1-中空集聚罗拉2-输出胶辊3-前胶辊4-空气导向器5-槽形吸口6-吸风内胆构件7-断头吸管8-进气该机构以传统的三罗拉长胶圈牵伸装置为基础,保留中罗拉的胶圈和后牵伸区结构,在相当于原来前罗拉的位置,装备了表面有小吸孔的中空集聚罗拉,在集聚罗拉内部有位置固定的吸风口构件。在直径为59mm的集聚罗拉圆柱面上,由*前方的输出胶辑和原来的前胶辑所控制的圆弧区域构件集聚区。须条由集聚罗拉输送到双胶辊控制的弧面时,空气由导向装置导引,透过小吸孔和纤维束,从紧贴的吸风口构件的槽形吸口排向中央吸风系统。在此过程中,纤维受到自上而下、由边缘到中心的集聚约束。由于槽形吸口的宽度自后向前收缩并且与主牵伸方向偏斜,空气吸力还产生使受控须条环绕自身轴线的切向力矩,起到使外层毛羽扭转包的效应。以上几方面的综合作用,使须条保持紧密顺直、比较光润的状态,通过输出罗拉钳口加捻成为紧密纱。
1.2ELITE漪丽紧密纱纺机构1-输出胶辊2-双胶辊架3-异形吸管4-网格套圈5-断头吸管6-前罗拉7-中罗拉8-后罗拉9-进气口该机构以传统的三罗拉长短胶圈牵伸装置为基础,以前罗拉前方设置集聚机构,集聚机构由异形截面吸管、密孔网格套圈、输出胶辊与原来的前胶辊构成双胶辊组合而成。输出胶辊和前胶辊的铁壳内侧附有相同齿数的齿轮,通过双胶辊架两侧的过桥齿轮或同步齿形带传动输出胶辊。依靠输出胶辊摩擦带动网格套圈在异形吸管上回转。异形吸管表面对应每个锭位,在双胶辊控制钳口线之间开有斜槽吸口,当须条到达斜槽位置后,空气透过长丝网格套圈的网格孔和纤维束(网格孔密多3000孔/cm2),从紧贴其下的斜槽吸口经异形吸管排向中央吸风系统。随后须条按照斜槽横口吸引速度和网格套圈向前输送速度的合成速度,顺着斜槽输送到输出胶辊钳口线,立即输出加捻成为紧密钞。
应用网格套圈原理生的紧密纺纱机类型较多,其共同的特点是:1.2.1异形吸管斜槽吸口的负压吸引力使受控须条横向运动,产生了环绕自身轴线的切向为矩,因此斜槽的形状、宽度和斜角以及负压都会影响到须条的集聚效果。
1.2.2如网格套圈是依靠输出胶辊摩擦带动,输出胶辊和前胶辊之间表面速度的差率,对受控须条产生一定的张力,使纤维有伸直的机会。为此输出胶辑直径应大于前胶辊,两者的直径规格都要注意控制和管理。
如网格套圈是依靠牵伸装置前罗拉积极传动,输出胶辊和前胶辊都可通用常规的滚动轴承胶辊,输出胶辊和前胶辊的直径差别,不再直接相关。
1.2.3网格套圈是关键器材,有关资料说明其内外表面摩擦系数有不同要求。如网格套圈是依靠输出胶辊带动的,因为内表面与异形吸管滑动接触要求低摩擦系数,外表面受输出胶辊摩擦带动要求高摩擦系数,使集聚效果能更好。
AIRC0MTEX青泽紧密纺纱机构AIRC0MTEX青泽紧密纺纱机构1-输出罗拉2-多孔胶圈3-集聚上销架4-前胶辊5-进气口6-前罗拉7-中罗拉8-后罗拉9-吸风系统该机构是在传统的三罗拉长短胶圈牵伸装置前方增加集聚机构,集聚机构包括增加一列输出下罗拉,其上配有每两锭一套的特殊集聚上销架构件,左右上胶圈中央有一串连的椭圆孔和小圆孔间隔,胶圈内表108面与上销架构件的紧贴处开有吸风口,分别通过装在摇架上的塑料管通向中央吸风系统。吸风产生的负压使空气透过小孔和纤维束由下而上、由边缘向中心排风,同时产生的托持力使须条紧贴胶圈向前输送,机械力和空气控制力结合完成了集聚作用,随后得到加捻成为紧密纱。
T0Y0DA丰田紧密纺纱机构T0Y0DA丰田紧密纺纱机构1-输出胶辊2-双胶辊架3-异形吸管4-网格套圈5-断头吸管6-前罗拉7-输出罗拉8-前罗拉齿轮9-过桥齿轮10-输出罗拉齿轮该机构也是在传统的三罗拉以短胶圈牵伸装置前方增加集聚机构,由异形截面吸管、网格套圈,与输出双胶辊架等组合而成。其结构与同类机构相似,主要区别是异形吸管被分隔成前后两小通道,位于两者中间的输出罗拉从套圈内壁积极驱动网格套圈环绕异形吸管转动,与此同时输出胶辊因紧压套圈,受套圈外壁的切向摩擦而带动。异形吸管前后两小通道表面开有位置相对应的纵向槽形吸口,依靠以上各部分和吸管负压的配合,对到达槽形吸口位置的须条实施集聚作用。该装置每节输出罗拉由两根包含四锭的单节连接而成,其传动动力来自前罗拉。通过前罗拉齿轮、中间齿轮与输出齿轮啮合,因此输出胶辊铁壳不需要附加齿轮。网格套圈的运动速度应略大于前罗拉线速度。
新型RX240-N-TST型紧密纺纱机与上例有所不同,输出罗拉位置改向前移,异形吸管是单个管道,吸管表面的槽形吸口改成整体形。
R0C0S磁性紧密纺纱机构ROTORCRAFT公司所研制,属纯粹的机械式集聚器件,完全不同于上述机械和空气结合的机构,是在传统三罗拉牵伸装置的前罗拉上设置集聚区。前罗拉1上包围有前胶辊,2,输出胶辊3和磁性集聚器4、两钳口线A与B之间是集聚区。双胶辊架控制着两个胶辊,并套挂在胶辊芯轴上,依靠板簧的压力使输出胶辊与前罗拉之间有足够控制力。
磁性集聚器选用高性能磁性材料,造型与下开口集合器相仿;其精确的外部弧形加上磁力吸引使集聚器与罗拉之间没有间隙并向前靠扰,与前罗拉形成一个完全封闭的区域,纤维从钳口线A进入到钳口线B输出,受内腔曲面的约束产生集聚效应,保持紧密状态加捻成纱,使纱的毛羽减少。
磁性集聚器每两锭一磁,结构简单,不需要吸风和复杂机构,并有多种结构设计,受到业内人士的关注。
1.6国外几种紧密纺环锭细纱机性能对比分析(表1)表1机型装置名称紧密纱品牌COM4卡摩纱一ELITE漪丽纱适纺纤维精梳棉、化纤及混纺普梳棉、精梳棉、化纤及混纺普梳棉、精梳棉、化纤及混纺线密度(tex)键距(mm)*高锭速牵伸装置三罗拉长短胶三罗拉长短胶圈,三罗拉长短胶三罗拉长短圈三罗拉双短胶圈圈胶圈牵伸倍数摇架加压气压加压板簧加压螺旋弹簧前、中、后下罗拉直径(mm)紧密纺纱机构双胶辊握持,多孔吸风罗拉传动,内胆斜槽导引双胶辊握持,齿轮或同步带传动,网格套圈输送,异形管吸风,斜槽吸口导引输出罗拉传动,集聚上销装置,多孔胶圈输送,上销内吸风,上吸口导引双胶辊握持,前罗拉传动,风格套圈输送,异形管吸风,斜槽吸口导引双胶辊握持,同步带传动,网格套圈输送,圆形管吸风,槽形吸口导引整机或改造整机改造整机整机或改造整机通过对国外几种环锭紧密纺纱机构的特点进行分析,紧密纺在线纱条干、细节、粗节、棉结、毛羽、强力等物理指标方面比普通环锭纺改善较大,但是,紧密纺的设备投资成本,日常运行成本相当巨大,同时立达和青泽公司在现有细纱机上无法实现改造,苏逊公司紧密纺可以进行改造,但安装费用庞大,罗托克拉夫公司的磁性纺虽然在现有纺纱机进行改造,但改造费用也很难接受,同时,在试验过程中存在成纱细节大幅度恶化现象,牵伸胶辊的使用周期较短,车国内一些著名的纺纱企业,由于引进国外紧密纺纱成套设备,因投资回收期过长(7年)纱线价位与投资成本不成正比,而背上沉重经济负担,使紧密纺改造与发展进退两难,总之,紧密纺纱机的推广与发展与中国国情存在相当程度的差距,如何在现有纺纱机的基础上进行技术挖掘和技术创新,走中国特色的纺织技术进步之路,成为我国纺织工程技术人员所面对的一个大课题。
2紧密牵伸压力抱合纺纱技术在生产中的应用实践2.1紧密牵伸压力抱合纺纱的概念紧密牵伸压力抱合纺就是在纺纱牵伸浮游区内增加适当的压力棒形式,产生新的附加摩擦力界,有效减少了须条的剩余捻回分散,使纤维变速点分布较稳定,而且向前钳口靠拢,促进须条在凝聚抱合状态下达到牵伸的目的,对减少粗细节、棉结、降低毛羽,提高纱线强力,起到很好的效果。
2.2紧密牵伸压力抱合纺在C60M2(供捻)品种的对比测试(表2)表2项目传纱下密压力抱塍改善从表2可以看出CV%改善0.77%,2.3紧密牵伸压力抱合纺在C60M1(10%L)品种的对比测试(表3)试验条件:车位:203粗纱定量:4.2g/10米隔距块:2.0粗纱捻系数:124胶辊直径:28胶辊型号:特殊处理W/RC-965其它:同锭、同粗纱表3序号项目(申2与1她匕S+/娜改娜3与2难匕S+/概从表3可以看出,下压式紧密牵伸压力抱合纺比传统纺纱CV%改善1.26%,-50%改善19个,改善度为86%,过桥式紧密牵伸压力抱合纺与传统纺纱相比CV%改善0.32%,-50%改善10个,改善度为45%,过桥式与下压式紧密牵伸压力抱纺相比,CV%恶化0.94%、-50%恶化8个,改善度为-267%,从而可以得出结论,下压式比过桥式紧密牵伸压力抱合纺更有利于改善成纱质量。
2.4紧密牵伸压力抱合纺在C5(T-02品种上的对比测试(表4)试验条件:车位。
321粗纱定量:4.48/10米隔距块:2.25粗纱捻系数:127表4项目胁- +娜嫔翻申压下翻申压2与1嫩改3与1雕改娜3与2嫩改娜从表4可以看出,下压式紧密牵伸压力抱合纺与传统纺相比,CV%改善2. 21%,-50%改善17个,改善度为94%,+50%改善35个,改善度78%,其它指标有不同程度改善,两种形式与传统纺相比都有大幅度改善,两者相比,下压式紧密牵伸压力抱合纺在指标改善方面更具优势。
2.5紧密牵伸压力抱合纺在C120S~05(100%)品种上的对比测试(表5)试验条件:车位:425粗纱定量:2.31g/10米。
隔距块:2.0粗纱捻系数:126胶辊直径。28胶辊型号:特殊处理TOC-965其它:同锭同粗纱表5序号项目拄篦柩翻植2与1嫩3与雄3与2雕从表5可以看出过桥式紧密牵伸压力抱合纺与传统纺相比CV%改善2. 24%,-60%细节减少114个,改善度93%,下压式紧密牵伸压力抱合纺与传统纺相比CV%改善3. 15%,-50%细节减少164个,改善度94%,从指标来看,下压式紧密牵伸压力抱合纺成纱质量指标超越当今世界上*先进的卡摩紧密纺,下压式与过桥式相比在指标方面更具质量优势。114 3紧密牵伸压力抱合纺与传统纺纱强力测试对比(表6)表6品种项目传统纺纱紧密牵伸压力抱合纺传统纺纱紧密牵系伸压力抱合纺从表6可以看出,紧密牵伸压力抱合纺与传统纺纱相比,单纱强力提高5-10%,强力的改善与采用紧密牵伸压力抱合纺纱后-50%细节指标的大幅改善有直接的关系。
4紧密牵伸压力抱合纺与传统纺纱毛羽测试对比(表7)表7品种项目种类平均值传统压力抱合极差传统压力抱合频数比传统压力抱合毛羽指数传统压力抱合改善度从表7可以看出,C40S品种,毛羽指数在3 mm-8mm范围内改善20-40%左右,充分显示出采用紧密牵伸压力抱合纺纱后,对减少成纱毛羽起到积极的作用。
5紧密牵伸压力抱合纺与国内外几种紧密纺毛羽对比(表8)表8序号紧密纺种类品种传统环锭纺紧密牵伸压力抱纺改善度磁性紧密纺漪丽紧密纺改善度从表8可以看出,紧密牵伸压力抱合纺与传统环锭纺相比3皿1-9 mm毛羽改善度在74-100%左右,有效改善了纱线的外观品质,从漪丽紧密纺与磁性紧密纺在2006年11月20日在北京国际纺机展所拿到的两组样品测试情况来看,漪丽纺比磁性紧密纺3mm-5mm毛羽改善度在59-84%左右,漪丽网格紧密纺占有一定优势,从改善程度来看,漪丽紧密纺与采用紧密压力抱合纺相比还存在一定程度的差异,充分显示出紧密牵伸压力抱合纺的优异特性。
6紧密牵伸压力抱合纺大幅度改善纺纱质量的机理分析6.1牵伸系统的技术进步与进步与开发紧密纺纱机存在的误区在长期生产实践中,纺织工程技术人员,为改善成纱条干、细节、毛羽等技术指标,总结大量的生产经验,如采用软弹胶辊减少游区长度;缩小罗拉隔距采用R2P工艺使浮游区达到41. 5mm,从而增加对浮纤维的控制;采用高精度无机械波罗拉,减少纤维在牵伸过程中的牵伸波动而改善成纱质量;采用窄边下销增加纤维在胶圈钳口的紧密度从而减少纤维滑移;采用中胶辊与尼龙上销配合增加了上胶圈的同步性和牵伸中区的摩擦力界,从而实现牵伸中区对须条的稳定,控制改善成纱质量,采用软弹胶圈使牵伸中区的须条得到了强劲的握持,有效地控制了须条的边缘纤维,从而改善成纱条于;下胶圈传统张力架设计为滚动式张力方式,有效地降低了滑溜,减少下下胶圈内层的磨损,从而使成纱质量趋于稳定,锭与锭质量差异日趋减小,企业的成本得到大幅度下降;随着技术的进步成纱干、棉结指标有了一定的改善,'唯独毛羽问题一直困绕着人们,在1999年巴黎国际纺织机械展览会上首次了集聚纺设备,通过这几年的飞速发展,世界各国的技术人员投入大量的精力研制出多种形式的紧密纺纱机,在消除加拾三角区,改善纺纱毛羽方面,取得了很大成效,但是目前现有的紧密纺纱机由于改造成本和运营成本过高很难得到全面推广,同时,现有紧密纺机构由于采用抽气式集聚原理而使浮游区的距离得到延长,本来从胶圈钳口经过粗纱加捻须条带有部分剩余捻回的抱合力由于在浮游区无法得到强有力的抱合,而使纤维与纤维间的联系力大幅度减弱,这时人们再设计出复杂而又要投入巨额成本来对纱线进行凝聚,从而提高成少质量,减少毛羽的目的,实质上这是在纺织技术进步方面走了一条漫长的弯路,并未达到事半功倍的效果,这是从价值工程分析来讲的,有没有一条既投资少又见效快,同时又效益好的路呢,从生产实践中,我们通过实施紧密牵伸压力抱合纺技术找到了一条捷径。
6.2紧密牵伸压力抱含纺改善成纱质量的机理分析在细纱牵伸系统中,当须条从牵伸中区输出后,须条仍保留部分捻回,但由于缺乏对须条的控制,在胶圈钳口与前钳口之间就形成了一定距离的浮游区间,在须条牵伸过程中,须条中的纤维在不同界面上的变速会直接造成纤维间的移距偏差,而且须条条干随牵伸倍数的增加和浮游距离的增加而恶化,实质上,其主要的原因是在牵伸区内单根纤维所受到的控制力和引导力不相适应造成的,为解决这对矛盾,我们在牵伸浮游区中间采用适当强度的附加摩擦力界,增加压力棒形式,在此处形成附加的控制钳口,给所握持的浮游纤维加压(如)。
紧密牵伸压力抱合纺装置机构图同时防止纤维扩散,积极引导须条向前钳口运动,使纤维变速点分布较稳定的向前靠拢,又能较好地控制浮游纤维;当在牵伸浮游区内设置压力棒形成后,压力棒给须条施加一定强度的正压力,摩擦力也随着增强,对纤维控制是有利的,实质上加强了压力棒浮游区的附加摩擦力界强度使纤维变速点前移、集中、稳定(如)。
6.2.1压力棒高低与须条摩擦力受力分析如所示,压力棒压紧须条,在前中罗拉的作用下对须条产生正压力N及两端张力T1及T2,其中,T1是上销~压力棒间须条的张力,T2是前胶辑~压力棒间须条的张力。设压力棒对须条的正压力为N,则压力棒对须条的摩擦力为F:F=北京:中国纺织出版社;1997:棉纺手册北京:中国纺织出版社;2004:2006中国纱线质量暨新产品开发技术论坛文集西安:全国棉纺织科技信息中心;2006:光洁纱技术资料汇编北京:中国棉纺行业协会;2004: