并粗工艺决定并粗纺纱质量,并粗质量又直接影响成纱质量。故并粗工艺的优劣与成纱质量息息相关,理由如下:
1.1粗纱是细纱的准备工序。
在传统的环锭纺系统中,粗纱机的任务就是提供符合细纱要求的满管粗纱、细纱机仅能在此粗纱质量的基础上,纺出成纱来。欲使成纱质量完全能满足后部织造工序的要求,除细纱的工艺,没备完全合理外,还必需有良好的粗纱质量作基础。
1.2单根喂入方式。
除纺高支纱采用双粗纱喂人,赛洛(SirOspun)纺外,自末并起,都是单根喂入连续生产,并、粗、细各工序牵伸产生的附加不匀率,逐工序累加,条干不匀只能沿生产工序趋于恶化,无改善的可能,即是说,没有好的并粗质量,就没有好的成纱质量。
1.3罗拉牵伸方式。
在并、粗、细一条生产线上,都采用的是罗拉牵伸,只是因为纺出须条截面纤维数的逐工序减少,采用了不同规格的牵伸元件而已,故下道工序是上道工序质量的延续.
第一表中的数据证明:粗纱质量随末并条质量而波动,细纱质量又因粗纱质量而波动,精梳纱是如此,普通纱也是如此,故提高成纱质量的关键是提高并粗质量,而提高并粗质量的关键,在状态,运转管理正常的前提下,是合理的并粗工艺。
2并条工艺讨论。
2.1工艺道数。
传统环锭纺系统中,两道并条,一道粗纱奇数工序,使残余的未伸直的弯钩纤维中的大多数纤维,以后弯钩形式进人细纱牵伸区,转杯纺则两道并条偶数工序,使残余未伸直弯钩纤维中的大多数纤维,以前弯钩形式进入分梳辊梳理区,(分梳辊有梳直前弯钩的作用,但同时又发生新的弯钩纤维),喷气纺,涡流纺等先经牵伸装置,并条工艺道数应取奇数,一般采用三道,对混纺纱,适应混合均匀的需求,常用三道,过予并的纤维()为四道,精梳后并条,以单道为佳。(详下述)
2.2末并定量
末并定量关系列梳棉机配台与粗细工艺,其间存在如下关系:
T-纺纱号数(tex)
w-纺纱纤维的标准回潮率
由(1)式,末并定量Fd依生条定量Fc而定,一般的Dd>N,故Fd
2.3牵伸型式
2.3.1四种牵伸型式比较。
并条机现有的四种牵伸型式3/3(三上三下,下同)上托式压力棒牵伸,4/3附导向罗拉的压力棒牵伸,5/4附导向罗拉的压力棒牵伸和3/4压力棒牵伸,各型特点比较如第二表
现国内外牵伸型式均趋向于4/3压力棒牵伸。
2.3.2压力棒牵伸。
现国内外均采用压力棒牵伸,其特点就是延伸并加强了握持钳口的摩擦力界,加强了对浮游纤维的控制。
2.3.2.1上托式与下托式压力棒。
上托式无集尘现象,棉网中的短绒、尘杂可顺利地从压力棒表面通过,可减少因此而产生的纱疵。其对慢速纤维的控制力,是上托的压力棒与中上胶辊表面形成的包围弧产生的,故其前罗拉钳口必然高于二、三罗拉表面。下压式则很难不集聚短绒、尘杂,不少机型在压力棒上端的几何图形上做文章,仍难根免。其对慢速纤维的控制力,是下压的压力棒与中罗拉表面形成的包围弧产生的,故其前罗拉钳口必然低于二、三(四)罗拉表面。胶辊与纤维的摩擦因素远大于罗拉与纤维的摩擦因数,其控制力前者应强于后者,因胶辊表面老化较快,导致摩擦因数变化,周期性调换,致其对慢速纤维的控制力,反不及罗拉表面包围弧控制的稳定。故采用上托式压力棒,应对中胶辊的管理,给予足够的注意。
2.3.2.2压力棒调节。
无论是上托式或下托式,都是采用压力棒与中罗拉中心距不变时,利用调节环作高低位置的变化,以改变后包围弧的弧长、角度来进行调节,上托式随调节环直径的增大而增大,下压式则随调节环的增大而减小,这种调节方式的不妥处,就是会产生前牵伸钳口处的反包围弧,众所周知,反包围弧对条干CV%值是极其不利的,故压力棒的调整,应在前牵伸钳口的切线上,作前后位置的调节,以消除反包围弧的产生。
2.4头道(予并)并条工艺。
头并或精梳予并的主要功能是改善生条的内部结构,处理的是数量上占据多数的前弯钩纤维,应遵循牵伸伸直前弯钩纤维的规律,即在理想条件下,牵伸倍数为2倍时,对前弯钩纤维的伸长值是最大值,超过3倍时,将出现负伸长,会导致棉结的增多,恶化程度随超出3倍以上牵伸倍数的增大而增加[注二],当然在生产实践中,对上述数字应有修正,但这个规律,无论是传统纺,还是新型纺,普梳,还是精梳,莫能例外,现举一、二实例供参考。
某厂,仅改变头并工艺,由原8根并合改为6根并合,总牵伸倍数降为5.763倍,后牵伸倍数1.628倍,纺纱号数为纯棉普梳C27.8tex,并、粗、细设备型号分别为FA306,FA402,FAS06,末并、粗、细纱工艺均未变[注三],纺纱效果整理如第三表。
某厂纺纱品种为T/CJ7.3tex,精梳予并机型为A272F,梳棉生条棉结为45粒左右,经予并后,棉结上升至130粒以上 ,将予并后牵伸倍数由1.23倍提高至1.82倍后,棉结大幅度由130粒降至45粒左右。[注四]
现今一致的看法是,头并(予并)并合数不大于6根,总牵伸倍数小于并合数,后牵伸倍数普梳在1.7~2.0倍间选用,精梳予并为防粘卷,可略低,予并并合数可减至4~5根。
为使头并有较多的时间伸直纤维的前弯钩,应采用稍大一点的罗拉隔距,虽然头并的条干稍有恶化,因其为二并(末并)提供了较好基础,二并的条干值会有改善。
2.5末道(二道)并条工艺。
2.5.1质量把关。
末并是质量把关工序,以控制条干CV%值、重不匀率为主,并合数宜在8根以上,采用集中牵伸,总牵伸倍数可稍大于并合数,后区牵伸倍数<1.2倍,罗拉隔距可稍大,但前区罗拉隔距应偏紧掌握,加强压力棒对慢速纤维的控制,使变速点前移。
2.5.2精梳后单道并条。
精梳后采用单道并条,国内已有lO余年的历史,优点是避免过烂过熟条子在粗纱机导条架上产生意外牵伸,粘连,劈条,毛条,导致纱疵增加,条干恶化,与传统纺比,省去了一道并条,试验证明棉纱质量确有改善,已逐渐为纺纱厂认同,现采用两种方法:
2.5.2.1单道并条附有超短片段自调匀整装置。
开环超短片段自调匀整的目的是:(1)把好质量关,严格控制重不匀(支偏),长期地稳定纺纱质量;(2)匀整精梳条的结合波(30~40rnm),降低精梳条的条干CV%值;(3)设置门限,在线防疵,清除长短粗节等纱疵。但超短片段自调匀整装置售价昂贵,资金短缺的企业,望而却步。
2.5.2.2单道并条无匀整。
从工艺、设备、管理三方面进行持之以恒地细致的工作。工艺方面,严格控制生条的外不匀,合理精梳准备及精梳后的单并工艺,加强对梳棉的落棉、生条、精梳条定量及重不匀的控制,加强检测次数,如每月一次改为每周一次,每班三次,改为每班五次等。设备方面,对生产线上的机台,维修责任到人,保证随时都在完好状态中运转。特别对那些与纺纱质量密切相关的牵伸元件,保证其完好性与一致性,减小允差范围。运转管理方面实行交叉编号的固定供应,最大限度地减小梳棉台间、并条眼间、精梳头间的差异。精梳车间对温湿度的要求较高,相对湿度最好控制在R.H.55~65%之间。
有的工厂,通过以上所述长期地艰辛努力,推行无匀整的精梳后单道并条工艺,取得较好成绩[注五][注六],参考第四表。
注:1.注脚“1”“2”分别为两个不同企业
2.单1的机型是FA311型,工艺设计:定量16.77g/5m,8根并合,牵伸倍数7.01×1.018×1.37=9.78倍,罗拉隔距5.5×7×12(mm)压力棒前移0.5mm.
单2的机型是.A272F型,工艺设计,定量17.5g/5m,8根并合,牵伸倍数5.23×1.617=8。46倍,精梳条定量18.5g/5m,
2.6集束与成形。
2.6.1集束。
并条机低速时,没有集束问题,但高线速纺出时。集束成条过程中气流的影响越来越大,成了不得不认真考虑的问题。其影响因素有5,述之如下:[注七]
2.6.1.1高速集束时,棉网纤维须从受挤压时,其中空气的顺畅排出:
2.6.1.2高速纺出的定量棉网,随速度激增的惯性力的影响;
2.6.1.3高速集束区中的气流工况(气压,流量)特别是逆向气流阻力对棉网边纤维的影响;
2.6.1.4集束器内部纺纱通道的光洁程度,决定纺纱通道对高速纺出棉网的摩擦阻力,此阻力对边纤维是否能顺利通过,影响较大;
2.6.1.5压缩喇叭口与紧压罗拉对集束条产生的强迫牵引力,过小则堵塞喇叭口,过大则集束分层,恶化条干。
现行集束器对上述因素考虑较少,随着纺纱速度的提高,纺出条中,圈形束纤维较多,增加细纱纱疵,需及时研究解决。
2.6.2成形。
条子排列于条桶,是半成品工序间运输、转移的需要,但在这一过程中,必需考虑对条子质量的保护,因其直接影响成纱质量。并条机高速后,考虑的因素主要是以下几点:[注八]
2.6.2.1整体刚性。
并条机的圈条机构,为悬臂式的吊挂结构。机器重心偏上且偏向一侧,高速后,机器振幅随之迅速激化,大圈条比小圈条成形尤甚,故首先要求纺机制造厂,要加强机器的整体刚性设计和防振设计,使机器能长期稳定地高速运转;
2.6.2.2条子排放。
无论是大圈条或是小圈条成形,排放于条桶内条子的圈距,应略大于条子压扁后的宽度,严防条圈间的粘连,错乱,条子与桶壁需保持5~10mm的间距,采用内壁光洁且无接头的条桶,防止条子与桶壁摩擦,条桶托盘在任意高度最大偏斜应<10mm,条桶底部设较大的放气孔,利于条子受压缩时,其间空气的排放,精梳条,要求更应严格些。
2.6.2.3圈条牵伸。
这是个不容忽视的工艺参数,应根据原料纤维的性质,定量(纺纱号数)等因素进行调节,其关系式于下。
2.6.2.4条桶容量。
加大条桶容量可提高劳动生产率,是纺纱生产所企求的,但条子在排放于条桶内时,沿条桶直径方向,排放密度分布是不匀的,在气孔周围排放密度最大,形成硬心区,故决定条桶容量的关键是硬心区能排放最多的棉条层数,根据计算及实验,大圈条时,气孔直径与条桶直径之比0.33~0.4时,条桶容量最大,小圈条时,此比值为0.25~0.33。此数值通过调整天地盘偏心距即可做到。
引进并条机为增加条桶容量,设计了旋转且同时可轴向小距离移动的底盘,扩大了硬心区的宽度,可增加容量约15%左右。还有改成矩形条桶的,据称与圆形条桶相比,装条容量可增加25%[注九]
2.7自调匀整。
使用自调匀整的作用和优点如下:[注十]
2.7.1作用
2.7.1.1稳定纺纱号数。
设定工艺参数及允差范围,与在制品实时比较,在线控制,使后续纺纱机上纺出的棉纱号数重量偏差(支偏),能长期地保持在用户要求的允差范围内。
2.7.1.2弥补并合功能之不足。
并条机上的多根并合,能降低条子离差,降低重不匀率,但受并合根数,牵伸倍数的限制,仅能改善短中片段,对长片段,超长片段,无能为力。另外,对条子截面纤维数差异较大的周期性牵伸波以及波、精梳接合波等的改善,效果有限,而自调匀整恰具有削峰填谷功能,可予弥补。
2.7.1.3防止突发性纱疵。
设置门限,在线防疵,较之人工防疵捉疵,快速而准确。
以上三点正是用户所需求的。
2.7.2对离线检测的优点。
2.7.2.1反馈速度快。
自调匀整装置的检测、反馈、控制在电子线路间进行,速度快达毫秒(ms)级,离线检测、反馈、控制在人与仪器、齿轮间进行,还需停机进行调整,路线之长,时滞之久,相差何止千倍1
2.7.2.2精度高。
自调匀整装置利用电子计算机控制伺服执行机构,实时改变牵伸倍数,达到匀整目的,精度误差<1%,而离线检测包含有太多变化的人为因素,与长期稳定可靠的电子控制线路相比,其精度与信度是太低了。
2.7.2.3代表性大。
在线检测调整,检测率高达100%,离线检测仅能抽取远小于总体1%的试样,进行测试,抽样的代表性,相差何止千百倍1
2.7.2.4节约。
自调匀整在线无伤耗检测,一经设定相关的工艺控制参数后,检测、反馈、控制自动无人完成。离线检测对抽样进行破坏性试验,方可求得控制数据,其检测、反馈、控制均由人来完成,调换齿轮,还需停机,故在线检测能节约原料、人力、且提高运转效率。
2.7.3使用。
2.7.3.1离线校验。
自调匀整装置是以在制品的厚度变化来控制其重量变化,事实上,纤维材料密度、温湿度等的些微差异,都会使在制品厚度与重量之间不能划等号,而出现差异,离线检测虽存在许多缺陷,但它是直接检测在制品的重量,故在一定时间周期内,利用离线检测校对自调匀整,还是必要的。
2.7.3.2延迟时间的核定。
并条机上的自调匀整装置都是开环控制回路,以进行超短片段的匀整,但其对检测点至变速控制点间的延迟时间,(有人称此两点间距为死区长度),要求非常严格,若设在制品某截面中的纤维,由检测点运行至牵伸区中某变速点开始变速的时间为Tf,则要求控制系统自检测点信号反馈至伺服电机变速运动的系统执行时间Ts正好等于Tf,即Ts=Tf,超前错后,存在时间差,反而有恶化条干CV%值的可能。故安装自调匀整装置后,若迂原料纤维、纺纱号数、纺出速度有变化时,必需认真细致地重新进行校对核定。决不能一次调定,万事大吉,那是错误的。
3粗纱工艺讨论。
3.1牵伸型式。
主要是三种,4/4双短胶圈D型牵伸,3/3双短胶圈和3/3长短胶圈牵伸。
3.1.1 4/4双短胶圈D型牵伸 特点有三:
3.1.1.1主牵伸区不设集合器,牵伸后设集合器,实行牵伸不集束,集束不牵伸的原则;
3.1.1.2双短胶圈钳口能更接近牵伸钳口,可加强对浮游纤维的控制;
3.1.1.3牵伸钳口下的纤维须丛,分散而扁平,可采用较轻的压力,有利于胶辊寿命。
由于以上特性,本型式适于重定量,大牵伸的纺纱工艺,此种型式已被多家采用。
3.1.2 3/3双短胶圈牵伸特点有二:
3.1.2.1主牵伸区有集合器,牵伸与集合同时进行,上下胶圈钳口至牵伸钳口距离较大;
3.1.2.2仅三对牵伸罗拉,机构简单,传动,清洁维修均简化,维护看管方便,制造成本低;
由于主牵伸区有集合器,不适于加工重定量粗纱,故本机型适用于轻定量,小牵伸工艺。
3.1.3 3/3长短胶圈牵伸特点有三:
3.1.3.1下长胶圈设有张力装置,能改善上下胶圈中凹缺陷,牵伸区中,上下胶圈对纤维的控制力较强;
3.1.3.2主牵伸区设有集合器,加之下长胶圈尺寸较大,故上下胶圈钳口至牵伸钳口的距离,是三种型式中的最大者。
3.1.3.3三罗拉机构简单,同3.1.2.2,但下长胶圈的张力装置,增加了对下牵伸罗拉清洁的困难,仅能采用刮板吸棉方式,必需加大清洁风机的风压,风量。
由于其上下胶圈钳口至牵伸钳口距离大,故较适于加工纤维长度较长,整齐度较好的化学纤维,或混纺纤维。
较多数用户采用4/4双短胶圈D型牵伸。
3.2工序间的匹配。
粗纱机与前道末道并条机,与后道细纱机,都存在很强的匹配关系,并粗工艺只有在已做好前后匹配的大格局中进行。
3.2.1与并条机的匹配。
3.2.1.1适应厂房柱网排列的匹配
(1)粗纱锭距与末道并条桶直径设粗纱锭距为S,末并条桶直径为C,粗纱机后条桶的排数为Q,则
当末并条桶直径为Φ350mm,Φ400mm,Φ450mm时,其对应的粗纱锭距,粗纱机后条桶排数,列如第五表.
由表五,可知厂房柱距9m者,对不同锭距粗纱机,均可对排两台,而以216mm,220mm锭距时的利用率最高。
3.2.1.2产量匹配。
并条机和粗纱机的纺出速度、定量、并合数及牵伸倍数等都影响并条与粗纱的匹配供应,一般地以1:2较好,即一台双眼并条,供两台(120锭/台)粗纱,这对生产工艺、设备、运转管理都较方便。
3.2.2与细纱机的匹配。
3.2.2.1锭距。
粗纱锭距与细纱锭距有直接关连,对于吊锭的粗纱架,设细纱锭距为U,粗纱卷装直径为Z,则.
当细纱锭距是2.625"(66.675mm)时,可采用194mm的粗纱锭距,其对应的粗纱卷装为中135×320ram,或Φ135×406mm,用4排粗纱,若为216mm或220mm粗纱锭距,其对应的粗纱卷装为Φ152×406mm采用6排粗纱的粗纱架。
3.2.2.2粗纱容量。
锭距与龙筋动程,决定粗纱的卷装容量;估算其间的关系,如第六表
表中所列Φ178×356的卷装,国内未有,国外常采用。粗纱大容量能提高粗、细两个工序的生产效率,既可减少粗纱的落纱次数,又可减少细纱换粗纱的次数,粗纱重了,必需采用自动落纱。但粗纱的大容量,受一定限制,首先要适应细纱锭距(已前述),其次是粗纱卷装直径,最外层卷绕直径上的粗纱,受到的离心力是最大的,而此离心力,随卷绕直径的增大而增大,起着断裂粗纱的作用,为加强粗纱本身的抗断裂强力,不得不加大粗纱捻度,降低生产效率,与卷绕直径增大的效益互相抵消,故不可一味的增大卷装直径,而必需权衡从优;三是龙筋动程的加长,即增加机器高度,太高的机器高度,不适应挡车工的操作,特别是亚洲妇女,身材矮小,故龙筋动程也不宜太长。作者认为:Φ178×366rnIn的卷装(260mm锭距)不适合中国国情,Φ135或Φ152×406mm的卷装较合适。
3.2.2.3牵伸倍数的匹配。
末并至细纱的总牵伸倍数由粗纱和细纱分担,如何分担,才能取得较好的成纱质量?这要根据具体条件判定,(1)是根据纺纱纤维性质、纺纱号数、细纱牵伸型式及机器状况,估计细纱能承受的牵伸能力。一般地三罗拉双短胶圈,弹簧摇架加压,“A”字头机型,纺纯棉时,牵伸倍数约20~30倍,纯棉精梳可达40倍,化纤混纺可稍高,FA系列新机的牵伸能力可大幅度提高,采用依纳(INA)牵伸,总牵伸倍数还可能提高;(2)根据上述条件,判断粗纱机的牵伸能力,一般“A”字头三罗拉双短胶圈或长短胶圈牵伸倍数在5~7倍,FA系列D型牵伸,牵伸倍数可大至10倍,但少有超过10倍者。
有人曾做过试验[注十]在末并定量不变的情况下,减轻粗纱定量,即加大粗纱牵伸倍数,相应减小细纱倍数,品种为T/CJ65/35 13tex,C19.5tex,成纱质量均有所提高,如第七表
也有人做过加重粗纱定量的试验,试验品种为CJl4.5tex,粗纱机型为FA421D型牵伸,配SKF弹簧摇臂加压,细纱机型为FA506型,配国产依纳(INA)一V型气动摇臂加压,粗纱捻系数117,细纱后区牵伸1.243倍,罗拉加压,18×14×16(dan/双锭)[注十二],结果如第八表:
第七、八表的数据,说明两个不同的试验,都有较好的效果。看来,粗、细纱牵伸匹配,还值得进一步探讨。
3.2.2.4粗细纱工艺匹配。
上世纪八、九十年代推行的针织纺纱工艺,至今仍可适用,即粗纱采用较大的捻度,细纱采用较小的后区解捻牵伸和较大的后区罗拉隔距(二大一小),这与目前推行的大卷装,大捻度,紧卷绕的粗纱工艺是一致的。现在谈细纱的后区牵伸工艺,常常挂上粗纱工艺,因为在纺纱时是“一脉相承”。
粗纱捻度的设计,应考虑以下几方面的因素:(1)是配合细纱条干均匀度的需要,减少细节;(2)是根据粗纱卷装直径的大小,采用不同捻系数,卷装直径大者,采用较大的捻系数;(3)根据粗纱重量而定,较重的粗纱,在细纱机上退绕张力较大,应有较大的粗纱强力,也应采用较大的捻系数。但过大的捻系数,一则降低粗纱机的生产效率,二则增加细纱后区解捻牵伸的负担,——过大的牵伸力对细纱条干是极其不利的,一般纯棉中支纱,较大的捻系数约在110左右(参考数)
3.3后区牵伸与隔距。
粗纱机处理的是无并合作用的单根须条,故其牵伸系统应以减小对须条条干的恶化程度为主,(不存在改善喂人条条干CV%的可能),因为多一道牵伸,除因纤维移距偏差产生的不匀率以外,还会产生相当比例的附加不匀率,所以,粗纱机的后区牵伸,以控制在弹性牵伸或稍大于弹性牵伸的范围内为好,喂入的末并条中,可能还残余有一些前弯钩纤维,后区牵伸不能大,放大罗拉隔距较有利,一则使纤维在弹性牵伸区内有较大的舒展空间,二则使部分纤维的前弯钩获得较多的伸直时间,但过大的罗拉隔距,会引起过多浮游纤维的失控,恶化条干,参考数据约是纤维的品质长度加16~18mm左右。
3.4前区牵伸。
3.4.1集中牵伸。
为减小牵伸对粗纱须条条干的恶化程度,牵伸后区采用稍大于弹性牵伸的牵伸倍数,前区实行集中牵伸,粗纱的集中牵伸,对纺出粗纱的质量至关重要,由于牵伸钳口下的纤维量远大于细纱,故工艺上必需有别于细纱。
3.4.1.1罗拉隔距。
一般常认为:上下胶圈钳口与牵伸钳口间的距离越小越好,因为那意味着浮游区长度短,对浮游纤维的控制力强,但由于粗纱机胶圈钳口下的纤维量较大,握持钳口的摩擦力界较宽广,过小的罗拉隔距,会使部分纤维束被强行拖出产生硬头,故粗纱主牵伸区隔距,并不是越小越好,控制的尺度,阶梯下肖弹性钳口至主牵伸钳口的隔距,稍大于加工须条的品质长度,稍大的数值,视纤维性质、定量而定。
3.4.1.2集合器。
集合器的主要作用就是对牵伸区中须条边纤维的控制。粗纱机集中牵伸的前区,有二种型式,一种无集合器,须条经牵伸后再集合输出,如4/4D型牵伸。另一种有集合器,如3/3双短胶圈或长短胶圈牵伸,因集合器接近牵伸钳口,加强并延伸了牵伸钳口对须条的摩擦力界,驱使纤维提前变速,变速点后移,不利于条干均匀,为减小对条干的恶化程度,牵伸区中无集合器优于有集合器。D型牵伸,具有这方面的优势。
3.4.1.3加压。
罗拉加压需视粗纱定量、纤维性质、纺纱速度等而定,一般地重定量,重加压,高速度,重加压,牵伸区中有集合器,重加压,牵伸区中无集合器的D型牵伸,其牵伸罗拉加压可略轻,因D型牵伸钳口下的须丛较宽,显扁平状,不需过重压力。
3.4.1.4原始钳口隔距。
根据粗纱定量及主牵伸倍数而定,定量较重、主牵伸倍数较低时,胶圈钳口内通过的纤维量大,原始钳口隔距应偏大掌握,反之则偏小掌握。为减小锭间差异,应定期校对加压弹簧的压力差异,尽量选择刚性系数一致的弹簧。
3.4.2胶辊。
(1)胶辊的控制钳口
胶辊受压变形与罗拉形成牵伸或握持钳口,参阅第一图,设牵伸胶辊受压后的变形为6,喂入须条进入钳口压力前的厚度为t,在胶辊与罗拉之间受压牵伸后,厚度为t',胶辊直径为d,01、02分别为罗拉与胶辊的中心,压力沿01、02的中心连线压下,须条运行方向如图一,在牵伸区中胶辊控制钳口的宽度设为a
(8)式说明,胶辊控制钳口的宽度,随胶辊直径、胶辊的压缩变形量(硬度)的增大而加宽,随牵伸倍数的提高而减小。(牵伸倍数大,钳口截面控制的纤维量少,(t—t')/2减小)
(2)钳口控制宽度的影响。
设牵伸区中,钳口宽度为a,后握持钳口宽度为p,a、p可视为前后钳口的实控区,若a值较大,则前牵伸钳口在牵伸须条上形成的摩擦力界向后延伸,导致纤维提前变速,变速点后移,恶化条干。若p值较大,后握持钳口在牵伸须条上的摩擦力界向前扩展,使纤维变速点前移,有利于条干cv%值的降低。某厂曾在细纱机上做过后列胶辊硬度对成纱条干CV%值的影响的试验[注十三],结果列如第九表。
第九表中数据说明,随着胶辊硬度的降低,受压胶辊变形量加大,p值加大,握持钳口纤维的摩擦力界向前扩展,变速点前移,浮游纤维率降低,条干CV%值趋于降低,并粗与细纱,同属罗拉牵伸,此一试验结果,同样适用于并粗工艺。
(3)胶辊直径,硬度的选择。
胶辊直径、硬度应根据钳口控制下纤维的性质、数量而有所不同,由并条至细纱,牵伸钳口下的纤维数量,成多少倍地快速递减,是故胶辊的直径、硬度沿工序呈递减趋势。
3.4.3胶圈。
胶圈主要依靠摩擦传动,中罗拉带动下胶圈,下胶圈通过纤维层与上胶圈接触,带动上胶圈,上胶圈沿中铁辊和上肖组成的路径运动。在牵伸区,理论上要求上下胶圈同步运行,事实上,因存在主被动关系,极难做到。使用上要合理选用上下胶圈的摩擦因数,下胶圈内表面与中罗拉(表面滚花)间应有较大的摩擦因数,防止打滑,与下肖则应是较小的摩擦因数,以减少在其曲面上滑动的阻力。上下胶圈外表面中部有纤维层,两接触表面应有较大的摩擦因数,以利同步运行,但又不宜过大,否则易产生静电,容易缠绕纤维,增加纱疵,上胶圈内表面与中铁辊间摩擦因数应较大,使上胶圈可方便地带动中铁辊作滚动运动,但与上肖曲面间应保持较小的摩擦因数,以减小上胶圈在其曲面上滑动时的阻力。另外还必需定期检验上、下胶圈的周长,周长差异必需在企业制定的允差范围之内,以减小粗纱锭间质量差异。
3.5防细节。
粗纱机开关车造成的细节,一些机型采用电磁离合器控制,但电磁离合器故障频仍,用户厂颇感不便,现多改用变频电机传动,利用变频器可设定开关车加速、减速时间和可控制刹车转矩的功能,能较方便地解决防细节问题,且故障极少。如采用伺服电机控制,即使电源电压有一些波动,仍能正常工作,稳定性更高,但售价较贵。
3.6张力微调。
粗纱伸长率直接影响粗纱的重不匀率,粗纱的重不匀率直接影响成纱的重不匀率,在粗纱机上,一落纱中,粗纱伸长率的变化与张力变化的趋势是一致的,故粗纱机上的张力控制,历来都是生产工艺中的关键问题,为弥补粗纱机张力控制机构的不足,开发了多种张力微调机构,这里仅就有代表性的三种简述之。
3.6.1偏心齿轮式。
特点是结构简单易操作,但只能是一落纱连续式地调整,会损及某张力合理控制段,直观性差,若起始相位角选择的不好,还会恶化张力控制。
3.6.2圆盘式。
由六个扇面拼成的圆盘,各扇面位置沿圆盘径向可高低调节,直观性强,机构简单,对粗纱张力,可分成六段调节,易操作,但仅适于钢丝绳牵引皮带叉式。
3.6.3差动靠模板式。
通过差动机构与六块靠模板对粗纱张力,实行分段控制,直观性强,但机构较复杂。
以上所有的微调机构,都必需事先做好皮带在锥轮上起始位置的合理确定和张力齿轮的合理配置,也即是在做好粗纱张力粗调的基础上,才能奏效。
3.7假捻器
粗纱机上普遍都使用了假捻器,故安装假捻器以后,增加了粗纱纺纱段的强力,减小了粗纱的伸长率,降低粗纱断头,还可减小前后排粗纱伸长率的差异,对成纱质量起着积极的作用。
3.7.1假捻器的选择。
选择假捻器的目的,是加强粗纱纺纱段的强力,试验证明:采用软硬度,与须条有较大摩擦因数的软橡胶假捻器,能使纺纱段实时捻度远大于工艺设计捻度[注十四],故以采用软橡胶制的假捻器为好,其次是纺纱时,须条与其表面接触的弧长,接触弧长较长,假捻效果好,第三是较大的内孔直径,能产生较大的摩擦转矩,有利于假捻的形成。
3.7.2等纺纱角纺纱问题。
某些机型为减小前后排差异,采用了前低后高的锭翼,实行等纺纱角纺纱,这种方法的缺点是前后排锭翼不等高,需有较多的锭翼备件,增加管理上的困难。假捻器功能的进一步研究,可通过不同的设计参数,在等高锭翼上配用,消除其前后排伸长率的差异,这是极可能的,如是,可减少备件与投资。