The 21st Shanghai International Nonwovens Exhibition(SINCE)

第二十一届上海国际非织造材料展览会

2025年 | 中国 · 上海世博展览馆

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嵌入式复合纺纱设备的设计与研制

嵌入式复合纺纱是一种新型多功能纺纱技术类似两个赛络菲尔纺后再进行赛络纺,其独特的纺纱系统设计在纺细号纱及某些可纺性差的纤维原料及多花色品种方面有着特殊的优势。目前国内许多的毛纺、麻纺及棉纺企业针对自己不同的需求及条件,自行研制了有关的纺纱设备,开发了特细号纯麻、纯毛及不同原料的多花色品种纱线及面料。但是我们也应该看到嵌入式复合纺纱的装备研制工作滞后,影响了嵌入式纺纱技术的推广和纺织工业大规模的开发与应用。为了加快嵌入式复合纺纱装备的研制,我们成立了嵌入式复合纺纱装备研制小组,以期在短期内获得突破。本文把有关的经验进行了一定的总结,用以说明嵌入式复合纺纱设备研究方面相关的问题,介绍如下。

1嵌入式复合纺纱原理嵌入式复合纺纱是两根长丝在外侧,两根粗纱在长丝内侧,在纺纱过程中,两根粗纱对称地从内侧喂入进行正常牵伸,而两根长丝则通过导丝装置对称地从前罗拉直接喂入,两根短纤维须条分别与两根长丝先进行汇集各侧的短纤维须条与长丝进行预加捻,然后汇集于一点进一步加捻成纱。纱线的强度主要由超细化学纤维承担,而加捻只是为了使短纤维在纱线中实现内外转移,短纤维在纱线中的转移方式以嵌入的形式牢固固定,与传统环锭纺中纤维内外转移形式有本质的区别。从前罗拉输出的每根须条上都具有一定的捻度,成纱的两根纱中将存在与成纱方向相同、大小相近的真捻,强了复合纱的强力并降低了伸长率;预加捻的须条在较强的捻度下结构紧密;与长丝再次加捻后,单位长度上的缠绕次数加,许多纤维端被相邻的纱条捕捉,最后进入复合纱结构中,从而减少了复合纱的毛羽数量。该纺纱体系中,4种原料的系统定位是形成和影响嵌入纺特有的股线体系特征的一个关键因素。

根据嵌入式复合纺的设计原理可以知道,嵌入式复合纺纱系统中原料必须妥善吊挂和准确喂入;长丝原料应有一定的张力控制;实际生产中还要注意各种原料的断头检测问题,因此嵌入式复合纺纱装备必须考虑以上几个方面的系统要求。

2嵌入式复合纺纱装置的设计与研制21粗纱的吊挂与喂入环锭细纱机大多采用每台408锭、420锭的配置,其空间比较狭窄,因此我们考虑原料的吊挂与喂入要尽可能的拓展细纱机利用空间,安装吊挂系统,解决通道光洁问题,实现原料顺利退绕和准确喂入。以每台408锭细纱机为例,需要吊挂816个粗纱。我们采取了成熟的赛络纺纱原料吊挂方法,细纱机纱架由单层6列改为单层8列,单侧粗纱定位俯视图见增加细纱T字梁的宽度,将3根粗纱吊杆增加到4根,合理布置吊锭在粗纱吊杆的分布位置,有利于粗纱顺利退绕,不相互影响。

22长丝的放置及张力控制2 21设计思路嵌入式复合纺纱每锭喂入两根长丝。以每台408锭细纱机为例,需要吊挂816个长丝筒。现在化纤厂生产出来的长丝卷装有粗纱管状、筒子状,还有氨纶小筒等形式。如果是粗纱管状或筒子状的卷装则需要较大的放置空间。同时长丝的喂入张力也需要控制,也需要空间,这对现有的空间紧张的细纱机而言是非常困难的。我们考察研究了氨纶包芯纱装置的特点。氨纶积极喂入装置目前较普遍采用的是在细纱机上加装一对积极喂入罗拉,芯丝放在其上,靠摩擦来完成退绕。积极喂入罗拉的传动是通过细纱机前罗拉轴端加装的链轮域齿轮)按一定的牵伸比率带动过桥轮,再由交换链轮域齿轮)来传动的。氨纶包芯纱装置具有长丝放置和长丝积极退绕及张力积极控制的特点,将长丝的放置、退绕及张力控制等功能融为一体。我们以此为基础开展嵌入式复合纺纱长丝的放置及张力控制的研究工作。

222设计方案我们设想采用双层氨纶包芯纱辊筒以解决嵌入式复合纺纱长丝的放置及张力控制的问题。研究发现:虽然双层氨纶包芯纱装置能够解决嵌入式复合纺纱长丝的放置及张力控制的问题,但是也出现了粗纱架升高,不利于挡车工操作的问题和长丝退绕线路复杂的问题。为此我们采用单层氨纶筒子积极输送装置,在一个包芯纱长丝筒上卷绕两根长丝,退绕时两根长丝一起退绕。这种积极式单层氨纶包芯纱辊筒和一筒双丝喂入的方式示意图见这套输送装置由每面一对辊筒、辊筒托架、隔筒片等组成。为了防止卷绕在一个包芯纱长丝筒上的两根长丝在一起退绕可能会发生的相互缠绕现象,我们在转杯纺纱机上进行了卷绕试验。经过手工退绕和氨纶包芯纱装置的退绕试验,发现可以做到两根长丝积极退绕的同时相互之间不缠绕。我们还提出了长丝退绕相位差概念。其主要思想是保持一根长丝位置不变,将另外一根长丝多退一圈,这样就使两根长丝退绕位置不在同一层的位置上,两根长丝产生一个相位差,从而有效防止了两长丝相互缠绕。

223张力控制试验传统氨纶包芯纱的氨纶由于其弹性大,纺纱预牵伸取37倍较为合适,而涤纶、水溶性维纶、锦纶等化纤长丝弹性较小,如果采用传统的氨纶张力退绕,会产生大量的断头,产品质量也得不到保证。我们为此进行了相关的试验。

我们使用了定量为3.2g/10m黑色毛粗纱和444de白色涤纶长丝;细纱总牵伸21. 4倍,锭子转速8900rmnn长丝间距12m1长丝与毛粗纱间距4mm设计成纱38. 8呼捻度74捻/10m在以上工艺条件下,分别选择长丝预加张力49N0.98N1.47N1.96N2.45N进行纺纱试验及成纱性能测试。经过分析可知:涤纶长丝的预加张力影响了嵌入式复合纱中纤维的内外转移过程,影响了成纱的结构,同时影响了成纱的强伸性能和条干水平。在纺制38.8ex毛涤长丝嵌入式复合纱,涤纶长丝预加张力为1.96 N时复合纱强力伸长性能、条干CV值等较为理想。此时,细纱机前罗拉与长丝辊筒的线速比为224张力控制装置传动工艺设计FZ501型细纱机改造的嵌入式复合纺纱长丝张力控制装置传动图见拉直径28mm导丝辊筒直径60mm可由下式计算出前罗拉与喂入辊筒之间的线速比t辊筒线速度ZZ可计算出1.08.经试纺证明,采取了1.08倍的线速比,嵌入纺纱生产质量均较好。此种喂入装置传动方式的特点是积极喂入罗拉由前罗拉通过附加机构传动,长丝预牵伸倍数大小的改变是通过改变变换链轮的齿数来改变前罗拉与积极喂入辊筒之间的线速比来实现的。需要注意的是不同的长丝原料,合适的长丝预牵伸倍数是不同的,需要使用不同的变换链轮来实现。

234种原料的定位装置设计及检测2214种原料定位装置的工艺要点现双长丝的定位。双喇叭口的中心与双导丝轮的中心重合定位,他们的中心又与前罗拉上的纺纱中心重合,即摇架体中心左右35mm处。因此嵌入式复合纺纱粗纱与粗纱之间,粗纱与长丝之间必须保持一定间距的工艺要求就由双喇叭口的间距设计和双导丝轮的间距设计来实现。经过我们反复的研究,最佳成纱间距为长丝与长丝间距12mm粗纱与长丝间距4mm因此双导丝轮的间距设计为12mm双喇叭口的间距设计为4mm232长丝导丝轮的设计我们设计的导丝轮及定位装置见长丝导丝轮的设计要求是每纺纱锭必须采取双锭同时导丝;导轮转动灵活,防止灰尘附入影响转动;导轮的间距可以按照需要调节;为了适应纺纱厂的实际生产导轮还能够方便左右移动调节,定位后能够固定导轮不移位;导轮支架必须按照不同的摇架形式进行设计;导轮的侧面印上标记,挡车工发现导丝轮不转动时,可能就是长丝断头了,方便挡车工操作把关。目前该长丝导丝轮已经规模生产投入生产使用。

24长丝卷装的准备嵌入式复合纺纱长丝卷装必须同时卷绕两根长丝,还必须满足两根长丝同时退绕不缠绕的工艺要求。我们尝试用氨纶包芯纱的卷绕设备一次卷入两根长丝。经过相关试验,完全能够满足嵌入式复合纺纱的需要。目前这种设备是专门为氨纶化纤厂准备的,卷绕速度可以达到800m/mn但是一台一次只能卷绕16个筒子;经过测算,这样的一台设备24h的生产量,仅仅只能满足目前一般细纱机2天至3天的使用量,卷绕数量远远不能满足纺纱厂的需求;同时该设备没有长丝筒的放置架,也没有断丝检测及处理装置,这方面我根据传统的赛络纺和氨纶包芯纱装置的特们还在与相关的企业联合研究相关的配套工作。

点,我们采取了双喇叭口和双导丝轮。双喇叭口2 5增大细纱机牵伸倍数的研究是为了实现双粗纱的定位,而双导丝轮是为了实根据嵌入式复合纺的系统设计,每锭必须喂改后总牵伸倍数入两根粗纱两根长丝,因此必须降低粗纱的定量或者加大细纱机牵伸倍数才能达到降低细纱定量纺制细号纱的效果。在粗纱定量和长丝定量一定的情况下,我们对加大细纱机牵伸倍数进行了探讨。

我们研究了FZ01型细纱机的传动机构,发现Z /(68/36)这一对机后传动齿轮传动位置特殊,我们把Z/Z改为77/27后,总牵伸倍数为原来的1.83倍,基本满足了嵌入式复合纺纱对细纱总牵伸倍数的要求。

原来总牵伸倍数X.X~ZZZZ生产实践证明:改造后的细纱机总牵伸倍数完全能够达到工艺设计的要求。

轮装错,导致辊筒转速远低于要求。链轮经过更换后生产正常,基本无长丝断头现象发生。

(4)目前氨纶包芯纱、长丝复合纺的设备上没有安装长丝电子监测与处理装置,对于长丝断头基本上靠挡车工的操作质量把关来保证,劳动量很大。本嵌入式复合纺纱设备也暂时没有完成这个方面的工作,我们需要继续结合细纱机的结构来研究相关的长丝电子监测与处理装置。

4结语嵌入式复合纺纱是近来出现的一种新型纺纱技术。本文对嵌入式纺纱的成纱原理进行了简单介绍;从粗纱吊挂与喂入、长丝放置及退绕张力控制、粗纱及长丝的定位装置、长丝卷装准备、大细纱机牵伸倍数等方面较详细地阐述了纺纱装置的设计理念、设计参数及相关设备研制试验情况,分析了设备在实际应用和操作方面存在的问题及改进措施。实践证明,这种新型的嵌入式复合纺纱装置设计合理,可以较好地实现嵌入式复合纺纱的系统设计理念,充分发挥嵌入式纺纱的技术优势,具有良好的应用前景。

来源:中国无纺布网

 

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