第四節(jié) 轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的自動(dòng)化與高速化一、轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的自動(dòng)化隨著轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)速度的提高，為保證成紗質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率，新一代高速轉(zhuǎn)杯紡紗 機(jī)均配有自動(dòng)接頭、自動(dòng)落筒、自動(dòng)清潔、成紗質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)及工藝參數(shù)、成紗質(zhì)量自動(dòng)顯示系統(tǒng)。留頭機(jī)構(gòu)是通過(guò)控制(電氣或機(jī)械式)系統(tǒng)來(lái)控制轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的各轉(zhuǎn)動(dòng)部件 (如喂給羅拉、分梳輥、引紗羅拉、卷繞羅拉及紡紗杯等)的關(guān)車(chē)及開(kāi)車(chē)順序，以彌補(bǔ)它們之間的慣性差異，使關(guān)車(chē)后仍能保持正常的紡紗條件，使再次開(kāi)車(chē)時(shí)能順利地集體生頭。目前，普遍采用的留頭機(jī)構(gòu)有兩種類(lèi)型：一類(lèi)為拉紗法留頭機(jī)構(gòu)，另一類(lèi)為卷繞羅拉倒順轉(zhuǎn)留頭機(jī)構(gòu)。留頭的關(guān)鍵在于開(kāi)車(chē)時(shí)，使各運(yùn)動(dòng)機(jī)件能按所需的時(shí)間順序發(fā)生動(dòng)作，能對(duì)機(jī)件的慣性及動(dòng)作的可靠性進(jìn)行有效的控制。在BD系列、AS系列及 RU11 型轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)上，均有半自動(dòng)接頭裝置。它是一種附屬設(shè)備，在接頭后不影響機(jī)器的正常工作。半自動(dòng)接頭裝置采用一套杠桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)杠桿在工作位置時(shí)，先使紗筒脫離卷繞羅拉， 并將紗筒制動(dòng)后固定于某一位置，同時(shí)確定接頭所需的引紗長(zhǎng)度。當(dāng)清潔完紡紗杯后，將引紗送進(jìn)引紗管，然后按動(dòng)控制桿，使杠桿脫離工作位置，紗筒順勢(shì)落在卷繞羅拉上，引紗膠輥與引紗羅拉接觸，由引紗膠輥與夾持器握持的引紗頭被放松，引紗被吸入紡紗杯，接頭操作完成。轉(zhuǎn)杯紗的接頭強(qiáng)度與進(jìn)入紡紗杯凝聚槽中的纖維根數(shù)有關(guān)。纖維太多，接頭粗，捻度減少；纖維太少，接頭細(xì)，捻度增多。要獲得最佳接頭強(qiáng)度，必須嚴(yán)格控制接頭時(shí)間。據(jù)測(cè)定，紡紗杯轉(zhuǎn)速4.5×10?r/min 時(shí)的接頭時(shí)間應(yīng)為0.55s，轉(zhuǎn)速5.5×10? r/min 時(shí)的接頭時(shí)間應(yīng)為0.45s，轉(zhuǎn)速6.7×10?r/min時(shí)的接頭時(shí)間應(yīng)為0.33s，即紡紗杯轉(zhuǎn)速越高，接頭的時(shí)間應(yīng)該越短，人的動(dòng)作也就越難達(dá)到要求。一般紡紗杯速度高于6×10?r/min 時(shí)，必須采用自動(dòng)接頭。目前，Autocoro型 、RU14 型 、BDA10 型等轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)，均配有自動(dòng)接頭裝置。盡管各自的結(jié)構(gòu)不同，但轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)都有如下功能：(1)首先由傳感器感應(yīng)出發(fā)生斷頭的紡紗器。(3)自動(dòng)接頭時(shí)使紗筒退繞。(4)自動(dòng)接頭時(shí)使引紗頭解捻。(5)自動(dòng)接頭時(shí)控制喂入羅拉的喂入量。為了滿足最終成品質(zhì)量的需要，并延長(zhǎng)落紗周期，轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的卷裝逐漸加大；為減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，在轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)上先后采用了半自動(dòng)落筒(落筒輸送帶)和全自動(dòng)落筒裝置。全自動(dòng)落筒裝置通常包括以下幾個(gè)部分：(2)回轉(zhuǎn)式落筒機(jī)構(gòu)。(4)回轉(zhuǎn)式落筒機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)。5. 質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)及工藝參數(shù)與成紗質(zhì)量的顯示隨著微機(jī)技術(shù)的發(fā)展及轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)自動(dòng)化程度的提高，使轉(zhuǎn)杯紡紗實(shí)現(xiàn)紡紗過(guò)程中的質(zhì)量監(jiān)控成為可能，其中 RU14 型轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)比較完善，它采用三級(jí)控制。第一級(jí)為紡紗器的電子控制系統(tǒng)：它以12個(gè)紡紗器為一組，對(duì)每個(gè)紡紗器作自動(dòng)相連監(jiān)測(cè)，在每個(gè)紡紗器上有信號(hào)指示燈，燈持續(xù)不滅表示紡紗器存在故障，燈快速閃亮表示紡紗有質(zhì)量問(wèn)題。第二級(jí)為自動(dòng)接頭的電子控制系統(tǒng)：它通過(guò)微機(jī)編程調(diào)節(jié)各參數(shù)，控制接頭與換筒。第三級(jí)為中央控制系統(tǒng)：其功能有控制停車(chē)生頭程序，監(jiān)測(cè)操作運(yùn)轉(zhuǎn)順序，控制紡紗器的電子設(shè)備，測(cè)量輸出長(zhǎng)度，定長(zhǎng)落筒，進(jìn)行質(zhì)量控制。目前，紡紗杯轉(zhuǎn)速最高已達(dá)13×10?r/min，速度的提高使轉(zhuǎn)杯紡的經(jīng)濟(jì)線密度減小，生產(chǎn)效率提高，但高速帶來(lái)了轉(zhuǎn)杯紡適紡性能的矛盾，同時(shí)還必須有適應(yīng)高速的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和紡紗器的關(guān)鍵部件作保證。轉(zhuǎn)杯紡成紗時(shí)，紗線在紡紗杯凝聚槽剝離點(diǎn)處的強(qiáng)力低，而紡紗張力 P 不能超過(guò)這個(gè)數(shù)值，如果 P>Q，則會(huì)因斷頭而無(wú)法紡紗。設(shè)Tt為紗線線密度，w 為紡紗杯角速度，R為紡紗杯半徑，它們與紡紗張力 P 的關(guān)系為： 即隨著紡紗杯速度w 的提高，紡紗張力P呈平方倍增加，為滿足正常紡紗時(shí) P<Q 的條件，提高紡紗杯速度時(shí)，必須以減小紡紗杯半徑 R 為代價(jià)。紡紗杯直徑過(guò)小，對(duì)纖維的適紡性能差， 一般情況下，為了使纖維在紡紗杯凝聚槽中能伸直平行，并減少加捻過(guò)程中搭橋纖維的產(chǎn)生，紡紗杯直徑與所紡纖維長(zhǎng)度之比至少要 在1. 1以上。這樣，高速時(shí)的小紡紗杯(如φ38mm), 只可以紡一般長(zhǎng)度的棉纖維，而不能紡其他纖維。2. 轉(zhuǎn)杯紡的高速傳動(dòng)部件轉(zhuǎn)杯紡的高速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括高速軸承及軸承的拖動(dòng)方式兩方面。紡紗杯軸承有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩大類(lèi)。其中滾動(dòng)軸承又可分為直接軸承和間接軸承，滑動(dòng)軸承又可分為空氣軸承和磁性軸承。目前，生產(chǎn)上使用較多的是直接滾動(dòng)軸承和間接滾動(dòng)軸承。采用直接滾動(dòng)軸承的機(jī) 型有BD200RN型、BD200SN型、HS系列、M1/1型、BDA10型和國(guó)產(chǎn)的SQIA 型、FA601A 型等。采用間接滾動(dòng)軸承的機(jī)型有 RU11 型、M2/1型、RU04型、RU14型、Autocoro型及國(guó)產(chǎn)的 FA611A 型等。近年來(lái)，空氣軸承技術(shù)有了突破性進(jìn)展，我國(guó)已研制成功轉(zhuǎn)速為(6～8)×10?r/min、采用動(dòng)壓空氣軸承和中頻電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的紡紗杯結(jié)構(gòu)，并在 ZZF—168 型轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)上使用。直接滾動(dòng)軸承：滾珠處于長(zhǎng)時(shí)間的高速摩擦狀態(tài)，限制了速度的進(jìn)一步提高，速度一般在 4×10?r/min左右，通過(guò)用彈性?shī)A持代替固定夾持等措施?？墒顾俣扔兴岣?，但目前用于轉(zhuǎn)杯紡紗的直接滾動(dòng)軸承速度最高只能達(dá)到8×10?r/min (如BDA10 型機(jī))，因?yàn)橹苯訚L動(dòng)軸承隨著速度的提高，噪音增大，壽命縮短。間接滾動(dòng)軸承：采用這種軸承可使紡紗杯速度大大提高。設(shè)紡紗杯軸的直徑為9mm,托盤(pán)直徑為70mm，當(dāng)紡紗杯轉(zhuǎn)速為10×10?r/min 時(shí)，托盤(pán)軸承的轉(zhuǎn)速可降到1.25～10?r/min, 這個(gè)轉(zhuǎn)速普通滾動(dòng)軸承就能實(shí)現(xiàn)，因此使用這種間接滾動(dòng)軸承的 RU14 型 、Autocoro型等機(jī)型的最高轉(zhuǎn)速已達(dá)10×10?r/mmin。空氣軸承：是依靠軸與軸承座之間形成的氣膜來(lái)支承動(dòng)靜元件做相對(duì)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。從理論上講，空氣軸承的壽命是無(wú)限的，而且具有噪音低、動(dòng)力消耗小的優(yōu)點(diǎn)，并能實(shí)現(xiàn)高速。空氣軸承可分為靜壓空氣軸承、動(dòng)壓空氣軸承和復(fù)合型空氣軸承三種。紡紗杯軸承的傳動(dòng)方式主要有龍帶集體傳動(dòng)和單錠單電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)。直接滾動(dòng)軸承和間接滾動(dòng)軸承均采用龍帶集體傳動(dòng)；由于龍帶的速度有限，因而限制了紡紗杯速度的進(jìn)一步提高。單錠單電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)主要用于空氣軸承和磁性軸承。新型的 Autocoro—240型及日本AR300 型轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)均采用雙盤(pán)軸承和轉(zhuǎn)速變換器相結(jié)合的方式，使紡紗杯的轉(zhuǎn)速提高到12×10?r/min和13×10?r/min。國(guó)產(chǎn)的ZZF—168型轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)采用動(dòng)壓空氣軸承和中頻電動(dòng)機(jī)單錠傳動(dòng)紡紗杯，其優(yōu)點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耗電省、噪音低、適應(yīng)高速。機(jī)械軸承因受材料限制，極限速度難以再提高，而空氣軸承尚有潛力。轉(zhuǎn)杯速度的提高，相應(yīng)對(duì)整機(jī)的速度提高提出了要求。因此，轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)也有了很大的發(fā)展，如采用同步齒形帶傳動(dòng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的齒輪傳動(dòng)，增加了傳動(dòng)的可靠性，并降低了噪音。采用無(wú)級(jí)變速器來(lái)調(diào)節(jié)喂給和輸出速度，在不停車(chē)時(shí)即可改變工藝。使調(diào)節(jié)方便，且便于自動(dòng)控制。
|
