轉(zhuǎn)杯紡?fù)布喚砝@密度的影響因素分析

高 原，宋桂珍

(太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，山西 太原 030024)

0 引 言

紡紗中的紗線質(zhì)量及卷繞質(zhì)量，對下游工序的生產(chǎn)效率影響較大。各種類型織機(jī)、整經(jīng)機(jī)等下游工序用紗，都需有很好的卷裝質(zhì)量。影響轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)卷裝質(zhì)量的因素包括：轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的卷繞形式、紗線的排列形式、卷繞密度、防疊等；影響卷繞密度的因素包括：卷繞張力、筒子架對卷繞羅拉的加壓力、卷繞角度等。紡紗技術(shù)對卷繞質(zhì)量的影響因素還有紗線的摩擦系數(shù)、紗線回潮、紗線和纖維的結(jié)構(gòu)[1]。

1 卷繞密度對筒紗成型的重要性

卷繞密度是指筒子單位體積中紗線的重量，單位是g/cm3。純棉紗的卷繞密度約0.4 g/cm3，滿筒紗重可達(dá)4.6 kg，卷繞直徑320 mm。滌棉紗的卷繞密度約0.5 g/cm3，滿筒紗重可達(dá)5 kg，卷繞直徑320 mm[2]。

轉(zhuǎn)杯紡?fù)布喅尚蔚暮脡?，直接影響下游工序的順利進(jìn)行；改進(jìn)紗線的卷繞密度，可以顯著提高下游工序的織造效率。轉(zhuǎn)杯紡紗對織造效率的影響有：轉(zhuǎn)杯紗的質(zhì)量、卷繞質(zhì)量、其它管理因素等，其中改善卷繞質(zhì)量的很重要的方面就是增加卷繞密度及筒紗重量。

2 影響卷繞密度的因素分析

轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的卷繞系統(tǒng)包括：卷繞筒子架、卷繞羅拉、及其附屬裝置。

2.1 卷繞角

卷繞機(jī)構(gòu)把紗線以螺旋線形式一層一層有規(guī)律地緊繞在筒管表面，形成圓柱形筒子、圓錐形筒子、或其他形狀的筒子。紗線卷繞到筒子表面某點(diǎn)時(shí)，紗線的切線方向與筒子表面該點(diǎn)圓周速度方向所夾的銳角為螺旋線升角α，通常稱為卷繞角，見圖1。來回兩根紗線之間的夾角稱為交叉角，數(shù)值上等于來回兩個(gè)卷繞角之和。

圖1 各種類型筒紗的卷繞角

見表1，卷繞角是筒子卷繞的重要參數(shù)，也是卷繞機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)之一。某些轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的卷繞角α是可調(diào)節(jié)的，一般15°~20°之間，可用齒輪變換。

表1 卷繞角大小對其它參數(shù)的影響

2.2 卷繞張力牽伸

紗線在筒子卷裝中具有一定的卷繞張力牽伸，筒子外層紗線的張力對內(nèi)層紗線的向心壓力使內(nèi)層紗線產(chǎn)生壓縮變形，會(huì)使內(nèi)層紗線卷繞密度增大，紗線張力減弱、甚至松弛，越往內(nèi)層這種壓縮現(xiàn)象越明顯。在接近筒管的少量紗層里，盡管紗線受到最大的向心壓力作用，但由于筒管的支撐，其長度方向不可能收縮，仍維持較大的卷繞張力。故在筒子內(nèi)部，介于筒子外層和最里層之間形成了一個(gè)弱張力區(qū)域。當(dāng)紗線彈性不好或絡(luò)筒張力過大時(shí)，弱張力區(qū)域的部分紗線有可能失去張力而松弛、起皺，影響筒子成形質(zhì)量。

卷繞張力牽伸，按下式計(jì)算：

卷繞張力牽伸=卷繞輥線速度/引紗羅拉線速度式中：卷繞張力牽伸一般控制在0.98~1.08之間，其要求卷裝既不松弛，又不因張力過大而增加斷頭。張力牽伸一般采用齒輪變換來調(diào)節(jié)[3]，見表2。

表2 卷繞張力牽伸與紡紗質(zhì)量的關(guān)系

2.3 筒子架的壓力

轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)上，筒子架的壓力包括：筒子架的重量、卷繞重量、彈簧加壓重量產(chǎn)生的壓力。壓力的改變會(huì)影響到卷繞密度的變化，筒子架的壓力每增加1kg，卷繞密度增加0.04 g/cm2。通過筒子架壓力增加來增加筒紗的卷繞密度，從而增加了紗筒的重量，提高了織造效率；但是，筒子架彈簧的加壓力也不能過大。如果加壓力過大，隨著紗筒直徑的增加，筒子內(nèi)層紗圈容易被向兩端擠出，形成壞紗，破壞成形，從而影響筒子繼續(xù)卷繞。

圖2 壓簧迫使筒子架向下卷裝被壓入槽筒圖

圖3 卷裝只受筒紗本身重量簡圖

見圖2，當(dāng)紡紗剛剛開始時(shí)，卷裝底紗3及筒子架1的重量不能產(chǎn)生足夠壓力，于是就要在筒子架1上要附加一個(gè)重量。彈簧2迫使筒子架1向下，于是卷裝被壓入槽筒。見圖3。當(dāng)卷裝直徑增大時(shí)，筒子架1上升，并以軸4為軸心。于是就改變了彈簧2的方向，隨即壓力越來越小。當(dāng)卷裝直徑達(dá)到中間值時(shí)，彈簧作用為與卷裝軸支點(diǎn)成一直線，卷裝不再受彈簧力的作用，只有筒紗3本身的重量。見圖4，隨著卷裝直徑的增大，筒紗3的重量也在逐漸增大，為保持一定的卷裝壓力，彈簧2的力應(yīng)變?yōu)榻档屯沧蛹?的壓力。然而為了所需最小壓力、保證卷裝質(zhì)量，需要安裝另外一個(gè)彈簧4（安裝在避震活塞連桿上）；從筒紗直徑大于卷裝直徑中間值開始，該彈簧4就會(huì)提供一個(gè)矯正壓力?？傊瑸榱吮ＷC卷繞密度的均勻不變、提高卷裝質(zhì)量，卷繞過程中，筒紗筒子架的壓力必須保持恒定。

圖4 提供矯正壓力時(shí)卷裝示意圖

3 結(jié)束語

綜上所述，卷繞角、卷繞張力、筒子架壓力是影響轉(zhuǎn)杯紡?fù)布喚砝@密度的三個(gè)重要因素。此外，卷繞系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、紡紗車間的環(huán)境等也對卷繞密度有一定的影響，還需要進(jìn)一步研究探索。

[1] 馬克永.轉(zhuǎn)杯紡實(shí)用技術(shù)[M].北京：中國紡織出版社，2004.

[2] 郝文科.轉(zhuǎn)杯紡?fù)沧映尚钨|(zhì)量的探討[J].紡織機(jī)械,2011（5）：35-36.

[3] 棉紡手冊編委會(huì).棉紡手冊[M].第3版.北京：中國紡織出版社，2004：687-741.