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竹紗的生產(chǎn)工藝及控制裝置介紹

  竹節(jié)紗是在長度方向上出現(xiàn)節(jié)粗、節(jié)細(xì)形狀單紗,其特征參數(shù)有基紗號數(shù)、竹節(jié)粗度、各段竹節(jié)長度(節(jié)長)和各段間距(節(jié)距)。竹節(jié)粗度即竹節(jié)定量和基紗定量之比,一般在1.5~6范圍內(nèi);節(jié)長即每個竹節(jié)的長度;節(jié)距即相鄰兩個竹節(jié)間的基紗長度。竹節(jié)紗按竹節(jié)的分布情況可分為無規(guī)律竹節(jié)紗和有規(guī)率竹節(jié)紗。紡制竹節(jié)紗的設(shè)備可用專用設(shè)備,但目前大多是采納改造后的環(huán)錠細(xì)紗機(jī)或轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)紡制。
  目前國內(nèi)竹節(jié)紗的生產(chǎn)原理大致有4種:
  “變牽伸型”竹節(jié)紗,即瞬時(shí)改變機(jī)器的牽伸倍數(shù)以形成粗節(jié);“植入型”竹節(jié)紗,即在前鉗口后面瞬時(shí)喂入—小段須條而形成粗竹;“纖維型”竹節(jié)紗,即利用短纖維的浮游休閑性產(chǎn)生條干不勻的原理,增加喂入紗條中短纖維的含量,并調(diào)整設(shè)備的工藝參數(shù)以生產(chǎn)粗細(xì)節(jié)紗,這種生產(chǎn)方法對合理利用粘梳短纖維有實(shí)際意義;“涂色型”竹節(jié)紗,即利用人的感官視覺效應(yīng),分段對一般紡紗線進(jìn)行印色,產(chǎn)生類似的竹節(jié)效應(yīng)。生產(chǎn)中常見的足種生產(chǎn)方式,即在一般的環(huán)錠細(xì)紗機(jī)或轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)上增設(shè)一套變速裝置,不需增加非常設(shè)備,投資少,見效快。
  在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)和轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)上開發(fā)紡制竹節(jié)紗的操縱裝置普遍采納三種形式:
  一、缺陷法:如在長纖維中加入少量短纖維,并在細(xì)紗機(jī)上去掉上銷及上下皮圈,保留下銷,利用短纖維制造“牽伸波”來形成竹節(jié)。此法一般短纖混入率在5%~10%左右,短纖率高則竹節(jié)數(shù)量多,在麻紡或麻棉混紡化纖織物中特別顯著。第二種是采納不完全齒輪的變牽伸機(jī)構(gòu),優(yōu)點(diǎn)是花費(fèi)低;缺點(diǎn)是噪音大,不可變換工藝,如竹節(jié)長度、節(jié)距、線密度及任意的循環(huán)等,且壽命短,維護(hù)花費(fèi)大。
  二、機(jī)電結(jié)合式:實(shí)質(zhì)是采納出離合器的變牽伸機(jī)構(gòu),大都采納單篇機(jī)或PLC操縱電磁離合器吸合,花費(fèi)較低,但噪音大、壽命短,維護(hù)花費(fèi)大,竹節(jié)紗參數(shù)操縱差、精度差、花式變化少,很難滿足高質(zhì)量的用戶需求。
  三、全數(shù)字式:取消電磁離合器的執(zhí)行機(jī)構(gòu),整個系統(tǒng)采納數(shù)字操縱,操縱精度和生產(chǎn)效率大大提高,它可完全按樣品或客戶的任何要求生產(chǎn),達(dá)到至善至美的程度,而且參數(shù)調(diào)整非常簡單、方便、快捷,只需在操縱面板上鍵入設(shè)計(jì)工藝即可,是今后的進(jìn)展趨勢。
  數(shù)字操縱裝置的主要改造型式有以下三種:
  上述三種典型改造機(jī)型均可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)、動態(tài)實(shí)時(shí)任意調(diào)節(jié)牽伸倍數(shù),從而實(shí)現(xiàn)各種竹節(jié)紗的開發(fā)和紡制。其中方案一適紡短竹節(jié)紗;方案二適紡竹節(jié)長度大于纖維長度的竹節(jié)紗;方案三足一個完善系統(tǒng),可任意設(shè)定各主要工藝參數(shù)、動靜態(tài)下的前羅拉和中后羅拉的速度,任意設(shè)定動態(tài)牽伸倍數(shù),紡制各種類型的竹節(jié)紗或常規(guī)紗。
  全數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)的操縱介紹:
  觸摸屏作為用戶界面,輸入并顯示所需參數(shù);PLC或工控機(jī)為操縱中心,對變頻器及伺服驅(qū)動器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,操縱相應(yīng)電機(jī)特定時(shí)刻的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。
  整個操縱系統(tǒng)的關(guān)鍵是多個電機(jī)的同步和調(diào)速,伺服電機(jī)自帶旋轉(zhuǎn)編碼器和各自對應(yīng)的伺服驅(qū)動器自成閉環(huán)操縱,按照肯定的順序啟動,同步問題對成紗沒有什么影響,而主電機(jī)和其它電機(jī)特性不同,而且需要按照工藝需求曲線進(jìn)行變速,通過旋轉(zhuǎn)編碼器反饋主軸轉(zhuǎn)速,可使伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速跟隨主電機(jī)轉(zhuǎn)速保持同步操縱。前羅拉、中后羅拉伺服電機(jī)則根據(jù)工藝和品種開發(fā)進(jìn)行變速,而鋼領(lǐng)板升降伺服電機(jī)則連續(xù)變速,鋼領(lǐng)板的落紗位置、始紡位置、滿管位置的操縱可以設(shè)置接近開關(guān),也可以在程序中對鋼領(lǐng)板升降伺服電機(jī)編碼器的脈沖數(shù)進(jìn)行操縱。由于鋼領(lǐng)板的升降不完全足剛性傳動,且傳動鏈總有間隙,電機(jī)換向后,鋼領(lǐng)板有停頓現(xiàn)象,紡紗線會出現(xiàn)重疊卷繞,成形不良,特別是錐底部位,退繞時(shí)將會造成嚴(yán)峻的脫圈。因此,換向后需要進(jìn)行一個很短時(shí)間的加速補(bǔ)償,再按既定曲線進(jìn)行操縱,才能保證良好的成形。中途停車時(shí),操縱程序在鋼領(lǐng)板升降伺服電機(jī)向下的換向完成以后發(fā)出停車信號,保證再開車時(shí),鋼領(lǐng)板先向下休閑,以減少開車斷頭,提高效率。
  整機(jī)的操縱程序還包含如落紗和底紗成形等。操縱精度受主電腦發(fā)出脈沖的速率和伺服系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的影響。實(shí)踐證明此系統(tǒng)誤差很小,能夠很好地滿足紡紗卷繞的數(shù)字設(shè)定要求,非常是紡制高品質(zhì)竹節(jié)紗的需求,是目前完善的竹節(jié)紗生產(chǎn)系統(tǒng)。
  1、轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)
  改造后可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)、動態(tài)實(shí)時(shí)任意調(diào)節(jié),從而實(shí)現(xiàn)竹節(jié)長度大于紡紗杯周長、竹節(jié)線密度存在漸變效應(yīng)、具有仿麻效果的各種竹節(jié)紗的開發(fā)和紡制。
  2紡竹節(jié)紗工藝
  2.1竹節(jié)紗主要參數(shù)和布面風(fēng)格的關(guān)系
  竹節(jié)紗參數(shù)包含基紡紗線密度、竹節(jié)粗度、竹節(jié)長度及竹節(jié)間距,由于竹節(jié)紗的非常結(jié)構(gòu),布面風(fēng)格和上述4參數(shù)緊密相關(guān),其各種各樣的組合決策了它在布面上非常的風(fēng)格,其方法主要有以下幾種。
  1)原材料不同形成的風(fēng)格有異:如用一般棉、滌綸原材料紡制的單紗織制的竹節(jié)紗織物竹節(jié)較明顯;而采納異形纖維如陽離子滌綸、強(qiáng)完滌綸、粘膠等形成較細(xì)竹節(jié),然后和一般紗加捻成線,可制成高檔布料。
  2)由于竹節(jié)紗竹節(jié)部分較粗,紡紗時(shí)加在竹節(jié)部分的捻度也較少,竹節(jié)段纖維較松散,使竹節(jié)紗上色時(shí)粗段和細(xì)段對染料的汲取不一致,再根據(jù)竹節(jié)長短不同會形成雨點(diǎn)或雨絲的風(fēng)格。
  3)在轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)上紡制48.6~58.3tex(Nel2~10)竹節(jié)紗,其竹節(jié)可高于正常紗的1.3~1.8倍,配合竹節(jié)間距和長度的變化,可織制出具有麻的風(fēng)格的高檔布料。
  4)利用竹節(jié)紗竹節(jié)部分的長短不同、粗細(xì)不同、節(jié)距不同、原材料不同,可開發(fā)出豐富多彩、風(fēng)格各異的品種,以滿足各類不同消費(fèi)者的需要。
  2.2工藝設(shè)計(jì)
  2.2.1紗號設(shè)計(jì)
  在確定竹節(jié)紗的百米定量時(shí),應(yīng)根據(jù)竹節(jié)長度、節(jié)距的大小和竹節(jié)段粗細(xì),換算成百米定量。但由于竹節(jié)部分和節(jié)距部分有一粗細(xì)過渡態(tài),非常是轉(zhuǎn)杯紡竹節(jié)紗,過渡態(tài)較長,因此計(jì)算重量和實(shí)際重量間會有肯定的差異,實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)大面積定量進(jìn)行微調(diào)。
  2.2.2竹節(jié)粗度
  在竹節(jié)紗紡紗過程中,粗度足較難把握的參數(shù)。我們用切斷稱重法來檢定竹節(jié)的粗度,即取相同長度的竹節(jié)部分和節(jié)距部分,分別稱重,竹節(jié)重量和節(jié)距重量之比即為粗度。粗度一般由試紡確定,經(jīng)用戶認(rèn)可后投入批量生產(chǎn)。
  2.2.3竹節(jié)長度
  1)環(huán)錠竹節(jié)紗的竹節(jié)長度
  在前羅拉變速情況下,取決于前羅拉的速度V1(mm/s)和瞬時(shí)降速的時(shí)間t1(s)的乘積,在后羅拉變速情況下,取決于前羅拉的速度V1(mm/s)和后羅拉升速的時(shí)間t2(s)的乘積,一般誤差較小。
  2)轉(zhuǎn)杯竹節(jié)紗的竹節(jié)長度
  在改變喂給羅拉速度的情況下分為兩種情況:
  設(shè)L為喂給羅拉高速情況下引紗羅拉輸出的紡紗線長度,D為轉(zhuǎn)杯的直徑,S為竹節(jié)長度。
  當(dāng)L>兀D即在喂給羅拉升速的時(shí)間內(nèi)引紗羅拉輸出的紡紗線長度大于紡杯的周長時(shí),竹節(jié)長度S=2兀D+a(a=L一2兀D),為紡杯周長的兩倍以上(見圖1)。
  當(dāng)L<兀D即在喂給羅拉升速的時(shí)間內(nèi)引紗羅拉輸出的紡紗線長度小于紡杯的周長時(shí),竹節(jié)的長度S=兀D+b(b=L),介于紡杯周長和兩倍紡杯周長之間(見圖2)。
  3智能數(shù)字竹節(jié)紗生產(chǎn)裝置的主要特點(diǎn)
  江南大學(xué)研究開發(fā)并產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的全系列智能數(shù)字竹節(jié)紗生產(chǎn)裝置代表了高端智能數(shù)字竹節(jié)紗的進(jìn)展方向,主要特點(diǎn)如下:
  1)系列化、多型號、模塊化。包含各種型號的轉(zhuǎn)杯紡和環(huán)錠紡改造,目前產(chǎn)業(yè)化推廣的有3個系列的10多個品種。
  2)首次將常用于周密機(jī)床等高精度位置操縱方式的伺服電機(jī)用于竹節(jié)紗生產(chǎn)裝置中,使得生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量得到了大幅度提高,和電磁離合器類的相比生產(chǎn)效率提高l/3以上,機(jī)械維護(hù)成本很低,真正做到了從輸入到操縱的全過程的數(shù)字操縱。
  3)自行開發(fā)了非常算法的反饋同步跟蹤系統(tǒng),實(shí)踐證明足日前完善的同步系統(tǒng)。全數(shù)字式系列智能花式紡紗線生產(chǎn)裝置用于環(huán)錠細(xì)紗機(jī)中,開關(guān)車存在和主機(jī)的同步問題,解決途徑:一是選用開發(fā)的測速反饋系統(tǒng),在要求高精度的場合,必須采納此附件;二是采納本系統(tǒng)軟件中根據(jù)各類機(jī)型配置的經(jīng)驗(yàn)同步跟蹤系統(tǒng),本系統(tǒng)采納精確同步跟蹤附件,能夠產(chǎn)生精確竹節(jié),滿足高品質(zhì)紗生產(chǎn)要求;三是選用加裝超越離合器,實(shí)現(xiàn)開關(guān)車時(shí)由超越離合器傳動。
  4)伺服電機(jī)系統(tǒng)加減速優(yōu)化,根據(jù)轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)和環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的特點(diǎn),對加減速系統(tǒng)進(jìn)行廠優(yōu)化,選用國外頻率響應(yīng)快的伺服電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu),能夠達(dá)到優(yōu)快的加減速特性,因而達(dá)到了可設(shè)置竹節(jié)過渡時(shí)的形態(tài),滿足生產(chǎn)高檔竹節(jié)紗中的各種橄欖形狀需求。
  5)特有的自定義循環(huán)竹節(jié)紗及模糊循環(huán)竹節(jié)紗的選擇是品種設(shè)計(jì)的另一創(chuàng)新,它既可以保證竹節(jié)長度在指定的范圍內(nèi),其獨(dú)特的模糊循環(huán)又能確保布面沒有規(guī)律性條紋。
  6)先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)附件及相關(guān)CAD軟件選抒。能夠滿足企業(yè)信息化組網(wǎng)的前瞻性需求,可極大地方便品種更改和存貯及治理監(jiān)控,可在辦公室一次下單,可在上機(jī)紡紗前通過專用竹節(jié)紗CAD軟件仿真竹節(jié)布面分布效果。

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