試樣整經(jīng)機(jī)繞紗路線的改進(jìn)

許穎琦　夏　飛　朱蘇康

1.上海工程技術(shù)大學(xué) 服裝學(xué)院(中國) 2.東華大學(xué) 紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國)

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試樣整經(jīng)機(jī)繞紗路線的改進(jìn)

許穎琦1夏飛2朱蘇康2

1.上海工程技術(shù)大學(xué) 服裝學(xué)院(中國) 2.東華大學(xué) 紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國)

摘要：針對固定式筒子架試樣整經(jīng)機(jī)經(jīng)紗張力不勻的缺點(diǎn),采用轉(zhuǎn)盤式復(fù)合繞紗路線,并研究了繞紗路線對經(jīng)紗張力的影響。研究結(jié)果表明，加裝模擬的轉(zhuǎn)盤裝置后，經(jīng)紗張力不勻得以改善。

關(guān)鍵詞：試樣整經(jīng)機(jī)；繞紗路線；經(jīng)紗張力

試樣整經(jīng)機(jī)又稱單紗整經(jīng)機(jī)，是將筒子架上的單根或多根紗線卷繞到整經(jīng)滾筒上的一種整經(jīng)設(shè)備[1]。與分批、分條、分段和球經(jīng)等同時(shí)將幾百根紗線卷繞到整經(jīng)軸上的傳統(tǒng)整經(jīng)機(jī)相比，試樣整經(jīng)機(jī)具有工藝流程短、品種適應(yīng)范圍廣、反應(yīng)速度快及耗紗量少等優(yōu)點(diǎn)。隨著紡織市場競爭的日益激烈及產(chǎn)品開發(fā)節(jié)奏的不斷加快，用于加工小樣的試樣整經(jīng)機(jī)逐漸受到紡織企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)的青睞。

試樣整經(jīng)機(jī)根據(jù)筒子架式樣的不同分為固定式和旋轉(zhuǎn)式兩種[2]。旋轉(zhuǎn)式筒子架可同時(shí)卷繞8根紗線，生產(chǎn)效率較高[3]，其主要用于經(jīng)紗為素色的織物的整經(jīng)加工。而每次只能卷繞1根紗線的固定式筒子架的用途則較廣泛，不僅能加工素色織物，而且可用于色織物的生產(chǎn)[4]，但其容易產(chǎn)生經(jīng)紗張力不勻等問題。這除了與固定式筒子架需頻繁換紗有關(guān)外，還與繞紗路線有關(guān)。而提高經(jīng)紗張力的均勻性對改善整經(jīng)質(zhì)量至關(guān)重要，因此，有必要對繞紗路線進(jìn)行優(yōu)化。

本文將通過理論分析與試驗(yàn)驗(yàn)證,探討固定式筒子架試樣整經(jīng)機(jī)上繞紗路線的改變對經(jīng)紗張力不勻的影響。

1固定式繞紗路線

傳統(tǒng)固定式筒子架試樣整經(jīng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。紗線1從筒子2引出后，穿過控制張力波動的儲緯器3，經(jīng)壓電陶瓷式斷頭自停裝置4及張力補(bǔ)償器5(位于上、下橫檔之間)，繞過支撐盤6后，被繞紗指7卷繞至滾筒斜塊9上，當(dāng)紗線落在沿滾筒周圍分布的12根傳送帶8上后，傳送帶向右運(yùn)動形成紗層。在整個(gè)整經(jīng)過程中，當(dāng)張力發(fā)生變化時(shí)，張力補(bǔ)償盤會隨著紗線的松緊狀態(tài)上下移動，從而改變繞紗線路的長度，使紗線張力趨于穩(wěn)定。繞紗長度受上、下橫檔限制，可避免因張力過度補(bǔ)償導(dǎo)致的紗線松懈。雖然張力補(bǔ)償器不斷進(jìn)行張力補(bǔ)償,但從筒子架到支撐盤的紗線長度時(shí)刻發(fā)生變化，經(jīng)紗張力仍會出現(xiàn)一定程度的不勻。

1—紗線；2—筒子；3—儲緯器；4—斷頭自停裝置；5—張力補(bǔ)償器；6—支撐盤；7—繞紗指；8—傳送帶；9—滾筒斜塊圖1　固定式筒子架試樣整經(jīng)機(jī)

2理想繞紗路線

在繞紗時(shí)，為了避免因繞紗長度變化引起的經(jīng)紗張力不勻，應(yīng)對繞紗路線進(jìn)行優(yōu)化。理想的繞紗路線應(yīng)使筒子的出紗口A始終位于支撐盤的軸線上，如圖2所示，以確保A點(diǎn)至支撐盤的長度不變。

圖2　理想的繞紗路線

就目前試樣整經(jīng)機(jī)的筒子架結(jié)構(gòu)而言，難以實(shí)現(xiàn)這種理想的繞紗路線。為減小筒子退繞時(shí)的張力波動，需在每個(gè)筒子的前端均加裝儲緯器。筒子架上安放的筒子數(shù)量一般為10個(gè)[5]，而10個(gè)儲緯器并排放置的寬度高達(dá)1 m，因而無法使所有儲緯器的出紗口均聚集在支撐盤的軸線上。若在筒子架前安裝一個(gè)圓心位于支撐盤軸線上的圓環(huán)，并使所有從儲緯器引出的紗線都從圓環(huán)中穿過，如圖3所示(以5根紗線為例)，則可模擬理想的繞紗路線。然而，由于固定式整經(jīng)機(jī)每次只能卷繞1根紗線，換紗過程中，靜止的待換紗線與以7 m/s速度運(yùn)動的紗線交接時(shí)，紗線間的相互摩擦將會導(dǎo)致毛羽數(shù)量增加，進(jìn)而降低紗線品質(zhì)。此外，在圓環(huán)中不斷旋轉(zhuǎn)的紗線還極易互相纏繞，導(dǎo)致整經(jīng)失敗。

圖3　模擬5根紗線并紗時(shí)的繞紗路線示意圖

3轉(zhuǎn)盤式復(fù)合繞紗路線

為實(shí)現(xiàn)理想的繞紗路線，減少因繞紗路線選用不當(dāng)而引起的張力不勻，本文設(shè)計(jì)了一種轉(zhuǎn)盤式復(fù)合繞紗路線，如圖4所示。轉(zhuǎn)盤頂端的筒子為所用的筒子，轉(zhuǎn)盤可根據(jù)整經(jīng)要求發(fā)生旋轉(zhuǎn)。當(dāng)頂端的筒子位于主軸軸心線時(shí)，出紗口在支撐盤的軸線上，實(shí)現(xiàn)了繞紗長度不變的理想繞紗路線。

(a) 作為旋轉(zhuǎn)式筒子架

(b) 作為固定式筒子架

當(dāng)轉(zhuǎn)盤上升至其軸心線與支撐盤的軸心線重合時(shí)，自由回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤可作為旋轉(zhuǎn)式筒子架使用，如圖4(a)所示；當(dāng)轉(zhuǎn)盤下降至其頂端的筒子位于支撐盤軸心線時(shí)，出紗口在支撐盤的軸線上，實(shí)現(xiàn)了理想的繞紗路線，如圖4(b)所示，此時(shí)，轉(zhuǎn)盤固定不動，可作為固定式筒子架使用。

為了模擬轉(zhuǎn)盤式復(fù)合繞紗路線，制作了一個(gè)機(jī)架，放置在支撐盤與筒子架之間(圖5)。從筒子架引出的紗線先穿過機(jī)架頂端一孔徑為2 cm的圓孔，經(jīng)支撐盤，由繞紗指卷繞在滾筒上。該圓孔位于支撐盤軸線的延長線上，位置不變，實(shí)現(xiàn)了出紗口在滾筒軸線上的近似理想的繞紗路線。

圖5　模擬轉(zhuǎn)盤式復(fù)合繞紗路線

4不同繞紗路線下經(jīng)紗張力的變化

為了研究經(jīng)紗張力隨繞紗指旋轉(zhuǎn)一周過程中在不同繞紗路線下的變化，在DH-3型試樣整經(jīng)機(jī)上(繞紗速度為1 r/s)，采用ROTHSCHILD R-3192型張力測試儀，對4種不同的筒子紗進(jìn)行張力測試。4種筒子紗分別為18 tex的滌棉紗、24 tex的純棉紗、64 tex的純棉紗和14 tex的滌綸紗。測試點(diǎn)選在筒子與張力補(bǔ)償器之間。受試驗(yàn)條件所限，未在每個(gè)筒子的前端加裝儲緯器。表1為4種筒子紗在固定式和模擬轉(zhuǎn)盤式繞紗路線下，隨機(jī)抽取的100個(gè)張力樣本的一個(gè)周期的經(jīng)紗張力平均值與標(biāo)準(zhǔn)差。

表1　不同繞紗路線下的經(jīng)紗張力數(shù)據(jù)

由表1可知，兩種不同的繞紗路線下,經(jīng)紗張力從大到小依次為24 tex純棉紗、18 tex滌棉紗、14 tex滌綸紗和64 tex純棉紗,而張力標(biāo)準(zhǔn)差則從大到小依次為18 tex滌棉紗、24 tex純棉紗、64 tex純棉紗及14 tex 滌綸紗。相比固定式繞紗路線，轉(zhuǎn)盤式繞紗路線的張力平均值和張力標(biāo)準(zhǔn)差均有不同程度的下降，其中14 tex 滌綸紗的平均張力下降最大，達(dá)10%以上，64 tex 純棉紗的張力標(biāo)準(zhǔn)差降低最大，達(dá)20%以上。

從隨機(jī)打印出的張力波圖發(fā)現(xiàn)，無論在哪種繞紗路線下，一個(gè)繞紗周期內(nèi)的張力波均出現(xiàn)一定數(shù)量的波峰或波谷，并且一個(gè)繞紗周期內(nèi)，張力波動的波峰數(shù)或波谷數(shù)與筒子退繞的層數(shù)相關(guān)。故認(rèn)為這一結(jié)果可能與未安裝儲緯器有關(guān)[6],即認(rèn)為是因筒子退繞引起的張力波動[7]。鑒于每種筒子紗在兩種繞紗路線下張力波動的峰谷形狀、大小和位置都略有不同，可以證實(shí)因繞紗長度變化，導(dǎo)致了整經(jīng)張力的不勻，不勻周期為繞紗指旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間。在此基礎(chǔ)上結(jié)合同一周期筒子退繞產(chǎn)生的數(shù)次張力波動，造成了兩種繞紗路線下張力波動的差異。表2給出了兩種不同繞紗線路下4種筒子紗的張力不勻統(tǒng)計(jì)值[8]。

表2　不同繞紗路線下筒子紗的張力不勻

注：張力不勻改善率=(轉(zhuǎn)盤式張力不勻率-固定式張力不勻率)/固定式張力不勻率×100%

根據(jù)表2可知，由于未使用儲緯器，兩種繞紗路線下的4種筒子紗的張力不勻率均大于10%，張力不勻率從大到小依次為64 tex純棉紗、18 tex滌棉紗、14 tex滌綸紗和24 tex純棉紗。但與固定式試樣整經(jīng)機(jī)相比，轉(zhuǎn)盤式試樣整經(jīng)機(jī)的張力不勻率均呈現(xiàn)出不同程度的下降。從測試結(jié)果看：純棉紗的改善效果較好，其中，在固定式繞紗路線下張力不勻率最大的64 tex純棉紗的改善效果最佳，其次是張力不勻率最小的24 tex純棉紗，14 tex滌綸紗的改善效果較差，18 tex滌棉紗的改善效果則介于24 tex純棉紗和14 tex滌綸紗之間，但張力不勻改善率均達(dá)10%以上。比較兩種繞紗路線可知，就固定式繞紗路線而言，雖然張力補(bǔ)償裝置的應(yīng)用可在一定程度上減小繞紗長度的變化，降低經(jīng)紗張力的不勻，但無法從根源上消除因筒子架到支撐盤之間紗線長度變化引起的張力不勻。而轉(zhuǎn)盤式復(fù)合繞紗路線的繞紗長度不變，因此經(jīng)紗的張力不勻得以明顯改善，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

5結(jié)論

本文通過在固定式筒子架試樣整經(jīng)機(jī)的支撐盤與筒子架間安裝機(jī)架，引入了一種新的繞紗路線——轉(zhuǎn)盤式復(fù)合繞紗路線。該繞紗路線可確保紗線從筒子架引出并穿過機(jī)架頂端的圓孔后，出紗口到支撐盤的繞紗長度固定不變，實(shí)現(xiàn)了理想的繞紗路線，進(jìn)而改善了因繞紗路線長度變化引起的經(jīng)紗張力不勻。

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Improvement in winding path of the sample warper

Xu Yingqi1,Xia Fei2,Zhu Sukang2

1.College of Fashion,Shanghai University of Engineering Science,Shanghai/China 2.Key Lab of Textile Science & Technology,Ministry of Education,Donghua University,Shanghai/China

Abstract:For uneven warp tension of fixed creel sample warper,rotary yarn winding route was used,and the influence of winding path on warp tention was studied.The experimental results showed that the irregularity of warp tension was decreased with the installation of an analog turntable device.

Key words:sample warper；winding path；warp tension

基金項(xiàng)目：紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金資助項(xiàng)目(703)