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自動絡筒機的技術發(fā)展探討

在傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗工藝過程中，由于鋼領直徑限制，使得細紗紗管上的容紗量十分有限，無法直接用于織造；同時在原料或紡紗過程中可能出現(xiàn)的雜質(zhì)及紗疵也必須有效去除。絡筒工序正是為了上述目的而設立的。但傳統(tǒng)絡筒設備大都要人工接頭，質(zhì)量不穩(wěn)定，勞動力強度及消耗人工十分巨大。因此自動絡筒機替代傳統(tǒng)絡筒機是現(xiàn)代化生產(chǎn)的必然趨勢。又是生產(chǎn)企業(yè)有效質(zhì)量控制的標志。

　　目前國內(nèi)使用自動絡筒機用戶的目的大都只是減少勞動力。但現(xiàn)代化下道工序的發(fā)展和要求，實際上已對自動絡筒機提出了更高的要求。這些主要體現(xiàn)在下面幾個方面。

　　1筒紗張力均勻，密度均勻且可控

　　現(xiàn)代化自動絡筒機已普遍采用各種張力控制系統(tǒng)，有氣圈跟蹤式、間隙式張力檢測式和連續(xù)在線式張力檢測式等。例：氣圈跟蹤式的原理為檢測紗線在細紗管上的位置來控制氣圈，從而使小紗時張力不會上升。而間隙式張力檢測式采用非穩(wěn)態(tài)方式采集張力，采集值除張力本身之外，還受到紗線支數(shù)等其他因素的影響，所以精度不高。連續(xù)在線式張力檢測式為高精度的控制方式，其特點是檢測和調(diào)節(jié)為同一穩(wěn)態(tài)參數(shù)，精度能達1CN，能做到“所見即所得”。

　　高端應用中使用直接連續(xù)式的在線監(jiān)測紗線張力系統(tǒng)，可以高精確地監(jiān)測到所有隨機的紗線張力變化。而這些隨機張力變動是無法預測的。跟據(jù)實時紗線張力數(shù)值，并通過電腦計算，由電磁式張力盤調(diào)節(jié)紗線張力,對紗線的測量及控制精度可達<1 cN，因此確?？焖俸蜏蚀_的調(diào)節(jié)到預定的張力水平,可加工所有紗管型號并能補償任何張力變化。采用這種方式后，對任何種不同模量特性的紗線,在高速卷繞的整個過程中自始至終保持高精度的恒定張力,以保證高質(zhì)量的卷裝成形.在管紗整個退繞過程中,可自始至終以設定速度運行,使絡紗下部退繞無須復雜的氣圈跟蹤系統(tǒng),在小紗時可保持高速,使產(chǎn)量大大提高。

　　另外重要的是：在槽筒啟動時,由于速度不能突變，紗線會在這一階段形成欠張力。采用直接連續(xù)式的在線監(jiān)測紗線張力系統(tǒng)后，也能以高響應速率使紗線在槽筒未達到全速之前，及時并迅速地達到設定張力。

　　這種張力控制系統(tǒng)真正能在恒張力(1 cN)下做到320 mm以上大筒子,在下道工序可大大降低斷紗率。采用這種方式，在直接染色筒子方面可有十分廣泛的應用，可實現(xiàn)極低密度(<0.3g/cm3)筒紗卷裝。

　　2筒紗大卷裝要求及其他特殊卷裝高求

　　影響筒裝尺寸大小的重要因素之一是重疊區(qū)對直徑限制。當筒子和槽筒的轉(zhuǎn)速達到整數(shù)比的臨界直徑處，就會形成重疊區(qū)。在重疊區(qū)，紗線一根排列在另一根紗線之上或旁邊，形成平行紗線的條帶。重疊條帶造成了退繞的速度限制，如筒紗直接用于染色，又會影響染色的均勻度。在細號紗線絡紗時這種情況尤其嚴重。卷裝越大，臨界直徑處平行條帶的情況越嚴重。目前主流防疊系統(tǒng)是采用電子防疊，采用槽筒驅(qū)動交變加減速方式，人為形成槽筒和筒紗之間的滑移。但由于筒紗和槽筒之間的壓力是固定不變的，所以滑移量有限，且不能有效控制。

　　大卷裝無重疊區(qū)的要求產(chǎn)生了PROPACK的基本原理。其是采用一套特殊的自動調(diào)節(jié)搖架壓力驅(qū)動機構(gòu)。該機構(gòu)受電腦計算結(jié)果的指令，能自動在筒紗卷繞到臨界直徑處調(diào)節(jié)搖架壓力，所以能完全有效地形成足夠的滑移以消除重疊現(xiàn)象，使卷繞直徑不再受重疊現(xiàn)象限制。

　　另外，對于彈力紗的絡筒，筒紗在大直徑高彈力情況下，由于外層紗線對內(nèi)層產(chǎn)生擠壓，終在筒紗兩端面會形成凸出的端面，產(chǎn)生成形缺陷。卷裝直徑越大，凸出情況越嚴重。現(xiàn)代化先進絡筒機能把自動張力控制和自動搖架壓力控制有機地通過電腦結(jié)合起來。這就是VARIOPACK的基本原理。用這種方式，彈力筒紗和普通紗筒紗可做到一樣的成形。

　　3筒紗長度精度的要求

　　目前自動絡筒機都有紗線自動計長裝置。目前普遍方式是記錄槽筒轉(zhuǎn)數(shù)換算成周長來完成定長功能。但精度只能在2%左右。所以理想的方式是直接測量紗線在紗路中運行的距離。根據(jù)這種要求，目前已出現(xiàn)一種叫ECOPACK的方式，其采用光學非接觸方式在紗路中掃描并記錄運動紗線外廓，分析比較運行時測得的信號，將信號計算轉(zhuǎn)化為當前紗線長度，并和設定值比較，并作相應動作。采用這種ECOPACK的高精度長度測量方式后，各個筒紗卷裝的紗線長度誤差值可控制在0.5%之內(nèi)。在下道工序，如整經(jīng)中，可使同一批紗幾乎同時繞盡，有效減少紗線未繞完而再需重繞的的浪費。

　　ECOPACK特別適用于生產(chǎn)高質(zhì)量高檔紗線，如細號精梳棉紗、精紡毛紗、緊密紡紗線和要求高精度紗線計長的后道工序的加工，如整經(jīng)、倍捻等。

　　4適應各種不同紗線的絡紗

　　目前隨著新型紡織纖維材料及工藝的發(fā)展，繁多紗線種類需要各種不同的捻接裝置。如彈力絲包芯紗、亞麻紗、緊密紡紗線，各類動物蛋白纖維紗線等。

　　目前結(jié)頭方式主要有機械打結(jié)器、機械搓捻器及空氣捻接器。機械打結(jié)器主要用于長絲類。機械搓捻器能產(chǎn)生非常好的結(jié)頭外觀，但由于結(jié)頭中未形成單纖維抱和，結(jié)頭穩(wěn)定性及在下道工序中耐交變應力性能并不理想，同時由于設備投入成本及運行成本非常高，其應用受到限制。現(xiàn)主流捻接方式是空氣捻接方式。目前空氣捻接器已發(fā)展到了非常成熟的水平，已派生出下列種類：

　　(1)噴濕捻接器采用霧化噴水裝置，使捻接時壓縮空氣中形成豐富的水霧，能增加接頭處的轉(zhuǎn)動慣量和纖維抱和力。對粗支紗或股線的捻接能達到非常好的效果。目前先進的已采用電子式劑量控制方式，能快速有效地針對不同號數(shù)紗數(shù)設定及控制水霧含量。

　　(2)彈力捻接器適合于彈力包芯紗的捻接。它的特點是采用空捻方式使彈力絲包芯紗和普通紗一樣保持纖維之間的抱合。采用特殊的制動元件、改良的夾紗和切紗線路以及優(yōu)化控制的軟件確保安全順利的加工彈力包芯紗，結(jié)頭處保持彈力絲在中間，強力和外觀具有優(yōu)異的質(zhì)量。這種捻接結(jié)頭在機織時更耐交變應力而不發(fā)生接頭缺陷，在針織時能保持彈力風格。彈力捻接器也可與噴濕捻接裝置結(jié)合使用。

　　(3)熱捻接器主要用于如動物蛋白纖維的紗線捻接，如羊毛、絹及其混紡紗線。通過將捻接空氣溫度調(diào)節(jié)到適應于捻接紗線性質(zhì)而使空氣捻接過程優(yōu)化。應用加熱的捻接空氣充分利用了纖維的熱塑性。在捻接區(qū)紗線接頭結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此接頭強力增加，外觀改善。

　　5絡筒工序?qū)崿F(xiàn)低能耗[WTBZ]

　　自動絡筒機目前已全面實現(xiàn)單錠控制，根據(jù)所加工紗線種類和質(zhì)量的不同，其能耗波動很大。自動絡筒工序的能耗成為紡紗中不得不考慮的方面?，F(xiàn)階段自動絡筒設備全部采用變頻電機，中央電腦設定控制。在實際工藝中，為保證在惡劣的情況下不超過低工藝要求極限，絡筒機上各參數(shù)設定值都一般設定為較高，如產(chǎn)生工作負壓主吸風電機，其功率可能占整機功耗的一半。如不采取有效控制，較高的轉(zhuǎn)速設定導致整機消耗非常大。

　　先進的現(xiàn)代化絡筒機在采用變頻電機的基礎上，另采用全自動電腦負壓監(jiān)控裝置，其能根據(jù)耗氣量大小自動調(diào)節(jié)吸風電機轉(zhuǎn)速. 如沒有或僅較少錠位動作,則吸風電機低速運行，這時可降低風機功耗50%以上。如在某較短時段有很多錠位同時動作,其負壓傳感器會及時采集當時負壓值, 通過電腦控制, 會迅速增加變頻電機轉(zhuǎn)速,以保證負壓準確維持在設定值上，使紗頭捕捉迅速。該時段過后系統(tǒng)會自動回到低轉(zhuǎn)速狀態(tài)。由于上述原理，這種先進裝置能使工作負壓設定在較接近于極限工藝要求的位置處，其對應的電機平均轉(zhuǎn)速可有效降低，達到節(jié)能目的。按絡筒機中負壓風機所占相的功耗比,此項設計可使整機平均功耗多能降低20%。

　　6絡筒工藝實現(xiàn)低回絲消耗

　　目前傳統(tǒng)自絡機中大都沒有紗線位置控制，在捕捉紗頭的過程中在都靠時間設定。在捕到紗頭間之后，多余的設定時間會使更多長度的紗線繼續(xù)吸入，反之，如設定時間太短，則捕頭成功率會降低。為大限度優(yōu)化紗線捻接控制，減少回絲量，先進現(xiàn)代自絡機中使用了紗頭傳感器控制技術。

　　這種設計在絡筒機捕紗器中裝有紗頭感應傳感裝置,當紗頭被吸入吸臂，到達光電感應裝置時，其才會發(fā)信號通知繼續(xù)下一動作，同時關閉風門以節(jié)約能耗。否則會保持前一動作，直至紗頭可靠捕到為止。捻接時,一旦紗頭被捕捉到,傳感器能立即發(fā)信號進行捻接動作,捕紗臂不再有重復動作,以減少接頭時間和紗線浪費.一般每次接頭紗線長度可控制在50 cm~60 cm，可大大節(jié)約回絲。同樣原理，如在清紗器切紗后,在準確測定紗頭位置后，就可完全吸走被檢出疵紗的長度,保證筒紗中無疵紗。

　　7結(jié)束語

　　該類設備設計制造精度及穩(wěn)定性要求非常高，是各先進國家近年重點研發(fā)的主要紡織設備之一，也是我國眾多紡織企業(yè)為提高產(chǎn)品質(zhì)量檔次的主要技改內(nèi)容。各種新技術應用都會在自絡機上得到應用。對于我國眾多紡織企業(yè)技術改革來說，使用自絡設備不僅是要為絡筒工序減少勞動力，而應將重點放在以紗線高速發(fā)展要求為起點，以提高卷裝質(zhì)量并提高下道工序效率為主要目標。