纺织粗纱工序

第五章粗纱机RovingFrame5-1概述一、粗纱机的任务•牵伸：将熟条抽长拉细（E=5~12），提高纤维伸直平行度和分离度；•加捻：加上适当捻回，提高强力，便于卷绕和退绕，并有利于细纱牵伸；•卷绕：卷绕成形，便于运输、储存，适应细纱机喂入。二、粗纱机的工艺流程组成：喂入部分牵伸部分加捻部分卷绕部分•流程：棉条从条筒1中抽出导条辊2牵伸装置3前罗拉钳口锭翼5筒管6。FA401粗纱机主要技术特征•锭距：216mm;节距：432mm;每节锭数：4•锭数：96、108、120•机器长宽：(11739、13035、14331）×3650mm•适纺纤维长：棉22～40，化纤51～65mm•适纺线密度：200～1250tex（Nm0.8～5)•牵伸倍数：4.2～12•捻度范围：1.8～7.9捻/10cm•牵伸形式：三罗拉双短皮圈、四罗拉双短皮圈•加压形式：YJ4-190，PK1500•锭翼转速：600~1200r/min（工艺600~1000r/min)•锭翼形式：悬锭我国粗纱机的发展•50年代：1251、1251A、1271•50年代以后：A453B•70年代：A456A、B、C、D、MA等系列•1982年：A454（在A456C基础上）•A454G、A456G：纺棉及中长通用•FA401：吊锭、高速、大卷装国内外著名粗纱机制造商及新机型•天津宏大：JWF1418（四电机）•无锡宏源：HY493（七电机）•河北太行：FA467/468（四电机）•安徽华威：FA415/416（四电机）•马佐里（东台）：FT1D（两伺服、两变频电机）•上海二纺机：EJ521•经纬合力：FA436•德国青泽：660型•瑞士立达：Ｆ5、F5D•日本丰田：FLl6、FL100•日本丰和：RME微机控制•意大利马佐里：BCX16Ｅ、BCX16Ａ意大利马佐里粗纱机5-2喂入机构和牵伸机构一、喂入机构组成：分条器、导条辊、喇叭口等；作用：积极引导棉条进入后罗拉，减少棉条的意外牵伸；分条器：隔离棉条，防止纠缠，用铝或胶木制成；导条辊：积极传动，调换链轮可调节张力，其位置、速比、距离应与条子结构及条筒规格相适应；喇叭口：引导棉条进入牵伸装置，开口大小依条子定量；二、牵伸机构1.牵伸形式•3/4曲线：结构简单，稳定耐用，保养方便，但须条定量轻、牵伸倍数大时，控制力不够，条干均匀度差；•双短皮圈•长短皮圈目前国产粗纱机大多采用三罗拉双短皮圈和四罗拉双短皮圈牵伸型式。双皮圈牵伸装置FA401粗纱机双短皮圈牵伸型式三罗拉、四罗拉FA401三罗拉双短皮圈牵伸形式：•前、后罗拉钢质、沟槽、28mm；•中罗拉钢质、菱形滚花、25mm，加强摩擦.四罗拉双短皮圈:（前方加一对集束罗拉）•1、2罗拉之间为整理区（预牵伸区）;•2、3罗拉之间为主牵伸区；•3罗拉为钢质、滚花、25mm；•其余罗拉为钢质、沟槽、28mm；•各罗拉为同一平面上；也有采用三罗拉长短皮圈牵伸，但保养复杂。皮圈(Apron)•合成橡胶，1mm厚，要求厚薄均匀，弹性好；•下皮圈套入下罗拉，前端由固定下销支持；•上皮圈套入上罗拉，前端由可上下摆动的弹簧销支持•在片簧作用下，上下销之间形成弹性皮圈钳口；•下皮圈由罗拉带动，上皮圈由下皮圈的摩擦力带动；•弹性钳口既控制慢速纤维运动，又允许快速纤维抽出•皮圈使后部摩擦力界向前延伸，适应于较高牵伸倍数皮圈(Apron)皮辊与皮圈罗拉(Roller)•多节组成，每节4～6锭，螺纹联接，保证在运转中越转越紧；•前、后罗拉表面有沟槽（倾斜或平行），同档罗拉分别采用左右旋向沟槽，使其与胶辊表面组成的钳口线在任一瞬间至少有一点接触，形成对纤维连续而均匀的握持钳口，并能防止胶辊快速回转时的跳动。罗拉皮辊(TopRoller)•双节活芯式、两节组成一套，外包丁腈橡胶，31mm；•要求：表面光滑、耐磨，并具有适当的弹性和硬度；罗拉与皮辊要保持平行。2.牵伸工艺配置•牵伸倍数：决定于细纱特数和熟条定量、粗纱机和细纱机牵伸能力及合理匹配，如：3/4曲线牵伸：4～9倍；双皮圈牵伸：5～12倍；•牵伸分配：根据牵伸型式和总牵伸倍数，考虑熟条及粗纱定量、纱线品种；前区为主牵伸，牵伸倍数大；后区为预牵伸，牵伸倍数小（一般为1.17~1.56）。罗拉加压•由纤维种类、条子定量、粗纱特数、牵伸倍数、罗拉握持距确定；•3/4：前/中/后：12～21/10～16/8～12daN/双锭•双皮圈：17～26/10～17/8～17daN/双锭三、加压机构•作用：产生罗拉钳口压力，使其握持纤维，控制纤维运动；•形式：弹簧摇架式、气压摇架式、重锤杠杆式•国产新型粗纱机均采用弹簧摇架式粗纱机YJ1-150A摇架气压摇架（F1/1A）•加压：按下手柄，气囊对压力板3作用，杠杆传递力；•释压：抬起手柄，传递杆脱离手柄；SKF2000系列摇架金坛纺机摇架外形5-3加捻机构加捻的基本知识：•加捻的条件:一端握持，另一端围绕自身轴线旋转。•常用加捻的度量：捻度、捻系数一、加捻(twisting)假捻：两端握持，中间加捻；真捻：一端握持，另一端加捻。假捻真捻二、加捻机构1.加捻过程粗纱机的加捻机构：锭翼（锭翼随锭杆回转）粗纱锭翼顶孔锭翼侧孔导纱臂压掌杆压掌叶筒管锭翼转一转，加上一个捻回;捻度(捻/m)=锭翼转速(r/min)/粗纱输出速度(m/min)；2.捻陷•C-加捻旋转点；B—捻陷点；•BC段捻回多，AB段捻回少（少20~40%），故AB段粗纱强力低，易断头；•前后排锭翼包围弧不同，前排捻陷更严重；•解决方法：顶孔装假捻器或刻槽，产生假捻，提高强度。A加捻旋转点几种粗纱锭帽假捻器形式甲：FA401机乙：SYC刻槽丙：FL16机不刻槽丁：GDY刻槽三、加捻机构主要是锭翼、锭杆1.锭翼(Flyer)开式锭翼全封闭锭翼托锭悬吊锭开槽式闭槽式1-假捻器;2-侧孔;3-支承套管;4-导纱臂;5-平衡臂;6-压掌杆;7-压掌叶;8-锭杆托锭•组成：支承套管、平衡臂、导纱臂、压掌杆、压掌叶；•锭翼回时，压掌叶在杆的离心力和粗纱张力作用下压向纱管表面，使粗纱卷绕紧密。•改变粗纱在压掌曲臂上的包绕圈数可调节粗纱张力。吊锭锭翼铝合金锭翼，支承在上龙筋内，齿轮或齿形带传动；筒管随下龙筋升降，由下龙筋内的长轴和齿轮传动。吊锭的特点：（1）落纱不拔锭翼，操作方便，减轻工作强度，有利于自动化；（2）支承刚性好，回转稳定性高，也便于结构加固，可加大翼臂开档，减小变形，适应高速、大卷装；•（3）上龙筋阻隔了锭翼回转气流对自由纱段的干扰，减少了纱条飘动和飞花；•（4）断头时，须条落在上龙筋上，不会飘头影响邻近纺纱；•（5）锭翼顶孔到侧孔距离长，穿头不便，需引纱钩穿线。压掌的作用离心力矩之差随卷绕直径增大而减小，使外层纱压力小于内层纱压力，防止卷装疵病。压掌杆压掌叶f’f•压掌（presser）：压掌叶、压掌杆等•锭翼回转，压掌绕空心臂转动一定角度，粗纱卷绕过程中，压掌叶始终压向粗纱管，压掌杆较压掌叶重，且一落纱过程中压掌杆的离心力矩总是大于压掌叶的离心力矩；•小纱大纱：压掌杆离心力大小，即FF’；压掌叶离心力小大，即ff’；各种悬（吊）锭结构新型锭翼的特点：•锭翼材料都选用铝合金，强度高而离心力小。•锭翼外型设计采用斜肩式，翼臂总长度缩短，臂上端刚度大，弹性变形量小。•锭翼表面涂有极光滑的特殊涂层，以减少空气摩擦阻力，并防止粘挂纤维。•翼臂断面设计为流线型，以减少高速回转时的空气阻力。•锭端都套有橡胶制成的假捻器，假捻效果明显。2.锭杆(Spindle)•插锭：锭杆支承并传动锭翼，为细长钢轴，下部插入锭脚油杯中，中部支承、传动；筒管活套在锭杆外，筒管由上龙筋传动并升降。•吊锭：锭杆用来支承筒管，锭翼由上龙筋悬吊和传动。粗纱机锭翼、筒管横截面图插锭：锭翼（锭杆）由下部传动；吊锭：锭翼（锭杆）由上部传动；传动筒管5-4卷绕机构一、粗纱卷绕运动基本规律卷绕的基本要求：•有适当的紧密度，增加卷装容量；•纱圈排列整齐，层次分明，不脱圈，不塌边，使退绕顺利。粗纱在下道工序中采用的是周向退绕，故粗纱筒子采用圆柱形平行卷绕。粗纱的卷绕方式•粗纱以螺旋线一圈挨一圈地绕在筒管圆柱形卷绕面上，纱层高度自内向外递减，形成两端为截头圆锥体、中间为圆住体的形状。故粗纱卷绕运动包括两部分：•纱相对于筒管的周向运动；•纱相对于筒管的轴向移动和移动动程逐层递减。往复导纱周向卷绕卷绕回转运动•粗纱的卷绕转速=|筒管转速-锭翼转速|，即：锭翼转速筒管转速卷绕转速或nnnnnnnnn(wind)(bobbin)(spindle)粗纱卷绕类型•管导：nbns•翼导：nbns对比：•翼导时，如粗纱断头，易产生纱线飘散，影响邻近纱线;筒管转速随卷绕直径增大而增大，使管纱回转不稳定，动力消耗不平衡；开车启动时张力增加二导致断头等现象。•棉纺粗纱机采用管导。1.管纱的卷绕速度与卷绕直径成反比粗纱卷绕时，任一时间内管纱的绕取长度，必须和前罗拉输出的nw——管纱的卷绕转速(r/min)；L——单位时间前罗拉输出纱条的长度(mm/min)；dx——管纱的卷绕直径(mm)。二、粗纱卷绕的四个条件：xwdLn2.筒管与锭翼有相对运动ｎw＝ｎb－ｎs3.筒管的升降速度与管纱的卷绕直径成反比.粗纱逐圈轴向排列是由升降龙筋带动筒管作升降运动而实现的，每绕一圈粗纱，升降龙筋需移动一个圈距。升降龙筋的升降速度为：•a——粗纱轴向卷绕圈距(mm)。xdaLv4.升降龙筋的升降动程逐层缩短。为了使管纱绕成两端呈截头圆锥体的形状，升降龙筋的升降动程需要逐层缩短，以使管纱各卷绕层高度逐层缩短。锭翼固定回转筒管运动回转变速回转变速升降变速装置差动装置升降装置换向装置摆动装置成形装置三、粗纱卷绕运动的实现差动装置变速装置锥轮PIV无极变速变速机构成形机构辅助机构摆动装置升降装置成形装置防细节装置慢速启动装置自动控制装置张力补偿装置粗纱机传动图罗拉、锭杆（锭翼）匀速转动，由主轴、齿轮、链轮传动；筒管、龙筋升降按同一规律随粗纱卷绕直径变化，用同一变速机构，由两种速速合成——差动机构。新型粗纱机采用多电机，如四电机：1-传动罗拉；2-传动锭翼；3-传动筒管；4-龙筋升降主动被动变速•筒管转速由主轴的恒速和变速机构的变速两部分合成，通过摆动机构传动装在升降龙筋上的筒管；•成形装置：按粗纱管上的卷绕层数控制变速机构输出的速度大小变化；根据粗纱管上绕纱高度控制换向机构的换向动作，使龙筋升降及时换向；•其动作由龙筋升降运动触发。四、粗纱卷绕机构1.变速机构作用：传动筒管回转和龙筋升降运动机构：一对锥轮（ConeDrum）（铁炮）•上锥轮：主动恒速•下锥轮：被动变速调节方法：筒管每绕完一层，锥轮皮带受成形装置棘轮的传动向主动轮小头（或被动轮大头）移动一小段距离，使下锥轮降速，使nw和vh降低。曲线锥轮和直线锥轮被动2.差动机构作用：将主轴的恒速和变速机构传来的变速合成后传动筒管。组成：首轮、末轮、转臂。优点：•使变速机构适用于各种捻度的纺纱。•使粗纱机实现等螺距平行卷绕。•减轻变速机构的功率负担。使筒管功率大多来自主轴，减轻锥轮皮带传递力，减少皮带滑溜，提高调速准确性和灵敏度；•方便实现落纱后的筒管生头。抬起下锥轮，使卷绕转速等于0，筒管与锭翼同速，不需另外生头机构。差动装置的类型I类：转臂由变速机构传动（A456A、A454）II类：转臂由主轴传动（A453、A455、FA401）III类：转臂传动筒管（一般不用）差动装置的速度计算请参见课本P150不一致系数：筒管的恒速与锭速之差对锭速比值的百分率，称为不一致系数%100锭翼转速锭翼转速筒管的恒速部分F当F=0时，说明卷绕规律正常；当F≠0时，表示筒管具有附加的卷绕速度，这将影响纺纱张力和纱线正常卷绕，F的绝对值越大，卷绕规律的破坏越严重。3.摆动机构摆动机构位于差动装置输出合成速度齿轮和筒管轴端齿轮之间，其作用是将差动装置的输出转速传递给随龙筋升降的筒管.在新型粗纱机上则位于卷绕变速传动齿轮与筒管轴端齿轮之间，将变