包纏絲卷取筒成形機(jī)構(gòu)的改進(jìn)研究

劉 黔 秋

(金富春集團(tuán)有限公司天馬織造廠，浙江 富陽 311418)

包纏絲卷取筒成形機(jī)構(gòu)的改進(jìn)研究

劉 黔 秋

(金富春集團(tuán)有限公司天馬織造廠，浙江 富陽 311418)

對(duì)包纏絲生產(chǎn)過程中易產(chǎn)生的主要病疵——落沿產(chǎn)生的原因進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，認(rèn)為產(chǎn)生落沿的原因有卷取機(jī)構(gòu)缺陷、卷繞交叉角控制不良、導(dǎo)絲桿橫動(dòng)距離收縮幅度不佳三方面。在此基礎(chǔ)上，對(duì)包纏絲卷曲成形機(jī)構(gòu)中的卷取方式、調(diào)節(jié)卷繞速度與橫動(dòng)速度的比例等進(jìn)行了改進(jìn)，使包纏絲成形過程中的落沿現(xiàn)象由改進(jìn)前的12.57 %下降到了2.73 %，同時(shí)使生產(chǎn)效率有所提高，原料的消耗由原來的58 g/筒下降到34 g/筒。

包纏絲；卷取機(jī)構(gòu)；筒子成形；改進(jìn)

包纏絲是以一種原料作芯絲，另一種或兩種原料作外包絲，以螺旋方式卷繞在芯絲之外而形成的。包纏絲的原料選用范圍廣：長(zhǎng)絲、短纖紗，天然纖維、化纖纖維、混紡紗等均適用。通過運(yùn)用不同的原料、不同的包纏方式(單包或雙包)可以使包纏絲獲得特殊的外觀效果或改善包纏絲原有材質(zhì)的性能，為設(shè)計(jì)制造新產(chǎn)品提供原料[1]。

雖然包纏絲具有單一品種絲所無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，但其加工工藝和設(shè)備相對(duì)復(fù)雜[2-3]，特別是成形過程中容易產(chǎn)生病疵[4-5]，影響包纏絲質(zhì)量的提高。根椐包纏絲筒子成形時(shí)產(chǎn)生的病疵進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，影響包纏絲成形質(zhì)量的主要病疵為落沿(即絲層在收縮過程中，沒有很好地產(chǎn)生疊加，而是發(fā)生滾落，致使絲條產(chǎn)生落沿)。這不僅增加了后道倒筒工序難度，還增加了原料的消耗量。為此，本文就卷取筒部位包纏絲筒子成形問題進(jìn)行分析探討。

1 包纏機(jī)的工作原理

圖1為包纏機(jī)的工作原理示意。芯絲放在喂入輥上，通過喂入輥的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行退解，退出的芯絲繞過輸入芯輪，上行穿過導(dǎo)絲管，與套在導(dǎo)絲管外的皮絲相遇，皮絲筒子通過皮帶的高速運(yùn)動(dòng)來帶動(dòng)，將皮絲均勻地包纏在芯絲之外，再經(jīng)過牽伸輪、移絲桿和導(dǎo)絲鉤，卷繞在卷取筒上，通過調(diào)節(jié)卷取速度和錠子速度獲取不同的包纏度，完成包纏的過程。

2 卷取筒成形不良的分析

2.1 包纏機(jī)卷取機(jī)構(gòu)缺陷

以M1500型包纏機(jī)為例，它的卷曲為內(nèi)漲式。內(nèi)漲式擱架卷取筒的運(yùn)動(dòng)原理是，在卷取筒中插入一個(gè)漲套，將卷取筒漲緊，固定其位置，由卷取輥摩擦帶動(dòng)筒子做卷取運(yùn)動(dòng)。

在漲套、卷取筒、擱架之間，尺寸上存在著細(xì)小差異：1)漲套內(nèi)徑d3＝7.29 cm，卷取筒內(nèi)直徑d2＝7.39 cm，所以漲套在完好情況下完全能漲緊筒管，不會(huì)產(chǎn)生移動(dòng)；2)漲套長(zhǎng)度L3＝19.44 cm，而擱架兩中心間的距離L1＝20.22 cm，從而使得筒管在軸向產(chǎn)生移動(dòng)，導(dǎo)致外層的花紋移到內(nèi)層花紋之外，形成落沿。圖2為內(nèi)漲式卷取裝置的示意圖。

2.2 卷繞交叉角控制不良

包纏絲的卷繞方式可以分為平行卷繞和交叉卷繞兩種，其中平行卷繞的線圈卷繞交叉角很小(圖3a)，卷繞在筒子上的前一層紗線圈不能被后一層紗線圈很好地包纏，隨著卷取直徑的增大，筒子兩端的紗線極易滑脫，線圈在筒子表面上的穩(wěn)定性較差。交叉卷繞的線圈卷繞交叉角較大(圖3b)，卷繞在筒子上相鄰兩層的絲線圈相互壓得比較緊密，筒子邊緣比較結(jié)實(shí)，紗圈在筒子表面上的穩(wěn)定性較好。因包纏絲在完成包纏后，還要對(duì)包纏進(jìn)行熱定形，故卷取筒為無邊筒子，所以包纏絲的卷繞方式應(yīng)采用交叉卷繞來進(jìn)行。

在卷取過程中，筒子直徑逐漸增大，筒子轉(zhuǎn)速逐漸降低。當(dāng)筒子卷繞到某些特定的卷繞直徑時(shí)，在一個(gè)或幾個(gè)導(dǎo)紗往復(fù)周期中，筒子恰好轉(zhuǎn)過整數(shù)轉(zhuǎn)，筒子兩層紗圈數(shù)相同，這時(shí)，在筒子端面上某些紗圈折回點(diǎn)相互重合，紗圈卷繞軌跡也相互重合。在一段較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，由于筒子直徑增加很慢，幾乎不變，筒子上卷繞的紗線圈會(huì)產(chǎn)生前后重疊，形成近似于平行卷繞，使重疊線圈極不穩(wěn)定，只要設(shè)備產(chǎn)生輕微的移動(dòng)或抖動(dòng)，筒子上的絲線就有可能滾落形成落沿。而且筒子上凹凸不平的重疊線圈使筒子與滾筒接觸不良，凸起部分的紗線受到過度摩擦損傷，造成后加工工序斷頭增加，紗線起毛。重疊筒子的紗線退繞時(shí)，由于紗線相互嵌入或緊密堆疊，以致退繞阻力增加，還會(huì)產(chǎn)生脫圈和亂紗。

由于交叉角的大小是由導(dǎo)絲桿橫動(dòng)速度與卷繞速度共同決定的，橫動(dòng)速度過慢會(huì)使橫動(dòng)反向時(shí)筒邊疊加次數(shù)過多導(dǎo)致凸邊和落沿，過快也會(huì)導(dǎo)致反向時(shí)過沖產(chǎn)生抖動(dòng)而產(chǎn)生落沿。

2.3 導(dǎo)絲桿橫動(dòng)距離收縮幅度不佳

導(dǎo)絲桿橫動(dòng)距離收縮幅度是由起收幅作用的齒輪與行程凸輪共同作用來完成的。橫動(dòng)距離收縮幅度過慢，花紋幾乎以接近平行卷繞的重疊方式堆積，層數(shù)過多時(shí)，在絲條間壓力、摩擦力及其他應(yīng)力的作用下，導(dǎo)致落沿。橫動(dòng)距離收縮幅度過快，則筒子堆積層數(shù)過多，厚度過高，對(duì)成形的穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率、下道工序的完成質(zhì)量都有影響。

特別是在生產(chǎn)較粗纖度的產(chǎn)品時(shí)，由于控制每層紗線圈交錯(cuò)的撐牙運(yùn)動(dòng)幅度不夠，使導(dǎo)絲桿橫動(dòng)距離收縮速度較慢，每層紗線圈產(chǎn)生的疊加極不穩(wěn)定，兩端的包纏絲易滑落產(chǎn)生落沿。

3 卷取筒成形的改進(jìn)

3.1 對(duì)卷取方式的改進(jìn)

將易產(chǎn)生筒子移動(dòng)的內(nèi)漲式擱架改成固定性好的夾板式，而夾板式的卷取筒依靠?jī)蓚?cè)夾板帶動(dòng)卷取筒進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。如圖4及圖5中所示，部件的一端固定，另一端是帶有彈簧的活動(dòng)擱腳，在設(shè)備上安裝固定好的夾板式部件可以產(chǎn)生兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。一個(gè)是沿著軸向整個(gè)部件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，但運(yùn)動(dòng)的輻度由固定端上的一個(gè)金屬撐桿來控制；另一運(yùn)動(dòng)是沿著水平方向擱腳在彈簧的作用下可以伸縮，用于卷取筒的取放。因夾板能很好地固定筒子，不發(fā)生移動(dòng)，因此能有效降低落沿的產(chǎn)生。

3.2 卷取速度與橫動(dòng)速度比例的調(diào)整

在摩擦傳動(dòng)過程中，導(dǎo)絲器往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻率按一定規(guī)律變化，由于導(dǎo)紗器往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻率不斷變化，于是任意幾個(gè)相鄰紗線層的每層紗圈數(shù)m不可能相等。當(dāng)某一紗線層卷繞符合重疊條件(2m為整數(shù))，才會(huì)引起紗線圈重疊。

因?yàn)閷?dǎo)絲器往復(fù)導(dǎo)絲一次，筒子轉(zhuǎn)過次數(shù)為筒子兩層卷繞紗線圈數(shù)2m次，亦即該機(jī)構(gòu)的卷繞比i。

式中：n為卷取筒轉(zhuǎn)速；V為卷取線速度；V1為導(dǎo)絲橫動(dòng)速度；d為卷取筒外徑；H為導(dǎo)絲最大動(dòng)程；c1為卷取系數(shù)；c2為導(dǎo)絲差微系數(shù)；t為卷取時(shí)間。

i的小數(shù)部分確定了筒子紗線圈折回點(diǎn)相互重合的可能性，因此，調(diào)整卷繞速度與橫動(dòng)速度，使卷繞比i不為整數(shù)，就能使紗線避免產(chǎn)生完全的重疊。

根據(jù)生產(chǎn)品種的纖度差異，調(diào)節(jié)撐牙運(yùn)動(dòng)的幅度(即每次收縮的齒數(shù))，使導(dǎo)絲桿橫動(dòng)速度與卷繞速度形成合理的比例，避免每層絲線圈相互產(chǎn)生平行卷繞。

4 改進(jìn)前后的測(cè)試對(duì)比分析

4.1 測(cè)試對(duì)象與工藝條件

工藝條件：采用M1500型包纏機(jī)，錠數(shù)7×16×2，皮帶盤Ф229.5 mm，馬達(dá)速度1 465 r/min，錠速13 624.5 r/min，牽伸比1∶2.5，卷取速度7.79 m/min，牽伸速度7.79 m/min，喂入速度2.89 m/min。

測(cè)試原料：(22.2/24.4 dtex×2生絲＋22.2dtex×1氨捻)1 750捻/m S，Z。

4.2 卷取筒子成形機(jī)構(gòu)改進(jìn)的效果分析

卷取筒子成形改進(jìn)前后對(duì)比見表1。

表1 卷取筒子成型改進(jìn)后對(duì)比Tab.1 Comparison of coiling cylinder before and after improved

從表1可以看出，與卷取筒子成形機(jī)構(gòu)改進(jìn)前相比，改進(jìn)后的成筒質(zhì)量有了明顯提高，落沿比例由12.57 %下降到2.73 %；且生產(chǎn)效率有所提高，斷頭處理時(shí)間從43.24 s下降到38.61 s；原料的消耗由原來的58 g/筒下降到34 g/筒。

5 結(jié) 語

通過錠子速度、卷繞速度、導(dǎo)絲桿橫動(dòng)距離、橫動(dòng)速度等的調(diào)節(jié)，改進(jìn)后的包纏機(jī)落沿比例降低了9.84個(gè)百分點(diǎn)，落沿筒子的比例較改進(jìn)之前下降了78.28 %，筒子成形良好率有了明顯提升。改進(jìn)后的包纏絲筒子在倒筒工序中有效提高了生產(chǎn)效率，并減少因落沿產(chǎn)生的原料消耗。

[1] 葉生華.真絲/人棉交織新產(chǎn)品——彈力絲棉特條皺的設(shè)計(jì)開發(fā)及工藝研究[J].絲綢，2012(2)：37-39.YE Shenghua. New product of silk/rayon interwoven stretch fabric: the development and craft research of stretch silk/rayon special crepe fabric[J]. Journal of Silk, 2012(2): 37-39.

[2] 薛元，李翔，湯成坦.四組分長(zhǎng)絲/短纖包芯復(fù)合紗的成紗工藝、結(jié)構(gòu)及其性能[J].紡織學(xué)報(bào)，2009(12)：30，22-25.XUE Yuan, LI Xiang, TANG Chengtan. Process structure and properties of four-component fi lament staple fi ber corespun yarn[J]. Journal of Textile Research, 2009(12): 30,22-25.

[3] 周小飛.包纏絲機(jī)用包纏錠子常見結(jié)構(gòu)形式[J].紡織器材，2010，37(3)：140-143.ZHOU Xiaofei. Common structure form of wrapped spindle in wrapped machine[J]. Textile Accessories, 2010(3), 37:140-143.

[4] 胡飛宇.真絲/氨綸包纏絲后加工中的張力控制[J].絲綢，1999(7)：36-37.HU Feiyu. Tension control in the post processing of wrapped thread of silk/spandex[J]. Journal of Silk, 1999(7): 36-37.

[5] 俞加林.防止絲圈重疊的探討[J].紡織學(xué)報(bào)，2006，27(9)：84-85.YU Jialin. Discussion on preventing silk-loop overlapping[J].Journal of Textile Research, 2006, 27(9): 84-85.

Research on the improvement of molding structure of wrapped yarn winding mechanism

LIU Qian-qiu
(Tianma Weaving Mill, Jinfuchun Group Co., Ltd., Fuyang 311418, China)

This thesis analyzes the causes for main defects in the productive process of wrapped yarn. According to the result, it is deemed that the reasons for this is that there are deficiencies of winding mechanism structure,the control of winding crossing angle is not favorable and the shrinkage range of traversing distance of screw rods are not good. Based on this, it improves the winding ways and the proportion of winding speed to traversing speed, which reduces the falling phenomenon from 12.57% to 2.73% in the molding process of wrapped yarn. At the same time, it improves productivity and reduces raw material consumption from 58 g/bobbins to 34 g/bobbins.

Wrapped yarn; Winding mechanism; Bobbins forming; Improvement

TS142.221

A

1001-7003(2012)06-0027-04

2012-04-01

劉黔秋(1977－ )，女，技術(shù)主管，主要從事生產(chǎn)工藝管理及產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)。