脈動(dòng)集聚聯(lián)軸驅(qū)動(dòng)四羅拉集聚紡紗裝置的創(chuàng)新與突破

倪 遠(yuǎn)

(無(wú)錫萬(wàn)寶紡織機(jī)電有限公司，江蘇 無(wú)錫 214161)

脈動(dòng)集聚聯(lián)軸驅(qū)動(dòng)四羅拉集聚紡紗裝置的創(chuàng)新與突破

倪 遠(yuǎn)

(無(wú)錫萬(wàn)寶紡織機(jī)電有限公司，江蘇 無(wú)錫 214161)

為了降低集聚紡紗生產(chǎn)能耗和運(yùn)行成本，介紹現(xiàn)有集聚紡紗裝置結(jié)構(gòu)及現(xiàn)狀，重點(diǎn)對(duì)脈動(dòng)集聚紡紗結(jié)構(gòu)及其聯(lián)軸耦合驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，從集聚形式、負(fù)壓能耗、網(wǎng)格圈磨損、自清潔功能的實(shí)現(xiàn)及減少傳動(dòng)元件數(shù)量、傳動(dòng)負(fù)荷扭矩、降低投資和維護(hù)成本等方面比較了聯(lián)軸耦合驅(qū)動(dòng)與其他4種集聚紡紗裝置驅(qū)動(dòng)形式的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。指出：脈動(dòng)集聚紡紗技術(shù)采用聯(lián)軸耦合驅(qū)動(dòng)，可以降低生產(chǎn)能耗和運(yùn)行成本，提升集聚紡裝置性價(jià)比，減小改造升級(jí)成本；運(yùn)行穩(wěn)定，工藝設(shè)置靈活性高，具有良好的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。

集聚紡；脈動(dòng)集聚；聯(lián)軸驅(qū)動(dòng)；耦合；網(wǎng)格圈；磨損；自清潔；羅拉；負(fù)壓；節(jié)能降耗

0 引言

集聚紡紗技術(shù)是20世紀(jì)末最靚麗的環(huán)錠紡紗附加技術(shù)，其發(fā)展之迅猛遠(yuǎn)超行業(yè)預(yù)期，其對(duì)環(huán)錠紡紗線品質(zhì)的改善和下游應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)也是其它紡紗技術(shù)無(wú)法替代的。在幾種集聚結(jié)構(gòu)中，采用網(wǎng)格圈負(fù)壓集聚技術(shù)是性價(jià)比最高的集聚紡紗技術(shù)，市場(chǎng)占有率達(dá)到95%以上[1]。

從行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的角度看，紡紗過(guò)程的節(jié)能降耗始終是全行業(yè)必須努力踐行的目標(biāo)。采用網(wǎng)格圈負(fù)壓集聚技術(shù)的集聚紡紗裝置，從問(wèn)世以來(lái)就存在集聚負(fù)壓能耗高、投資運(yùn)行成本大等弊端，其每錠集聚負(fù)壓能耗高達(dá)8 W～10 W，萬(wàn)錠裝機(jī)容量超過(guò)110 kW，是環(huán)錠紡紗技術(shù)中能耗最高的附加技術(shù)，也使集聚紡紗線成為高能耗產(chǎn)品。目前，全國(guó)約有3000萬(wàn)錠裝有集聚紡紗裝置的細(xì)紗機(jī)，僅負(fù)壓集聚的電耗每年就超過(guò)20億kW·h，年能耗費(fèi)用達(dá)14億元以上[2-3]。

集聚紡紗裝置的投資成本，十多年來(lái)雖然因產(chǎn)業(yè)鏈的有效形成和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)而降幅巨大，但是對(duì)紡紗企業(yè)而言，集聚紡紗裝置的投資改造成本依然偏高，加上運(yùn)行成本高居不下，投資回收期普遍較長(zhǎng)。隨著集聚紗線下游應(yīng)用需求的進(jìn)一步擴(kuò)展，具有高品質(zhì)特征的集聚紡紗紗錠規(guī)模還有更大的發(fā)展空間[4-5]。因此，降低集聚紡紗裝置的能耗和投資運(yùn)行成本是行業(yè)努力的方向，但由于機(jī)理和結(jié)構(gòu)等方面的制約，成效甚微。

近年來(lái)，紡織行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的步伐加快，無(wú)錫萬(wàn)寶紡織機(jī)電有限公司成功研發(fā)的脈動(dòng)集聚聯(lián)軸驅(qū)動(dòng)型四羅拉集聚紡紗裝置(簡(jiǎn)稱“脈聚集聚紡”，又稱“脈聚緊密紡”)，能顯著降低集聚紡紗的投資運(yùn)行成本。該技術(shù)于2016年7月27日通過(guò)了中國(guó)紡織機(jī)械聯(lián)合會(huì)組織的新產(chǎn)品鑒定，技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先[6]。以下對(duì)脈聚集聚紡技術(shù)特征作簡(jiǎn)要分析探討。

1 脈動(dòng)集聚結(jié)構(gòu)

現(xiàn)有技術(shù)中，負(fù)壓氣流式集聚紡紗裝置的吸氣槽，均采用從負(fù)壓集聚區(qū)上游到下游一條槽貫通式吸氣槽型式。一般只在上下游位置作形態(tài)和寬度的改變，特別是上游進(jìn)入處的形態(tài)改變，或者是對(duì)槽體軸線與紗線行進(jìn)方向的夾角作改變。在集聚區(qū)進(jìn)行全程集聚，期望對(duì)須條軸體產(chǎn)生持續(xù)的徑向壓縮力，從而達(dá)到理想的集聚效果和紡紗質(zhì)量。全程集聚方式使集聚紡紗裝置消耗的氣流流量增大，用于負(fù)壓氣流的功耗增加，即增加了集聚紡紗的運(yùn)行成本。

網(wǎng)格圈吸管形式的負(fù)壓氣流式集聚紡紗裝置中，網(wǎng)格圈由柔性織物制成，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，紡紗環(huán)境中的短纖維和塵雜在氣流影響下積聚在其反面(非集聚工作面)，并跟隨網(wǎng)格圈運(yùn)轉(zhuǎn)，使網(wǎng)格圈局部堵塞，嚴(yán)重影響集聚效果，需要定時(shí)清洗。這是采用網(wǎng)格圈作為集聚元件的集聚紡紗裝置的弊端，也是集聚紡紗裝置運(yùn)行維護(hù)的難點(diǎn)。

另一影響生產(chǎn)運(yùn)行和管理的是網(wǎng)格圈的使用壽命，網(wǎng)格圈與吸管在負(fù)壓氣流正壓力作用下產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦，長(zhǎng)期的相對(duì)滑動(dòng)使二者處于相互磨損狀態(tài)，使網(wǎng)格圈成為頻繁更換的低壽命易損器材。1周～2周的更換周期，不但增大了網(wǎng)格圈使用成本，而且也增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度與管理成本，成為集聚紡運(yùn)行維護(hù)的又一難點(diǎn)。

圖1 脈動(dòng)集聚紡紗結(jié)構(gòu)

圖2 脈動(dòng)集聚賽絡(luò)集聚結(jié)構(gòu)

脈聚集聚紡對(duì)負(fù)壓吸管吸氣槽口形態(tài)作了改良，見(jiàn)圖1和圖2。該技術(shù)提出了“脈動(dòng)集聚”的須條負(fù)壓集聚概念，創(chuàng)造性地將吸氣槽型式從集聚區(qū)上游到下游分割為中間具有間斷的分段設(shè)置，確保進(jìn)入集聚區(qū)的須條在初始集聚階段，得到較大的集聚負(fù)壓能量，而在其后行進(jìn)到吸氣槽口間斷處中斷負(fù)壓氣流，并允許須條小幅擴(kuò)散，在到達(dá)最后一段吸氣槽口時(shí)又有確保須條寬度繼續(xù)收窄的集聚負(fù)壓能量，使集聚氣流沿著須條行進(jìn)的集聚路徑呈現(xiàn)出二次或多次脈動(dòng)集聚，從而使最終輸出集聚區(qū)的須條寬度符合工藝要求，在節(jié)省集聚能耗的同時(shí)還改善了集聚效果。脈動(dòng)集聚的應(yīng)用使整個(gè)集聚過(guò)程的負(fù)壓流量配置更加有效和合理，大幅度提升了集聚負(fù)壓的利用率，實(shí)現(xiàn)高效集聚。

以脈動(dòng)集聚結(jié)構(gòu)負(fù)壓吸氣槽的槽口面積降低為現(xiàn)有技術(shù)的2/3進(jìn)行理論計(jì)算，在相同的集聚負(fù)壓值下，負(fù)壓流量同比降低為原有的2/3。由于負(fù)壓流量與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比，所以風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及風(fēng)機(jī)電機(jī)的變頻器頻率降低為原有的2/3，而風(fēng)機(jī)能耗又與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間存在指數(shù)比例的三次方關(guān)系，因此負(fù)壓能耗的理論計(jì)算值隨負(fù)壓吸氣槽的槽口面積降低而降低為原有的29.63%即(2/3)3，理論計(jì)算節(jié)能率約達(dá)70%。當(dāng)然，這些都基于風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化和風(fēng)機(jī)電機(jī)額定功率的調(diào)整選配。

表1和表2是同機(jī)臺(tái)在不同風(fēng)機(jī)、不同頻率下集聚負(fù)壓功耗的測(cè)試對(duì)比。測(cè)試機(jī)型為492錠FA507型細(xì)紗機(jī)，賽絡(luò)集聚紡R 14.8 tex紗，雙集聚槽槽寬為1.2 mm，槽口面積為31.86 mm2。

表1 JYCS-1NO4.7/1型風(fēng)機(jī)在不同頻率下的功耗測(cè)試對(duì)比

頻率/Hz風(fēng)量/(m3·h?1)主管道/異型管負(fù)壓/Pa車尾車頭系統(tǒng)壓差/Pa功率/kW電流/A3813752275/20952095/1955180/1401．83．64215212770/25852560/2350210/2352．34．4

表2 某款風(fēng)機(jī)在不同頻率下的功耗測(cè)試對(duì)比

頻率/Hz風(fēng)量/(m3·h?1)主管道/異型管負(fù)壓/Pa車尾車頭系統(tǒng)壓差/Pa功率/kW電流/A39．1812662260/21002140/2050120/501．63．043．4014122760/25802650/2495110/852．03．8

從表1可以算出，JYCS-1NO4.7/1型風(fēng)機(jī)在頻率為38 Hz時(shí)每錠集聚功耗為3.66 W，在頻率為42 Hz時(shí)每錠集聚功耗為4.67 W。表2為同機(jī)臺(tái)上使用另一款風(fēng)機(jī)，在風(fēng)機(jī)頻率為39.18 Hz時(shí)每錠集聚功耗為3.25 W，在風(fēng)機(jī)頻率為43.40 Hz時(shí)每錠集聚功耗為4.07W?？梢?jiàn)在滿足集聚區(qū)負(fù)壓值的情況下，隨著風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速(風(fēng)機(jī)電機(jī)變頻器頻率)的降低，負(fù)壓功耗顯著下降。

在應(yīng)用脈動(dòng)集聚結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在負(fù)壓吸管上部吸氣槽間斷的無(wú)槽口區(qū)域，設(shè)有下凹臺(tái)階結(jié)構(gòu)，一方面可以大幅減小吸管與網(wǎng)格圈的摩擦面積，延長(zhǎng)網(wǎng)格圈使用壽命；另一方面下凹間斷后的后續(xù)吸氣槽槽孔起始于下凹臺(tái)階結(jié)構(gòu)的終端，氣流從網(wǎng)格圈與吸管下凹部位空隙進(jìn)入吸氣槽槽孔時(shí)產(chǎn)生對(duì)網(wǎng)格圈的自清潔作用。因此，由新型脈動(dòng)集聚節(jié)能負(fù)壓吸管構(gòu)成的三羅拉或四羅拉集聚紡紗裝置，具有如下重要功能：

a) 在改善或保證集聚品質(zhì)的同時(shí)，總體集聚負(fù)壓能耗實(shí)際降低超過(guò)40%，萬(wàn)錠年節(jié)省電費(fèi)可達(dá)18萬(wàn)元以上，降低了集聚紡紗的運(yùn)行成本。

b) 改進(jìn)的集聚紡紗裝置的吸管和吸氣槽，減小了網(wǎng)格圈與吸管的接觸面積，有效降低對(duì)網(wǎng)格圈的摩擦，可減少網(wǎng)格圈磨損，延長(zhǎng)網(wǎng)格圈使用壽命，降低日常維護(hù)成本。

c) 負(fù)壓吸管上設(shè)置自清潔槽口，增加了對(duì)網(wǎng)格圈內(nèi)層面帶花的自清潔功能，降低日常維護(hù)成本。

本技術(shù)可用于三羅拉或四羅拉集聚紡紗裝置，也可用于集聚賽絡(luò)紡紗裝置或其它新型組合式集聚紡紗裝置。脈動(dòng)集聚設(shè)計(jì)在集聚紡紗裝置上的應(yīng)用，不僅降低了單錠和整機(jī)的集聚能耗，也降低了整個(gè)車間的氣流排量，節(jié)省空調(diào)運(yùn)行成本。

2 四羅拉集聚紡紗裝置的驅(qū)動(dòng)形式

現(xiàn)有負(fù)壓氣流式四羅拉集聚紡紗裝置，主要結(jié)構(gòu)包括牽伸前上下羅拉、負(fù)壓管、網(wǎng)格圈、集聚上下羅拉(第四羅拉)及其加壓機(jī)構(gòu)，其中對(duì)集聚上下羅拉和網(wǎng)格圈的驅(qū)動(dòng)有以下幾種形式。

2.1 下過(guò)橋齒輪驅(qū)動(dòng)形式

圖3 A驅(qū)動(dòng)形式

下過(guò)橋齒輪驅(qū)動(dòng)形式(A驅(qū)動(dòng)形式,見(jiàn)圖3)是國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的四羅拉集聚紡紗裝置。這種結(jié)構(gòu)的每節(jié)前下羅拉和集聚下羅拉上都設(shè)有同軸傳動(dòng)齒輪，前下羅拉上的齒輪通過(guò)過(guò)橋齒輪傳動(dòng)集聚下羅拉上的齒輪，集聚下羅拉通過(guò)集聚鉗口摩擦傳動(dòng)集聚上羅拉，實(shí)現(xiàn)集聚上下羅拉和網(wǎng)格圈的驅(qū)動(dòng)。這種驅(qū)動(dòng)形式對(duì)于普通細(xì)紗機(jī)的改造，有以下弊端：

a) 需將前下羅拉更換成帶齒輪的，改造成本較高，特別是原配高精度前下羅拉的進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)細(xì)紗機(jī)；

b) 過(guò)橋齒輪為易損件，增加了運(yùn)行成本和維護(hù)成本；

c) 過(guò)橋齒輪傳動(dòng)集聚下羅拉對(duì)前下羅拉和負(fù)壓集聚組件產(chǎn)生徑向力，導(dǎo)致?tīng)可旌拓?fù)壓集聚組件運(yùn)行不穩(wěn)定；

d) 集聚區(qū)的牽伸倍數(shù)難以適應(yīng)因纖維品種、工藝需要而變更的需求，限制了工藝配置的靈活性。

2.2 上過(guò)橋齒輪驅(qū)動(dòng)形式

上過(guò)橋齒輪驅(qū)動(dòng)形式(B驅(qū)動(dòng)形式)推出時(shí)間不長(zhǎng)，市場(chǎng)應(yīng)用不廣。這種結(jié)構(gòu)的每錠前上羅拉和集聚上羅拉上都設(shè)有同軸傳動(dòng)齒輪，前上羅拉上的齒輪通過(guò)過(guò)橋齒輪或同步帶傳動(dòng)集聚上羅拉上的齒輪，集聚上羅拉通過(guò)集聚鉗口摩擦傳動(dòng)集聚下羅拉，實(shí)現(xiàn)集聚上下羅拉和網(wǎng)格圈的驅(qū)動(dòng)。這種驅(qū)動(dòng)形式不需要更換前下羅拉，但有以下弊端：

a) 集聚區(qū)的牽伸倍數(shù)難以適應(yīng)因纖維品種、工藝需要而變更的要求；

b) 網(wǎng)格圈傳動(dòng)鏈中涉及前上下羅拉和集聚上下羅拉兩對(duì)羅拉鉗口的摩擦傳動(dòng)，對(duì)集聚鉗口和網(wǎng)格圈的驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性較差；

c) 傳動(dòng)元件較多，維護(hù)難度和維護(hù)成本較高。

2.3 五羅拉下過(guò)橋齒輪驅(qū)動(dòng)形式

五羅拉下過(guò)橋齒輪驅(qū)動(dòng)形式(C驅(qū)動(dòng)形式)推出時(shí)間不長(zhǎng)，市場(chǎng)應(yīng)用不廣。這種結(jié)構(gòu)的細(xì)紗機(jī)每側(cè)另增設(shè)傳動(dòng)軸(第五羅拉)及其支承，每節(jié)集聚下羅拉和傳動(dòng)軸上都設(shè)有同軸傳動(dòng)齒輪，傳動(dòng)軸(第五羅拉)上的齒輪傳動(dòng)集聚下羅拉上齒輪，實(shí)現(xiàn)集聚上下羅拉和網(wǎng)格圈的驅(qū)動(dòng)。傳動(dòng)軸(第五羅拉)由車頭電機(jī)或車頭和車尾部分電機(jī)或前羅拉頭和尾段通過(guò)齒輪或(和)同步帶驅(qū)動(dòng)。這種驅(qū)動(dòng)形式不需要更換前下羅拉，集聚區(qū)的牽伸倍數(shù)可以適應(yīng)工藝需要而變更。其有以下弊端：

a) 傳動(dòng)軸(第五羅拉)及其支承、傳動(dòng)齒輪和過(guò)橋齒輪增加了裝置改造的投資成本；

b) 由于增設(shè)的傳動(dòng)軸(第五羅拉)需要占據(jù)原本緊湊的牽伸部分下部空間，影響操作和維護(hù)；

c) 過(guò)橋齒輪為易損件，增加了運(yùn)行維護(hù)成本；

d) 過(guò)橋齒輪傳動(dòng)集聚下羅拉對(duì)負(fù)壓集聚組件產(chǎn)生徑向力，導(dǎo)致負(fù)壓集聚組件運(yùn)行不穩(wěn)定。

2.4 下羅拉上過(guò)橋摩擦輪驅(qū)動(dòng)形式

圖4 D驅(qū)動(dòng)形式

下羅拉上過(guò)橋摩擦輪驅(qū)動(dòng)形式(D驅(qū)動(dòng)形式，見(jiàn)圖4),由意大利馬佐里公司2014年申請(qǐng)專利，尚未見(jiàn)市場(chǎng)應(yīng)用。這種結(jié)構(gòu)的每節(jié)集聚下羅拉均由上部的過(guò)橋摩擦輥輪通過(guò)前下羅拉摩擦傳動(dòng)，過(guò)橋摩擦輥輪由下部的彈簧加壓機(jī)構(gòu)通過(guò)連桿壓緊在前下羅拉和集聚羅拉上，實(shí)現(xiàn)集聚上下羅拉和網(wǎng)格圈的驅(qū)動(dòng)。其集聚槽口、網(wǎng)格圈引導(dǎo)和張緊設(shè)置在雙錠一組的集聚組件上，集聚組件固定在細(xì)紗機(jī)車面上，負(fù)壓導(dǎo)管也是雙錠一管連接負(fù)壓支管道。這種驅(qū)動(dòng)形式不需要更換前下羅拉。但其具有以下弊端：

a) 集聚羅拉的傳動(dòng)是一種彈簧加壓下的過(guò)橋摩擦驅(qū)動(dòng)，且過(guò)橋摩擦驅(qū)動(dòng)和加壓組件增加了裝置改造的投資成本；

b) 由于前下羅拉與集聚羅拉上部增設(shè)了摩擦輥輪，占據(jù)了原本緊湊的牽伸部分的上部空間，集聚羅拉和負(fù)壓管集聚組件只能雙錠設(shè)置，也增加了裝置改造的投資成本；

c) 雙錠設(shè)置集聚羅拉和負(fù)壓管集聚組件及過(guò)橋摩擦驅(qū)動(dòng)和加壓組件，增加了操作和維護(hù)工作，加大了運(yùn)行和管理成本；

d) 過(guò)橋摩擦驅(qū)動(dòng)可能導(dǎo)致負(fù)壓集聚元件運(yùn)行不穩(wěn)定；

e) 集聚區(qū)的牽伸倍數(shù)難以適應(yīng)因纖維品種、工藝需要而變更的要求。

2.5 脈動(dòng)集聚紡紗裝置的聯(lián)軸驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)

脈動(dòng)集聚紡紗裝置的聯(lián)軸驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖5和圖6。該裝置由車頭和車尾部分前下羅拉通過(guò)兩個(gè)過(guò)橋輪系結(jié)構(gòu)和聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)集聚下羅拉(第四羅拉)，每個(gè)羅拉座中間的每節(jié)集聚下羅拉兩端均設(shè)有能與相鄰集聚下羅拉可脫卸耦合驅(qū)動(dòng)的聯(lián)軸結(jié)構(gòu)。

2.5.1 聯(lián)軸驅(qū)動(dòng)組件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

圖5 集聚羅拉及其聯(lián)軸器

圖6 聯(lián)軸驅(qū)動(dòng)組件

在可脫卸耦合驅(qū)動(dòng)的聯(lián)軸結(jié)構(gòu)中，采用集聚下羅拉兩端設(shè)有軸向凸起的扁平公榫，與一個(gè)兩端為“十”字90°交叉母榫的聯(lián)軸器作過(guò)渡耦合驅(qū)動(dòng)。由于“十”字聯(lián)軸器具有二維自由滑動(dòng)的自調(diào)中心功能，從而使每節(jié)集聚羅拉之間成為“萬(wàn)向節(jié)”的聯(lián)軸。每節(jié)第四羅拉支承在負(fù)壓吸管集聚組件兩端的軸承上，“萬(wàn)向節(jié)”的聯(lián)軸將依次逐節(jié)傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩，而無(wú)任何意外徑向力。因此，具有“萬(wàn)向節(jié)”聯(lián)軸的高效驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)既能保證動(dòng)力平穩(wěn)地由主動(dòng)端向另一端傳遞，又方便在停車后脫卸每節(jié)第四羅拉，進(jìn)行日常操作和維護(hù)工作。

在聯(lián)軸耦合驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案中，適當(dāng)加大集聚下羅拉直徑，其兩端支承軸承也有所放大，使集聚下羅拉兩端軸向凸起的扁平公榫寬度增大，足以負(fù)荷整個(gè)集聚下羅拉的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩。

細(xì)紗機(jī)前下羅拉頭尾端直接聯(lián)軸驅(qū)動(dòng)集聚下羅拉的技術(shù)方案，避免了每節(jié)牽伸前上下羅拉和(或)集聚上下羅拉上傳動(dòng)齒輪的設(shè)置，以及每節(jié)羅拉過(guò)橋傳動(dòng)齒輪的設(shè)置，從而減少驅(qū)動(dòng)集聚下羅拉的傳動(dòng)元件數(shù)量。以480錠細(xì)紗機(jī)為例，目前廣泛應(yīng)用的下過(guò)橋齒輪驅(qū)動(dòng)形式四羅拉集聚紡紗裝置，細(xì)紗機(jī)每側(cè)有40節(jié)下羅拉，就有前下羅拉齒輪、過(guò)橋齒輪和集聚下羅拉齒輪各40個(gè)，組成40套傳動(dòng)組件共有120個(gè)傳動(dòng)齒輪，每臺(tái)細(xì)紗機(jī)共有80套傳動(dòng)組件的240個(gè)傳動(dòng)齒輪。在脈聚集聚紡的聯(lián)軸耦合驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)中，采用細(xì)紗機(jī)前下羅拉頭段和尾段作為動(dòng)力端直接驅(qū)動(dòng)集聚下羅拉，細(xì)紗機(jī)每側(cè)只有頭尾端2套由前下羅拉齒輪、過(guò)橋齒輪和集聚下羅拉齒輪組成的傳動(dòng)組件共6個(gè)傳動(dòng)齒輪，每臺(tái)細(xì)紗機(jī)共有4套傳動(dòng)組件的12個(gè)傳動(dòng)齒輪，以及82個(gè)聯(lián)軸器(聯(lián)軸器成本顯著低于齒輪成本)。這樣既減少了傳動(dòng)齒輪數(shù)量，也降低了驅(qū)動(dòng)功耗和傳動(dòng)不穩(wěn)定因素，大幅降低了設(shè)備改造和運(yùn)行維護(hù)成本。

細(xì)紗機(jī)前下羅拉頭尾端直接聯(lián)軸驅(qū)動(dòng)集聚下羅拉的技術(shù)方案，也便于通過(guò)頭尾端兩個(gè)傳動(dòng)組件變更集聚部分張力牽伸倍數(shù)的工藝參數(shù)設(shè)置。

2.5.2 聯(lián)軸驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)

在不影響運(yùn)轉(zhuǎn)操作和維護(hù)工作的情況下，聯(lián)軸耦合驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案克服了現(xiàn)有技術(shù)中幾種驅(qū)動(dòng)形式存在的弊端。

在細(xì)紗機(jī)上加裝脈動(dòng)集聚紡紗裝置，不必更換原有前羅拉，直接加裝車頭和車尾驅(qū)動(dòng)的集聚下羅拉即可實(shí)現(xiàn)集聚上下羅拉和網(wǎng)格圈的驅(qū)動(dòng)；尤其針對(duì)采用高精度優(yōu)質(zhì)前羅拉的進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)細(xì)紗機(jī)而言，既節(jié)省改造成本，又可保留原有高精度前羅拉。該驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)可用于四羅拉集聚紡紗裝置或四羅拉集聚賽絡(luò)紡紗裝置，或者其它新型組合式四羅拉集聚紡紗裝置上，其優(yōu)勢(shì)為：

a) 集聚紡改造時(shí)前羅拉無(wú)需更換，降低投資成本；

b) 廢除每節(jié)前下羅拉、集聚下羅拉齒輪和過(guò)橋傳動(dòng)齒輪，傳動(dòng)齒輪減少95%，降低投資和運(yùn)行成本；

c) 與現(xiàn)有技術(shù)相比，前下羅拉中段扭矩降低；

d) 前下羅拉、集聚下羅拉和負(fù)壓集聚組件在運(yùn)行中無(wú)徑向力產(chǎn)生，運(yùn)行穩(wěn)定性提高，對(duì)紡紗質(zhì)量有利；

e) 集聚下羅拉與前下羅拉之間的張力牽伸可調(diào)，便于工藝設(shè)置。

脈聚集聚紡的聯(lián)軸耦合驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)在操作便利方面的最大區(qū)別是：聯(lián)軸耦合驅(qū)動(dòng)的集聚羅拉運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)生問(wèn)題時(shí)，不能隨意取下某節(jié)羅拉，必須停車后才能脫卸集聚羅拉。

3 脈聚集聚紡其它特點(diǎn)

3.1 可應(yīng)用大直徑、窄寬度、高彈性前膠輥和輕加壓工藝，加壓壓力降低為30 N/雙錠～40 N/雙錠，集聚膠輥的使用壽命與前膠輥同步延長(zhǎng)。

3.2 采用細(xì)密齒形牽伸前羅拉，直徑為27 mm羅拉的溝槽齒數(shù)從60齒增加為68齒，在同等加壓力下，上下羅拉平均握持溝槽數(shù)增加13.3%，理論握持力同步增加，前上羅拉加壓可降低10%以上，溝槽斜度也適當(dāng)減小，均衡了握持狀態(tài)與運(yùn)行穩(wěn)定性。

3.3 采用獨(dú)特的垂向張緊式上銷結(jié)構(gòu)，既穩(wěn)定上膠圈張力，又保持穩(wěn)定的浮游區(qū)距離，顯著降低了因上膠圈伸長(zhǎng)差異導(dǎo)致的錠間品質(zhì)差異。

3.4 采用大直徑高彈性中上羅拉膠輥和窄寬度的上下膠圈，大幅改善膠圈鉗口的驅(qū)動(dòng)力，降低上下膠圈運(yùn)行阻力。

3.5 采用特殊材料和減摩擦構(gòu)造的下膠圈張力架，既消除了鋁合金張力架與張力架軸之間的金屬電位差腐蝕帶來(lái)的回轉(zhuǎn)卡頓，確保張力架彈性扭轉(zhuǎn)力恒定，下膠圈與張力架間摩擦阻力亦降低60%。

3.6 采用優(yōu)化的圓形總風(fēng)管，管道紊流少，管路壓力損耗低。

以上功能適用于三羅拉或四羅拉形式、單紗或賽絡(luò)集聚紡紗裝置的新機(jī)或舊機(jī)改造。

4 脈聚集聚紡與現(xiàn)有技術(shù)比較

480錠細(xì)紗機(jī)配備脈動(dòng)集聚紡裝置，每節(jié)羅拉6錠，其在不同項(xiàng)目上與其他驅(qū)動(dòng)形式的集聚紡裝置進(jìn)行對(duì)比，見(jiàn)表3。

表3 脈聚集聚紡創(chuàng)新技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)比

驅(qū)動(dòng)形式A形式下過(guò)橋驅(qū)動(dòng)B形式上過(guò)橋驅(qū)動(dòng)C形式五羅拉下過(guò)橋驅(qū)動(dòng)D形式上過(guò)橋摩擦驅(qū)動(dòng)頭尾過(guò)橋聯(lián)軸驅(qū)動(dòng)集聚形式連續(xù)集聚連續(xù)集聚連續(xù)集聚連續(xù)集聚脈動(dòng)集聚負(fù)壓能耗高高高高較低(降低能耗值不小于40%)網(wǎng)格圈磨損率高較高高高較低自清潔功能無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)有集聚羅拉驅(qū)動(dòng)鏈每節(jié)下羅拉→每節(jié)過(guò)橋齒輪→每節(jié)集聚下羅拉每錠上羅拉→每錠過(guò)橋齒輪→每錠集聚上羅拉下羅拉頭尾段→頭尾過(guò)橋齒輪→第五羅拉→每節(jié)過(guò)橋齒輪→每節(jié)集聚下羅拉每節(jié)下羅拉→每節(jié)過(guò)橋摩擦輥輪→每節(jié)集聚下羅拉下羅拉頭尾段→頭尾過(guò)橋齒輪→每節(jié)聯(lián)軸器→每節(jié)集聚下羅拉傳動(dòng)元件數(shù)量240齒輪1440齒輪252齒輪160摩擦輥輪與加壓組件12齒輪+82聯(lián)軸器傳動(dòng)負(fù)荷扭矩中大中大小牽伸前下羅拉更換不換不換不換不換投資成本較高最高較高較高較低工藝配置不可變不可變可變不可變可變運(yùn)行平穩(wěn)性一般一般一般一般平穩(wěn)維護(hù)成本較高最高較高較高較低

5 結(jié)語(yǔ)

脈動(dòng)集聚聯(lián)軸驅(qū)動(dòng)四羅拉集聚紡紗裝置在負(fù)壓能耗、網(wǎng)格圈磨損、自清潔功能的實(shí)現(xiàn)及減少傳動(dòng)元件數(shù)量和傳動(dòng)負(fù)荷扭矩，降低投資成本和維護(hù)成本等方面均處于先進(jìn)或領(lǐng)先水平，有的性能處于國(guó)際領(lǐng)先水平。

該裝置突破了傳統(tǒng)集聚紡紗裝置高能耗的瓶頸，提升了集聚紡紗裝備的性價(jià)比，降低了現(xiàn)有集聚紡紗裝置更新?lián)Q代、改造升級(jí)成本，為用戶實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，提升盈利能力，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)提供了技術(shù)保證，具有良好的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。

[1] 倪遠(yuǎn).緊密紡紗技術(shù)及其紡紗系統(tǒng)評(píng)述[J].棉紡織技術(shù)，2003，31(10)：5-10.

[2] 倪遠(yuǎn).環(huán)錠集聚紡紗技術(shù)的發(fā)展[J].紡織導(dǎo)報(bào)，2011(6)：35-60.

[3] 倪遠(yuǎn).從國(guó)家紡織工業(yè)發(fā)展規(guī)劃看集聚紡紗技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程與前景[J].紡織器材，2012,39(1)：5-8.

[4] 倪遠(yuǎn).緊密紡紗技術(shù)國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用探討[J].棉紡織技術(shù)，2004，32(6)：18-22.

[5] 倪遠(yuǎn).緊密紡紗技術(shù)推廣應(yīng)用與發(fā)展方向探析[J].棉紡織科技，2004(8/9)：10-15.

[6] 倪遠(yuǎn).發(fā)展緊密紡 謹(jǐn)防觸犯知識(shí)產(chǎn)權(quán)[J].中國(guó)紡織，2005(9)：82-84.

The Innovation and Breakthrough of the Four-roller Compact Spinning Device Driven by Pulsing Compact Coupling System

NI Yuan

(Wuxi Wanbao Textile Machinery Co.,Ltd.，Wuxi 214161,China)

To reduce energy consumption and operation cost,introduction is made to the current compact spinning device regarding the structure and status quo.Highlighted analysis is given to the pulsing compact spinning structure and the coupling driving system regarding its structure characteristics,advantages and disadvantages.The tech-edges of the pulsing compact coupling driving systems are analyzed in details from the compacting form,nagative pressure loss,wear of the lattice apron,self-cleaning function,reduction of the transmission components,transmission moment,reduction of investment and maintenance costs compared with other four kinds of driving systems in compact spinning system.It is pointed out that the pulsing compact spinning technology with coupling driving can reduce energy consumption and operation cost,enhance the price-performance ratio of the compact spinning device with less modification upgrade cost;solid stable operation,process setting and high flexibility,having a good application prospect of industrialization.

compact spinning;pulsing compacting;coupling drive;coupling;lattice apron;wear;self-cleaning;roller;nagative pressure;energy saving

2016-08-23

倪 遠(yuǎn)(1955—)，男，上海人，高級(jí)工程師，主要從事棉紡技術(shù)、紡織機(jī)械方面的研究。

時(shí)間：2016-10-08 16:47http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1131.TS.20161008.1647.060.html

TS103.81+2

B

1001-9634(2017)04-0011-06