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国外第三代自动络纱机的技术进步

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竺 圭曼旦:蔓兰堂:堕曼 v0I.34 No 5.2006 SHANGHAI TEXTILE SCIENCE&TECHNOL0GY 上海纺织科技 新型棉纺设备应用技术 119 国外第三代自动络纱机的技术进步 秦贞俊 (中国纺织工程学会棉纺织专业委员会,安徽淮南232001) 摘要:国外全自动络纱机在2O世纪末已发展到第三代,具有精密卷绕、精密防叠、精密定长、电子清纱、空气捻接、在线质量 检验及纱疵分级等自动化监控功能,使自动络纱机成为现代纺纱设备中高科技的装备,为下工序对筒子纱的质量要 求及高速退绕提供了必要的条件。 关键词:自动络纱机;张力控制;精密卷绕;精密防叠;电子清纱;空气捻接 中图分类号:TS103.321 文献标识码:A 随着无梭织机及针织机速度、产品质量的不断提 高,对筒子纱的质量要求也日益增高,如喷气织机转 速已达I 800 r/rain,引纬率3 000 m/min,归纳起来络 筒机生产的筒子纱质量要达到四个方面的要求:筒子 卷绕密度均匀、无结头、纱疵少、毛羽少。国内外机械 制造厂商围绕四个目标经努力取得较大成功。 1络纱张力及精密卷绕、防叠、定长控制 (1)第二代自动络纱机如德国赐莱福Autocon— net238、意大利萨维奥Espero、日本村田N07一D、N07- Ⅱ等及我国1332系列普通络纱机络纱张力控制都是 随机的,络纱全过程纱线张力变化是随机不受控的, 不能堕纱线退绕及卷绕过程中张力的变化进行瞬时 调节,卷绕密度因张力不匀而不均匀,造成纱线在下 游工序退绕时张力波动,并使筒子纱染色不匀。 90年代末德国AC338、意大利的奥立安orion及 日本村田公司生产的PC21型等自动络纱机都解决了 络纱张力在线控制,实现均匀卷绕密度的精密卷绕问 题。以德国AC338为例,在每个络纱头清纱器上端装 有张力传感器随时检测络纱过程中动态张力变化并 及时经计算器调节张力控制器形成闭合的张力自动 控制体系,其张力控制系统如图1。动态的纱线张力 作用在传感器表面(一种活塞探头),活塞因纱线张力 大小而改变对光电管的蔽光程度,随着纱线退绕中气 圈张力变化,传感器组合体内电子线路随之变化。从 而不断调节电磁线圈的电压值。通过张力传感器祷 该值传到张力控制系统实现对纱线张力的控制,使瞬 间纱线张力稳定一致。这种技术被先进的自动络纱 机应用,实现络纱的精密卷绕,把卷绕密度稳定在一 定水平上,这种高科技的张力控制使自动络纱机性能 提高到一个全新的水平。 收稿日期:2005—10-27 作者简介:秦贞俊(1936一),男,山东济南人,教授级高工。从事纺织技 术和纺织产品开发研究。 文章编号:1001—2044(2006)05一Ol19—04 图1 纱线张力控制系统示意图 (2)在AC338型自动络纱机上为实现精密卷绕 在防叠方面做了重要改进。络筒重叠卷绕即带状卷 绕,主要原因是槽筒与筒子之间速比不恰当。带状卷 绕使下一工序退绕时产生脱圈断头及因不适当的摩 擦使筒子纱损坏产生毛羽,带状卷绕密度比正常交叉 卷绕的筒子纱大,在染色时影响颜色渗透产生染色不 匀。 (3)在AC338型自动络纱机上加装“Propack”装 置用以控制络纱滚筒与筒子纱之间产生的接触压力 和线速度比。“Propack”装置的工作原理如图2。由 于AC338自动络纱机是变频调速电机分别直接传动 每个槽筒的,因此“Propack”装置可有效控制槽筒与筒 子纱之问的压力并调节槽筒速度,这样可大大提高筒 子纱交叉卷绕质量,消除或避免由于速比不正确而产 生的“带状卷绕”。 图2 Propack工作原理示意图 槽筒与筒子纱之间的速度达到临界值即出现“带 状卷绕”,即纱线卷绕呈平行状态。带状卷绕的产生 与槽筒、纱线种类、卷绕直径有关。AC338上的 Propack可随时监测与计算槽筒与筒子之间的速比并 进行调节,可跳过产生带状卷绕的速比临界值,使筒 维普资讯 http://www.cqvip.com

上海纺织科技 SHANGHAI TEXTILE scIENcE&TECHNOL0GY 120 新型棉纺设备应用技术 子纱绕始终保持正确的交叉卷绕状态,这是普通防叠 机构做不到的。 表1所示为AC338型自动络纱机加装“Propack” 装置后生产的筒子纱在下游工序退绕速度的变化。 表1加装“Pl'opack”装置前后不同筒子纱的退绕速度比较 纱线品种及细度/tex 筒子直径/ram 筒子纱最大退绕速度/m・无Pmin ropaek 有Propack 纯棉33 28o 1150 1440 纯棉14.3 24o 940 1325 涤棉(65/35)50 280 1220 1480 涤棉(65/35)33 240 1230 1450 纯粘纤23.8 240 1345 1920 意大利及日本的新型自动络纱机亦有与AC338 类似的张力控制及防叠系统,如意大利“奥立安”( 一 O/1)自动络纱机上整个筒子纱卷绕过程是由c.A.P (Computer Aided Package)系统控制的,使络纱张力始 终受到调控,每个卷绕头都按指令监控与修改筒子纱 与槽筒之间的传动比以避免“叠圈”现象产生,日本村 田公司的PC21型自动络纱机上的张力控制也是单锭 封闭式,卷绕质量有很大提高。 日本村田公司的PC21型自动络纱机采用多线槽 筒切换的方法解决带状卷绕问题。 单线槽简在高速卷绕时(线速在1 000 m/rain以 上)会出现较多的带状卷绕;在双线槽筒上往往在筒 纱卷绕直径在200 mill时产生带状卷绕。 2.5个槽的槽筒在筒纱卷绕直径在200 mm时卷 绕速比为1:1.5,双线槽筒筒纱卷绕直径接近为200 rnln时,卷绕速比为1:0.8,即筒纱与槽筒表面卷绕的 线速比为0.8—1。25时,要比单头卷绕时的带状卷绕 少,退绕状况好,基本没有脱圈现象。因此,日本村田 公司在解决带状卷绕防止高速退绕脱圈问题上,采用 多槽槽筒的方法,十分有效。PC21型络纱机上采用2 —2.5槽的多槽筒,可以解决高速退绕时,脱圈现象的 发生。在被卷绕的筒子发生带状卷绕的瞬问,可以自 动切换导纱线槽,使卷绕状况得到改进,其切换方法 如下:当卷绕在双线槽切换为2.5线槽且筒纱直径为 200 mm时,基本无带状卷绕发生;当在2+5个槽的槽 筒上切换成2个槽时,卷绕直径接近250时,高速退绕 的脱圈现象得到改进,可使筒子纱的带状卷绕消除, 这种自动控制切换沟槽数的方法,使高速卷绕筒子的 卷绕质量十分理想;PC21型自动络纱机多槽筒自动 切换的防叠方法比普通槽筒卷绕的筒子纱退绕速度 可增加3O%。 2无结头纱的生产方式 纱线接头方式有人工、机械及空气捻接三种方 兰 璺曼旦:笪 鲞:篁!塑 VO1.34 NO.5.2006 式,空捻接头技术是当代发展趋势,它可解决结头大 的问题,接头质量好,接头处直径是原纱直径的1.2 倍,而人工、机械、打结器结头直径是原纱直径的3~4 倍。空捻接头可减少针织布的破洞,普通接头纱由于 结头大在生产高密织物时会在钢筘处断经或在布面 上有较大的疵点,空捻接头克服上述问题,减少织机 断头、提高织机效率及产品质量。 空捻接头是将纱尾搭接在紊流空气箱中,由气箱 中的强气流进行捻接接头,接头时间及耗气量均可调 节,从而满足空捻纱的质量要求,垂直于纱尾的气流 在捻接的同时还给接头纱一定的捻度。空气捻接器 捻接纱线的过程是将纱交叉放入捻接器中,将多余纱 线切除,切除后的纱线进入振荡器退捻,最后入气腔 加捻,完成接头。空捻接头技术使接头后的纱获得足 够强力(约为原纱强力的80%一85%),外观好,接 头处纱的直径比原纱直径稍有增加,无明显重量偏差 及缺陷,在静态负荷下与原纱弹性一致。捻接接头不 需要外界材料,因此染色亲和性一致。 目前空捻接头技术已广泛用于任何原料、任何品 种、纱支的接头,是络纱工序不可分隔的部分。 空气捻接对接头强力、弯曲度有显著影响,如织 物外观、织机或针织机生产效率,试验表明:(1)当纱 尾捻接时空气量增加、空捻纱强度增加;纱尾收缩值 增加、空捻纱断裂强力也增加;接头时间长捻接动作 慢时,纱的强力降低。(2)当纱尾捻接空气量增加,纱 弯曲刚度减少;纱尾收缩值增加,空捻纱弯曲刚度增 加;接头时间长接头速度低,纱的抗弯刚度减少。 国内外生产的各式空捻器其打结原理及提高捻 接纱强力、增加接头处弹性的做法都相同,不同的是 各自设计出不同的捻接箱体结构及罩盖。 空捻器的设计及使用时有以下因素值得注意: (1)接头长度不影响纱的强度,但影响纱外观质量; (2)空捻箱形状会影响捻接纱强力;(3)捻接接头时先 使松散纤维加捻,形成空捻接头过程对捻接纱质量有 重要影响,退捻时空气压力、纱的捻度、支数等都影响 接头强力,压缩空气爆发的持续时间不影响捻接纱强 力,但退捻时空气压力的制约作用却十分重要。 意大利美斯丹空捻器接头质量好、接头成功率 高、耐用。美斯丹机械式接头器结头合格率高但机械 太复杂、维修困难、多不使用,国内许多厂家生产空捻 器如上海五金二厂;国产空捻器尚须在使用寿命及接 头成功率上进一步改进。 gt前市场上供应的空捻器已分别用于粗、细支 纱,花色纱,股线,弹力包芯纱及紧密环锭纱等不同品 维普资讯 http://www.cqvip.com

呈 生 旦:蔓 堂: 塑 VO1.34 No.5.2006 种,除普通式空捻外还有热捻湿捻等捻结器。空捻器 接头对针织机效率和对喷气纺机织物外观的影响分 别见表2。 表2空捻接头对针织机效率的影响 织物长度/m 空捻接头纱停台数 机械接头纱停台数 14.6 rex 60 O.2O O.70 7.29tex 60 1.67 2.53 总之,空气捻接器对提高原纱和织物质量、提高 生产效率有显著作用,相应地降低了成本,比机械打 结器相比,维修量减少。 络纱机用空捻器接头技术后接头纱外观基本与 原纱一致,为环锭细纱机提高车速创造条件,如减少 钢领直径、提高纺纱速度,目前环锭细纱机速度已高 达25 000 r/min,这与络筒机用空捻接头有密切关系。 3纱疵减少——电子清纱器迅速发展 我国在1332型络纱机上已有4O%~50%推广应 用电子清纱器,电清技术由普通型、提高型发展到智 能型。在1332络纱机上应用普通型、提高型,在国产 萨维奥及AC238上已配用智能型。国外都已采用智 能型,如AC238采用Peyer540型电子清纱器,性能优 越、灵敏度高、检测功能强、纱疵清除范围广,该机有 三种“固定清纱曲线”,也可根据工厂需要自行设定 “清纱曲线”,控制棉纱质量水平,意大利ORION型自 动络纱机上配备的智能型电子清纱器,每个单锭相当 一个工艺试验室,可以做到对捻接质量、疵点、周期性 小疵点、异纤及超标准毛羽造成的疵点进行控制及清 除,德国AC338型自动络纱机上的电子清纱器已成为 卷绕过程中的重要部件,用以监测和保证纱线质量, 形成一体化的清纱器,其清纱性能在电脑屏幕上可精 确设定,如纱疵超过极限值,清纱器指令切断纱线并 向卷绕部件发出信号以中断卷绕,捻接质量也由清纱 器单独监控,捻接纱接头归类于一档清纱类型。 电子清纱器不仅负担清纱及质量监测任务、还有 统计功能,可记忆、贮存并报告生产运行状况及疵点 分级,完成纱疵分级任务。 清纱器的清纱曲线对纱疵的粗细节及其长度的划 分较细、档次密小,按需要可分档控制各种类型的纱疵。 电子清纱器的位置,除日本外都是放在捻接器之 上,对捻接质量进行监测。上蜡装置一般放在电清上 面,以消除上蜡对电清的干扰。新型电子清纱器可自动 调节适合各种速度监测及检查各种卷绕速度下的纱线 质量,不因启动和正常卷绕速度差异变化而产生误切。 最新型自动络纱机上上吸头已配有传感器可将 纱疵全部吸出经电清切除。不会漏切。 SHANGHAI TEXTILESCIENCE&TECHNOLOGY上海纺织科技 新型棉纺设备应用技术 l121 电子清纱器分光电式及电器式两种,各有特点, 但都易受到环境干扰,如果车间和络纱机自动净化程 度高、车间温湿度恒定,干扰即排除。 无锡雷声QS-5型为光电多功能型电子清纱器, 具有清除长、短粗节,长细节,静态检测及对棉结杂质 等小疵点有分档选择的功能,其中超原纱直径0.6~ 2.4倍,长度1~10ear的短粗节可分十档次选择;长粗 节为0.2~0.8倍,长度100 cm,分九档选择;长细节 为疵直径小于原纱0.15~0.5倍,长度100 em,分九 档选择。 QS-8型为电容式清纱器,具有长短粗节、纱疵的 清除功能,其中短粗节为原纱的0,5~3倍,长度1~ 10 em;粗节为0.3—1倍,长度为100 em。 我国长岭及无锡雷声生产的智能型电子清纱器 与国外同类产品水平相同,可以作为国内外自动络纱 机上智能型电子清纱器的替代品。 目前电子清纱器已由模拟式发展为数字式,检测 及清纱性能有很大提高。 德国AC338自动络纱机选用乌斯特电子清纱系 列,性能及稳定可靠性都很好。 电子清纱器的功能是络筒机完成清除纱疵,提高 纱线质量的重要组成部分,智能型电子清纱器还负担 检测纱线质量及纱疵分级的功能。 4减少毛羽 毛羽是现代纺织生产遇到的重要问题,引起国内 外纺织界高度重视,毛羽会使喷气织机引纬失败,还 会使织物染色不匀,细纱及后加工工序产生飞花、恶 化生产环境也会造成新疵点,因此如何减少毛羽是纺 织生产中的重要课题。 细纱是产生毛羽的主要工序之一,最新研究成果 认为毛羽不仅由钢领、钢丝圈配套问题引发,更重要 的是由于纺纱三角区对纤维运动的失控造成,9O年代 末国外一些公司研制出紧密纺技术基本消除了纺纱 三角区,使毛羽大幅度减少,甚至后加工工序的烧毛 工序也可省去,浆纱工序减少对毛羽的工艺技术负担 也大有减轻,显著的减少细纱毛羽对络纱工序毛羽的 产生。 络纱机也是产生毛羽的重要工序,由于带有毛羽 的细纱管纱在络筒工序高速退绕,(自动络纱机线速 度高达1 500 m/min,一般也有1 000 m/min,我国 1332型槽筒络纱机线速度600 m/min),造成管纱上 的细纱自身摩擦,一般比细纱毛羽增加3~4倍,除了 要认真解决细纱纺纱产生的毛羽问题外,络纱机也要 维普资讯 http://www.cqvip.com

上海纺织科技 兰 星:苎 堂:堕曼塑 122 l 新型棉纺设备应用技术 V01.3:4 No.5.2006 采取减少毛羽的相应措施。 除器的纱线在筒子纱退绕时飞花明显减少。 国外先进的自动络纱机上对减少毛羽采取了积 除上述精密卷绕、电子清纱、空气捻接和减少毛 极措施:一方面使络纱张力保持稳定一致,使一个筒 羽等特征外,先进的自动络纱机还具有自动显示与记 子纱上纱线张力稳定均匀,可减少纱线毛羽波动;另 忆事故跟踪人机对话自动清洁等先进装置,上下吸纱 一方面采用气圈控制器、气圈破裂器,以减少纱线退 头也都配备了传感器,能彻底清除粗细节等疵点,也 绕时气圈过大与空气及周围零部件的摩擦碰撞,从而 减少了浪费。 减少毛羽的产生。日本村田公司在络纱机上减少毛 从第二代AC238、ASPERO及村田N7-5起,自动 羽问题的做法比较成功。首先是利用上下移动式气 络纱机都实现了电动机单锭直接驱动技术,特别是电 圈控制器Balcon来缩小退绕气圈,减少毛羽产生。与 动机采用变频调速技术后,使许多质量保证措施得到 不加装Balcon后相比,加装Balcon络纱机上纱线毛羽 实施,绍纱不仅高质量,而且定长精确,其精度在1.5 明显减少。表3列出了把管纱分成10段测得的10 m %以内。第三代自动络纱机的定长精度在1%内。 内的3 mm长的毛羽数。 新的第三代自动络纱机由于技术上的改进使络纱速 表3细纱毛羽值(个/10m) 度大大提高,线速度可达到2 000 m/min。 O一1 1—2 2—3 3—4 4—5 5—6 6~7 7—8 8—9 9—10 综合评价一台络纱机功能的主要依据还要看络 细纱的毛羽数 80 120 140 140 135 125 115 100 90 90 纱机能否真正实现精密卷绕,生产出高质量的空气捻 1 000 m/rain络纱 速度(无控制器) 220 235 24o 240 220 210 190 170 155 135 接纱,最大限度减少各种纱疵、减少毛羽等四项指标, 的下毛羽数 1 300 m/min络纱 如果这四项指标都能达到满意的效果,那么可认为络 速度(有控制器) 180 220 210 210 19o 185 170 160 15O 135 下毛羽数 纱技术是成功的。 1 500 In/min络纱 21世纪全球纺织技术继续向短流程、自动化、高 速度(有控制器) 150 170 175 175 170 16O 150 140 130 125 下的毛羽数 质量、高速度的方向发展,喷气织机引纬率将提高到3 表3说明有控制器比无控制器的纱线毛羽显著 000 m/rain以上,针织大圆机产量将进一步提高,因此 减少,加装控制器后络纱速度增加,毛羽也会减少。 自动络纱机技术必须不断地提高与发展才能适应新 最新PC21型自动络纱机上还加装了PERLA.A 形势的要求。 型涡流毛羽减少装置,当带毛羽的纱线经过这个装置 参考文献: 时因涡流作用使纱表面的毛羽卷入纱体使纱线毛羽 [1]Peter.Artzt“Analysis and limit of the mrodelTl high speed winding” [J1.Text Bulletin,2002.1. 明显减少,还提高了纱线强力,如单纱强力提高3% [2]N.Kuboto.“Ar/bb0nless package for high speed unwinding”[J]. ~17%;单纱强不匀减少4%一6%;提高整经机和 Text Asin,2002.3. 上浆工作效率,停台约减少半;织机效率由92%提高 [3]Hidetoski Kimura.“A winder for all markets”[J].Test Asia。2002. 到97%左右。PERLA-D为张力盘式毛羽消除器,络 2. 纱速度在1 200 r/min时,消除毛羽的效果较好。 [4] 秦贞俊.“络纱技术的发展”[J].纺织导报,2001.1. [5]秦贞俊.“自动络纱机卷绕张力的控制”[J].现代纺织技术。 在同样上浆工艺条件下,低毛羽纱线纬向断头由 2On1 2. 1.13%减少到0.75%一0.72%。经过新型毛羽消 ’,',,,’'''',2t*]b',',-,●,''','','']b2D,]b'’',',,’',●2b]D.1tlt2b,,' ●,,'''',I*l*:lJl.2b,'lt,lt* ̄l*t]bl*l*:D.2b2b’''',', 2b ̄ ̄]D.Itlt2b●’,,'l (上接第118页) 度,有效地减少了毛羽和飞花,充分降低了纺纱张力, 方案对加快国内紧密环锭纺纱技术的推广和应用,将 大大提高细纱强力,单纱强力高,条干好,降低了细纱 会取得十分显著的影响和效果。蛹 断头率,从而提高了生产速度和产量。 参考文献: 5结语 [1]邢声远.紧密纺纱引领环锭纺纱的发展[J].北京纺织,2004, (5):19—2O. 紧密环锭纺纱技术所生产的紧密环锭纱由于条干 [2] 李奎华,狄剑罐.紧密纺纱的发展优势及存在问题[J].纺织导报, 好、强力高、毛羽少,因此受到市场的欢迎。利用自制 2005,(4):54—57. 的紧密纺装置在EJM128K.SM型细纱机机改造,所纺 [3] 刘林兵,高卫东,谢春萍.紧密纺纱系统的分类及性能特点[J].棉 制的纱线品质符合紧密纱质量要求,而且改造价格低, 纺织技术,2005,(6):5—8. 通过以上试验证明,改造还算成功。这种紧密纺改造 [4] 苏继伟.国产环锭细纱机紧密纺改造的探讨[J].上海纺织科技。 2065,(2):18 24. 

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