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国外致密纺细纱机的现状及发展趋势
1环锭纺纱技术所谓薄纺,是指粗线在旋转和旋转之前,利用真空气流或机械作用将其横向收缩和聚合,使纤维有效地将其聚集在布的中心。我们应该尝试减小或消除旋转和弯曲的三角形区域,以最大化纤维的薄卷形成,从而减少和减少飞叶,提高纤维的利用系数和成线强度。2德国纺纱用纱目前国外比较有代表性的紧密纺纱系统主要有瑞士立达(Rieter)公司的ComforSpin紧密纺纱系统、德国绪森(Suessen)公司的EliTe紧密纺纱系统、德国青泽(Zinser)公司的CompACT3紧密纺纱系统、日本丰田(Toyota)公司EST紧密纺纱系统、意大利马佐里(Marzoli)公司的Olfil紧密纺纱系统、瑞士罗托卡复特(RotorCraft)公司Rocos紧密纺纱系统等。2.1高聚物聚酯纤维压吸风纺纱瑞士立达公司的ComforSpin紧密纺纱系统国内音译为卡摩纺。我国的山东鲁泰、新疆溢达等多家纺织大型企业都引进了该公司的紧密纺细纱机。该机构以传统的三罗拉长短皮圈牵伸装置为基础,保留中罗拉的胶圈和后牵伸区结构,将细纱机原来牵伸机构的实芯前罗拉改为直径为59mm的钢质中空网眼滚筒(也称集聚罗拉),在集聚罗拉中间部分周向布有吸风小孔,内部装有吸风插件,吸风插件上有与吸风小孔对应的吸风口,与负压吸风系统相连。集聚罗拉上装有两个胶辊,前面为新增的输出胶辊,它与集聚罗拉组成输出钳口或加捻钳口。第二个为原来牵伸装置的前胶辊,它与集聚罗拉构成主牵伸区的前钳口,这样,在集聚罗拉圆柱形的表面上,由最前方的输出胶辊和原来的前胶辊所控制的圆弧区域便形成了集聚区。集聚罗拉担负着牵伸、吸风集聚和加捻握持三大任务。须条在牵伸之后、加捻之前,受到由集聚罗拉和双胶辊组成的集聚控制区的气流吸风作用,负压气流透过集聚罗拉上的小孔、吸风口构件的槽形吸口排向中央吸风系统。在此过程中,纤维受到自上而下、由边缘到中心的集聚约束,使须条宽度逐渐变窄,加捻三角区缩小,纤维保持紧密顺直的状态,被加捻成为紧密纱。典型机型有K44和最新的K452,该紧密纺纱系统具有以下特点。(1)结构简洁,大直径集聚罗拉集牵伸、集聚、输出、加捻握持等多项作用于一身。(2)集聚部分无易损件,寿命长,运行成本低。(3)须条一出牵伸钳口就进入集聚区直到输出钳口,实现了全程集聚,集聚效果好。(4)输出胶辊与前胶辊均由集聚罗拉驱动,意味着两者之间,即集聚区内无法设置张力牵伸,对纤维伸直不利。(5)集聚罗拉与吸风组件设计要求高、制造难度大,比较适应立达公司自身细纱机,不便与其他机型配套。因而这种类型以瑞士Rieter公司为唯一的成功代表,目前鲜有他人采用。图1为RieterComforSpun紧密纺系统图,图2为关键机件分拆图。2.2动集聚圈的原理衍生德国绪森的EliTe紧密纺纱系统示意图见图3,它保持原牵伸装置不变,在前罗拉前方设置集聚机构,即加装异形截面吸风管、网格集聚圈和输出胶辊,输出胶辊与原来的前胶辊两者组合在一起成为一个紧凑的双胶辊套件(见图5)。集聚圈套在异形截面吸风管上,并由撑杆张紧。输出胶辊和前胶辊的铁壳内侧附有相同齿数的齿轮,这样前胶辊通过过桥齿轮传动输出胶辊,再依靠输出胶辊对集聚圈的摩擦,带动集聚圈在异形截面吸风管上回转输送须条,吸风管与输出胶辊构成输出钳口或加捻握持钳口,吸风管固定不动并与吸风系统相连,吸风管上部工作面在对应每个纺纱位处,开有一个与纤维输出方向略呈一定角度倾斜的吸风口,纤维离开牵伸前钳口后,受到集聚区内吸风管的吸风作用,空气透过集聚圈的网孔,从吸风口经异形吸管排向中央吸风系统,纤维则被吸附到集聚圈对应有吸风口的位置处,纤维便处于压缩集聚状态,随集聚圈的回转,按照倾斜吸风口的横向吸引速度和集聚圈的向前输送速度的合成速度方向,顺着斜槽输送到输出胶辊钳口处,被握持加捻成为紧密纱。应用该系统原理衍生的紧密纺纱机类型较多,其优点如下。(1)紧密纺装置单独设置,集聚圈制造简单,成本低,更换方便,适合对普通细纱机的改造加装,因而这种模式已成为国内将传统环锭纺升级为紧密纺采用的主要方式之一。(2)吸风口的长度方向和集聚圈的运动方向有一定角度的倾斜,倾斜吸风口的负压吸引力使受控须条横向运动,产生了环绕自身轴线的切向力矩,因此对须条的集聚效果有进一步辅助增强的作用。(3)输出胶辊的直径稍大于前胶辊,可使牵伸前钳口与输出钳口之间的集聚区里产生一定的张力牵伸,有利于提高纤维的伸直平行度。但缺点是异形截面吸管虽然尽量深入到牵伸钳口处,但仍不能做到零距离,所以无法实现全程集聚控制。2.3上置式吸风集聚型紧密纱德国青泽公司的紧密纺纱机构示意图见图6,该机构是在传统的牵伸装置的前罗拉前方增加一根输出罗拉,其上加装输出胶辊,两者组成输出钳口,输出胶辊上装有皮圈架组件,在输出胶辊与皮圈架组件上套有集聚胶圈,胶圈的中部打有一串连贯的椭圆和圆形相间的透气孔,皮圈架内部装有吸风管,皮圈架向下的一面对应每个纺纱位处开有吸风口,通过装在摇架上的塑料管通向中央吸风系统。吸风产生的负压使空气透过小孔和纤维束由下而上、由边缘向中心排风,同时产生的托持力使须条紧贴胶圈向前输送,机械力和空气控制力结合完成了集聚作用,随后得到加捻成为紧密纱。其典型特征是属于上置式吸风集聚型紧密纺系统,特点如下:(1)能在前罗拉钳口和输出钳口之间的集聚区内设置符合工艺需要的张力牵伸,有利于进一步提高纤维的伸直平行度。(2)由于通气孔与须条运行方向一致,集聚区内的须条无法绕自身轴线回转,再加上多孔胶圈运行到输出钳口处时,多孔胶圈的通气孔会被输出罗拉暂时封闭,使纤维在此处失去气流的集聚作用,产生一定程度的回弹发散,集聚效果受到产生一定程度的影响。2.4输出拉伸成输出相结合的槽形吸口,把人丰田公司EST紧密纺系统示意图见图9,该系统是在传统的三罗拉长短皮圈牵伸装置前方设置集聚机构,由异形截面吸管、网格集聚圈与输出罗拉、输出胶辊等组成。输出罗拉和输出胶辊安装在原前罗拉前胶辊前方,输出罗拉和输出胶辊两者组成输出钳口,在输出罗拉和前罗拉之间配合两者弧形设置一根倒三角形的异形截面吸管,集聚圈套在异形吸管和输出罗拉上,传动动力来自前罗拉,通过前罗拉齿轮、中间过桥齿轮与输出罗拉齿轮啮合,传动输出罗拉回转,输出罗拉从集聚圈的内壁积极摩擦驱动集聚圈绕异形吸管转动,与此同时输出胶辊因紧压套圈,受集聚圈外壁的摩擦而转动。异形吸管表面开有位置相对应的纵向槽形吸口,依靠以上各部分和吸管负压的配合,对到达槽形吸口位置的须条实施集聚作用。其特点是:结构简洁合理,凝聚元件运行稳定性好,凝聚元件不受前胶辊和加捻胶辊直径的影响,能在前罗拉钳口到加捻钳口之间设置符合工艺需要的张力牵伸。但气流导向口没能延续到阻捻钳口下,故凝聚作用不能持续到加捻钳口的下方,对凝聚效果有所影响。2.5在连续线上的应用情况意大利MarzoliOlfil紧密纺系统与绪森的紧密纺系统在结构上有很多相似之处,都属于下置式的吸风管套织物集聚圈式的气流吸风系统。不同的是吸风管形状为圆形,其上的吸风口为直线形即与纤维运行方向一致。传动情况是前胶辊通过同步带传动输出胶辊,输出胶辊再摩擦传动集聚圈,集聚圈绕圆形吸风管回转产生吸风集聚和输送出纤维的作用。与其他系统相比,Olfil系统的特点是吸风狭槽比较短。吸风管与输出胶辊组成控制钳口,控制钳口的压力可按照需要通过组合件上的螺栓调节。Olfil紧密纺纱系统的模块化和一体化设计可按需要在普通环锭纺和紧密环锭纺之间简易地来回变换。2.6磁性集聚器的设计该机构属纯粹的机械式集聚器件,是在传统的三罗拉牵伸装置的前罗拉上设置集聚区(图14)。前罗拉1上包围有前胶辊2,输出胶辊3和磁性集聚器4、两钳口线之间是集聚区。双胶辊架控制着两个胶辊,并套在前胶辊芯轴上,依靠板簧的压力使输出胶辊与前罗拉之间有足够的控制力。磁性集聚器选用高性能磁性材料,其精确的外部弧形加上磁力吸引使集聚器与罗拉之间没有间隙并向前靠拢,与前罗拉形成一个完全封闭的区域。集聚器下部中间有一沿纱条运行方向贯通的凹槽,纤维受渐缩通道内腔曲面的约束产生集聚效应,保持紧密状态加捻成纱,使纱的毛羽减少。磁性集聚器每两锭为一套,该系统优点是结构简单,不需要吸风和复杂机构,能耗小。缺点是须条通过集聚器时容易在机械力的作用下被刮离纱干,飞花较多。3车桥压纺的紧密纺对比以上各种国外紧密纺纱系统可见,按照集聚方法分为气流集聚型和机械集聚型两种,气流集聚型虽然增加了吸风动力消耗,但可调性强,吸风连续稳定,集聚效果好,因而得到更多厂家的认可和使用。气流集聚型又分为集聚罗拉集聚型和吸风管集聚型,除瑞士立达的ComforSpin紧密纺采用前者外,德国绪森的EliTe紧密纺、德国青泽的CompACT3紧密纺、日本丰田的EST紧密纺、意大利马佐里的Olfil紧密纺均采用后者,集聚罗拉集聚型优点是无易损件,运行成本低。缺点是不便与其他机型配套,不适于老机改造。而吸风管集聚型适合对普通细纱机改造加装,
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