棉纺手册 第三篇 成纱 第二章 转杯纺纱.doc

第二章 转杯纺纱(棉纺手册P687-775)第一节 转杯纺纱的技术特点与机械结构一、技术特点转杯纺纱是通过高速回转的转杯及杯内负压完成纤维输送、凝聚、并合、加捻成纱的一种新型纺纱方法(属于自由端纺纱范畴)。现代转杯纺纱机都是通过分梳辊将喂入条子分梳成连续不断的纤维并随气流均匀地输入转杯，由引纱卷绕机构将转杯纺的纱引出并卷绕成纱筒。转杯纺纱使加捻与卷绕分开，解决了高速和大卷装间的矛盾。转杯纺纱的原料以棉为主，还包括化纤、毛、麻、丝等。废棉和再生纤维在转杯纺纱厂里也可使用。转杯纺纱与传统的环锭纺纱相比，具有高速高产、大卷装、缩短工序、改善劳动条件、使用原料广泛、成纱均匀、结杂少、耐磨和染色性能好等特点。因此，转杯纺纱是目前技术上最成熟、应用面最广、经济效益十分显著的一种新型纺纱方法。二、机械结构和纺纱流程转杯纺纱的截面示意图如图3-2-1所示，转杯纺纱机的机械结构主要由喂给分梳机构、排杂回收机构、纤维输送机构、凝聚加捻机构、引纱卷绕机构和负压排风系统组成。转杯纺纱机的电器、仪表和自动控制部分完成了机电一体化与自动化。图3-2-1 转杯纺纱机截面示意图纺纱器是一个由喂给分梳机构、成纱机构及引纱管组成的独立部件，其示意图如图3-2-2所示。转杯纺纱的纺纱流程与纤维流的运动规律见图3-2-3。图3-2-2 纺纱器示意图1转杯 2分梳辊 3排杂区 4假捻盘 5阻捻器 6输纤通道7喂给罗拉 8喂给板 9引纱管 10可调补气阀图3-2-3 转杯纺纱的纺纱流程与纤维流的运动规律V1条子喂给线速度 V2分梳辊线速度V3输纤通道入口速度V4输纤通道出口线速度V5转杯滑移面线速度V6转杯凝聚槽线速度V7纱剥离点线速度V7V6纱剥离点相对转杯的线速度V8引纱线速度V9卷绕线速度三、转杯纺纱机的分类1.按转杯内负压的形式分类转杯可分为两类,排气式转杯(如图3-2-4)和抽气式转杯(如图3-2-5)。排气式是在转杯上自身打有排气孔(一般是8个)，回转时类似离心风扇的作用，在转杯内产生负压；抽气式是转杯自身无排气孔，依靠外界抽气在转杯上口与罩盖之间抽吸，产生转杯内负压。2、按转杯与分梳辊的装置方式分类(表3-2-1) 图3-2-4 排气式转杯 图3-2-5 抽气式转杯表3-2-1 按转杯与分梳辊的装配分类分梳辊与转杯的装置方式简图表示国产机型国外机型立式分梳辊、卧式转杯SQ1，CR2，FA608，FA601，BS603，TQ168，F1063，BS 613，TQ268，F1604，BS/D2BD系列，HS系列，BDD320，BT903等卧式分梳辊、卧式转杯(两轴垂直)FA611RU系列，R1,R20卧式分梳辊、卧式转杯(两轴平行)TQF3，TQF4SKF，Zinser342倾斜式分梳辊、卧式转杯FA621，FA622，F1605，RFRS10，JFA231Autocoro系列，SC1M，R40卧式分梳辊、倾斜式转杯T883，T8873.按转杯纺纱机的自动化程度分类(表3-2-2)表3-2-2 转杯纺纱机的自动化程度分类 机型特征全自动转杯纺纱机半自动转杯纺纱机普通转杯纺纱机转杯转速(r/min)80000150000600001000003000060000自动化程度全自动：自动清洁接头、落筒、在线检测、生产数据打印、电子清纱半自动：半自动接头、电子清纱(有或无)、生产数据与工艺参数显示手工操作代表机型Autocoro系列，R系列BT903，BDD320，RFRS10，F1604BD系列，HS系列，RU系列，FA601 四、机器传动图及速度变换各种转杯纺纱机的传动方式都有各自的特点，工艺计算可参照机器的的产品说明书进行。图3-2-6所示为F1604型的传动图。图3-2-6 F1604转杯纺纱机的传动图1. 转杯转速(表3-2-3)表3-2-3 F1604转杯转速的调节范围D1(mm)142142142162162178182197212227D2(mm)234201175178160160150150150150D3(mm)301133505740115451125024255205602086517070132750942. 分梳辊转速(表3-2-4)表3-2-4 F1604分梳辊转速的调节范围D3(mm)83100108116124132n(r/min)5190622567127198768581723. 齿型带与齿轮(表3-2-5)表3-2-5 F1604齿型带与齿轮的变换齿轮齿数齿形带Z12532HTD19048M40Z15144Z1473232HTD17608M40Z1476069Z147HTD11048M20Z1474. 其他 喂给罗拉、引纱罗拉一般都可通过车头速度显示器进行无极调速；牵伸倍数也可显示或推算；卷绕角有些设备是通过更换齿轮调节，大部分国产设备(例如F1604)都是固定的。第二节 转杯纺纱机主要型号与性能一、国内转杯纺纱机主要机型的发展山西经纬纺机长从1972年起，先后生产过CW1、CW2、A591、FA601、FA601A、BD200SN、F1603等型，2002年起生产F1604、F1605等型。上海地区自1975年起到1996年有闯新、沪东、新型纺中心及二纺机先后生产过AN9、SQ1、SQ1A、CR1、CQ2等型号的转杯纺纱机。天津地区自1975年到1994年生产过TQF3型和TQF4型，西安远东生产过FA611型，江苏通州生产过CR1型，石家庄纺研所与川江于1977年起生产过JA029、ZZF168、FA621等型，2002年起川江生产FA621BH型和FA622型，现在还有山西福晋(FA601A、F1603、FA608等型)、榆次贝斯特(BS603、BS613、BS/D2等型)、浙江泰坦(TQ168型、TQ268型)、浙江日发(RFRS10型、RFRS20型)、浙江精工(JFA231型)等公司相继推出各自的转杯纺纱机。二、国内转杯纺纱机主要机型的技术特征(表3-2-6)表3-2-6 国内转杯纺纱机主要机型的技术特征机型FA601AF1604F1605FA621BH每台锭数200168、192192168、192锭距(mm)120200230195适纺纤维(mm)4060402238纺纱线密度(tex)10015166151251710016喂入品线密度(tex)60002200500022005000220050002200转杯支撑形式直接轴承直接轴承，防震套双盘支撑空气动压支撑转杯转速(r/min)50000750009000075000转杯驱动方式龙带龙带龙带中频小电动机分梳辊转速(r/min)50009000520082005000900060009000牵伸倍数35230352302323527186纺纱器形式自排风自排风抽气式抽气式引纱速度(m/min)1002012015050140转杯直径(mm)54，66406636564052条筒直径(mm)230350400350排杂及回收方式小排杂、吸风管小排杂、吸风管大排杂、输送带大排杂、输送带平筒(mm)：直径宽度23090300150300150300142空筒(mm)：内径宽度5098501705017050160纱筒重量(kg)1.5444自动化程度人工半自动半自动人工电子清纱器无可以选配可以选配可以选配机器全长(mm)15588238252958521120机器宽度(mm)900120014001350包括条筒的机幅(mm)1180160017001650卷绕轴高度(mm)1522153015801530卷绕方式槽筒往复式往复式往复式装机容量(kW)344252.543机器重量(t)8101211制造公司经纬纺机经纬纺机经纬纺机川江续表机型RFRS10BS/02FA608TQ268每台锭数192192192192锭距(mm)216200200210适纺纤维(mm)40404040纺纱线密度(tex)12016150151001525010喂入品线密度(tex)50002200500022005000220070003000转杯支撑形式直接轴承，防震套直接轴承，防震套直接轴承，防震套直接轴承，防震套转杯转速(r/min)900009000075000100000转杯驱动方式高速龙带龙带龙带高速龙带分梳辊转速(r/min)550090005200820052008200500010000牵伸倍数32220302403523028300纺纱器形式抽气敞开式自排风自排风抽气式引纱速度(m/min)501504015020116170转杯直径(mm)3650366643663466条筒直径(mm)400350350400排杂及回收方式大排杂、输送带小排杂、吸风管小排杂、吸风管大排杂、输送带平筒(mm)：直径宽度300150300150300150300150空筒(mm)：内径宽度54170501705017050170纱筒重量(kg)4444自动化程度半自动人工人工半自动电子清纱器可以选配可以选配机器全长(mm)24676226102382526210机器宽度(mm)1300120012001200包括条筒的机幅(mm)1750160016001750卷绕轴高度(mm)1550153015301585卷绕方式往复式往复式往复式往复式装机容量(kW)584239.368.5机器重量(t)10101012制造公司浙江日发贝斯特福晋泰坦三、国外转杯纺纱机主要机型的发展苏拉捷克公司(其前身为捷克Elitex公司)从1967年以来，生产的机型为BD200M、BD200R、BD200RC(RCE、RN)、BD200S(SCE、SN)、BD-SD、BDA10(N)、BD-D1、BD-D2、BDA20、BD-D30，2002年后生产的机型为BD-D310、BD-D320、BD-D321、BD330；立达捷克公司(其前身为捷克Basetex公司)现在生产的机型为BT902、BT903、BT905。德国赐来福公司从1979年开始研制全自动化转杯纺纱机以来，生产的机型为Autocoro192、Autocoro216、Autocoro240、Autocoro288；赐来福公司被苏拉集团兼并后，现在生产的机型为Autocoro312和Autocoro360。瑞士立达公司(包括兼并的德国Ingorstat公司)从20世纪70年代以来，生产过RU11(02、03)、RU04、M1/1、M2/1、RU14、R1、R20等机型，现在生产的是R40型。 除此以外，原苏联、意大利、日本、英国、德国、瑞士、美国、比利时、印度等国的其他纺机公司都研制过转杯纺纱机。现在意大利萨维奥公司的FRS型转杯纺纱机仍占有一定的国际市场；日本丰田公司在20世纪7080年代制造的BS型、HS型转杯纺纱机在我国也有一定的数量；德国青泽公司、SKF公司分别制造过ZINSER342型、SKF型；英国Platt公司制造过T883型、T887型；法国SACM公司推出过SACM-300型。四、国外转杯纺纱机主要机型的技术特征(表3-2-7)表3-2-7国外转杯纺纱机主要机型的技术特征机 型Autocoro312R20R40BDD320BT903锭距(mm)230245245210216每台锭数312280320288192240每节锭数2420201616适纺纤维(mm)6060606060适纺线密度(tex)2401512510170102501524015转杯轴承形式双盘支撑，磁性止推双盘支撑，空气止推直接轴承，防震套直接轴承，防震套转杯转速400001500006000014000040000150000310001000003600095000分梳辊转速(r/min)660090006500850065009000500010000500010000牵伸倍数3735040400404002420718330纺纱器SE11抽气式，整体式输纤通道抽气式，分开式输纤通道SCR抽气式，整体式输纤通道抽气式短通道排气式引纱速度(m/min)30230302202353017027170转杯直径(mm)562856285628523650,36分梳辊直径(mm)6580656464排杂装置大排杂，输送带垂直大排杂，输送带大排杂，输送带小排杂，吸风管小排杂，吸风管平筒尺寸(mm)：直径宽度纱筒300150300150300150300150空筒541705417050(56)17054170平筒重量(kg)4.1554.154.15平筒尺寸(mm)：直径宽度纱筒270150270150270150270150空筒30.5(62.6)17050(56)170(151)，33/(59)170(420)44(65) 17050(56)170(151)，33/(59)170(420)锥筒重量(kg)3.33.33.33.33.3落纱信号指示定长定长定长定长定长卷绕角304032373333落纱筒子输送带两根分开传动两根分开传动单根单根平筒尺寸(mm)：直径宽度430900110047012004009144001066开关车留头方式用巡回小车接头用巡回小车接头JS1系统,正反转式正反转式接头方式全自动全自动手动，机械辅助，BMI接头系统半自动电子接头AM/Spin纺纱质量控制条子监控，电清，异纤探测电清，异纤探测选装电清电清，Iqclean自动化程度全自动（接头、落筒、换管合一）、巡回小车全自动（接头、落筒、换管合一），巡回小车部分自动部分自动全机总长(mm)4829242131471383651531265机幅(mm)2814316117801750卷绕轴高度(mm)2405251116001620全机电动机总容量(kW)11387.587.56677.5机器重量(t)2525.428.02012.8制造公司苏拉赐来福立达苏拉捷克苏拉捷克第三节 转杯纱的结构与特性一、 转杯纱的结构1. 转杯纱中纤维的排列形态(表3-2-8、3-2-7)表3-2-8转杯纱中纤维的排列形态与环锭纱对比示例项 目转杯纱环锭纱项 目转杯纱环锭纱圆锥形螺旋线（%）42346后折中打圈或弯曲（%）24圆柱形螺旋线（%）41531前后折中打圈（%）14前折前打圈前弯钩（%）162010对折纤维（%）215打圈纤维（%）7148缠绕纤维（%）13后折、后打圈、后弯钩（%）11242边缘纤维（%）01前后折、前后打圈（%）414外包纤维（%）01中打圈、中弯曲（%）093平直纤维（%）02前折中打圈或弯曲（%）14注 不同转杯纺纱器及不同的工艺参数所纺出转杯的质量不同，因而转杯纱中各种纤维的排列形态所占的比例也不相同。图3-2-7 转杯纱中各种纤维排列形态纤维排列形态的说明（自上而下）第1根：圆锥形螺旋形纤维 第2根：圆柱形螺旋形纤维 第3根：两端折后弯钩纤维 第4根：前折圆柱形纤维 第5根：后弯钩中间打圈纤维 第6根：之间打圈后弯曲 第7根：两端折中间打圈纤维 第8根：两端折中间打圈后弯钩纤维 第9根：前打圈之间打圈纤维 第10根：对折纤维 第11根：打圈纤维 第12根：两端前后打圈纤维 第13根：外包缠绕纤维 第14根：平直纤维 圆锥形螺旋形和圆柱形螺旋形是承担纱强力的主要规则纤维，环锭纱中占80%左右，而转杯纱中占30%左右。2.转杯纱中纤维的转移程度 转杯纱中纤维的转移程度是衡量纤维在纱中所处位置的一个指标，与成纱强力的关系十分密切。转杯纱的纤维转移程度低于环锭纱，这是造成转杯纱强力低于环锭纱的一个原因。3.转杯纱的缠绕纤维 转杯纺纱纺出转杯纱表面会有一部分缠绕纤维，缠绕纤维的长短和松紧不一，如图3-2-8所示。转杯纱的缠绕纤维数量和缠绕情况与所纺原料、纺纱机构和工艺参数等因素有关。图3-2-8 转杯纱表面缠绕纤维情况4.转杯纱截面内捻回的分布 转杯纱的捻回具有分层结构的特点，纱截面内捻回并不相同，而是由外层向内层呈逐渐增加的分布规律。二、转杯纱的特性1.转杯纱的物理机械性能(表3-2-9)表3-2-9 转杯纱与环锭纱的物理机械性能对比项 目转杯纱与环锭纱对比强 力转杯纱的单纱强力低于环锭纱，相差的程度随使用的原料、纺纱线密度以及纺纱机的形式而不同，一般低5%20%伸 长转杯纱的伸长一般大于环锭纱045%，如外界张力牵伸过大，伸长低于环锭纱的情况也有出现断裂功转杯纱的伸长大于环锭纱，虽然强力比较低，但断裂功一般都比环锭纱大；转杯纱伸长小时，断裂功相应减小弹 性转杯纱与环锭纱的弹性基本接近，而转杯纱略好耐 磨转杯纱由于条干均匀，表面有缠绕纤维以及捻度分层结构的特点，所以耐磨性能好于环锭纱。在低负荷和缓摩擦的条件下，耐磨性比环锭纱高几倍；在高负荷和急摩擦的条件下，耐磨性与环锭纱相似，也有低于环锭纱的情况密度（g/cm3）显微投影法转杯纱的密度小于环锭纱10%20%流体置换法转杯纱的密度小于环锭纱15%25% 2.条干、棉结杂质数