的增加，筒紗密度呈現(xiàn)增加趨勢。即溫濕度對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)筒要求溫濕度相對要穩(wěn)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，產(chǎn)生鼓邊、松芯等。