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竹節(jié)紗的生產(chǎn)工藝及控制裝置

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竹節(jié)紗的生產(chǎn)工藝及控制裝置

發(fā)布時間: 2006/10/3 文章出處: 　

概述
竹節(jié)紗是在長度方向上出現(xiàn)節(jié)粗、節(jié)細形狀單紗，其特征參數(shù)有基紗號數(shù)、竹節(jié)粗度、各段竹節(jié)長度(節(jié)長)和各段間距（節(jié)距）。竹節(jié)粗度即竹節(jié)定量與基紗定量之比，一般在1．5～6范圍內(nèi)；節(jié)長即每個竹節(jié)的長度；節(jié)距即相鄰兩個竹節(jié)間的基紗長度。竹節(jié)紗按竹節(jié)的分布情況可分為無規(guī)律竹節(jié)紗和有規(guī)率竹節(jié)紗。紡制竹節(jié)紗的設備可用專用設備，但目前大多是采用改造后的環(huán)錠細紗機或轉(zhuǎn)杯紡紗機紡制。
目前竹節(jié)紗的生產(chǎn)原理大致有4種：“變牽伸型”竹節(jié)紗，即瞬時改變機器的牽伸倍數(shù)以形成粗節(jié)；“植入型”竹節(jié)紗，即在前鉗口后面瞬時喂入—小段須條而形成粗竹；“纖維型”竹節(jié)紗，即利用短纖維的浮游運動性產(chǎn)生條干不勻的原理，增加喂入紗條中短纖維的含量，并調(diào)整設備的工藝參數(shù)以生產(chǎn)粗細節(jié)紗，這種生產(chǎn)方法對合理利用粘梳短纖維有實際意義；“涂色型”竹節(jié)紗，即利用人的感官視覺效應，分段對普通紗線進行印色，產(chǎn)生類似的竹節(jié)效應。牛產(chǎn)中常見的足第一種生產(chǎn)方式，即在普通的環(huán)錠細紗機或轉(zhuǎn)杯紡紗機上增設一套變速裝置，不需增添特殊設備，投資少，見效快。
在環(huán)錠細紗機和轉(zhuǎn)杯紡紗機上開發(fā)紡制竹節(jié)紗的控制裝置普遍采用3種形式。
1)缺陷法：如在長纖維中加入少量短纖維，并在細紗機上去掉上銷及上下皮圈，保留下銷，利用短纖維制造“牽伸波”來形成竹節(jié)。此法一般短纖混入率在5％～10％左右，短纖率高則竹節(jié)數(shù)量多，在麻紡或麻棉混紡中尤其顯著。二是采用不完全齒輪的變牽伸機構(gòu)，費用低，但噪音大，不可變換工藝(竹節(jié)長度、節(jié)距、線密度及任意的循環(huán)等)，且壽命短，維護費用大。
2)機電結(jié)合式：實質(zhì)是采用出離合器的變牽伸機構(gòu)，大都采用單篇機或PLC控制電磁離合器吸合，費用較低，但噪音大、壽命短，維護費用大，竹節(jié)紗參數(shù)控制差、精度差、花式變化少，很難滿足高質(zhì)量的用戶需求。
3)全數(shù)字式：取消電磁離合器的執(zhí)行機構(gòu)，整個系統(tǒng)采用數(shù)字控制，控制精度與生產(chǎn)效率大大提高，它可完全按樣品或客戶的任何要求生產(chǎn)，達到至善至美的程度，而且參數(shù)調(diào)整十分簡單、方便、快捷，只需在控制面板上鍵入設計工藝即可，是今后的發(fā)展趨勢。
1 數(shù)字控制裝置的主要改造型式

上述3種典型改造機型均可實現(xiàn)靜態(tài)、動態(tài)實時任意調(diào)節(jié)牽伸倍數(shù)，從而實現(xiàn)各種竹節(jié)紗的開發(fā)與紡制。其中方案一適紡短竹節(jié)紗；方案二適紡竹節(jié)長度大于纖維長度的竹節(jié)紗；方案三足一個完善系統(tǒng)，可任意設定各主要工藝參數(shù)、動靜態(tài)下的前羅拉與中后羅拉的速度，任意設定動態(tài)牽伸倍數(shù)，紡制各種類型的竹節(jié)紗或常規(guī)紗。
1，1．4全數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)的控制
觸摸屏作為用戶界面，輸入并顯示所需參數(shù)；PLC或工控機為控制中心，對變頻器及伺服驅(qū)動器進行參數(shù)設置，控制相應電機特定時刻的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。
整個控制系統(tǒng)的關鍵是多個電機的同步和調(diào)速，伺服電機自帶旋轉(zhuǎn)編碼器與各自對應的伺服驅(qū)動器自成閉環(huán)控制，按照一定的順序啟動，同步問題對成紗沒有什么影響，而主電機與其它電機特性不同，而且需要按照工藝需求曲線進行變速，通過旋轉(zhuǎn)編碼器反饋主軸轉(zhuǎn)速，可使伺服電機轉(zhuǎn)速跟隨主電機轉(zhuǎn)速保持同步控制。前羅拉、中后羅拉伺服電機則根據(jù)工藝與品種開發(fā)進行變速，而鋼領板升降伺服電機則連續(xù)變速，鋼領板的落紗位置、始紡位置、滿管位置的控制可以設置接近開關，也可以在程序中對鋼領板升降伺服電機編碼器的脈沖數(shù)進行控制。由于鋼領板的升降不完全足剛性傳動，且傳動鏈總有間隙，電機換向后，鋼領板有停頓現(xiàn)象，紗線會出現(xiàn)重疊卷繞，成形不良，尤其是錐底部位，退繞時將會造成嚴重的脫圈。因此，換向后需要進行一個很短時間的加速補償，再按既定曲線進行控制，才能保證良好的成形。中途停車時，控制程序在鋼領板升降伺服電機向下的換向完成以后發(fā)出停車信號，保證再開車時，鋼領板先向下運動，以減少開車斷頭，提高效率。
整機的控制程序還包括如落紗和底紗成形等�？刂凭仁苤麟娔X發(fā)出脈沖的速率和伺服系統(tǒng)響應時間的影響。實踐證明此系統(tǒng)誤差很小，能夠很好地滿足紡紗卷繞的數(shù)字設定要求，特別是紡制高品質(zhì)竹節(jié)紗的需求，足最完善的竹節(jié)紗生產(chǎn)系統(tǒng)。
1.2轉(zhuǎn)杯紡紗機

改造后可實現(xiàn)靜態(tài)、動態(tài)實時任意調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)竹節(jié)長度大于紡紗杯周長、竹節(jié)線密度存在漸變效應、具有仿麻效果的各種竹節(jié)紗的開發(fā)與紡制。
2紡竹節(jié)紗工藝
2．1 竹節(jié)紗主要參數(shù)與布面風格的關系
竹節(jié)紗參數(shù)包括基紗線密度、竹節(jié)粗度、竹節(jié)長度及竹節(jié)間距，由于竹節(jié)紗的特殊結(jié)構(gòu)，布面風格與上述4參數(shù)密切相關，其各種各樣的組合決定了它在布面上特殊的風格，其方法主要有以下幾種。
1)原料不同形成的風格有異：如用普通棉、滌綸原料紡制的單紗織制的竹節(jié)紗織物竹節(jié)較明顯；而采用異形纖維如陽離子滌綸、強光滌綸、粘膠等形成較細竹節(jié)，然后與普通紗加捻成線，可制成高檔面料。
2)由于竹節(jié)紗竹節(jié)部分較粗，紡紗時加在竹節(jié)部分的捻度也較少，竹節(jié)段纖維較松散，使竹節(jié)紗染色時粗段與細段對染料的吸收不一致，再根據(jù)竹節(jié)長短不同會形成雨點或雨絲的風格。
3)在轉(zhuǎn)杯紡紗機上紡制48．6～58．3tex (Nel2～10)竹節(jié)紗，其竹節(jié)可高于正常紗的1．3～1．8倍，配合竹節(jié)間距與長度的變化，可織制出具有麻的風格的高檔面料。
4)利用竹節(jié)紗竹節(jié)部分的長短不同、粗細不同、節(jié)距不同、原料不同，可開發(fā)出豐富多彩、風格各異的品種，以滿足各類不同消費者的需要。
2．2 工藝設計
2．2．1 紗號設計
在確定竹節(jié)紗的百米定量時，應根據(jù)竹節(jié)長度、節(jié)距的大小和竹節(jié)段粗細，換算成百米定量。但由于竹節(jié)部分和節(jié)距部分有一粗細過渡態(tài)，特別是轉(zhuǎn)杯紡竹節(jié)紗，過渡態(tài)較長，因此計算重量和實際重量間會有一定的差異，實際生產(chǎn)中應根據(jù)大面積定量進行微調(diào)。
2．2．2竹節(jié)粗度
在竹節(jié)紗紡紗過程中，粗度足較難掌握的參數(shù)。我們用切斷稱重法來檢定竹節(jié)的粗度，即取相同長度的竹
節(jié)部分和節(jié)距部分，分別稱重，竹節(jié)重量與節(jié)距重量之比即為粗度。粗度一般由試紡確定，經(jīng)用戶認可后投入批量生產(chǎn)。
2．2．3竹節(jié)長度
1)環(huán)錠竹節(jié)紗的竹節(jié)長度
在前羅拉變速情況下，取決于前羅拉的速度V1(mm/s)和瞬時降速的時間t1(s)的乘積，在后羅拉變速情況下，取決于前羅拉的速度V1(mm／s)和后羅拉升速的時間t2(s)的乘積，一般誤差較小。
2)轉(zhuǎn)杯竹節(jié)紗的竹節(jié)長度
在改變喂給羅拉速度的情況下分為兩種情況：
設L為喂給羅拉高速情況下引紗羅拉輸出的紗線長度，D為轉(zhuǎn)杯的直徑，S為竹節(jié)長度。
當L>兀D即在喂給羅拉升速的時間內(nèi)引紗羅拉輸出的紗線長度大于紡杯的周長時，竹節(jié)長度S=2兀D+a
(a=L一2兀D)，為紡杯周長的兩倍以上(見圖1)。

當L<兀D即在喂給羅拉升速的時間內(nèi)引紗羅拉輸出的紗線長度小于紡杯的周長時，竹節(jié)的長度S=兀D+b (b=L)，介于紡杯周長與兩倍紡杯周長之間(見圖2)。

3 智能數(shù)字竹節(jié)紗生產(chǎn)裝置的主要特點
江南大學研究開發(fā)并產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的全系列智能數(shù)字竹節(jié)紗生產(chǎn)裝置代表了高端智能數(shù)字竹節(jié)紗的發(fā)展方向，主要特點如下：
1)系列化、多型號、模塊化。包括各種型號的轉(zhuǎn)杯紡與環(huán)錠紡改造，目前產(chǎn)業(yè)化推廣的有3個系列的10多個品種。
2)首次將常用于精密機床等高精度位置控制方式的伺服電機用于竹節(jié)紗生產(chǎn)裝置中，使得生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量得到了大幅度提高，與電磁離合器類的相比生產(chǎn)效率提高l／3以上，機械維護成本很低，真正做到了從輸入到控制的全過程的數(shù)字控制。
3)自行開發(fā)了特殊算法的反饋同步跟蹤系統(tǒng)，實踐證明足日前最完善的同步系統(tǒng)。全數(shù)字式系列智能花式紗線生產(chǎn)裝置用于環(huán)錠細紗機中，開關車存在與主機的同步問題，解決途徑：一是選用開發(fā)的測速反饋系統(tǒng)，在要求高精度的場合，必須采用此附件；二是采用本系統(tǒng)軟件中根據(jù)各類機型配置的經(jīng)驗同步跟蹤系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用精確同步跟蹤附件，能夠產(chǎn)生精確竹節(jié)，滿足高品質(zhì)紗生產(chǎn)要求；三是選用加裝超越離合器，實現(xiàn)開關車時由超越離合器傳動。
4)伺服電機系統(tǒng)加減速優(yōu)化，根據(jù)轉(zhuǎn)杯紡紗機與環(huán)錠細紗機的特點，對加減速系統(tǒng)進行廠優(yōu)化，選用國外頻率響應最快的伺服電機作為執(zhí)行機構(gòu)，能夠達到最優(yōu)最快的加減速特性，因而達到了可設置竹節(jié)過渡時的形態(tài)，滿足生產(chǎn)高檔竹節(jié)紗中的各種橄欖形狀需求。
5)特有的自定義循環(huán)竹節(jié)紗及模糊循環(huán)竹節(jié)紗的選擇是品種設計的另一創(chuàng)新，它既可以保證竹節(jié)長度在指定的范圍內(nèi)，其獨特的模糊循環(huán)又能確保布面沒有規(guī)律性條紋。
6)先進的網(wǎng)絡附件及相關CAD軟件選抒。能夠滿足企業(yè)信息化組網(wǎng)的前瞻性需求，可極大地方便品種更改與存貯及管理監(jiān)控，可在辦公室一次下單，可在上機紡紗前通過專用竹節(jié)紗CAD軟件仿真竹節(jié)布面分布效果。

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