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马佐里(东台)纺机有限公司
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马佐里(东台)纺机有限公司
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意大利Marzoli(马佐里)股份公司成立于1851年,至今已有150年历史,是欧州现存自第一次工业革命以来屈指可数的机械设备制造集团。在七十多年前Marzoli是全世界公认的纺织工业技术装备的领先企业,其大量的技术专利和科学研究成果被广泛地应用在世界纺织工业市场。意大利Camozzi(康茂胜)集团,是一个充满活力,实力强劲的工业自动化控制领导者,自从全资控股Marzoli公司后,从此Marzoli公司更加焕发了新的青春。
&&&&  中国东台纺织机械有限责任公司是国家纺织机械重点骨干企业,集40多年机械和20多年纺织机械生产的经验,长期以来,为中国市场和世界纺织业提供了大量技术先进,质量优良的棉、毛纺细纱机、花式捻线机,其产品数获国家殊荣,获得国家最高质量保证体系认证机构方圆委ISO版认证、向欧盟推荐产品和广大客户的普遍赞誉。东台纺织机械有限责任公司拥有一支260多人的机械设计与制造、电气工程、纺织工艺、自动化控制等门类齐全的纺织机械开发队伍。
&&&&  中意合资马佐里(东台)纺机有限公司于2000年8月正式注册,注册资本2000万美元,投资总额2400万美元。其中东台纺织机械有限责任公司投资1080万美元,占45%,意大利Marzoli公司投资1320万美元,占总股本的55%。
&&&&  马佐里(东台)纺机有限公司采用先进的技术和科学的管理方法,合作生产开清棉、梳棉机、并条机、精梳机、粗纱机和细纱机等具有世界一流水平的全流程纺纱设备,为中国和世界纺织工业提供最先进的技术装备。合资后的企业规模将按世界纺织发展需求,快速增长。
&&&&  我们诚挚地期待社会各界、广大客户来我公司考察、洽谈,共同为经济的快速增长贡献力量。
&&&&意大利Marzoli(马佐里)股份公司成立于1851年,至今已有150年历史,是欧州现存自第一次工业革命以来屈指可数的机械设备制造集团。在七十多年前Marzoli是全世界公认的纺织工业技术装备的领先企业,其大量的技术专利和科学研究成果被广泛地应用在世界纺织工业市场。意大利Camozzi(康茂胜)集团,是一个充满活力,实力强劲的工业自动化控制领导者,自从全资控股Marzoli公司后,从此Marzoli公司更加焕发了新的青春。
&&&&  中国东台纺织机械有限责任公司是国家纺织机械重点骨干企业,集40多年机械和20多年纺织机械生产的经验,长期以来,为中国市场和世界纺织业提供了大量技术先进,质量优良的棉、毛纺细纱机、花式捻线机,其产品数获国家殊荣,获得国家最高质量保证体系认证机构方圆委ISO版认证、向欧盟推荐产品和广大客户的普遍赞誉。东台纺织机械有限责任公司拥有一支260多人的机械设计与制造、电气工程、纺织工艺、自动化控制等门类齐全的纺织机械开发队伍。
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国内外并粗机械现状及发展趋势(一)
日&&& 吕恒正
  1.2粗纱机
  1.2.1国内&&& 目前国内粗纱机的水平,已接近世界一流水平,现分中、高两个档次述之:
1.2.1.1中档粗纱机。&&& 机械锭速1200r/min,纺纱锭速为1000r/min,主要机型有天津宏大纺机的FA458型,锭距216mm,江苏无锡宏源集团的ASFA415A/411A型,(锭距220mm/194mm下同)河北石家庄太行公司的FA421A,/423A型(220/194),上海二机的EJ521型(220),安徽二纺机的FA417/FA418型(220/194)和山东青岛环球的FA422/FA420型(220/194)等。
  A.共有特点。&&& (1)采用上杆式全封闭管式悬吊锭翼,不锈钢无缝导管通道光洁,不缠挂粗纱,可防气流干扰。纺纱段断头,无并人邻纱成双股之虑。锭翼在高速时的张量,在规定范围内(1500r/mm时张量≤6mm),适合高速运转。&&& (2)有落纱三定机构,即定长,定向,定位,使满管粗纱长度趋于一致,便于细纱看车工分段换粗纱,减少粗纱筒脚消耗。龙筋下降至筒管下部1/4~1/3粘胶处停车,便于机器自动生头,使落纱后,粗纱第一层能顺利卷绕于筒管上。&&& (3)有落纱三自动机构,落纱时下锥轮自动下降,提高了机器的自动化程度,减轻看车工的劳动强度,提高了生产效率。
  B.FA528型&&& (1)牵伸型式3/3或4/4双短胶圈牵伸,4/4为牵伸不集束,集束不牵伸D型牵伸,牵伸倍数4~12倍。3/3的罗拉直径为Φ28×Φ25(滚花)×Φ28mm胶辊为Φ3l×Φ25×Φ31mm,4/4时罗拉直径为Φ28×Φ28×Φ25(滚花)×Φ28mm,胶辊为Φ31×Φ31×Φ25×Φ31mm&&& (2)加压方式,气动或弹簧摇臂加压,国产件或进口件任选&&& (3)锭距216mm,粗纱卷装尺寸Φ152mm×406mm,主电机采用变频调速电机,利用其开关车速度时间可调的特性,不会产生粗纱细节,取消了防细节装置。&&& (4)牵伸区清洁,上下全为回转绒带,固定下吸,往复巡回风机上下吹吸&&& (5)电控系统采用PLC可编程逻辑控制器。&&& (6)张力微调为圆盘式机构,简单、直观、易操作。
  C.FA41.5A型&&& (1)4/4双短胶圈D型牵伸,牵伸倍数5.4~11.8倍,牵伸罗拉直径为Φ28.5mm×4(斜沟槽),胶辊直径为Φ28×Φ28×Φ25×Φ28mm&&& (2)加压方式为弹簧摇臂加压,国产件或进口件任选。&&& (3)锭距220mm,粗纱卷装尺寸为Φ152×406mm&&& (4)张力微调为差动靠模板式,可分段调整&&& (5)ASFA411A型同ASFA415A型,但锭距为194mm,粗纱卷装尺寸为Φ135×406mm&&& (6)同1.2.1.1 B(6)
  D.FA42l型&&& (1)牵伸形式同1.1.2.1 B(1)牵伸倍数4.66~12.77倍,牵伸罗拉及胶辊直径同1.2.1.1 C(1)&&& (2)加压方式同1.2.1.1 C(2)&&& (3)锭距及粗纱卷装尺寸同1.2.1.1 C(3)&&& (4)张力微调采用偏心齿轮机构,机构简单,直观性差&&& (5)锭翼为前排低,后排高按等纺纱角设置
  1.2.1.2高档粗纱机。&&& 最高机械锭速个/min,纺纱锭速为个/min,机型有天津宏大纺机的FA481型,FA491型,Jwl418型,江苏无锡宏愿集团的HY49l型,HY492型,HY493型,河北石家庄太行的FA425/FA426型。FA467/468型(220/194),安徽二纺机的FA415/FA416型(220/194)和山东青岛环球的FA496/FA495型,FA494/FA493型(220/194)等型号。
  A.各机型的共同特点。&&& 除1.2.1.1A共同特点外,还有以下共同特点:&&& (1)采用多部(2、4或7个电机)变频或伺服电机分部传动,由IPC,多芯片计算机和PLC,组成高精度的随机控制系统,机电一体化程度大大提高。&&& (2)大大简化了机器结构,取消了传统粗纱机上的锥轮、差速齿轮箱、成形型机构、锥轮三自动机构、张力微调装置、防细节装置、捻度变换齿轮,有的机型甚至取消了牵伸变换齿轮,全部代之以无接触的电气控制,故机械磨损少,噪音小,且运转稳定。&&& (3)采用各自独立开发的数学模型,或CCD在线跟踪检测反馈技术,通过计算机控制系统,随着粗纱筒管卷绕直径的变化,控制纺纱张力,做到近似恒张力的纺纱。&&& (4)通过上述的高精度的随动系统,随粗纱卷绕直径的变化,调节锭翼转速,做到近似恒离心力的纺纱,以提高生产效率.&&& (5)通过软件,由计算机控制粗纱卷绕的密度和成形角,精度较高,可防冒头,冒肩等缺陷,减少粗纱的浪费。
  B.二电机分部传动&&& 有FA481型,FA496/495型(220/194),FA425/426型(220/194)等型号,其特点是:粗纱筒管卷绕及龙筋升降采用变频或伺服电机传动,同步运行,取消了锥轮、成形及换向机构。采用数字模型控制纺纱张力,可进行近似恒张力的纺纱。
  C.三电机分部传动。&&& 有HY491型,其锭翼与前罗拉由一台变频主电机传动,粗纱筒管卷绕和龙筋升降各由一台变频或伺服电机传动,除具有二电机分部传动的各种功效外,还可随粗纱筒管卷绕直径的变化,调整锭翼速度,使之接近等离心力纺纱。
  D.四电机分部传动。&&& 有FA49l,Jw1418型,HY492型,FA467/468型(220/194)FA436型,山东青岛环球的FA494/FA493型(220/194)等,四台变频或伺服电机分别传动锭翼,前罗拉,筒管卷绕和龙筋升降,由计算机控制中心使各电机保持同步运行,除具有上述三电机传动的各种功效外,去掉了捻度变换齿轮。四电机分部传动,去掉了传统粗纱机上的大部分传动齿轮,取消了众多的复杂的传动机构,纺纱设备中,机构最称复杂、纺纱张力极难控制的粗纱机,一下子变得简单容易。在实际纺纱过程中,因其近似地进行等张力、等离心力纺纱,具有防细节、防冒肩、冒头等多种先进功能,且在高速运转中,电控系统性能稳定,很受用户厂的欢迎。这种高度机电一体化的设备,常称之为“电脑粗纱机”。
  E.七电机分部传动。&&& 有HY493型,在上述四电机传动的基础上,分别采用变频与伺服电机传动牵伸区的前罗拉、中罗拉与导条辊、清洁器轴,在原已取消升降,捻度等工艺变换齿轮的基础上,又取消了牵伸变换齿轮,大大地提高了机器的适纺性与灵活性,能快速改变全部工艺参数。
  1.2.2国外。&&& 以有代表性的日本丰田(TOYOTA)公司的FLl00型,意大利马佐里(Marzoli)公司的FT1-D型和德国青泽(Zinser)的670RoweMat型粗纱机述之。
  1.2.2.1 FLl00型&&& (1)三电机分部传动,机械锭速和纺纱锭速均为1500rpm,主电机变频传动前罗拉与锭翼,筒管卷绕、龙筋升降各由一台变频电机传动,去掉锥轮等机械部件。&&& (2)牵伸形式:4/4D型牵伸,纤维长度51~76mm时为3/3牵伸,牵伸倍数4.6~12.8倍,间歇回转绒圈清洁,牵伸罗拉与牵伸胶辊直径因纺纱纤维长度而有别,纤维长度22~51mm时,牵伸罗拉直径为28.5×28.5×28.5(滚花)×28.5mm,胶辊直径为4×Φ28mm。51~76mm时,牵伸罗拉直径为Φ31.75×31.75(滚花)×31.75mm,胶辊直径为4×Φ35mm。&&& (3)锭距有两种220mm和260mm&&& (4)粗纱张力利用CCD传感器(精度0.1mm)在线跟踪检测,信号反馈至计算机,由计算机控制命令伺服传动系统调速,可保持卷绕张力的稳定。&&& (5)利用变频电机便于调速的特性,停车时,卷绕电机先停,传动前罗拉送出的电机后停,使前罗拉与锭翼间产生一段松弛纱,再开车时,不会因过大张力而产生细节,故不需要防细节装置。&&& (6)润滑。车头传动齿轮,差速齿轮箱,牵伸齿轮都为滴下注油的循环状态,出现异常即报警。&&& (7)开发了粗细筒自动搬运系统,粗纱为车式落纱机,每次落6锭,用时25秒,折合120锭8.33分钟。
  1.2.2.2 FTl―D型&&& (1)四电机分部传动,同1.2.1.2 D&&& (2)牵伸型式同1.2.2.1(2)牵伸倍数4.0~20.0,牵伸罗拉Φ2×4,牵伸胶辊为Φ35×Φ35×Φ35&&& (3)机械速度1500rpm,纺纱速度(max)1500rpm&&& (4)集体自动落纱。&&& 满管落纱时,满纱筒管托架降至最低位置,并水平滑出,粗纱头被拉断与满管分离,粗纱的包头纱或包脚纱同时形成,防止运送粗纱的过程中的粗纱层的滑脱。上部集体落纱机构下降,落纱棒下降,提起满纱筒管并与空筒管交换位置,空纱管下降插于下锭杆上,筒管托架回到原位置,粗纱自动绕于筒管上部,生头、开车,全部落纱时间4分钟,与手工落纱相比,机器效率提高12%&&& (5)自动运输线&&& 位于粗纱机上方的满纱筒管,运送至机器尾部的输送站,送往环锭精纺车间&&& 1.2.2.3 670RoWeMat型&&& (1)四电机分部传动,同1.2.1.2 D&&& (2)机械速度1800rpm,纺纱速度1500rpm&&& (3)牵伸型式,同1.2.2.1(2)牵伸倍数3.0~15.8倍&&& (4)锭翼前低后高(等纺纱角)&&& (5)免维护的传动装置,可省去加油维护工作&&& (6)全自动落纱&&& ――RoWeMat内置式落纱自动化部件在机器内部,落纱操作、满纱筒管和空筒管的储存,均在机器内部完成。&&& 落纱过程是:&&& ――落纱时,满纱筒管龙筋向下运动,粗纱拉断分离,并形成包头纱。&&& ――机器内部滑车轮道对接,空筒管滑车进入锭翼区域&&& ――龙筋向上运动,使满纱筒管悬挂在滑车的吊锭上,然后向下运动,满纱筒管与下锭杆分离。&&& ――轨道滑车移动半个锭距,龙筋向上运动,空筒管插入上锭杆&&& ――龙筋再次下降,吊挂满纱筒管的轨道滑车,离开锭翼区域&&& ――龙筋回到纺纱位置,滑车轨道分离,开车,集体落纱时间5分钟(120锭)。&&& (7)落下的满纱筒管,可通过全自动输送站Ro―wE―LIFT,将空筒管与RoWeMat上的满纱筒管置换,空筒管由自动运输线运往细纱机。
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编辑: 郭易
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现代粗纱机技术
&摘要:介绍了国内外粗纱机的技术进步主要表现在实现了四单元变频调速传动、取消铁炮锥轮及差微系统、简化了传动系统,从而根本上消除粗纱细节,实现卷绕张力微调,提高了纺织质量;经过粗纱吊绽机构的实施、清洁系统的改进及电子计算机控制等先进技术的应用,使粗纱机锭速提高、产品质量进一步提高;新型粗纱机还实现了半自动落纱或全自动落纱,发达国家实现了粗2细联,说明采用电子计算机技术、传感器技术及变频调速技术的粗纱纺纱技术,将使现代粗纱机步入高科技的范畴。
&&&& 在传统纺纱体系中,一般由熟条纺成细纱约需150 倍以上的牵伸,而普通环锭细纱机牵伸倍数只能在60 倍以下;因此,粗纱是传统纺纱中熟条纺成细纱的必经工序。虽然上世纪80 年代后期德国绪森公司研制开发了Ringcan 熟条直纺细纱的超大牵伸环锭细纱机;但在纺纱号数及品种适应性、纱线品质等方面还达不到普通环锭细纱机的水平;因此,粗纱仍是传统纺纱体系中不可缺少的工序。对于粗纱机纺纱性能等方面的技术进步,国内外做了许多研究,并取得一些巨大发展,尤其在上世纪后期电子计算机技术、变频调速技术及传感器技术等在粗纱机的应用,以及粗纱机牵伸、加压、卷绕成型等纺纱技术的不断改进,使当代新型粗纱机发展成高速度、高质量、高产、高效的现代化粗纱机,如:青泽670 ,丰田FL100
, 意大利FT12D、FT1 型及我国FA491 、FA467 型粗纱机等。归纳起来,现代化粗纱机具有如下特征。
一、四单元传动取代传统的单机传动系统
新型粗纱机上由电子计算机控制的4个变频调速电机,分别传动牵伸系统、锭子系统、锭翼系统及龙筋升降系统,使粗纱的牵伸、卷绕成形完全受控于电子计算机。计算机根据粗纱工艺及卷绕成形的软件指令控制各电机的速度,精确完成粗纱的卷绕。这种新式四单元传动技术具有如下优点。
1.简化了粗纱机传动的机构
传统的粗纱机单机传动方式是由一个主电机通过若干轮系分别传动牵伸机构、锭子、锭翼及龙筋升降系统,并经过锥轮、差微等机械变速系统完成对粗纱机的卷绕成形,各种轮系传动都需要许多齿轮,机构十分复杂。一方面传动效果并不精确,另一方面耗用较多的动力,因此新型四单元传动是对传统粗纱机传动技术完美的改革。
2.消除粗纱开关车细节
以往由于粗纱机前罗拉引出线速度与粗纱卷绕线速度在机械传动系统中不同步,瞬间差异大而产生细节,而且关车细节比开车细节要严重,尤其在传统粗纱机上为了调整断头后的锭翼后掌位置,便于生头或接头,机上设有微动开头,从而造成的细节十分严重,这些细节使纱线存在许多强力弱环。
虽然在传统粗纱机上加装防细节装置,用机械或电气控制来调整粗纱卷绕与前罗拉线速度之间的差异:如加装电磁离合器,使前罗拉线速度与卷绕线速度趋寸一致;也有在主电机上加装变频调速系统,使主电机软启动,从而缓冲两种线速度的差异;此外,有些企业通过加强粗纱以前半制品质量控制,减少断头甚至不断头,以此来消除落纱中粗纱开关车及点动的发生,杜绝由此产生的开关车细节;还有采用高效假捻器及适当提高粗纱捻系数;也有采用液力耦合器技术,以延缓机器升降造成的前罗拉线速度与卷绕线速度之间的差异传动。但是总不能很好地解决粗纱开关车细节问题。
新型四单元传动技术使前罗拉引出线速度与卷绕速度在电子计算机控制下始终保持同步,使粗纱机纺纱正常,开关车不会产生细节。四单元传动粗纱机对品种支数的适应性很好,改变品种时纺纱卷绕张力不必重新设定,能自动选择最佳的纺纱张力;开关车时能保持卷绕线速度与牵伸前罗拉线速度同步,关车时卷绕机构先停,牵伸机构后停,使前罗拉至锭翼之间的粗纱略有松弛,开车时张力又恢复正常。新型粗纱机彻底消除了粗纱细节,这是重大的进步。
3.精确调节卷绕张力
新型粗纱机由于采用四单元传动技术,卷绕速度与前罗拉线速度之间始终保持一定值,卷绕速度略大于引出线速度1%。不论大纱、中纱、小纱或车间相对湿度的变化,经计算机控制的卷绕张力始终保持恒定。
普通单电机传动、带有锥轮变速的粗纱机的张力调节比较麻烦,而且也不准确。在正常状态下,铁炮皮带基本上是等距离移动,不能因粗纱卷绕直径变化而对卷绕张力进行相应调整,像青泽660型,瑞士Rieter(立达)F1/1A及一些国产新型粗纱机A456、A458等,都属单电机传动的粗纱机,张力调节靠不等距移动铁炮皮带在铁炮上的位置来补偿。RieterFl/lA粗纱机采用轨道式张力补偿装置,我国FA401或日本粗纱机应用调节轮或张力补偿系统来进行张力调节,日本丰田FL16粗纱机应用偏心齿轮或张力补偿 装置,日本RMK-2型粗纱机采用差动模板式调节装置等。所有这些张力调节装置的基本原理都是采用移动铁炮皮带的位置来进行张力调节的。此外,在无级变速的粗纱机上还采用了电子脉冲式微调装置,各有优缺点,但归根结底是张力调节不精确。粗纱条干平均CV%值为5.54%,大、中、小纱伸长差异率为0.26%;电子式微调条干CV%值为4.63%,大、中、小纱伸长率差异较小。新型粗纱机上应用了张力传感器自动控制与调节卷绕张力控制系统(CCD装置),它采用自动调整粗纱动态张力的张力微调技术,可在线主动控制大、中、小纱及卷绕高低位置的粗纱张力,张力调节效果明显。粗纱机前后排的粗纱张力也存在差异,因为前后排粗纱导纱角不同,伸长也不同,意大利的一些毛纺粗纱机把粗纱牵伸机构由水平位置改为垂直位置,使牵伸罗拉与卷绕装置在一条直线上,以此来消除锭与锭,特别是前后排锭子的张力差异。棉纺粗纱机也有将后排锭翼抬高,消除由前后排导纱角差异而引起的卷绕张力差异。实践证明,粗纱锭翼上加装高效假捻器,提高了粗纱抗伸长能力,前后排粗纱张力差异已基本满足要求,尤其在新型四罗拉双皮圈牵伸形式的粗纱机上引出粗纱宽度小,由于加装了小开口集合器及高效假捻器,前后排粗纱张力差异问题已基本上得到解决。
总之,由于四单元传动粗纱机的出现,在杜绝粗纱开关车细节,精确控制卷绕张力,严格控制大、中、小纱伸长率差异等方面取得了令人满意的效果。因此,可认为当代新型粗纱机技术进步的重要特征是实现了四单元变频电机传动,并由电子计算机控制系统,不仅提高本工序生产效率、产品质量,更重要的是为下游工序高速运行及提高产品质量创造了有利的条件。
二,牵伸及加压系统的技术进步
牵伸与加压系统的配置,是保证粗纱质量的关键,20世纪后半期国内外新型粗纱机已普遍采用双皮圈牵伸形式,淘汰了罗拉式牵伸。皮圈牵伸形式能更有效地控制纤维运动,获得优良的产品质量。加压方式由杠杆重锤式改为弹簧摇臂加压。牵伸部件也相应采用了许多新技术,提高了牵伸倍数和产品质量。
1.牵伸形式的改进
目前新型粗纱机采用三罗拉双短皮圈、三罗拉长短皮圈及四罗拉双短皮圈等牵伸形式,国外像青泽660、668型及我国FA401型、日本FLl6、FLl00型等粗纱机均有以上牵伸形式的配置。
(1)三对罗拉组成两个牵伸区,以FA 401为例,前区为主牵伸区,罗拉中心距46~90mm,有由上下销、上下皮圈、隔距块等组成的皮圈控制元件,后区牵伸1.12~1.48倍,全牵伸5~12倍,适纺长度22~65mm。其它还有国产粗纱机如FA454系列等。双短皮圈的摩擦力界分布较合理,比三罗拉式牵伸优异,但不宜生产定量过重的粗纱,定量过重,皮圈控制不好,纤维须条容易分层。
(2)三罗拉长短皮圈牵伸。瑞士F1/1A型粗纱机属三罗拉长短皮圈牵伸,与青泽660型,日本FL 16型及国产A454G、A 451G型等三罗拉双短皮圈相比,三罗拉长短皮圈运转较平稳,对产品质量改善有利,但容易发生吊皮圈现象,清洁机构(吸尘管)失去应有的空间位置,设计比较困难。
(3)四罗拉双短皮圈牵伸。国产FA 421型粗纱机属于双短皮圈牵伸,其它如日本FLl6型、青泽668型等也有四罗拉双短皮圈的应用,也称D型牵伸,我国新开发的FA491粗纱机也采用四罗拉双短皮圈牵伸,实质上四罗拉双皮圈有3个牵伸区,但1、2罗拉之间的牵伸倍数只有1.05倍,为整理区;主牵伸区在2、3罗拉之间,前集棉器放置在整理区,主牵伸区不放置集棉器,实现牵伸不集束、集束不牵伸的要求,以达到提高条干均匀度的目的。四罗拉牵伸整理区使主牵伸区牵仲后的纤维在整理凝聚区起到集束作用。普通三罗拉双皮圈的总牵伸倍数为4~18倍,因此,一般5~12倍的工艺效果好;当牵伸倍数为18倍以上时四罗拉双皮圈的牵伸形式比较适应。四罗拉双皮圈形式对于定量重的粗纱,经过集束作用可使生产出来的粗纱毛羽少而光洁;但生产定量轻的粗纱,在牵伸倍数不大的情况下,三罗拉双皮圈牵伸倍数不大,已能满足要求,不必再增加一个整理区,使机构复杂。
(4)四罗拉长短皮圈配置。双短皮圈中的下皮圈尺寸要求十分严格,其过松、过紧对粗纱均匀度都产生影响。由于下皮圈无张力控制,再加上皮圈长度误差及其它零部件制造装配误差使下皮圈运动线速度不一致,从而造成粗纱锭间的误差,并产生纤维分层现象。而在长短皮圈牵伸机构中,长皮圈有张力控制,其运动线速度均匀正常,对纤维控制能力好,纤维运动比较稳定,纺纱质量较好。但双短皮圈比长短皮圈维护保养方便,吸尘设置空间较大。此外,长皮圈在使用过程中,还易发生吊皮圈问题。双短皮圈与长短皮圈形式相比较各有优缺点,主要在于安装维护及相关配件(如上、下销等)质量的好坏。(5)皮辊、皮圈质量在牵伸部件中占重要地位,皮圈要有一定弹性,厚度要均匀,上、下皮圈搭配厚度要合适,否则会影响粗纱CV%值。一般下皮圈是主动件,上皮圈是被动件,上皮圈线速度小于下皮圈线速度,会使皮圈间的纤维分层滑移,破坏条干,因此要尽力做到上、下皮圈间滑溜率要小,并保持线速同步。长短皮圈线速差小,产品质量要优于双短皮圈。此外,皮辊硬度要适当,目前大多采用软弹胶辊,尤其前皮辊硬度在65度至72度之间时,粗纱CV%值优于硬度85度的胶辊,无套差皮辊优于小套差的胶辊。
(6)其它像上销弹簧压力及皮圈钳口也很关键,尤其皮圈钳口隔距对粗纱条干CV%值影响较为显著,应慎重选择开口隔距。集棉器口径也对粗纱CV%值影响显著,前区集棉器对粗纱CV%值的影响更显著,工艺配置时,选用要妥当,应认真设定。
2.加压机构的讨论
目前国内外加压形式有SKF弹簧摇臂加压、瑞士R2P气动加压、Suessen公司的HP型板簧加压等3种。
(1)弹簧加压。国产粗纱机大都采用YJ1-150、YJ2-190及YJ4-190等SKF、PK1500、PK589型弹簧摇臂加压;国外SKF、PK1500、PK589型弹簧加压应用较普遍。SKF弹簧摇臂加压创始于20世纪50年代,经过不断改进已趋成熟,FLl6、意大利马佐里BC16、青泽660等也都应用SKF系列弹簧加压。我国三罗拉、四罗拉双短皮圈及长短皮圈牵伸都应用SKF系列的国产摇臂加压。SKF摇臂的优点是结构轻巧,支承简单,加压卸压方便,加压机构趋于系列化、通用化,互换性很强,如国产PK 4型用于三罗拉双短皮圈牵伸系统,PKl500-DW938型用于四罗拉双短皮圈牵伸装置。国内外实践证明,弹簧加压工艺性能完善,产品质量优良。
三罗拉加压重量分布:前20、25、30daN;中10、15、20daN;后15、20、25daN。罗拉直径28×25×28mm。
四罗拉加压重量分布:前:9、12、15daN;二:-15、20、25 daN;三:-10、15、20daN;四:-10、15、20daN。下罗拉直径从前到后分别为28×28×25×28mm,也有30×30×25×30mm。弹簧加压的最大缺点是使用一定周期后,弹簧的弹性变形转换为缓弹性变形及塑性变形,使加压力减小,会造成锭子之间加压差异,并恶化条干。因此,使用一定时间后的弹簧要予以更换,否则牵伸不匀率增加。
(2)气动加压。Rieter公司生产的粗纱机为气动加压,如F1/1A型粗纱机。采用气动加压的压力均匀,锭差很小,压力调节方便,停车时(总电源切断)会自动释压,保持摇架呈半释压状态,再开车时不会造成粗细节,还可减少皮辊变形,半释压压力控制在0.2-0.3Pa。气动加压形式不会因使用时间的长短而产生压力衰减,造成压力锭差,保证了产品质量,但粗纱机必须配备气源贮气柜及气路。气动加压相对于SKF加压形式增加了一些附属系统和加压系统的配置。气动加压产生的效果优于SKF加压,但气动加压对摇架加压的要求较高,如精度高、互换性强,以免造成压力分配和各锭之间的差异。此外,当相邻摇架释压后,压力产生变化,不可能恒定一致,增加了其它锭子的压力,从而影响粗纱的条干均匀度。
(3)板簧加压。80年代Suessen公司研制开发了HP型板簧加压机构,粗纱板簧加压摇架为HPA410型,应用在棉纺翼锭粗纱机上的双皮圈牵伸系统上。四罗拉双皮圈牵伸系统国外应用较多。HP-A410摇架包括摇架体加压杆、3或4个压力组合件及清洁绒辊托架等。四罗拉双短皮圈牵伸系统带有集束区。加压力,前罗拉18.5、23、28daN;二罗拉17.5、22、27daN;三罗拉10.5、13.5、16.5daN;后罗拉17.5、22、27daN。
每个皮辊上由加压组合件握持,加压组合件包括弹簧架板簧及上皮辊握持座,这种握持座有较宽的握持区,以保证上皮辊有可靠的平行度,且定向性好,加压组合件使皮辊处在直接而无摩擦的压力下,板簧可防止皮辊侧间运动,上皮辊握持座是整个加压件,在组装后再进行精细机械加工,以保证上皮辊与下罗拉平行,而且不需要调整。在摇架加压的情况下,只要松开固定螺丝,就能把加压件调到所需要的位置。此外,全部上皮辊均可进行部分卸压,只要将加压杆打开到一半位置即可实现半卸压,使上皮辊压力减小到8~l8daN之间,半卸压可防止皮辊在长时间停车时产生变形。
Suessen HP-C式上销及HP-R上皮辊都是专门设计的,具有很好的功能。
Suessen公司设计的HP-A410摇架,主要特点是板簧加压,加压稳定,弹性比SKF圈式弹簧经久,长时间不会产生缓弹性或塑性变形,真正实现了重加压、强控制、控制精确的要求,HP系列板簧加压可保持4个罗拉握持线的精确平行以及浮游区距离最小,这种牵伸机构的牵伸倍数可高达18倍以上(四罗拉),纺纱质量好。
与SKF圈式弹簧加压相比,HP板簧加压效率高,持久耐用,尤其4个罗拉(或3个罗拉)钳口线平行度比SKF摇架好;板簧加压的压力不易产生衰退,在相同压力下,板簧变形只有圈簧变形的8.27%。而即便国外的优质圈式弹簧应用4年后,弹簧压力也会出现衰退,会使粗纱不匀率增加。
与气动加压相比较,HP加压系统的加压机构比较简单,机面容易清洁,而且每个摇架的压力比气动加压稳定,锭与锭之间压力不相互干扰。
Suessen公司生产的Ringcan超大牵伸细纱机的加压机构也是板簧加压,牵伸倍数超过100倍以上。HP板簧加压机构应当成为我国粗细纱机乃至并条机摇架加压形式的研究与推广应用方向。
目前我国FA 506细纱机改装成紧密纺技术的牵伸部分及加压部件均由Suessen公司配套供应成套专件,也是板簧加压机构。
三、新型粗纱机的纺纱速度
1.简化了传动机构
新型四单元传动的粗纱机取消了许多轮系,速度变化由变频调速来完成,传动机构大大简化,减小动力消耗和噪音。
2.采用封闭式吊锭锭翼
粗纱锭翼制约了粗纱锭速的提高,我国FA400系列平锭粗纱机锭速在800r/min以下,这是因为锭翼材料较差,不适于高速。速度高锭翼会扩张变形,而且托锭翼设计的方式在高速时锭翼很不稳定。改为吊锭后,锭翼可加装滚珠轴承以适应高速,但速度超过1000r/min时,锭翼会出现扩张变形,因此,锭翼材料及几何尺寸的设计必须进行相应改进。日本FLl6、RMK型粗纱机的吊锭锭翼,引纱臂为开槽形式,接头时必须用尼龙钩操作,德国FBll型粗纱锭翼也为悬吊锭翼,引纱臂为全封闭式。我国在吸收消化国外先进技术基础上设计的GDY型锭翼也属封闭式吊锭锭翼。
新型封闭式吊锭锭翼有以下优点:
(1)锭翼材料选用高强度合金钢;
(2)锭翼外形设计合理,锭翼臂上端刚度大,并采用斜肩式,翼臂长度缩短,弹性变形小,抗高速扩张力强;
(3)流线型翼臂断面,符合空气动力学要求,回转时阻力小,气流稳定适于高速;
(4)锭端都配有高效假捻器,假捻效果明显,
(5)锭翼表面涂有极光滑的特殊材料,减小空气阻力和挂花;
(6)锭翼内腔表面十分光滑,为不锈钢材料,光滑耐磨,不挂花,粗纱进入内腔不用导纱工具即可从锭翼下端出头,运转时粗纱阻力很小,减小不必要的纺纱张力;
(7)全封闭式锭翼上下端都有支承,锭翼两臂封闭成环,高速回转时不易变形,运转平稳。
新型粗纱机已全部采用吊锭锭翼,国外青泽660、日本FLl6、意大利BC 16、英国泼拉脱FH、FG、FJ型及国产FA400系列粗纱机也都采用吊锭,托锭已被淘汰。目前新型粗纱机的吊锭锭翼都适于高速,一般在1 r/min。
3.粗纱卷绕尺寸应优化设计
大卷装粗纱可以提高粗细纱的工效,减小落纱、换纱周期,但在高速卷绕成形时,随着粗纱直径的加大,离心力相应增加,对粗纱品质产生负面影响,另外过大的粗纱成形,会使粗纱锭距加大、细纱机上的粗纱排列产生问题,因此,粗纱卷装容量的大小要兼顾一些相关问题。目前最大锭速为1 800r/min,粗纱重量5kg/只。
四、粗纱机的清洁系统
老式粗纱机上下绒辊、绒板积聚的大量短绒,要靠人工定期清除,此外,车弄里飞花很多,生产环境差,锭壳上挂花现象严重,所有这些都影响产品质量及工作环境。清洁装置在粗纱技术进步中不断改进。新型粗纱机增加了许多负压吸尘点。清洁系统的设立,能及时清除罗拉、皮辊、皮圈等处的短绒及杂质,防止纤维缠绕罗拉等部件,并保证不出现由于积花短绒及飞花造成的纱疵。此外,新式粗纱机具有自身净化环境的能力,降低生产区的空气含尘、含飞花量,随着粗纱机车速的不断提高,清洁工作更要加强,以保证产品质量的稳定提高,减轻挡车工清洁工作的劳动强度。
我国FA400系列、日本FLl6型粗纱机除了配备积极回转式清洁绒布外,还配有自动负压吸风系统,及时清洁上下绒板绒布的棉尘及短绒。青泽、立达等粗纱机都配有负压吸尘系统,在上下罗拉、皮圈等处加装吸风口,将这些部位的棉尘、短绒吸走,并在粗纱机机尾处配有过滤网箱,使过滤后的清洁空气循环回到生产区。由于采用连续负压吸风,牵伸及卷绕系统的飞花,短绒及棉尘等都能及时被吸走,车间生产区含尘量很低。
新型粗纱机上还配有断头吸棉及自停装置。在前罗拉下面装有断头吸棉装置,可解决断头后飘头造成的双纱及其它纱疵。国外新型粗纱机都配有这种技术系统。此外还配有吸棉电感自停系统,一方面将断头吸入管道,另一方面可使机器停车待处理。新型粗纱机的上下清洁装置与断头吸棉装置构成一个清洁系统,使粗纱质量及生产环境的净化水平得到提高。
环锭纺纱系统对粗纱质量的要求及评价,主要取决于纺纱最终产品质量,因此要求粗纱机上要有一套能够对牵伸区进行连续清洁的联合巡回清洁系统,使粗纱生产达到高度净化。Rieter公司研制开发了一种对牵伸、锭翼部分及地板的联合直接吹吸清洁体系,能稳定有规律地自动巡回,并对粗纱机进行自动清洁,这种粗纱联合清洁体系(uniclean-F)可对牵伸区的飞花及尘屑等自动连续吸取并送入固定的汇集箱中。结构紧凑、精巧,其实现人机对话控制的空气导流装置,可与全自动或半自动落纱机及粗-细联相结合,形成粗纱机生产内部自我清洁体系。
吸尘管道的轨道,装在导条架上或单独从地板竖立的支架上,进入飞花接收站的气流与中央风扇相连接。
配有电子式自动控制系统的联合清洁系统,可保证粗纱机发生断头时,吹风停止向机台吹风而转向天花板方向,断头飞花由吸风吸入负压管道内。因此,吹吸风联合机构不会损坏或干扰粗纱正常纺纱。
如果将自动落纱机体系或管纱自动运输线与自动吹吸风装置相联 接,设立特殊结点的传感器,当粗纱机满纱准备落纱时,吹吸风自动进入停止位置,不会妨碍落纱动作顺利进行。机上还可配有紧急故障及转换开关、键盘式按钮开关等。
我国新生产的FA400系列粗纱机,如FA421、FA481等新型粗纱机,尤其新近通过国家鉴定的FA49l型粗纱机的清洁系统,十分完善,已达到国际先进水平,产品质量得到保障。
五、粗纱机的自动落纱技术
粗纱机自动落纱技术是提高自动化程度,提高生产率,降低劳动强度,实现传统纺纱连续化及自动生产线的关键技术。
粗纱机的半自动落纱技术比较成熟,尤其四单元传动的新型粗纱机,其半自动或自动落纱操作上要简便得多,不需要再考虑铁炮皮带的复位等问题。国产新型粗纱机,大都是半自动落纱,当粗纱卷绕到一定长度后,计算机指令停车,下龙筋降至落纱位置,人工取纱换上空管,下龙筋再上升至生头位置,搭头重新启动纺纱。带有铁炮锥轮的老式粗纱机还有皮带自动复位的动作。
全自动落纱机的技术特点是当纺满一定长度的粗纱,自动停车,下龙筋降到落纱位置,自动落纱及换管后下龙筋复位,粗纱自动搭头,形成新一轮纺纱,落纱时间4~5min,落下的粗纱集中运到粗纱运输系统待运。像青泽670、Rowemat型粗纱机为内置式全自动落纱装置,更加先进。自动落纱技术为实现粗纱无人操作创造了条件,但这种自动落纱技术装备价格昂贵,对于发展中国家,粗纱全自动落纱技术可暂不考虑。
国外企业家在我国办的纺纱厂都没有建立自动落粗纱的体系,我国棉纺设备自动化水平不比国外高,但工人工资较低,产品质量差距较小,出口量大,在国际市场上的占有率、竞争力仍很高,因此在考虑纺纱厂自动化时,除了清梳联及细络联的工序自动化对产品质量有显著影响外,粗纱机自动落纱、自动运输等问题可不必考虑。
现代化粗纱机大都实现了计算机控制系统的四单元传动技术,从而简化了粗纱成形机构,使机器结构简化,四单元变频电机在PLC控制指令下运行,从根本上消除了开关车粗纱细节,实现了精细的粗纱卷绕张力调节,并步入粗纱卷绕技术的高科技化。如果再把Suessen公司的HP板簧加压技术广为应用,产品质量及纺纱范围的适应性将会得到更进一步的提高。
1 Prnara.Analysis of the Relation between Thin
Places and Breaking Point in the Yam.Text lnst.,1997(1)
2 Christoph.Tensile Testing and Yarn Quility.Text Asia,1997(6)

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