粗纱工艺

三、《纺纱工艺与设备》（待出版）1、教材封面PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建、教材编写说明PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建、教材目录PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建、精选章节第七章粗纱【内容提要】本章介绍了粗纱机的工艺流程，详细说明不同类型粗纱机主要机构如：喂入、牵伸、加捻、卷绕成形、辅助机构的组成与工作原理，粗纱工艺设计原理，以TJFA458及FA492型粗纱机为例，说明粗纱机的传动与工艺计算，对粗纱综合技术进行讨论。第一节粗纱工序概述一、粗纱工序的任务由并条机输出的熟条直接纺成细纱约需要150倍以上的牵伸，而目前环锭细纱机的牵伸能力最大50倍，所以在并条工序与细纱工序之间需要粗纱工序来承担纺纱中的一部分牵伸负担。因此，粗纱工序是纺制细纱的准备工序，其任务为：1、牵伸将熟条抽长拉细5～10倍，并使纤维进一步伸直平行。2、加捻由于熟条经粗纱机牵伸后，须条截面纤维根数少，伸直平行度好，故强力较低，所以需加上一定的捻度来提高粗纱强力，以避免卷绕和退绕时的意外伸长，并为细纱牵伸做准备。3、卷绕成形将加捻后的粗纱卷绕在筒管上，制成一定形状和大小的卷装，以便储存、搬运和适应细纱机上的喂入。二、粗纱机的发展建国后，我国国产粗纱机的发展经过了三个阶段：50~60年代基本使用机构陈旧、牵伸能力低的简单罗拉牵伸粗纱机，所需工艺道数多、卷装形式小、自动化程度低、机台占地面积大、纺纱质量差；70年代，随着新型纺纱的出现，人们把目标集中在采用提高细纱机的牵伸能力、取消粗纱工序、以熟条直接纺成细纱、缩短工艺流程上，所以粗纱机的发展曾停滞不前；根据各种实践证明，目前传统的环锭纺纱仍不能完全取消粗纱工序，故粗纱工序在上个世纪70年代前后又有了新的发展，特别是改革开放的80年代以后，新技术、新工艺的引进，使粗纱机不仅在牵伸机构上、卷装形式上有所改进，而且在适纺性能、高产优质和自动化程度方面都有新的突破，如：淘汰了传统的竖锭式加捻卷绕形式而改为悬锭式，这也是现代粗纱机十分显著的特征；设计锭速一般在1500r/min左右，有的最高可达1800r/min；牵伸型式采用四罗拉双短皮圈牵伸；取消了锥轮变速机构，采用工业控制计算机、可编程序控制器及变频等技术的多电机传动系统，使整机的传动大大简化；触摸显示屏直接输入必要的参数，提高了设备运转率，简化了工艺参数的设定过程；采用高精度CCD张力传感器，实现张力自动微调；完善了清洁系统；提高了落纱的自动化程度。目前，我国仍在使用的国产粗纱机主要有国产第二代的A456系列、A454系列竖锭式粗纱机，国产第三代的FA系列及其他系列悬锭式（也称吊锭式）粗纱机，如：FA401、FA421、FA423、FA425、FA458、FA481、FA491、FA492、FA493/FA494、HY493等。国产粗纱机各机型的主要技术特征见表7－1。表7－1国产粗纱机的主要技术特征项目A456DFA421ATJFA458AFA492HY493适纺纤维长度(mm)22～6522～6522～6522～5122～65PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建～124.7～12.74.2～124.2～123～20加压型式弹簧摇架弹簧摇架弹簧摇架弹簧摇架气动加压前罗拉180,220,26090,120,150200,250,30090,120,150二罗拉120150,200,250100,150,200150,200,250三罗拉140100,150,200100,150,200100,150,200加压量(N/双锭)四罗拉100,150,200100,150,200罗拉直径(mm)28,25,28均为28.528,(28),25,2828,28,25,28均为28.5每台锭数108,12096,108,12096,108,120108,120,132108,120/112,124锭翼型式竖锭式悬锭式悬锭式悬锭式悬锭式锭子转速(r/min)500～900600～1200最大1200800～15001600卷装直径×高(mm)135×320152×400152×400128×400152×400电机总功率（kw）6.514.514.628.721.78制造厂家天津宏大河北太行天津宏大天津宏大无锡宏源注：表中TJFA458A的罗拉加压量数值是三罗拉双短皮圈牵伸，其四罗拉双短皮圈牵伸的罗拉加压量同FA421A。图7－1粗纱机的工艺过程1－条筒2－熟条3－导条辊4－牵伸装置5－固定龙筋6－锭翼7－锭子8－压掌9－升降龙筋三、粗纱机的工艺过程根据粗纱机的机构和作用，全机可分为喂入、牵伸、加捻、卷绕、成形五个部分。此外，为了保证产品的产量和质量，粗纱机还设置有一些辅助机构。图7－1为粗纱机的工艺过程，熟条2从条筒1中引出，由导条辊3积极输送进入牵伸装置4，经牵伸装置牵伸成规定的细度后由前罗拉输出，经锭翼6加捻成粗纱，并引至筒管。锭翼6随锭子7一起回转，锭子一转，锭翼给纱条上加上一个捻回。筒管由升降龙筋9传动，由于锭翼与筒管回转的转速差，使粗纱通过压掌8卷绕在筒管上。升降龙筋（下龙筋）带着筒管做上下运动，从而实现了粗纱在筒管上的轴向卷绕。控制龙筋的升降速度和升降动程，便可制成两端为截头圆锥形的粗纱管纱。四、粗纱机的种类PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建目前我国各地的棉纺厂因生产规模、技术、管理水平参差不齐，使用的生产设备型号也有很大差异。国产粗纱机根据锭子锭翼的托持与传动形式不同，分为竖锭式与悬锭式两大类型：（一）竖锭式粗纱机竖锭式粗纱机有的也称为托锭式粗纱机，其锭子锭翼由固定的下龙筋传动，上下龙筋共同托持锭子以稳定锭子的回转，我国国产第一、二代A系列粗纱机都属于此类。竖锭式粗纱机速度不易进一步提高，粗纱的纱疵相对较多，不适于优质高产高速的要求。现在正逐渐被悬锭式粗纱机所取代。（二）悬锭式粗纱机悬锭式粗纱机有的也称为吊锭式粗纱机，其锭翼由固定的上龙筋传动，上龙筋托持锭子回转，我国国产第三代FA系列粗纱机及其他系列粗纱机基本上属于此类。悬锭式粗纱机有其明显的优点，如：前罗拉至加捻器之间的粗纱在上龙筋罩壳上方，不受锭翼旋转气流的影响，而加捻器至锭翼压掌之间的粗纱处于全封闭的锭翼空心臂内，同样不受锭翼气流的影响，从而有利于减少粗纱纱疵，改善条干；悬锭式锭翼安装刚性好，适应高产、高速及大卷装的要求；有利于自动落纱，降低劳动强度。由于悬锭式粗纱机无论在技术水平或成纱质量上，都比传统的竖锭粗纱机有很大的提高，是现代粗纱机的共同特征。悬锭式粗纱机按牵伸形式不同，有三罗拉与四罗拉双短皮圈牵伸之分；按变速机构不同，有锥轮（铁炮）变速与无锥轮（铁炮）变速之分。第二节粗纱机的机构粗纱机虽然有竖锭式与悬锭式之分，但其机构一般由喂入机构、牵伸机构、加捻机构、卷绕机构、辅助机构等组成。两种类形在机构上有相同或相似的机构，也有不同的机构。相似机构有喂入机构与牵伸机构，不同的机构有加捻机构、卷绕机构、辅助机构等。一、竖锭式与悬锭式粗纱机的相同机构——喂入机构与牵伸机构竖锭式与悬锭式粗纱机相同机构有喂入机构与牵伸机构（一）喂入机构各种新型粗纱机都采用三列导条辊高架喂入方式，其喂入机构的作用是从棉条筒中引出熟条，并有规则地送到牵伸机构，在熟条输送的过程中防止或尽可能减少意外牵伸。粗纱机的喂入机构由分条器、导条辊、导条喇叭组成，如图7－2所示。1、分条器分条器一般由铝或胶木制成，其作用是隔离棉条，防止相互纠缠。2、导条辊导条辊分前、中、后三列，由后罗拉通过链条积极传动。导条辊的表面速度略慢于后罗拉的表面速度，使棉条在输送中不致松垂。可以通过调换前导条辊头端的链轮来调节张力牵伸，以减少意外牵伸。3、导条喇叭（后区集合器）导条喇叭的作用是正确引导棉条进入牵伸装置，使棉条经过整理和压缩后，以扁平形截面且横向压力分布均匀地喂入后钳口。喇叭口开口大小用宽×高表示，应按喂入熟条定量的轻重适当选用。当熟条定量在17g／5m以上图7－2粗纱机喂入机构传动简图1－分条器2－后导条辊3－中导条辊4－前导条辊5－导条喇叭6－后罗拉7－链轮8－链条PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建时，选用（10～15）mm×4mm的扁平圆形口，当熟条定量在17g／5m以下时，选用（7～10）mm×5mm的扁平圆形口。导条喇叭用胶木或尼龙等材料制成。在一些老式粗纱机上，固装导纱喇叭的扁状铁杆可作横向往复运动，以改变须条喂入的相对位置，延长皮辊寿命，但纱条横动会引起同档皮辊压力差异和因纱条非直线喂入而造成的条干不良，故新型粗纱机已不再使用横动装置。（二）牵伸机构1、粗纱机的牵伸型式目前，国内新机普遍使用三罗拉双短皮圈或四罗拉双短皮圈牵伸型式。在国外机型中，除以上两种双短皮圈牵伸型式外，还有三罗拉长短皮圈牵伸装置。（1）三罗拉双短皮圈如图7－3所示，三罗拉双短皮圈牵伸装置的前、中、后三列罗拉组成了两个牵伸区，前区为皮圈牵伸区，承担了大部分的牵伸负担，所以也称主牵伸区。后区为简单罗拉牵伸区，亦称为预牵伸区，其主要作用是为前区牵伸做好准备。在皮圈牵伸区中，上、下皮圈间的摩擦力界使须条随上、下皮圈的速度而运动，并形成了一个柔和而又具有一定压力的皮圈钳口，既能有效地控制纤维运动，又能使前罗拉钳口握持的纤维顺利抽出。当须条厚度变化时；弹簧上销可自由摆动，以发挥钳口压力的自调作用，使皮圈钳口对纤维的控制力稳定。曲面下销中部上托，可减少皮圈回转时的中凹现象，使皮圈中部的摩擦力界增强而稳定。总之，在双短皮圈牵伸区中，中后部的摩擦力界较为理想，可使纤维变速点离前钳口较近且集中，有利于改善条干。三罗拉双短皮圈牵伸装置机构简单，总牵伸倍数在5~12之间，适于熟条与粗纱定量均较轻、总牵伸倍数不太大的工艺。国产A454、A456系列粗纱机都采用三罗拉双短皮圈牵伸，部分国产悬锭式如FA401、TJFA458A、FA467、FA481、FA491等型号粗纱机均有三罗拉或四罗拉双短皮圈牵伸机构，供用户在购置新机时选择。（2）四罗拉双短皮圈牵伸如图7－4所示为四罗拉双短皮圈牵伸示意图，整理区的牵伸倍数为1.05。将主牵伸区的集合器移到整理区，使牵伸与集束分开，实行牵伸区不集束，集束区不牵伸。这样就可缩小主牵伸区的浮游区长度，为提高粗纱条干质量创造了条件。这种牵伸型式也称为D型牵伸。对于合成纤维而言，因回弹性比较大，若采用四罗拉双短皮圈牵伸，在经过主牵伸区较大的牵伸输出后，纤维仍能受整理区的张力作用，以大大减少纤维的回缩现象。所以在纺制重定量、低捻度、纤维较长且蓬松的合成纤维或粗纱牵伸倍数较高时，四罗拉双短皮圈优于三罗拉双短皮圈牵伸。由于D型牵伸的各牵伸区布置合理，生产稳定，产品质量好，品种适应性广，现在新型粗纱机都配有四罗拉双短皮圈牵伸装置，以供用户选择。图7－3三罗拉双短皮圈牵伸示意图图7－4四罗拉双短皮圈牵伸示意图PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建－5粗纱机罗拉1－导柱2－螺杆2、罗拉与胶辊（1）罗拉罗拉是牵伸机构的主要元件之一，它由多节组成，每节4～6锭。每节罗拉的一端有导孔和螺孔，另一端有导柱1和螺杆2，各节罗拉由螺杆、螺孔连接起来，以满足机台所需的锭数，如图7－5所示。导柱和导孔可保持各节罗拉同心。罗拉由罗拉座支承，相邻两个罗拉座间的距离叫作节距。罗拉连接部分螺纹旋紧的旋向，须与罗拉的回转方向一致，使罗拉运转时越转越紧，以防止罗拉回转时，连接处松退，使节距伸长而损坏机件。前、后罗拉表面刻有倾斜或平行的沟槽，同档罗拉分别采用左、右旋