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【中國(guó)智能制造網(wǎng) 技術(shù)前沿】在傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗工藝過(guò)程中，由于鋼領(lǐng)直徑限制，使得細(xì)紗紗管上的容紗量十分有限，無(wú)法直接用于織造；同時(shí)在原料或紡紗過(guò)程中可能出現(xiàn)的雜質(zhì)及紗疵也必須有效去除。絡(luò)筒工序正是為了上述目的而設(shè)立的。但傳統(tǒng)絡(luò)筒設(shè)備大都要人工接頭，質(zhì)量不穩(wěn)定，勞動(dòng)力強(qiáng)度及消耗人工十分巨大。因此自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)替代傳統(tǒng)絡(luò)筒機(jī)是現(xiàn)代化生產(chǎn)的必然趨勢(shì)。又是生產(chǎn)企業(yè)有效質(zhì)量控制的標(biāo)志。
目前國(guó)內(nèi)使用自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)用戶(hù)的目的大都只是減少勞動(dòng)力。但現(xiàn)代化下道工序的發(fā)展和要求，實(shí)際上已對(duì)自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)提出了更高的要求。這些主要體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面。
1、筒紗張力均勻，密度均勻且可控
現(xiàn)代化自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)已普遍采用各種張力控制系統(tǒng)，有氣圈跟蹤式、間隙式張力檢測(cè)式和連續(xù)在線式張力檢測(cè)式等。例：氣圈跟蹤式的原理為檢測(cè)紗線在細(xì)紗管上的位置來(lái)控制氣圈，從而使小紗時(shí)張力不會(huì)上升。而間隙式張力檢測(cè)式采用非穩(wěn)態(tài)方式采集張力，采集值除張力本身之外，還受到紗線支數(shù)等其他因素的影響，所以精度不高。連續(xù)在線式張力檢測(cè)式為高精度的控制方式，其特點(diǎn)是檢測(cè)和調(diào)節(jié)為同一穩(wěn)態(tài)參數(shù)，精度能達(dá)1CN，能做到“所見(jiàn)即所得”。
應(yīng)用中使用直接連續(xù)式的在線監(jiān)測(cè)紗線張力系統(tǒng)，可以高地監(jiān)測(cè)到所有隨機(jī)的紗線張力變化。而這些隨機(jī)張力變動(dòng)是無(wú)法預(yù)測(cè)的。跟據(jù)實(shí)時(shí)紗線張力數(shù)值，并通過(guò)電腦計(jì)算，由電磁式張力盤(pán)調(diào)節(jié)紗線張力,對(duì)紗線的測(cè)量及控制精度可達(dá)<1cN，因此確保快速和準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)到預(yù)定的張力水平,可加工所有紗管型號(hào)并能補(bǔ)償任何張力變化。采用這種方式后，對(duì)任何種不同模量特性的紗線,在高速卷繞的整個(gè)過(guò)程中自始至終保持高精度的恒定張力,以保證高質(zhì)量的卷裝成形.在管紗整個(gè)退繞過(guò)程中,可自始至終以設(shè)定速度運(yùn)行,使絡(luò)紗下部退繞無(wú)須復(fù)雜的氣圈跟蹤系統(tǒng),在小紗時(shí)可保持高速,使產(chǎn)量大大提高。
另外重要的是：在槽筒啟動(dòng)時(shí),由于速度不能突變，紗線會(huì)在這一階段形成欠張力。采用直接連續(xù)式的在線監(jiān)測(cè)紗線張力系統(tǒng)后，也能以高響應(yīng)速率使紗線在槽筒未達(dá)到全速之前，及時(shí)并迅速地達(dá)到設(shè)定張力。
這種張力控制系統(tǒng)真正能在恒張力(1 cN)下做到320 mm以上大筒子,在下道工序可大大降低斷紗率。采用這種方式，在直接染色筒子方面可有十分廣泛的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)極低密度(<0.3g/cm3)筒紗卷裝。
2、筒紗大卷裝要求及其他特殊卷裝高求
影響筒裝尺寸大小的重要因素之一是重疊區(qū)對(duì)直徑限制。當(dāng)筒子和槽筒的轉(zhuǎn)速達(dá)到整數(shù)比的臨界直徑處，就會(huì)形成重疊區(qū)。在重疊區(qū)，紗線一根排列在另一根紗線之上或旁邊，形成平行紗線的條帶。重疊條帶造成了退繞的速度限制，如筒紗直接用于染色，又會(huì)影響染色的均勻度。在細(xì)號(hào)紗線絡(luò)紗時(shí)這種情況尤其嚴(yán)重。卷裝越大，臨界直徑處平行條帶的情況越嚴(yán)重。目前主流防疊系統(tǒng)是采用電子防疊，采用槽筒驅(qū)動(dòng)交變加減速方式，人為形成槽筒和筒紗之間的滑移。但由于筒紗和槽筒之間的壓力是固定不變的，所以滑移量有限，且不能有效控制。
大卷裝無(wú)重疊區(qū)的要求產(chǎn)生了PROPACK的基本原理。其是采用一套特殊的自動(dòng)調(diào)節(jié)搖架壓力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)受電腦計(jì)算結(jié)果的指令，能自動(dòng)在筒紗卷繞到臨界直徑處調(diào)節(jié)搖架壓力，所以能完全有效地形成足夠的滑移以消除重疊現(xiàn)象，使卷繞直徑不再受重疊現(xiàn)象限制。
另外，對(duì)于彈力紗的絡(luò)筒，筒紗在大直徑高彈力情況下，由于外層紗線對(duì)內(nèi)層產(chǎn)生擠壓，終在筒紗兩端面會(huì)形成凸出的端面，產(chǎn)生成形缺陷。卷裝直徑越大，凸出情況越嚴(yán)重。現(xiàn)代化先進(jìn)絡(luò)筒機(jī)能把自動(dòng)張力控制和自動(dòng)搖架壓力控制有機(jī)地通過(guò)電腦結(jié)合起來(lái)。這就是VARIOPACK的基本原理。用這種方式，彈力筒紗和普通紗筒紗可做到一樣的成形。
3、筒紗長(zhǎng)度精度的要求
目前自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)都有紗線自動(dòng)計(jì)長(zhǎng)裝置。目前普遍方式是記錄槽筒轉(zhuǎn)數(shù)換算成周長(zhǎng)來(lái)完成定長(zhǎng)功能。但精度只能在2%左右。所以理想的方式是直接測(cè)量紗線在紗路中運(yùn)行的距離。根據(jù)這種要求，目前已出現(xiàn)一種叫ECOPACK的方式，其采用光學(xué)非接觸方式在紗路中掃描并記錄運(yùn)動(dòng)紗線外廓，分析比較運(yùn)行時(shí)測(cè)得的信號(hào)，將信號(hào)計(jì)算轉(zhuǎn)化為當(dāng)前紗線長(zhǎng)度，并和設(shè)定值比較，并作相應(yīng)動(dòng)作。采用這種ECOPACK的高精度長(zhǎng)度測(cè)量方式后，各個(gè)筒紗卷裝的紗線長(zhǎng)度誤差值可控制在0.5%之內(nèi)。在下道工序，如整經(jīng)中，可使同一批紗幾乎同時(shí)繞盡，有效減少紗線未繞完而再需重繞的的浪費(fèi)。
ECOPACK特別適用于生產(chǎn)高質(zhì)量紗線，如細(xì)號(hào)精梳棉紗、精紡毛紗、緊密紡紗線和要求高精度紗線計(jì)長(zhǎng)的后道工序的加工，如整經(jīng)、倍捻等。
4、適應(yīng)各種不同紗線的絡(luò)紗
目前隨著新型紡織纖維材料及工藝的發(fā)展，繁多紗線種類(lèi)需要各種不同的捻接裝置。如彈力絲包芯紗、亞麻紗、緊密紡紗線，各類(lèi)動(dòng)物蛋白纖維紗線等。
目前結(jié)頭方式主要有機(jī)械打結(jié)器、機(jī)械搓捻器及空氣捻接器。機(jī)械打結(jié)器主要用于長(zhǎng)絲類(lèi)。機(jī)械搓捻器能產(chǎn)生非常好的結(jié)頭外觀，但由于結(jié)頭中未形成單纖維抱和，結(jié)頭穩(wěn)定性及在下道工序中耐交變應(yīng)力性能并不理想，同時(shí)由于設(shè)備投入成本及運(yùn)行成本非常高，其應(yīng)用受到限制。現(xiàn)主流捻接方式是空氣捻接方式。目前空氣捻接器已發(fā)展到了非常成熟的水平，已派生出下列種類(lèi)：
(1)、噴濕捻接器采用霧化噴水裝置，使捻接時(shí)壓縮空氣中形成豐富的水霧，能增加接頭處的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和纖維抱和力。對(duì)粗支紗或股線的捻接能達(dá)到非常好的效果。目前先進(jìn)的已采用電子式劑量控制方式，能快速有效地針對(duì)不同號(hào)數(shù)紗數(shù)設(shè)定及控制水霧含量。
(2)、彈力捻接器適合于彈力包芯紗的捻接。它的特點(diǎn)是采用空捻方式使彈力絲包芯紗和普通紗一樣保持纖維之間的抱合。采用特殊的制動(dòng)元件、改良的夾紗和切紗線路以及優(yōu)化控制的軟件確保安全順利的加工彈力包芯紗，結(jié)頭處保持彈力絲在中間，強(qiáng)力和外觀具有優(yōu)異的質(zhì)量。這種捻接結(jié)頭在機(jī)織時(shí)更耐交變應(yīng)力而不發(fā)生接頭缺陷，在針織時(shí)能保持彈力風(fēng)格。彈力捻接器也可與噴濕捻接裝置結(jié)合使用。
(3)、熱捻接器主要用于如動(dòng)物蛋白纖維的紗線捻接，如羊毛、絹及其混紡紗線。通過(guò)將捻接空氣溫度調(diào)節(jié)到適應(yīng)于捻接紗線性質(zhì)而使空氣捻接過(guò)程優(yōu)化。應(yīng)用加熱的捻接空氣充分利用了纖維的熱塑性。在捻接區(qū)紗線接頭結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此接頭強(qiáng)力增加，外觀改善。
5、絡(luò)筒工序?qū)崿F(xiàn)低能耗
自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)目前已全面實(shí)現(xiàn)單錠控制，根據(jù)所加工紗線種類(lèi)和質(zhì)量的不同，其能耗波動(dòng)很大。自動(dòng)絡(luò)筒工序的能耗成為紡紗中不得不考慮的方面。現(xiàn)階段自動(dòng)絡(luò)筒設(shè)備全部采用變頻電機(jī)，中央電腦設(shè)定控制。在實(shí)際工藝中，為保證在惡劣的情況下不超過(guò)低工藝要求極限，絡(luò)筒機(jī)上各參數(shù)設(shè)定值都一般設(shè)定為較高，如產(chǎn)生工作負(fù)壓主吸風(fēng)電機(jī)，其功率可能占整機(jī)功耗的一半。如不采取有效控制，較高的轉(zhuǎn)速設(shè)定導(dǎo)致整機(jī)消耗非常大。
先進(jìn)的現(xiàn)代化絡(luò)筒機(jī)在采用變頻電機(jī)的基礎(chǔ)上，另采用全自動(dòng)電腦負(fù)壓監(jiān)控裝置，其能根據(jù)耗氣量大小自動(dòng)調(diào)節(jié)吸風(fēng)電機(jī)轉(zhuǎn)速.如沒(méi)有或僅較少錠位動(dòng)作,則吸風(fēng)電機(jī)低速運(yùn)行，這時(shí)可降低風(fēng)機(jī)功耗50%以上。如在某較短時(shí)段有很多錠位同時(shí)動(dòng)作,其負(fù)壓傳感器會(huì)及時(shí)采集當(dāng)時(shí)負(fù)壓值,通過(guò)電腦控制,會(huì)迅速增加變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速,以保證負(fù)壓準(zhǔn)確維持在設(shè)定值上，使紗頭捕捉迅速。該時(shí)段過(guò)后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)回到低轉(zhuǎn)速狀態(tài)。由于上述原理，這種先進(jìn)裝置能使工作負(fù)壓設(shè)定在較接近于極限工藝要求的位置處，其對(duì)應(yīng)的電機(jī)平均轉(zhuǎn)速可有效降低，達(dá)到節(jié)能目的。按絡(luò)筒機(jī)中負(fù)壓風(fēng)機(jī)所占相的功耗比,此項(xiàng)設(shè)計(jì)可使整機(jī)平均功耗多能降低20%。
6、絡(luò)筒工藝實(shí)現(xiàn)低回絲消耗
目前傳統(tǒng)自絡(luò)機(jī)中大都沒(méi)有紗線位置控制，在捕捉紗頭的過(guò)程中在都靠時(shí)間設(shè)定。在捕到紗頭間之后，多余的設(shè)定時(shí)間會(huì)使更多長(zhǎng)度的紗線繼續(xù)吸入，反之，如設(shè)定時(shí)間太短，則捕頭成功率會(huì)降低。為大限度優(yōu)化紗線捻接控制，減少回絲量，先進(jìn)現(xiàn)代自絡(luò)機(jī)中使用了紗頭傳感器控制技術(shù)。
這種設(shè)計(jì)在絡(luò)筒機(jī)捕紗器中裝有紗頭感應(yīng)傳感裝置,當(dāng)紗頭被吸入吸臂，到達(dá)光電感應(yīng)裝置時(shí)，其才會(huì)發(fā)信號(hào)通知繼續(xù)下一動(dòng)作，同時(shí)關(guān)閉風(fēng)門(mén)以節(jié)約能耗。否則會(huì)保持前一動(dòng)作，直至紗頭可靠捕到為止。捻接時(shí),一旦紗頭被捕捉到,傳感器能立即發(fā)信號(hào)進(jìn)行捻接動(dòng)作,捕紗臂不再有重復(fù)動(dòng)作,以減少接頭時(shí)間和紗線浪費(fèi).一般每次接頭紗線長(zhǎng)度可控制在50 cm~60 cm，可大大節(jié)約回絲。同樣原理，如在清紗器切紗后,在準(zhǔn)確測(cè)定紗頭位置后，就可完全吸走被檢出疵紗的長(zhǎng)度,保證筒紗中無(wú)疵紗。
7、結(jié)束語(yǔ)
該類(lèi)設(shè)備設(shè)計(jì)制造精度及穩(wěn)定性要求非常高，是各先進(jìn)國(guó)家近年重點(diǎn)研發(fā)的主要紡織設(shè)備之一，也是我國(guó)眾多紡織企業(yè)為提高產(chǎn)品質(zhì)量檔次的主要技改內(nèi)容。各種新技術(shù)應(yīng)用都會(huì)在自絡(luò)機(jī)上得到應(yīng)用。對(duì)于我國(guó)眾多紡織企業(yè)技術(shù)改革來(lái)說(shuō)，使用自絡(luò)設(shè)備不僅是要為絡(luò)筒工序減少勞動(dòng)力，而應(yīng)將重點(diǎn)放在以紗線高速發(fā)展要求為起點(diǎn)，以提高卷裝質(zhì)量并提高下道工序效率為主要目標(biāo)。
(原標(biāo)題：【紡織知識(shí)】自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的技術(shù)發(fā)展探討)
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