無錐輪粗紗機卷繞參數(shù)計算公式的推導(dǎo)

王學(xué)元

(中國紗線網(wǎng)，杭州 311203)

無錐輪粗紗機卷繞參數(shù)計算公式的推導(dǎo)

王學(xué)元

(中國紗線網(wǎng)，杭州 311203)

為探索快速選定無錐輪粗紗機卷繞參數(shù)的方法，以提高工藝翻改的效率，提升產(chǎn)品質(zhì)量，采用理論分析和數(shù)學(xué)計算的方法，推導(dǎo)出了無錐輪粗紗軸向卷繞參數(shù)的計算公式。通過生產(chǎn)實踐驗證檢驗，驗證了公式的準(zhǔn)確性和可靠性，為無錐輪粗紗機快速、準(zhǔn)確地設(shè)定工藝參數(shù)奠定了基礎(chǔ)。

粗紗機；卷繞系數(shù)；推導(dǎo)；公式

近年來由于計算機技術(shù)和變頻技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的錐輪粗紗機已逐漸被淘汰，無錐輪粗紗機的使用數(shù)量大幅增加。無錐輪粗紗機卷繞成型依靠的是計算機軟件控制的各電機的精確配合[1]，因此，正確設(shè)定卷繞參數(shù)對保證無錐輪粗紗機良好的成型質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。

在咨詢診斷活動及與紡紗企業(yè)技術(shù)人員的交流過程中，發(fā)現(xiàn)無錐輪粗紗機制造廠的說明書中，沒有對卷繞系數(shù)這個重要工藝參數(shù)的計算方法進行詳細(xì)的介紹，雖然也有多篇科技論文涉及到無錐輪粗紗機卷繞參數(shù)計算與分析，但大都只是從理論研究的角度對粗紗機卷繞參數(shù)進行數(shù)學(xué)模型解析和構(gòu)建，探討粗紗機卷繞參數(shù)對粗紗成型和對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，鮮有從紡紗企業(yè)工藝設(shè)計的角度提供具體計算公式的參考文獻，從而造成紡紗企業(yè)的工程技術(shù)人員在產(chǎn)品改紡時不能準(zhǔn)確、快捷地設(shè)定這個參數(shù)，只能通過多次調(diào)試來找到最佳值。為解決這一問題，對無錐輪粗紗軸向卷繞系數(shù)進行了認(rèn)真分析，推導(dǎo)出了一個簡便實用的計算公式，現(xiàn)將推導(dǎo)過程介紹如下。

1 粗紗軸向卷繞密度的表達方式

目前常見的粗紗軸向卷繞密度的表達方式主要有兩種，一種是以粗紗軸向每厘米卷繞的圈數(shù)來表示(見圖1)，如中暉紡機生產(chǎn)的無錐輪粗紗機等；另一種是以粗紗軸向卷繞每圈螺距的微米數(shù)值來表示，如江蘇凱宮生產(chǎn)的無錐輪粗紗機等。下面就這兩種不同表達方式的粗紗軸向卷繞密度計算公式的推導(dǎo)過程進行說明。

圖1 以軸向每厘米卷繞的圈數(shù)來表示軸向卷繞密度

2 以軸向每厘米卷繞圈數(shù)來表示的軸向卷繞密度公式的推導(dǎo)

粗紗卷繞到粗紗管上后，受卷繞張力等因素的影響，粗紗條被壓扁，其截面呈近似橢圓形，如圖2所示。橢圓的長軸h1為粗紗的軸向高度(mm)，橢圓的短軸δ1為粗紗的徑向厚度(mm)，受所紡品種、粗紗定量、粗紗捻度、車間溫濕度、卷繞張力、壓掌壓力、假捻效果等多種因素的影響，已經(jīng)卷繞到紗管的粗紗的長短徑比值h1/δ1還會隨著卷繞層數(shù)的增加而發(fā)生微量變化[2-3]，在工藝計算時h1/δ1一般取5[4]。

粗紗的最佳軸向卷繞密度，要求紗圈與紗圈既無間隙又不重疊，以防止外層紗圈嵌入內(nèi)層紗圈[5-6](見圖2)，同時退繞順利，也就是說粗紗的軸向卷繞螺距H約為10/h1(圈/cm)[7]。

圖2 粗紗卷裝截面圖

設(shè)粗紗的號數(shù)為TC，那么1000m的粗紗重量為G(g)，粗紗密度為γ(g/cm3)，那么，G在數(shù)值上就與TC相等，即

資料顯示，純棉粗紗的密度γ為0.55(g/cm3)，滌綸粗紗的密度γ為0.65(g/cm3)，腈綸粗紗的密度γ為0.45(g/cm3)，以純棉粗紗為例計算：

h1=[TC/(157*0.55)]1/2=0.1076TC1/2(mm)

同理，可以推導(dǎo)出其它品種的粗紗軸向卷繞密度，常見品種的粗紗軸向卷繞見表1。

3 以軸向卷繞每圈螺距的微米數(shù)來表示的軸向卷繞系數(shù)公式的推導(dǎo)

嚴(yán)格地說，由于在整個粗紗的卷繞過程中受壓掌離心力、卷繞張力等因素變化的影響，粗紗卷繞的每層厚度是不同的，而且已被卷繞到紗管的里層粗紗，受到其后外層粗紗卷繞張力的壓力，其厚度還會繼續(xù)發(fā)生微量變化，因此粗紗管上每層粗紗的厚度b在一落紗過程中是始終處于不斷變化之中的[3]，一般規(guī)律是隨著卷裝直徑的增加，壓掌葉的離心力增加，從小紗到大紗粗紗每層卷繞厚度逐漸增大，其增加量與粗紗號數(shù)、捻系數(shù)、壓掌壓力、軸向卷繞密度等因素有關(guān)，資料顯示這個增量一般約為δ1的0.3%～0.4%。在無錐輪粗紗機筒管轉(zhuǎn)速計算機軟件的設(shè)計程序中，一般設(shè)定了這個參數(shù)，以修正粗紗卷繞每層厚度的這個增量，因此在設(shè)定粗紗每層卷繞厚度時可以不考慮這個變化因素，直接設(shè)定一個初始值就可以了。

表1 不同品種粗紗的軸向卷繞密度

表2 不同品種粗紗的每層厚度

由于在無錐輪粗紗機的電腦系統(tǒng)里，軸向卷繞密度被定義為粗紗卷繞螺距，單位為μm，稱為軸向卷繞系數(shù)。那么對純棉粗紗來說，粗紗軸向卷繞系數(shù)H的最佳取值應(yīng)為：

H=1000h1=107.6TC1/2

同理，可以推導(dǎo)出其它品種的粗紗軸向卷繞系數(shù)，常見品種的粗紗軸向卷繞系數(shù)見表3。

表3 粗紗軸向卷繞系數(shù)表

4 計算實例

4.1 實例1

某公司生產(chǎn)純棉品種，粗紗定量為6.5g/10m，那么無錐輪粗紗軸向卷繞系數(shù)H應(yīng)為：

a) 以軸向每厘米卷繞圈數(shù)來表示的軸向卷繞密度的計算：

H=92.95/(6.5×100)1/2=3.6

b) 以軸向卷繞每圈螺距μm數(shù)值來表示的軸向卷繞系數(shù)的計算：

H=107.6×(6.5×100)1/2=2743

4.2 實例2

某公司生產(chǎn)滌棉混紡品種，混紡比例為T/C 65/35，粗紗定量為4.6g/10m，那么無錐輪粗紗軸向卷繞系數(shù)H應(yīng)為：

a) 以軸向每厘米卷繞圈數(shù)來表示的軸向卷繞密度的計算：

H=92.95/(4.6×100)1/2=4.3

b) 以軸向卷繞每圈螺距μm數(shù)值來表示的軸向卷繞密度的計算：

H=101.8×(4.6×100)1/2=2183

5 結(jié) 語

使用本文提供的計算公式，可以快速、準(zhǔn)確地計算出無錐輪粗紗機的卷繞參數(shù)，不但可以提高工藝翻改的效率，還可以有效減少因不斷調(diào)整粗紗卷繞參數(shù)對產(chǎn)品質(zhì)量造成的不良影響。

[1] 朱洪英.粗紗機卷繞成形機構(gòu)的技術(shù)進步[J].河南紡織高等?？茖W(xué)校學(xué)報,2004(3):4-9.

[2] 劉榮清,金敏華,屠珍雪.粗紗機粗紗卷繞轉(zhuǎn)速數(shù)學(xué)模型的建立和應(yīng)用[J].上海紡織科技,2005,33(3):10-12.

[3] 梁淑花.智能粗紗機卷繞成形設(shè)計與粗紗伸長率控制探討[J].沙洲職業(yè)工學(xué)院學(xué)報,2013(4):17-19.

[4] 棉紡手冊編寫組.棉紡手冊[M].3版,北京:中國紡織出版社,2005:558-559.

[5] 白予生.棉紡粗紗機數(shù)控卷繞系統(tǒng)核心技術(shù)探討[J].紡織機械，2011(3)：6-10.

[6] 袁景山.對粗紗卷繞成形工藝的再認(rèn)識[J].國際紡織導(dǎo)報,2010(5):24-27.

[7] 郁崇文.紡紗系統(tǒng)與設(shè)備[M].北京:中國紡織出版社,2005:156-157.

(責(zé)任編輯：陳和榜)

Derivation of Winding Parameter Calculation Formula of Roving Frame without Cone Wheel

WANGXueyuan

(China Yarn Network, Hangzhou 311203, China)

In order to explore the method to quickly select winding parameters of roving frame without cone pulley, and improve technologic efficiency and product quality, theoretical analysis and mathematical calculation were adopted to elicit computational formula of winding parameters of roving frame without cone pulley. The accuracy and reliability of the formula was verified through production practice. The formula lays a foundation for quickly and accurately setting technological parameters of roving frame without cone pulley.

roving machine; winding coefficient; derivation; formula

2014-04-12

王學(xué)元(1969-)，男，山東巨野縣人，工程師，大專，主要從事棉紡生產(chǎn)技術(shù)及質(zhì)量控制方面的研究。

TS114

B

1009-265X(2015)01-0047-03