（纺织工程专业论文）转杯纺半自动接头研究[纺织工程专业优秀论文].pdfVIP

转杯纺半自动接头研究 摘要 转杯纺纱是新型纺纱范畴中发展最快、技术最成熟的纺纱系统。 国产转杯纺纱机水平与国际水平有相当的差距，主要表现在转杯速度 方面等方面。其中转杯纺自动接头技术是关键之一，目前国产先进的 纺纱机也只装备了第一代半自动接头装置，接头成功率和接头质量均 不是很好。本文在国内半自动接头技术的基础上，对接头装置和接头 模型进行深入研究，分析研究不同接头模型的接头质量，为提高国产 半自动接头技术作一些前期准备。 本文通过探讨不同接头模型的接头机理和影响因素，进行分析比 较，寻求较佳的接头模型。开展的具体研究工作有： 1 在原有的半自动接头装置的基础上，研制新的半自动接头装置。 2 对传统一模型，进行试验分析其影响因素和规律，通过对接头 形成的几何机理分析，提出改进措施并进行验证。 3 对传统一模型进行几何分析，提出采用改变喂给罗拉速度的传 统二模型；并进行试验分析影响因素的作用。 4 从全自动转杯纺纱的接头原理受启发，提出新型的半自动接头 原理。并建立两种不同的半自动新型接头模型，即新型一和新型二模 型，通过程序控制设计进行试验，分析接头质量。 5 采用模糊决策方法对传统接头模型与新型接头模型在纺纱工艺 相同的情况下进行试验比较，并进行决策优选。 通过以上工作，在本试验条件下得到如下结论： 1 本文设计的半自动接头装置，通过p l c 控制步进电机，从而 使得喂给速度可控，该装置能够有效地进行各种接头模型的试验。 2 对于传统一模型，种子纱接头标尺长度、沉纱到引纱的时间间 隔、开始喂给到沉纱时间问隔三个因素对接头有较大影响。通过对接 头机理的研究，提出采用对纱尾退捻、改变喂给罗拉速度和去除受损 纤维能改善接头质量。 3 传统二模型的接头试验表明，其接头质量可达到：纺1 2 s 棉纱时， 低速时( 3 5 ，0 0 0 r p m ) ，接头强力可以达到正常纱的9 1 3 5 ，直径在1 6 倍左右；高速时( 7 7 ，0 0 0r p m ) 其接头强力为正常纱的7 1 8 3 ，接头 直径为正常纱线的i 5 倍。 4 采用新型接头原理，通过程序设计控制各动作时间，建立两个 新型接头模型，结果表明，其强力比传统一的接头要高，接头直径要 比传统一的好很多，但比传统二模型要差一些。 5 ，采用模糊决策方法对传统一模型、传统二模型与新型一模型和 新型二模型四种接头模型在纺纱工艺相同的情况下进行试验比较，结果 表明传统二模型接头质量是最好的，新型二次之，再者是新型一，传统 一最差。 关键词：转杯纺纱，半自动接头，接头模型，可编程控制器，模糊决策 s t u d yo n s e m i a u t o m a t i c p i e c e l n g i nr o t o r s p i n n i n g a b s t r a c t l ti sn e wt h a tt h er o t o rs p i n n i n g h a st h ef a s t e s td e v e l o p m e n ta n d t h eb e s t - r o u n d e dt e c h n o l o g yi nt h ew h o l es p i n n i n gs y s t e m n o wt h ed e m a s t i c r o t o r s p i n n i n g l e v e lh a s l a r g ed i s t a n c e t ot h ei n t e r n a t i o n a ll e v e l ，e s p e c i a l l yi n t h e 。0 t o 。 s d e e d a m o n g t h e mt h ep i e c e i n gi nt h er o t o rs p i n n i n g i st h em o s t i m p o r t a n t ，b u t t h ed o m e s t i ca d v a n c e ds p i n n i n g m a c h i n e o n l ye q u i p e d t h ef i r s tg e n e r a t i o ns e m i a u t o m a t i cp i e c e i n gd e v i c e ，s ot h es u c c e s s f u lr a t e w i t h p i e c e i n ga n d t h eq u a n t i t yo f t h e p i e c e i n g a r en o t v e r yg o o d i nt h ef o u n d a t i o no f t h eo r i g i n a ls e m i a u t o m a t i cp i e c e i n g t e c h n o l o g y ，t h i s t e x t 础a d e e p r e s e a r c ha b o u tp i e c e i n gd e v i c e a n d p i e c e i n g m o d a la n d a n a l y z e t h e p i e c e i n gq u a l i t y o fd e f f e r e n tp i e c e i n gm o d a l s t h r o u g h t h ea n a l y s i so f p i e c e i n g m e c h a n i s ma n d p i e c e i n g i n f l u e n c ef a c t o ro f d i f f e r e n tp i e c i n gm o d e l s ，t h i s t e x ta i ma tf i n d i n go u tt h eb e s t p i e c e i n g m o d e li n r o t o rs p i n n i n g t h ef r o n d o s e r e s e a r c hw o r kh a s ： 1 i nt h ef o u n d a t i o no f t h eo r i g i n a ls e m i a u t o m a t i cp i e c e i n gd e v i c e ，t h i s t e x td o r e s e a r c hf o rm a n u f a c t u r eo f n e ws e m i a u t o m a t i c p i e c e i n g d e v i c e 2 t o w a r dt h et r a d i t i o n a lp i e c e i n gm o d e l ，t h i st e x tp r o c e e d t oe x p e r i m e n tt o a n a l y z e i t si n f l u e n c ef a c t o ra n d r e g u l a t i o n t h r o u g h t h ea n a l y s i so f t h eg e o m e t r i c m e c h a n i s m o f p i e c e i n g , t h i s t e x tp u tf o r w a r d i m p r o v e dm e a s u r e s ，a n d t h e n e x p e r i m e n t f o rv e r i f i c a t i o n 3 - t h f o u 曲t h eg e o m e t r i ca n a l y s i so f t r a d i t i o n a l p i e c e i n gm o d a l ，t h i st e x tp u t f o r w a r dt h ei m p r o v e d t r a d i t i o n a lp i e c e i n gm o d a l w i t h c h a n g i n gt h ef e e dr 0 1 1 e r s p e e d ，a n dt h e np r o c e e d e x p e r i m e n t s t oa n a l y z e t h e 洫n u e n c ef a c t o r 4 b a s e do nt h ei n s p i r a t i o no f r 4 0 ，t h i s t e x tp u tf o r w a r d n e w - - s t y l es e m i a u t o m a t i c p i e c e i n gp r i n c i p l e sa n de s t a b l i s h t w 。k i n d s 。f s e m i a u t o m a t i c p i e c e i n gm 。d e l s t h r o u 曲m ep r o c e d m d e s i g n i n g ，t h i st e x tp r o c e e d e x p e r i m e n t s ，a n da j l a i y z et i l e p i e c e i n gq u a n t i t y 5 胁。u 曲t 1 1 em a t h e m a t i cm i s t yd e c i s i 。n m e t h 。d ，t h et r a d i t i o n a l p i e c e i n gm o d e l s a n d 协e n e w s t y l es e m i a u t o m a t i c p i e c e i n gm o d a l sa r ea n a l y z e da n d c o m p a r e d u n d e rt h es a m e s p i n n i n gs i t u a t i o n ，a n dt h e nd e c e i d et h e r e s u l t s t h m u g h t h ea b o v e w o r k ，t h i st e x td r a wt h ef o l l o w i n g c o n c l u s i o n s ： 1 t h es e m i a u t o m a t i c p i e c e i n gd e v i c ew i t hp l c d e s i g n e di nt h i st e x tc a nc o n 拍l m e 。h 觚g e 8 。f t h ef e e dr o l l e rs p e e d o n l yt h r o u g ht h ep r o c e d u r e d e s i 印抽g 。f p l c t h ed 钾1 。e c 觚p r o c e e dt h ee x p e r i m e n t o f m a n y k i n d so f p i e e e 吨m o d a l s e f f i c i e n t l y 2 - t o w a r dm e t r a d i t i o n a lp i e c e i n g m 。d e l ，t h es e e dy a r n l e n g t l l ，t h et i m ed i s t a l l c e 忱t w e 。n8 锹i n g f e e d i n ga l l ds i l l l ( i n gt h es e e d y 戤na n dt h e 血l ed i s 协n c eb e t w e e n 8 1 n k l n gt 1 1 e8 e e dy a r na n d l e a d i n gt h es e e dy 啪m a k em e m o s t 呻o n 觚t 访f l u e n c e u g h 坨8 e 眦h o f p i e c e i n gm e c h a n i s m ，t h e w i t h d r a w i n go f s e e dy a mt w i s t c h a n g i n gt h 。f e e dr 0 1 l e rs p e e da n d d o i n ga w a yw i t ht h ed a m a g e d f i b e ra r e 蛰u t f o r w a r dt o i m p r o v et h e p i e c e i n gq u a l i t y 3 - t h r o u g hc h a n g i n gt h ef e e dr o l l e r s p e e d ，t h ep i e c e i n g q u a l i 哆c a na t t a i nf o l l o w i n g e f f e c t s ：p i e c e i n gs t r e n g t hc a n r e a c h9 1 3 5p e r c e n to f r e g u l a ry a m s t r e n g t ha n d p i e c e i n g d i a m e t e ri s1 6p e r c e n to f r e g u l a ry a ms t r e n g t hw i t hb e i n g3 5 ，0 0 0r p m a n ds p i n n i n g12 sc o t t o n y a r n ；p i e c e i n gs t r e n g t hi s7 1 3 8p e r c e n to f r e g u l a ry a r n s t r e n g t ha n dp i e c e i n g d i a m e t e rc a nc o n t r o li n1 5p e r c e n t o f r e g u l a ry a r ns t r e n g t h w i t h b e i n g7 7 ，0 0 0 r p m 4 w i t ht h en e w - s t y l ep i e c e i n gp r i n c i p l ea n dp r o c e d u r ed e s i g n i n g ，t w on e w s 够l e p i e c e i n gm o d e l sa r ee s t a b l i s h e d ，a n dt h er e s u l t se x p r e s s e si t sp i e c e i n gs t r e n g t hi s h i g h e rt h a n t h et r a d i t i o n a lp i e c e i n gm o d a l , a n d p i e c e i n g d i a m e t e ri sm u c hb e t t e rt h a n t h et r a d i t i o n a lp i e c e i n g m o d a l 5 w 油t h em a t h e m a t i cm i s t yd e c i s i o n ，t h et r a d i t i o n a lp i e c e i n gm o d a l ( i nb r i e f , t r a d i t i o n a lo n em o d a l ) ，t h ei m p r o v e dt r a d i t i o n a lp i e c e i n gm o d a l ( i nb r i e f t r a d i t i o n a l t w om o d a l ) a n dt w on e w - s t y l ep i e c e i n gm o d a l s ( i nb r i e fm e w l y o n em o d a la n d n e w l y t w o m o d a l ) a r ee x p e r i m e n t e d a n d c o m p a r e d u n d e rt h es a t t a es p i n n i n g s i t u a t i o na n dt h er e s u l t se x p r e s s e st h et r a d i t i o n a lt w om o d a l i sb e s t ，a n dt h e ni st h e n e w l y t w o m o d a l ，a f t e r w a r di st h en e w l y o n em o d a l ，a n dt h el a s ti st h et r a d i t i o n a l o n em o d a l w a n g k e y o n g ( t e x t i l ee n g i n e e r i n g ) s u p e r v i s e db yp r o f w a n g j u n f d g yw o r d s ：r o t o r s p i n n i n g ，s e m i a u t o m a t i cp i e c e i n g ，p i e c e i n gm o d e l ， p r o g r a m m a b l ec o n t r o l l e r , m a t h e m a t i cm i s t y d e c i s i o n 附件二： 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。 本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 保密【】，在一年解密后适用本版本书。 本学位论文属于 不保密 】。 学位论文作者签名：互蓖痨 日期、j 口巧年f 月，2 一日 指导教师签名 日期：尹誓年1 月廿目 第一章 文献综述 第一章文献综述 转杯纺纱技术是新型纺纱范畴中发展最快、技术最成熟、应用最广泛 的纺纱体体系1 ，2 ，3 1 。从1 9 6 5 年捷克首台工业用转杯纺纱机问世以来，经 过近4 0 年的发展，特别是电子计算机技术、变频调速技术及传感技术与 转杯纺纱技术的结合，在2 0 世纪末，转杯纺纱机己发展成自动化水平高、 车速高、产品质量高以及产品适用围广的高科技的纺纱机，形成了转杯纺 纱机为主的短流程的纺纱系统 2 。 转杯纺纱机按转杯内负压产生的方式分成自排风式和抽气式两类f ”。 1 自排风式纺纱杯下部开有排气孔，依靠转杯高速回转所产生的吸 气作用，将被分梳辊分解的单纤维依靠气流经输送管吸入杯内，气流从排 气孔擗出，纤维赠沿转杯壁斜面清移至离心力最大的凝聚稽肉，形成周向 排列的须条，种子纱引纱从引纱管吸入，被吸至凝聚槽内和凝聚的须条相 接触，随转杯的回转而加捻，然后依靠卷绕机构将凝聚的须条连续剥取、 加捻成纱。自排风式转杯内的气流主要来源于纤维输送管补入，凝聚后经 底侧部的小孔排出，所以纤维输送管短些。为防止纤维从输送管出来后在 未到达转杯凝聚槽之前直接冲向已被加捻引出的纱条，两形成松散的外包 缠纤维，影响成纱强力和外观质量，就必须采用隔离盘。 2 抽气式转杯则是依靠另外设置的抽风杌集体吸风机构来抽取转杯 内的空气而形成负压。完成纤维转移的凝聚作用，然后和自排风式一样， 将凝聚条加捻成纱。由于转杯内的气流从纤维输送管补入后扶杯口被吸 出，所以纤维输送管必须伸入到杯内比较接近壁面处，因此采用较长的输 送管。 两种纺纱器转杯内的气流流向不同，纺纱情况有所不同。自排风转杯 凝聚槽内易积粉尘，抽气式转杯内的粉尘易被气流吸走，凝聚槽较清洁。 纺纱断头后，自排风转杯内有剩余纤维，需清洁后方可接头；抽气式转杯 内的纤维可随气流从杯口吸走，因此可直接接头。为了加强杯内回转须条 向凝聚槽传递加捻能力，加强凝聚槽内剥离点处须条强力，降低断头，减 第一章 文献综述 少成纱捻度，两种纺纱器均采用假捻盘”1 。 1 1 国内外转杯纺纱机现状 近几年，转杯纺在国内外发展很快，全世界转杯纺设备已超过8 ，0 0 0 ， 0 0 0 头，为总数的4 7 8 左右，我国的转杯纺设备拥有量在1 ，2 0 0 ，0 0 0 头左 右，占国内总锭数的比例为2 4 3 2 8 3 ”3 。转杯纺纱技术进步也很快， 如德国、瑞士、意大利生产的转杯纺纱机普遍应用计算机技术、传感技术 及变频调速技术。最新的转杯纺设备普遍采用了无机械接触的轴承，如空 气轴承、磁性轴承等，大大减少了高速回转时的磨损和动力损耗，降低了 运行成本，也使转杯速度达15 0 ，0 0 0 r p m 以上，引纱速度高达2 5 0 m m i n 左右 1 。为了适应高速生产，高水平转杯纺纱机普遍应用半自动或全自动清 洁与接头装置，并采用变频调速，工艺参数调节方便。锭距放大，卷装增 大，锭数增加，最多可达3 6 0 头，提高了机器运转效率和后道工序的效率。 从全球来看，转杯纺纱机大致可分为三个档次，如表1 1 所示。 ( 1 ) 高档高速：早在1 9 9 1 年德国赐来福公司就研制开发了a u t o c o r 0 2 8 8 型转杯纺纱机，采用绪森公司设计生产的新型纺纱器s e l 0 ，使纺纱速度 有了新突破，转杯速度在1 0 0 ，0 0 0 r p m 以上3 ”。2 0 0 0 年又推出了a u t o c o r o 3 1 2 转杯纺纱机，并采用s e l l 型新纺纱器，将转杯速度提高到1 2 0 0 0 0 1 5 0 ，0 0 0 r p m ，引纱速度达到2 0 0 2 5 0 m m i n ，配有自动接头、空筒自动生 头、电子清纱器及上蜡等装置，电脑可对转杯纺纱机进行信息收集及处理、 生产在线检测和控制，可生产中细特纱1 。最新推出的a u t o c o r 0 3 6 0 ，采 用步进电机单独传动喂给罗拉，可纺竹节纱。瑞士立达公司的r 2 0 型转杯 纺纱机转杯转速高达1 4 0 ，0 0 0 r p m ，引纱速度达2 3 5 m m i n 1 。该机自动化 程度高，可实现接头功能和更换简管功能的模块式控制。由于绪森公司技 术上的加盟，立达公司在r 2 0 型转杯纺纱机的基础上设计开发了r 4 0 型转 杯纺纱机。r 4 0 型转杯纺纱机是r 2 0 型转杯纺纱机的改进机型，采用了绪 森公司专为立达公司转杯纺纱机研制的s c r 型纺纱器，该纺纱器内部有 一个可调节侧管，可单独排除杂质们。r 4 0 型转杯纺纱机采用了先进的 控制系统，即使在转杯速度1 5 0 ，0 0 0 r p m 的情况下仍可以保证接头的外观平滑 和高强6 。 第一章文献综述 表1 1 转杯纺纱机的类型 类型主要特点主要机犁 德国赐来福公司的a u t o c o r o 转杯速度高达1 5 0 ，0 0 0 r p m ，自动接头、落纱、系列；瑞士立达集团的r 2 0 高档高速生头，具有电子清纱、上蜡、定长、机电气型和r 4 0 型；意大利s a v i o 一体化等功能，可纺细特纱，大卷装公司也推出了一款全自 动转杯纺纱机 捷克r i e t e r - - b a s e t e x 公司的 b t 9 0 2 型、b t 9 0 3 型、b t 9 0 5 转杯速度可达9 0 ，0 0 0 r p m ，半自动接头，人工 中档中速 型；s a u r e r 集团e l i t e x 公司的 落纱、生头，具有电子清纱、定长等功能， b d - - d 3 0 型和b d - - d 3 3 0 型； 可纺中特纱，大卷装 国内的e t 发r s r f l 0 、经纬的 f 1 6 0 4 、泰坦的t q f 2 6 8 低档低速 转杯速度小于6 0 , 0 0 0 r p m ，人工接头、落纱、捷克的b d 2 0 0 系列和f a 6 0 1 a 生头，可纺粗特纱等 ( 2 ) 中档中速：s a u r e r 集团e 1 j t e x 公司的b d 。d 系列转杯纺纱机和捷克 r j e t e r b a s e t e x 公司b t 系列转杯纺纱机是中档中速的代表。b d d 3 3 0 型转 杯纺纱机是苏拉一捷克公司于2 0 0 2 年在b d d 3 2 0 型转杯纺纱机基础上研 制开发的新机型 。它具有如下特点7 ： 纺纱器有最优的气流参数，可以根据纺纱要求进行调节；纺纱器排除 杂质与转杯速度无关，除杂效率可以根据生产条件进行控制；采用抽气式， 去除了原有的转杯排气孔，解决了排气孔易堵塞的现象；每个纺纱器都配 置了单独的喂给驱动装置，该驱动装置可以在纺纱过程中断和重新开车时 调整条子的喂给进程，从而保证了成纱质量；配备自动清洁类转杯，用于纺 制高含杂原料纱。 b t 9 0 3 是世界著名纺机制造商立达公司所属的捷克b a s e t e x 公司生产 的新型转杯纺纱机，是b d 2 0 0 s n 的升级换代产品。转杯速度最高可达 1 0 0 ，0 0 0 r p m ，分梳辊速度最高可达9 ，0 0 0 r p m ，引纱速度可达1 6 5 r p m 。适 第一章 文献综述 纺中号纱，增加了i q 型光电式电子清纱器，设计有2 个细节通道，6 个粗节 通道1 个规律性粗节通道，1 个号数偏差通道，从而保证了纺纱过程中的接 头质量和成纱质量嘴1 。配备了半自动接头装置，保证了设备高速运转时 的接头质量，避免了人工接头易产生的人为疵点。增加配备了巡回吸风装 置，可以及时通过吸风清洁纱线通道、清纱器、筒纱及车面附着的飞花”3 。 用变频调速装置控制喂给速度和引纱速度，替代了原来的无级变速器的 机械传动方式，从而解决了喂给和引纱速度不稳造成的成纱重量波动呻3 。 转杯轴承采用更加耐磨的陶瓷滚珠，有利于适应高速运转1 。 以上两种机型的接头都是半自动的，因为b d 。d 3 x x 系列加装了步进 电机单独控制喂给罗拉的运动，而b t 9 0 3 ，b t 9 0 5 型也加装了一个吸气口用 于排除梳理过头的纤维，所以它们的接头效果很好，是半自动接头的第二 代。 国内日发等企业也开发半自动接头，据证，浙江日发纺织机械有限公 司的r s r f l 0 型；经纬的f 1 6 0 4 ；浙江泰坦股份有限公司的t q f 2 6 8 型，也 配备了半自动接头，转杯速度绝大多数在7 0 ，0 0 0 8 0 ，0 0 0 r p m 左右，据资 料介绍，接头处强力是正常纱的5 0 7 0 ，外观粗细是正常纱的1 7 2 倍， 成功率在9 0 左右1 ，而使用工厂反映其接头质景还要更差，是半自动接 头的第一代。 ( 3 ) 低档低速：国内的转杯纺设备有2 0 是进1 2 1 设备，占8 0 左右为 国产设备，设备以自排风式居多，约占7 0 8 0 1 。国产转杯纺纱机的 机型大多属于转杯纺纱机中的低档低速类，如：经纬纺织机械股份有限公 司的f a 6 0 1 a 型、f 2 6 0 1 型、f 1 6 0 3 型；川江机械制造有限公司的f a 6 2 1 f b 、 e 、队l t 、b l 和b h ) 型和试生产的f a 6 2 2 型；西安远东公司新型纺机制 造厂 f a 6 1 1 型，转杯速度均小于6 0 ，0 0 0 r p m ，人工接头。 目前我国转杯纺主要用于粗特纱的加工，平均纺纱特数4 8 6 3 6 5 t e x ，其中3 6 5 r e x 上的纱约占8 0 ，国际上转杯纺的平均特数达2 8 18 t e x ，2 8 t e x 上纱的比例不足5 0 ，这主要是由于我国转杯纺设备速度 低，无法纺较细的纱。世界范围内a u t o c o r o 系列自动转杯纺纱机的产 量有4 2 用于针织，5 8 用于机织，美国则有6 0 的转杯纱用于针织，尤 第一章 文献综述 其是中、细特( 2 8 18 t e x ) 针织用纱中转杯纱占了很大比例，而我国转杯纱 只有1 0 用于针织品”1 。 国内转杯纺纱机整体设备水平虽比过去有较火提高，但从上面可以看 出无论在数量和速度上与国外相比都存在较大差距。在品种上，我国转杯 纺纱应逐步从粗特纱向中、细特纱发展，从机织品向针织品领域扩展。除 此之外，我国还应发展1 ：( 1 ) 非棉类产品。进一步开发化纤、毛、麻、 绢等转杯纺产品，扩大转杯纺的应用领域，丰富转杯纱的花色品种；f 2 ) 花式纱线产品。进一步开发转杯纺花式纱线产品，如转杯纺竹节纱、转杯 纺复合纱等，转杯纺花式纱线的应用将日趋扩大；( 3 ) 装饰用和产业用产 品。在装饰用产品方面已能生产出床单、桌布、窗帘、挂毯等转杯纺产品； 产业用产品方面主要是线、带、篷帐等产业用转杯纱以及p u 革底布产品。 但总的来说，这两方面的应用还需进一步扩大；( 4 ) 功能性产品。随着功 能性纤维的发展，可利用这些功能性纤维如阻燃、抗茵和保健纤维等来加 工转杯纱，扩大转杯纱产品的市场份额。 2 1 世纪转杯纺纱的发展前景很好。我国要抓住机遇，努力提高转杯纺 纱技术水平，并利用转杯纱质量和价格成本的优势，积极与织造企业合作， 开发出更多更好的转杯纺新产品。 1 2 转杯纺断头分析 转杯纺纱机转杯转速很高，其离心力较大，转杯内的负压很高，因而 转杯内的须条在加捻过程中所受的空气阻力较大。当纤维环还处在须条阶 段被剥离离开凝聚槽后，由于其捻回才刚开始形成，所以此时其抗干挠的 裁力很差，若须条的动态强力小于动态张力，纱条即会产生断头，实践证 明，转杯纱条的断头绝大多数发生在剥离点与假捻头间的须条段 43 。 断头原因分析9 1 ： 1 转杯速度 须条在剥离加捻时就会与凝聚槽发生强烈的摩擦，转杯速度越高其 摩擦阻力越大，使须条剥离、加捻困难。所以，在其他因素不变的情况下 转杯的速度越高，纱条断头情况也就越多。 2 引纱速度 第一章 文献综述 引纱速度决定着捻度的大小，在一定范围内捻度大，纱条强力也高， 纺纱过程中纱条断头现象也就少。当纱条在加捻初始阶段即由须条向纱条 过渡，这时捻回对纱条的强力作用尤为重要。所以，在其他条件不变的情 况下引纱速度越快断头率也就越高。 3 配棉 转杯纺所使用原料多是低级棉及一部分再用棉，这些原料含杂、含 尘较多，短绒率也较高，并且纤维的主体长度偏短，强力也低，这就增加 了纺纱的难度，同时也增加了纱条产生断头的机率。所以，在其他条件不 变的情况下，提高配棉等级就能明显地减少纱条断头现象的发生。 4 转杯 转杯凝聚槽的工作状态对成纱的条干水平和断头起着重要影响，若凝 聚槽内有很多杂质和小的积尘团，这时进入凝聚槽内的纤维分布是不均匀 韵，当纤维分布较少的那段须条在剥离时其强力也必然较低。另一种情况 是由于转杯超期使用或使用不当，造成凝聚槽内的表层剥落呈现粗糙，使 嵌在凝聚槽内的纤维的剥离非常困难。以上两种情况都破坏了须条间的联 系力，并增加了捻回形成和传递的困难，当须条的强力克服不了凝聚槽的 摩擦阻力时纱条即会产生断头，此外，凝聚槽的形状也对断头有着重要影 响。 5 ：分梳辊 分梳辊齿条应光洁锋利，这样才有利于纤维的分梳、排杂和转移。但 分梳辊在生产过程中难免产生倒齿和弯齿现象，这些弯钩对纤维的转移寸 分不利，而且会聚集纤维形成纤维束，若纤维束随负压气流进入转杯，由 于其质量比较大，因而其离心力和摩擦阻力也较大，增加了剥离、加捻的 难度，使纱条产生断头。由于分梳辊弯钩挂花而产生的断头，纱尾处都有 一小块纤维束存在。 6 假捻盘 假捻盘在纺纱加捻过程中主要起着假捻作用，可增强假捻盘到凝聚槽 剥离点之间须条的联系作用，有效地防止纱条断头现象的发生。所以要求 假捻盘与纱条接触的圆弧面和孔都要十分光洁，以利于捻回的形成积传 6 第一章 文献综述 递，并可减小对纱条的摩擦阻力，减少断头的产生。 7 输送通道 若输送通道的橡胶密封圈有破损或脱落，降低了转杯内的负压，会使 纤维的转移和凝聚发生困难而引起纱条断头。若输送通道喇叭口端所镶的 钢柱下端有缝隙或毛刺，则会产生挂花现象，挂花积聚成为束状后与负压 气流一起进入转杯，其后果与分梳辊上有弯齿所产生的影响基本上是一样 的。 8 喂给罗拉与喂给板 若喂绘罗拉轴下端的隔磁片和斜齿轮之问有油污或喂给罗拉下湍有 积灰、积花，都会在输送纤维条过程中产生打顿现象。若喂给板与偏心销 有锈蚀或喂给板下面嵌入较多的灰尘和短绒，都会造成喂给板动作呆滞， 严重时则会形成死钳口，失去对棉条应有的控制和约束力。出现上述两种 情况都会造成喂给不正常而使纱条产生断头。 9 排杂管安装位置不当 按要求排杂口端与纺纱器排杂通道出目处之间应保持o 5 l m m 的 间隙，这样有利于杂质的排除，若该距离加大，会造成四周的空气向排杂 管内补入太多，使排杂管内的气流速度减慢，负压降低，这样一方面影响 了分梳辊对杂质的分离作用，同时又会造成排杂管的颈部被杂质堵塞，从 而引起纱条断头。由排杂管被堵塞后丽造成的纱条断头有个特点，即断头 后在纱条的尾端都存在着6 0 1 2 0 m m 长的杂质纱段。 1 0 转杯座的工艺排风孔被堵塞 若转杯座的工艺排风孔被堵塞，转杯内的空气不能顺利排出。在转杯 内形成涡流，使引纱管和分梳腔的空气不能很好地向转杯流动，影响了正 常纺纱而引起纱条断头。 1 1 半成品因素 转杯纺所用的原料中一般都掺入相当数量的再用棉及下脚料，在这些 原料中，很多成分刚性比较大，因而，转杯对它们进行加捻就比较困难， 所以捻回的形成和传递无法进行，产生无捻区，同时又破坏了须条间的连 续性而引起纱条断头。断头后若细心观察在纱条的末端总有的这些成分的 第一章 文献综述 存在。 按要求棉条的回潮率最好在6 5 8 ，在此状态下有利于分梳辊对纤 维的分梳和转移，同时也有利于转杯加捻。若棉条的回潮率大于1 0 ， 则可能产生粘连纤维现象，尤其是增加了分梳辊对纤维的梳理和转移难 度，在分梳辊的齿端容易挂花而形成纤维束，当纤维束一旦随负压气流进 入转杯凝聚槽，即会产生纱条断头。 因此，接头对于转杯纺纱是不可避免的。 转杯纺的接头过程不同于环锭纺，它是在封闭的高速运转的转杯中进 行的】。接头处可以分为三个部分盼13 1 ，埋入部分，捻合部分和缠绕部 分。见图l - 1 所示，埋入段和新纱的结合最为紧密，捻合段是种子纱和新 纱一起加捻，这两部分对强力的贡献是最为重要的，而缠绕段则是由包缠 纤维形成的，对强力基本无贡献【1 2 1 引。 图1 1 接头处的分段示意图 转杯纺纱机接头质量至今还没有统一的标准，但合格的接头 j3 应该 满足： ( 1 ) 接头的大小不能成为纱线的疵点。 ( 2 ) 接头要有足够的强力和伸长，足以承受后道工序( 如织造过程) 中的最大张力。 ( 3 ) 接头处的纤维数量应为正常纱线的1 3 倍左右，不应超过1 6 倍。 ( 4 ) 接头处有足够的捻度，而且捻度基本均匀。 ( 5 ) 接头长度应小于2 e r a 。 目前，接头质量主要考核指标是其外观和强力。 1 3 国内外现有转杯接头技术现状 目前，转杯纺纱接头方式主要有三种。手工接头；半自动接头； 第一章 文献综述 全自动接头 1 3 1 手工接头 人工接头的一般操作是完成清扫工作后，将成纱筒子抬起一定的高 度，同时制止筒子转动。然后将定长的种子纱伸入引纱管中，一个手使引 纱管与筒子间储存适当长度的纱段，另一手控制成纱筒子。当转杯喂给 定的纤维时，两个手配合动作，将储存的纱段释放，使其伸入转杯内，与 转杯凝聚槽中的纤维相接触，一旦种子纱将纤维环打断，纱头便接上，同 时将筒子放下，纱线便可引出并进行连续纺纱【地】。所以接头的关键是控 制喂给，种子纱沉入凝聚槽和引纱三动作的配合。 一般而言，手工接头只能控制接触长度l l ( 即上纱头与转杯凝聚槽中 纤维环的接触长度) 和预喂给时间间隔t 1 【1 4 1 ( 从开始喂给到开始引纱的时 间，其长短决定接头时喂给量的大小) 。手工接头的最大缺陷是无法控制 接头捻度，造成接头强力低。要提高接头捻度，要求上纱头在接触到纤维 环后应停留一个时刻间隔t 2 后再引纱，以获得附加捻度1 4 】。但人手无法 完成如此精确的动作。转杯速度低时，如转杯速度在3 0 ，0 0 0 r p m 时，从喂 给到引纱时间0 5 秒左右，且上下有o 2 秒的范围，人工接头还算可以， 但到7 5 ，0 0 0 r p m 时，对应的时间不到0 2 秒【1 2 l ，人工接头是很难办到的。 1 3 2 半自动接头 半自动接头过程是由人工和机械共同完成的，人工完成前面的准备工 作，包括清扫转杯，准各种子纱，后面主要控制部分则由机械部分完成。 b d d 3 3 0 型转杯纺纱机上配置的b u r m a s t e r b m 0 2 半自动接头装置与独 特的步进电机喂给装置，使一次接头成功率基本上接近1 0 0 1 。b t 9 0 3 、 b t 9 0 5 型配置了半自动接头装置，加装了一个吸气口用于排除过分梳理的 损伤纤维1 ，它们是半自动接头的第二代，据称，它们的接头质量可与全自动 接头相媲美。 国内的日发r s r f l 0 、经纬的f 1 6 0 4 、泰坦的t q f 2 6 8 属于半自动接头的第 一代，是由机械结构部分和控制系统两个部分缀成的，机械部分主要完成 喂给，种子纱沉入和筒子落下引纱这三个动作，控制系统则控制这三个动 作的间隔以顺利完成接头”。流程是：断头发生一自动停止喂给一人工 9 第一章 文献综述 清扫切断纱尾，放入引纱管启动自动接头系统喂给罗拉转动喂给一 延时后种子纱沉入转杯凝聚槽启动引纱，开始卷取，完成接头【i ”。主 要参数为：( 1 ) 种子纱与转杯凝聚槽中纤维环的接触长度l l ；( 2 ) 从开始 喂给到开始引纱的预喂给时间间隔t 1 ；( 3 ) 从沉纱到引纱的时间间隔t 2 。 接头处强力是正常纱的5 0 7 0 ，外观粗细是正常纱的1 7 2 倍，成功率在9 0 左右，转杯速度绝大多数在8 0 ，0 0 0 r p m 以下口_ 钉。 1 3 3 全自动接头 捷克i n v e s t a 公司生产的自排风式全自动转杯纺纱机b d a i o n 与德国 赐莱福公司生产的a u t o c o r o 的抽气式全自动转杯纺纱机的自动清洁接头 装置，主要服务于每个纺纱器转杯内的清洁与断头纱的处理“。它悬吊 于车顶外侧的一条循环轨道上，清洁接头装置采用集成电路控制，当某纺 纱器断头时，发出信号的同时该锭棚子自动上浮，停止卷绕。自动清洁接 头装置收到信号后，会行至该处停下，先打开纺纱器壳体，对转杯进行清 洁，后关闭纺纱器壳体，进行接头1 6 o 接好断纱自动离开纺纱器，继续巡 回。 b d a l 0 n 清洁接头机在接头过程中如一次接不上，还会重复动作，自 动接头机可连续三个接头循环，若三次接不上会自动离开此纺纱器并发出 信号，通知操作工进行人工处理。此种情况只占接头率的1 0 1 5 ，整 机接头有效率在9 5 左右，接头处的纱比正常纱粗5 0 ，系有接痕接头 16 a a u t o c o r o 清洁接头机接头程序同b d a l o n 一样，进行三次接头循环 接不上会自动离开并发出信号，但人工不能接头，由操作工查明原因，关 闭信号灯后，再由接头机自动进行处理。a u t o e o r o 的每次清洁接头时间 为2 0 秒锭，接头正确率8 5 ，接头处质量比正常纱粗2 0 ，系无接痕 接头。清洁接头机设有断头检测和电子测试装置，由电子测试装置检验接 头纱的好坏，若接头质量不良，自动剪除重新接头【1 6 】。 1 3 3 1 a u t o c o r 0 2 8 8 全自动接头走车 a u t o c o r 0 2 8 8 全自动接头走车由整机车身上部支架提供轨道及支撑。 用于接头动作的各机械手臂由系统设计的凸轮组及连杆控制传动，其接头 动作过程f 1 7 1 8 1 9 1 2 0 2 1 1 如下： 1 0 第一章 文献综述 1 取上纱头。带负压的吸纱臂和卷装驱动臂从卷装上取纱头，退绕， 开箱盖转杯刹车做清洁动作，由刹车臂和清洁臂同时进行。 2 入纱。上纱头由吸纱臂牵引，经过接头走车引纱罗拉，由一对能精 确回转入纱的夹纱指，送入纺纱箱内纺纱通道一定长度( r 2 ) 。 3 引纱。在根据转杯转速确定的瞬间时刻后，引纱罗拉倒转喂给设 定r 3 长度后，迅速正转引纱，卷装驱动臂同时驱动卷绕。引纱时 刻前后，接头走车喂给臂控制该锭入棉。 4 移纱。如接头成功并由接头走车测结器检验质量合格，则接头走 车继续控制该锭的喂给、引纱、卷绕直至转杯转速与整车同步，随 后接头走车控制纱线经移纱杆交由起动后的锭位，即完成整个接头 动作。 a u t o c o r 0 2 8 8 全自动接头走车的动作完成有赖于高科技含量的电子 控制装置，包括可编程控制器p l c 、各类光电传感器、由电磁阀控制的 压缩空气转动杆、伺服电机等1 。 a u t o e o r 0 2 8 8 自动接头走车的参数定义【2 2 2 3 2 4 1 ： ( 1 ) 接触长度l l 根据接头时上纱头退绕并喂给纺纱通道动作的先后，a u t o c o r 0 2 8 8 将 退绕的上纱头定义为三个参数： r 1 从卷装到接头机引纱罗拉的上纱长度； r 2 引纱位置至假捻盘阻捻位置的长度； r 3 从假捻盘至转杯边缘接触纤维环的长度。 其中，r l