在新型紡紗技術中,噴氣紡以其紡紗速度高,適紡紗支細,筒子卷裝大的特點而被紡織界人士所注目,其紡紗速度已達350米/分以上,是所有新型紡紗中速度最高的一種,其生產效率為環錠紡的10~20倍。由于它的速度高也給卷繞帶來了新的問題。為此,上海紡織機械研究所在最新研制的擁有自主知識產權的噴氣紡紗機上,設計了結構簡單的單錠槽輥式往復橫動機構,經過運轉實踐,證明完全能滿足超過200米/分的試驗生產要求,為高速新型紡紗機的卷繞機構開辟了一條新的途徑。
目前國內外的轉杯紡紗機、噴氣紡紗機及絡筒機的筒子卷繞機構主要采用兩種方法:一是單錠槽筒卷繞,應用在自動絡筒機上,采用周期性改變槽筒轉速的方法,以達到防疊的效果,最高絡紗速度目前已遠遠超過1000米/分,能滿足轉杯紡紗機與噴氣紡紗機的使用要求,但對某一種規格的槽筒,它只能做出相應卷繞角度的筒子,否則就要調換槽筒,在各種高速大卷裝的新型紡紗機器上(包括轉杯紡紗機、噴氣紡紗機)至今未見實際應用槽筒卷繞的實例。二是用凸輪往復機構來使導紗器集體往復運動完成卷繞,多采用機械式防疊機構。該方式在紡紗速度不太高的時候尚能勝任,但再進一步提高紡紗速度就可能產生一些問題。以mjs802hr噴氣紡紗機為例,該機采用凸輪式往復機構使導紗器集體往復運動來完成卷繞。但要注意兩點的是:第一,該橫動機構所標明的轉速最高為840轉/分,而實際上該機構不能達到此轉速;第二,當紡紗速度超過240米/分,它不能再增加橫動機構的轉速來滿足卷繞角度的要求,而只能采用減小卷繞角度的方法來完成卷繞,當紡紗速度增加到300米/分,卷繞角最大只能達到10度。而單錠槽輥式往復橫動機構在高速性能上超過了這種凸輪往復機構,它采用摩擦輥來帶動筒子旋轉,用變頻電動機
驅動槽輥,從而使導紗器控制紗線作直線往復運動,整個結構較為簡便,吸收了上述的槽筒卷繞和凸輪往復機構兩種機構的長處。據測定,在模擬紡紗速度達到400米/分甚至更高紡紗速度的條件下,槽輥式往復橫動機構仍然能夠可靠地完成13度的卷繞角度,這也為今后進一步提高紡紗速度作了充分的技術準備。同時由于槽輥采用了變頻電動機驅動,在plc上預設程序,周期性改變橫動電動機的轉速,很好地起到了防疊效果。
變頻電動機驅動槽輥轉動,槽輥表面的螺旋溝槽帶動導紗器作往復直線運動,從而使紗線完成橫向運動,而筒子則由與其相接觸的摩擦輥的摩擦而轉動。但在卷繞過程中發生的疊圈現象,會影響紡紗質量和后序織造的退繞工序,因此卷繞裝置必須具備防疊功能,在本裝置中,采用了plc控制,周期性改變橫動電動機轉速的變頻調速方案,來改變導紗器的橫動速度,而達到改變卷繞角度之目的,最終解決在卷繞過程中可能發生的疊圈現象。
卷繞筒子的旋轉運動和導紗器往復橫動的合成完成了整個卷繞過程,在高速紡紗時,紗線在換向時需要急速地改變運動方向,使得筒子的兩邊與中間的卷繞密度保持一致。因此整個導紗從動體在換向處不可避免地會產生沖擊,為了保證筒子的成形良好同時為了延長機構的使用壽命,在以下兩方面采取了措施,以盡量減小沖擊的產生。
橫動槽輥表面的溝槽是一往復螺旋線,左右旋對稱狀,轉向處用曲線過渡,使滑梭得以順利通過而轉向,為盡可能減小在換向時產生的沖擊。通過分析可知,減小在換向所產生沖擊的方法有兩個:一是加大轉向段曲線圓弧半徑r,沖擊振動就可減小;二是加長這一段曲線圓弧的長度,沖擊也就愈小。但在實際使用條件中,過大的半徑r和過長的圓弧長度往往會使滑梭轉向時的橫向運動速度大大減慢,使導紗器帶動紗在筒子兩端處的速度相應減慢,筒子的兩端會形成凸邊現象,影響卷繞質量。所以經過反復使用比較,我們選用了拋物線作為換向曲線,以減小換向時的沖擊,在保證卷裝有良好成形的要求下,選擇適當的轉向曲線半徑r值,使換向時紗線張力變化較為平穩。
要減小沖擊力,除了選擇適當的轉向曲線,減小加速度的變化之外,減小零件的質量也是一個有效的途徑。按照這個原則,在研制中盡可能簡化了導紗器從動體結構,整個從動體包括滑梭、滑塊、導紗器和彈簧片等多個零件,采用縮小零件的外形尺寸,利用輕質材料等等方法,通過一系列反復試驗,把整個導紗器從動體的質量減小到20多克,從而有效地降低了慣性力,達到了降低沖擊力,減小振動,延長槽輥使用壽命的要求。
上述的這種新型卷繞機構,經過一段時間的運轉試驗后,已經顯示出許多優點。例如,它的整個機構與傳統的凸輪往復機構相比,結構簡單,制造方便且成本較低廉,在使用性能上有著明顯的特點:能適應高速,超高速的紡紗速度;消耗功率較小;運轉比較平穩而振動小;改變卷繞工藝十分簡便迅速;且帶有防疊功能。使得筒子的卷繞質量滿足了生產的要求。可以認為,單錠槽輥式往復橫動機構在噴氣紡紗機上的應用,是比較成功的嘗試。
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