四拉四皮圈大牵伸细纱机牵伸工艺的优化

四拉四皮圈大牵伸细纱机牵伸工艺的优化

随着纺织机械的效率、产品数量和产品风格的不断追求，一般环形纺织机难以满足需求。紧密纺和赛络纺等技术能有效地改善成纱质量,形成不同的产品风格,但在环锭纺纱机上如何实现高效工艺的问题一直未能从根本上解决。目前,环锭纺纱机主流的牵伸形式为三罗拉长短皮圈牵伸,它能有效控制牵伸区内须条的运动,所纺纱线结构性能好,但其牵伸倍数一般只能达10~60倍。因此,四罗拉四皮圈牵伸形式出现,其通过增加一个皮圈牵伸区,使得总牵伸倍数可达70~250倍,有效地提高了纺纱效率。1中区牵伸工艺的选择相对传统牵伸形式,四罗拉四皮圈牵伸形式增加了一对长短皮圈牵伸,在保证后区预牵伸的基础上,有效分担主牵伸区牵伸倍数。如图1所示,罗拉直径:前罗拉/中一罗拉/中二罗拉/后罗拉分别为27/27/27/27mm;上罗拉直径:前/中一/中二/后分别为30/26/25/30mm。前区、中区皆为皮圈牵伸,采用弹性上销与T型阶梯下销相结合,后区为简单罗拉直线牵伸。采用双粗喂入模拟重定量工艺,双根粗纱从一个喇叭口并排喂入细纱机,经牵伸后由前罗拉输出加捻卷绕形成细纱。虽然两根粗纱由一个喇叭口并排喂入,但须条仍以一定的间距平行牵伸,经过后区、中区、前区的牵伸后由前罗拉输出两根平行的单纱须条,所以必须在中区加装须条集合器收紧须条的间距,确保须条以紧密的状态进入主牵伸区。增加一个中区在提高牵伸倍数的同时,势必使得牵伸区的摩擦力界分布更加复杂,因此中区牵伸工艺的选择至关重要,其主要牵涉到的参数有:中区牵伸倍数、中二罗拉加压量和中区胶圈钳口隔距等。中区牵伸倍数的选择一般在2~4倍,过小起不到分担牵伸的效果,过大则破坏了须条的结构,使进入前区的须条性能不好,影响成纱质量。由于中区牵伸倍数大于后区小于前区,如果中二罗拉加压不足,势必导致皮圈中部摩擦力界强度不够,使得中区钳口附近的握持力无法与牵伸力相适应,进而导致须条不能以很好的状态进入前区,增加前区牵伸的不稳定性。中区采用长短皮圈牵伸,配合适当的胶圈钳口隔距,利用上下皮圈及弹性上销成的弹性钳口,通过对须条适当的挤压作用提高须条的紧密度,从而稳定地控制纤维的运动。因此,应选择适当的中区牵伸倍数、罗拉加压、钳口隔距,实现中区对纤维强控制的效果,保证须条以良好的状态进入前区,完成牵伸。2测试2.1须条集合器纺制在超大牵伸TH558型数控细纱机上进行纺纱试验。本次试验首先对中区所用集合器的规格进行优选,分别选取1.4%、1.6%、2.0%、2.4%4种规格的的须条集合器纺制CJ9.7tex细纱,取最优。在此基础上,选择中二罗拉加压、中区牵伸倍数、中区胶圈钳口隔距和前区胶圈钳口隔距四因素,进行4因素3水平正交试验,探讨各因素对所纺纱线性能的影响。2.2后区牵伸t纺制CJ9.7tex纱主要工艺参数为:粗纱定量4.00g/10m,总牵伸82.47倍,后区牵伸倍数1.23倍,锭速13000r/min,捻系数380。正交试验各因素水平见表1。2.3粗节和棉结测试采用YG135G型条干均匀度测试分析仪对纱线的条干CV值、细节、粗节和棉结进行测试,测试条件为:测试速度400m/mmin、测试时间1min。测试环境温度为(20±2)℃,相对湿度为(65±5)%,测试前纱线在该条件下平衡24h以上。3试验结果与分析3.1须条集合器出口口径采用不同型号须条集合器纺制CJ9.7tex纱,罗拉加压:190×170×150×170、中区牵伸倍数1.5倍,中区胶圈钳口隔距3.5mm,前区用2.5mm压力棒隔距块,纱线性能测试数据见表2。由表2可知:在其他纺纱条件一致的情况下,随着须条集合器出口口径的变大,纱线条干CV呈先减小后增加的趋势,最优规格为2.0%。须条集合器出口口径过大,起不到很好的集聚作用;出口口径过小,集合器的倾斜角会变大,两根须条突然被压缩,摩擦力界波动大,不利于平稳牵伸。3.2中区牵伸个数对条干cv的影响此处选择2.0%中区须条集合器,在此基础上,对CJ9.7tex纱进行4因素3水平正交试验,方案、测试结果及条干CV各因素各水平间极差计算结果见表3。重定量纺纱工艺虽在牵伸形式上有所革新,但仍隶属于环锭纺纱范畴。结合环锭纺纱线的性能可知:增加一个牵伸区势必提高牵伸区内须条运动的复杂性,影响变速点的分布,从而单位截面内须条的根数有所变化,但对毛羽和强力的影响较小,本文主要针对纱线条干这一指标进行分析。由极差分析可知:各因素对纱线质量影响程度分别为中区牵伸倍数>中二罗拉加压>中区胶圈钳口隔距>前区胶圈钳口隔距,而中区牵伸倍数对条干CV影响尤为显著。对照乌斯特公报2007条干CV水平:中区取1.5倍牵伸时达到50%乌斯特公报水平;取2.5倍牵伸时在75%左右;取3.5倍牵伸时达到95%水平。每千米的-50%细节:中区取1.5倍牵伸时达到25%乌斯特公报水平;取2.5倍牵伸时达到95%水平。每千米的+50%粗节:中区取1.5倍牵伸时达到25%水平;取2.5倍牵伸时达到50%水平;中区取3.5倍牵伸时在75%乌斯特公报水平左右。每千米的+200%棉结:中区取1.5倍牵伸时达到25%乌斯特公报水平;取2.5~3.5倍牵伸时达到50%水平。由表3可知:随着中区牵伸倍数的增加,成纱质量呈现恶化趋势,产生这种现象的原因主要是中区的摩擦力界分布不够合理,不能很好地控制纤维运动,如若再盲目地增加中区牵伸倍数,只会使得原本不是很明显的不匀扩大化。其次,由于条件限制,本文采用的是双粗纱喂入模拟重定量,在中区使用须条集棉器强制使两根须条集合,势必对须条牵伸状态有所影响。对条干CV影响次之的因素为中二罗拉加压,当中二罗拉加压量为130N/双锭时,条干最差,170N/双锭时次之,150N/双锭时最优。中二罗拉加压过小,中区后部摩擦力界弱,对纤维的控制能力弱,纤维易提早变速,变速点不稳定;中二罗拉加压过大,则导致中区后部摩擦力界过强,中一罗拉握持力不能满足牵伸力的需求,快速纤维从慢速纤维中抽出时受阻。中区、前区胶圈钳口隔距分别选择4.5、2.5时较好,在给须条一定的摩擦力界的情况下能保证快速纤维顺利地从慢速纤维中抽引出来。4牵伸区工艺对重定量成纱性能的影响在TH558型超大牵伸数控细纱机上进行重定量纺纱试验,通过对须条集合器规格、中区胶圈钳口隔距、中