棉纺细纱机的主要工艺参数可以分成牵伸工艺和加捻卷绕工艺两大部分。
(一)牵伸工艺参数
1.总牵伸倍数 在保证成纱质量的前提下,提高细纱机的总牵伸倍数,可以获得较大的经济效益。总牵伸倍数的选择与成纱线密度有关,如成纱线密度为9tex以下、9~19tex、20~30tex、30tex以上时,所用的总牵伸倍数一般分别为40~50倍、25~50倍、20~35倍、12~25倍。另外,总牵伸倍数的选择还与喂入粗纱定量、喂入粗纱结构、细纱机的牵伸能力等因素有关,以上纺纱条件对总牵伸倍数的影响见表8-1。
表8-1 纺纱条件对总牵伸倍数的影响
注 纺精梳纱与化学纤维时,牵伸倍数可偏上限选用;固定钳口式牵伸的牵伸倍数偏下限选用。
图8-16 隔距块压力棒及其牵伸示意图
总牵伸倍数过高,对细纱机的牵伸质量有较大影响,突出地表现为棉纱条干不匀率和单纱强度不匀率增大,细纱机的断头率也会增加。总牵伸倍数过小,对产品质量也未必有利,反而会增加前纺的负担,造成经济上的损失。
2.后牵伸工艺 细纱机的后区牵伸与前区牵伸有着密切的关系。大牵伸细纱机提高前区牵伸倍数的主要方式是合理布置胶圈工作区的摩擦力界,使其有效地控制纤维的运动,提高条干均匀度。后区牵伸质量是前区牵伸的基础,保证前区有较均匀的喂入纱条结构、纤维间有足够的紧密程度,使前区能充分发挥胶圈牵伸的作用。
为保证成纱条干均匀度,细纱的后区牵伸倍数一般都比较小,纺机织用纱时,牵伸倍数为1.25~1.5倍,常在1.36倍左右;纺针织用纱时,牵伸倍数为1.02~1.15倍。为提高细纱机的牵伸倍数,利用V形牵伸和后区压力棒牵伸的形式,通过加强对后区纤维运动的控制,可适当提高后区牵伸倍数。
理论与实践都证明,利用粗纱捻回在细纱机后牵伸区中产生附加摩擦力界控制纤维运动是有效的,对提高成纱均匀度有积极作用。在后罗拉加压足够的条件下,应适当增加粗纱捻系数。如果后区牵伸倍数较大(1.36~1.5倍),粗纱捻系数宜较大,一般取100~110;如果后区牵伸倍数较小(1.25~1.36倍),粗纱捻系数可略小,一般取95~105。由于针织用纱对成纱条干均匀度要求较高,其后区牵伸比机织用纱的小,导致牵伸力增大,容易牵伸不开,故应适当放大后区隔距,而为了较好地控制后区的纤维运动,则粗纱捻系数要求较大,一般取105~115。生产上常用的后牵伸区工艺参数见表8-2。
表8-2 细纱机后牵伸区工艺参数选择
3.前牵伸区工艺 前牵伸区是细纱机的主要牵伸区,为适应较大的牵伸倍数,应尽量形成合理的附加摩擦力界,使纤维的变速点尽量靠近前钳口,且分布集中,同时还应保持牵伸力与握持力相适应。前牵伸区工艺的选择一般根据所用原棉的长度、线密度、均匀度以及喂入半制品的质量情况、后牵伸倍数、纺纱线密度、产品质量要求、前牵伸区对纤维的控制能力等来决定。
(1)前区罗拉隔距。一般而言,双胶圈牵伸装置细纱机的前区罗拉隔距不必随纤维长度、纺纱线密度等的变化而调节。前区罗拉隔距应根据胶圈架长度(包括销子最前端在内)和胶圈钳口至前罗拉钳口之间的距离来决定,由于罗拉隔距与罗拉中心距是正相关的,因此,通常用前罗拉中心距来表示前罗拉隔距的大小,即前区罗拉中心距为胶圈架长度与胶圈钳口至前罗拉钳口之间的距离之和。
胶圈架长度通常根据原棉长度来选择,以不小于纤维长度为适合。胶圈钳口至前罗拉钳口之间的距离,又称浮游区长度,其随销子和胶圈架的结构、前区集合器的形式以及前罗拉和胶辊直径等而异,缩小此处距离有利于控制游离纤维的运动,有利于改善棉纱条干均匀度。不同胶圈前牵伸区罗拉中心距与浮游区长度的关系见表8-3。
表8-3 前牵伸区罗拉中心距与浮游区长度 单位:mm
(2)胶圈钳口隔距。弹性钳口的原始隔距应根据纺纱线密度、胶圈厚度、弹性上销弹簧的压力、纤维长度及其摩擦性能以及其他有关工艺参数确定。胶圈钳口在胶圈材料和销子形式确定以后,销子开口就成了调整胶圈钳口部分摩擦力界强度的工艺参数。纺不同线密度细纱时的销子开口不同,线密度小,则开口小。纺相同线密度细纱时,因各厂所用纤维长度、喂入定量、胶圈厚薄和性能、罗拉加压等条件的不同,销子开口也稍有差异。常用的胶圈钳口隔距见表8-4。
表8-4 胶圈钳口隔距常用范围 单位:mm
(3)罗拉加压。加压使罗拉钳口具有足够的握持力,以克服牵伸力而顺利进行牵伸。如果钳口握持力小于牵伸力,则须条在罗拉钳口下就会打滑、出硬头。但胶辊上加压又不能过重,否则会引起胶辊严重变形,罗拉弯曲、扭振,从而造成规律性条干不匀,甚至引起牵伸部分传动齿轮爆裂等现象。当提高牵伸倍数时,由于喂入纱条粗,摩擦力界相应加强,应增大加压。前区罗拉加压范围见表8-5。
表8-5 前、中罗拉加压常用范围
(二)加捻卷绕工艺参数
1.细纱捻系数的选择 在选择捻系数时,须根据成品对细纱品质的要求,综合考虑、全面平衡。细纱因用途不同,其捻系数也应有所不同。例如,经纱要求强力较高,所以捻系数应适当大些;纬纱和针织用纱要求光泽好、柔软,所以捻系数应适当小些。一般同线密度的经纱捻系数应比纬纱的大10%~15%;针织品大多数为内衣,对针织纱要求手感柔软,故捻系数应比纬纱的捻系数再小些;起绒织物用纱的捻系数也应适当小些。
为了保证不同线密度成纱所应有的品质和满足最后产品的需要,成纱捻系数已有国家标准。在实际生产中,适当提高细纱捻系数,可减少断头,但是细纱捻系数过高,会影响其产量。因此,在保证产品质量和正常生产的前提下,细纱捻系数选择应偏小掌握。(www.daowen.com)
2.锭子速度 锭子是加捻机构中的重要机件之一。随着细纱机单位产量的提高,锭速一般为14000~18000r/min,国外最高锭速可达25000r/min左右,因此对锭子要求振动小、运转平稳、功率小、磨损小、结构简单。
细纱机锭速的选择与纺纱线密度、纤维特性、钢领直径、钢领板升降动程、捻系数等有关。一般纺制纯棉粗特纱时的锭速为10000~14000r/min,纺棉中特纱时锭速为14000~18000 r/min,纺细特纱时锭速为14300~16500r/min,纺中长化学纤维时锭速为10000~13000r/min。
高速纺纱是现代环锭细纱机技术发展的必然趋势。现代加捻卷绕机构普遍采用高速节能防震锭子、高速钢领钢丝圈和高速细纱管,使纺纱速度显著提高。现代新型细纱机的锭速可以达到25000r/min,纺纱效率显著提高。
(1)锭子新技术。随着棉纺环锭细纱机的发展,细纱锭子的支承结构形式也经历了一个由刚性支承向弹性支承(下支承弹簧)及向双弹性支承(上下支承均有弹性)的发展进程。像德国绪森公司NASA型锭子,HP-368型锭子及SKF公司的Csis锭子,锭速可开到30000r/min,噪声比普通锭子低6%~7%。耗能低,每锭每年可节能2~4W。使用寿命达10年以上。锭子新技术的发展归纳为如下几点。
①采用更小的纺锭轴承(φ6.8mm或φ5.8mm)使锭盘做得更小(φ18.5mm或φ17mm),为细纱机高速节能创造条件。
②采用双弹性支承结构,利于防震,降低噪声,减少磨损。
③采用双油腔结构。使润滑油与阻尼油分离,以增强锭子的阻尼,降低锭子的振动。
④采用径向支持和轴向承载分离的分体式锭底,克服原锥形底条件下锭杆盘的窜动,吸振作用滞后的现象。
⑤锭尖大球面支持有利于减小下支承的接触应力,提高承载能力和耐磨寿命。
(2)钢领钢丝圈新技术。国外钢领材料主要选用轴承钢、高级合金钢等表面硬度在600~800HV的高硬度耐磨材料,并在金属加工、热处理及动力学理论等方面做了许多突破性的研究与开发,推出了耐摩寿命长、散热性好、抗楔性好的新型高速钢领。使用寿命为5~8年,有的达到10年,并出现了新型滚动钢领钢丝圈。
3.钢丝圈选择
(1)钢丝圈型号的选配。如果钢丝圈重心位置高,则纱线通道通畅、钢丝圈拎头轻,但因磨损位置低,易飞钢丝圈,并且可能碰钢领外壁而引起纺纱张力突变。如果钢丝圈重心位置低,其运转稳定,但纱线通道小且钢丝圈拎头重。钢丝圈型号要与相应的钢领配套。
(2)钢丝圈号数的选择。除了纺制富有弹性的棉纱外,只要在细纱可以承受的张力范围内,一般选用稍重的钢丝圈,以保持气圈的稳定性,特别是对减少小纱断头有显著效果。如果钢丝圈过重,反而会增加断头。大纱时的气圈张力可以通过调节导纱钩动程来解决。纯棉纱钢丝圈号数选用范围参见表8-6。
表8-6 纯棉纱钢丝圈号数选用范围
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