环锭棉纺牵伸系统技术的发展

环锭棉纺牵伸系统技术的发展

2气动加压发展方向现代低压装置的压力机构主要用于压力损失。它可以分为两类：弹簧压力和气压压缩式压力。本文在分析压力类型、压力控制、工艺配置和压迫设备日常管理方面进行了分析。气压代表一个发展方向。2.1气动加压系统并条加压在淘汰了老式简单罗拉牵伸机构的重锤加压之后,弹簧摇臂加压一直延续至今。近十几年来,随着加压机构制造加工精度、弹簧材质和热处理技术的不断进步,使技贸结合进口技术和国产双眼FA系列并条机的加压机构得到改进。如东台马佐里的DUOMAX型、宝成纺机的FA311(322)型、天门纺机的FA317(319)型等,目前除东台马佐里可选液压加压形式外,其他的多为采用弹簧加压并可选气动加压,最新的单眼高速并条机,不论是国产新机还是国际名牌厂家,均已采用气动加压。气动加压形式的优越性主要体现在以下几方面:(1)加压量充分、稳定,无级可调,可在线监测,长期停车可半释压而不移位;(2)长期使用,压力不会衰退,稳定且一致性好,产品质量有保障,机构维护工作量小;(3)压力为恒定值,不受胶辊直径的影响,更符合生产工艺要求,有利于其他牵伸元件的正常运行。最新直接式气动加压摇架示意图见图7。其为同一气源,各处压强相同,对胶辊轴每一加压点采用一定面积的气缸,由此获得工艺所需压力。调节压力阀可改变进入气缸空气的压强,从而改变对胶辊的压力。因此,胶辊直径及罗拉隔距等发生变化对压力无影响。特别是前胶辊和二、三胶辊的加压气缸分别由两条管路供气,设有两个进气阀可分别调整压力,由此可见,压力调整灵活,工艺选择范围更大,优化目标更高。2.2圈内加压装置目前粗纱加压机构国产主要以YJ-100系列弹簧摇架为主体,气动摇架研发新产品正在推向市场。国外有三种形式:一是以瑞士Rieter公司为代表的气动加压机构,在棉纺工程的全过程广泛应用气动加压;二是以德国Suesen公司为代表的板簧加压机构;三是德国生产圈簧摇架的知名公司SKF近两年也推出了新型气动加压机构,SKF公司的老牌圈簧加压摇架为PK1500系列,最新的气动摇架为PK5000型,其示意图见图8。随着粗纱高速、重定量和高质量的发展,对牵伸加压的要求也越来越高。PK1500系列摇架前胶辊压力分20daN、25daN、30daN三档可调,而PK5000型加压为17daN～36daN无级可调,其优点同下面细纱所作分析。对于新建厂或扩大规模,如果产品定位在高档次、高品质,建议一步到位选择气动加压机构。2.3气动加压摇架的应用SKF公司的PK2000型和国产YJ-X系列摇架是圈簧加压;HP的HP-A-320型摇架是板簧加压;R2P型牵伸的FS160P3、INA-V型牵伸的DA2122和国产QVX型牵伸和R2V型牵伸的QYJ(V)系列摇架均采用气动加压。HP-A-320型板簧摇架针对PK225型从设计和制造精度上有所改进:(1)以坚实的板簧为加压元件,相对横截面大,坚固耐用,不易疲劳;(2)上罗拉采用定位器设计,装配精确,使胶辊、罗拉之间保持较高的平行度,罗拉钳口握持线较稳定;(3)采用无自调平行作用的板簧固定加压组件,依靠高精度加工,确保“三线”平行,加之握持上罗拉位置的直径加大,由原来的9.5mm变为12mm,同时握持宽度加长,由原来的16mm变为21mm,从而使上罗拉弯曲变形小、运行更稳固;(4)加压手柄断面形状设计成5mm×18mm,刚性强,不易变形。(5)在加压状态下上罗拉可采用微调设置,提高了装配精度。大量试验证明,气动摇架性能明显优于弹簧摇架,具体特点如下:(1)气压稳定可靠,不会衰退,压力处处相等,锭差、台差较小;(2)加压充分,调节方便,能适应各种条件下重加压的工艺要求,可在机器运转中进行整体无级调压,对处理因环境温湿度突变而造成的牵伸力骤增有特殊功效;(3)停车时可方便地进行半释压或全释压,在半释压状态下,罗拉钳口握持线不产生相对滑移,不破坏握持须条结构,再开车时不产生滑移,细节和断头极少。可避免较长时间停车对胶辊产生凹痕损伤,对推广应用软弹胶辊有重要意义;(4)管理方便,压力可由仪表显示,并可对欠压和过压自动保护,实现压力在线监测;(5)加压元件简单、结构轻巧,加工、装配精度较高,较好地保证了胶辊与罗拉间、胶辊与胶辊间的平行度,整体无易损、衰退零件,便于清洁、保养和维修。最新TEXPARTS(SKF)PK3000型气动加压摇架(见图8)除具有上述优点外,还做到了压力稳定一致、处处相等,进一步缩小了锭间和台间的差异。此外,还实现了前中后三档压力各自独立设计调整,由此,使牵伸工艺优化范围更大、更灵活,优化目标将更高。3延长源技术的进步3.1胶辊的性能及其与国际先进水平的关系为充分满足牵伸工艺要求、改善钳口握持状态,进一步提高成纱质量,高弹性胶辊已被广泛应用并日趋受到重视。其主要特点是:在相同加压条件下,使前罗拉钳口握持面增加、握持力稳定且相对缩小了牵伸浮游区,有吸收罗拉、胶辊轴振动和减少胶辊滑溜的功效。并粗胶辊和纺中粗号棉纱及纯化纤细纱时,不宜用低于邵尔A75度软弹胶辊。在胶辊胶圈采用新型原材料的研发和应用方面也出现阶段性成果,出现了纺弹力包芯纱连续使用期超过一年的细纱样品胶辊和在高速并条纺化纤混纺和彩棉品种连续使用期超过半年的并条样品胶辊等超耐磨新材料软弹胶辊。国产胶辊与国际先进水平还有一定差距,主要原因为:一是胶辊原料的质量等级以及完善、合理的制作工艺有差距;二是生产装备和技术条件上有差距;三是目前棉纺企业的使用环境上也存在差距。具体表现为分散度、导电性、弹性、抗老化性和耐磨性较差。因此,国产胶辊易早衰、龟裂,胶辊寿命为先进水平胶辊的1/2～1/3。胶圈近年来有较快发展,性能已接近国际先进水平,国产新型胶圈试验使用期可达2年左右,高速用特种胶圈已能替代进口。3.2罗表土及产品加工中的问题罗拉是重要的牵伸元件,随着纺纱速度不断提高,加压量的增加,对牵伸罗拉提出了更高的要求。罗拉材质、加工及装配精度的大幅度提高,是罗拉技术进步的基本特征。在罗拉尺寸上,INA-V、R2P和国产QVX型都强调采用直径27mm的前、后罗拉,这样有利于减小罗拉弯曲,提高前钳口握持性能和传动稳定性,但造成前区罗拉隔距较大、前区浮游区距离较长。因此,纺纯棉品种以前罗拉直径25mm为好。国际先进水平的罗拉在材质上采用特种碳素钢,经热处理后镀铬,表面硬度达Hra80度,罗拉表面光洁度、抗弯强度比普通罗拉提高10%左右。罗拉加工及装配精度要求偏心小于0.03mm,两节罗拉装配端面偏心小于0.05mm。V形牵伸对后区加强了控制,要求中罗拉实际偏心控制在0.03mm以内,与前罗拉要求相同。在罗拉表面结构方面,配以不同的胶辊,对握持力大小及其不匀率有明显影响。专题试验指出,软胶辊对罗拉表面结构适应性强,胶辊硬度相同时斜齿罗拉握持力大于直齿,而不匀率小于直齿。因此,目前均采用等距斜齿罗拉工作面结构,断面齿形向圆弧形发展。为增加下胶圈与中罗拉的摩擦力,使其回转同步,中罗拉由大棱形滚花发展为小棱形滚花结构。进入21世纪,国产罗拉水平逐步向国际先进水平靠拢,推出的“超级高精度无机械波罗拉”,生产实践验证罗拉无机械波率已达98%以上,机械波波幅最大不超过5mm,使纺纱条干质量达到乌斯特2001公报5%的水平。罗拉轴承由于材质、加工工艺和结构设计的创新、提高,使用寿命逐步向国际水平靠拢,相继推出了“无机械波罗拉轴承”、“高精度上罗拉轴承”等长寿命罗拉轴承品种。3.3riole组合元件的开发动态3.3.1新型阶梯形下销目前已广泛重视R2P型牵伸独特的胶圈组合结构,中上罗拉采用邵尔A80度胶辊,配弹性工程塑料上销,加上气动摇架,充分挖掘了前区牵伸潜力。这一结构使其胶圈间滑溜率和胶圈与罗拉间滑溜率最小,主牵伸区胶圈运行状态最好。在此基础上,目前国内较高生产水平的企业普遍采用了特殊设计的阶梯形改进下销。弹性工程塑料上销具有以下功效和特点:(1)对上胶圈施加初始张力,充分发挥胶圈的弹性作用,调节胶圈长度差异,杜绝胶圈中凹;(2)材料硬度高,刚性强,表面摩擦因数小,耐磨且不变形,不生锈,较原铁板销大大改善了胶圈的运行状态,成纱条干CV值下降0.4个百分点,千米粗节降幅达31.4%,千米棉结降幅达17.02%。新型阶梯形下销具有类似于弹性上销加大对上胶圈施加初始张力的功效,但没有调节长度差异的作用,在增加胶圈中部控制力的同时,减小了浮游区长度。新型阶梯形下销与铁板上销配套,可明显减少成纱细节与粗节,条干CV值改善在0.4个百分点左右;在与弹性上销配套时,效果不明显,必须结合前冲位置和压力等工艺调整,达到进一步提高成纱质量的目的。减磨型下胶圈张力架及轴承式下胶圈张力辊都体现出工艺水平和工作状态的进步。3.3.2采用机械牵伸装置,增加了中上拉和下销的压力,并将其作为主要的纺粘结构及由下销接入液和内冷压力分配胶圈德国HP和国产JF型前区为双短胶圈牵伸,在上下销方面具有以下特点:(1)HP型牵伸的HP-C型铁板上销的前端与R2P型牵伸的上销相同,采用了聚四氟乙烯工程塑料,既光滑又耐磨,减小了上销与胶圈之间摩擦,实测摩擦阻力比SKF上销小8cN,有利于提高上胶圈运转稳定性,减少胶圈滑溜与转速不匀;(2)取消其他形式都有的上销叶片弹簧,将板簧压力直接加在上销架上,再按尺寸杠杆比进行胶圈钳口和中上罗拉压力分配,这样胶圈钳口压力不受上销叶片弹簧形状、安装位置差异和疲劳程度等不稳定因素影响,钳口压力达2.0daN,满足了因浮游区缩小需与握持力相匹配的要求;(3)采用钢制HP-T型双座式下销架和平板下销,装卸方便,定位合理,缩短了浮游区长度,但下胶圈中部没有上托,对纤维控制较差。JF型牵伸则以摇架直接握持上销架,与骑跨在中罗拉上的下胶圈架及下销组合成每销架为两锭的双短胶圈结构,摇架加压钳口便自动锁紧,胶圈中部由上销弹性下压,既可调节胶圈的长度差异,又能施加中部摩擦力界,杜绝胶圈中凹。钳口位置的高低还可随摇架中爪的前后移动而调整,前中罗拉中心距可调节到38mm以下,实现了罗拉小隔距、小浮游区长度和强控制的牵伸工艺。上胶辊三直线平行度由摇架和握持爪定位及加工精度所保证,制造过程中充分考虑到这一点非常关键。4传统路线形式牵伸传动机构既要考虑满足工艺要求,也要考虑机械设计、加工条件与车头空间位置相适应,还要考虑日常生产调整、维护、保养方便。现代牵伸传动机构共同特点是:采用高精度钢质斜齿轮,啮合好、传动链短、路线更趋合理,全部轴承化,支承尽可能双面,以改善受力、提高稳定性,使传动平稳、轻快、维护简便。针对牵伸变换齿轮,由于传动路线不同,调换方式也不同。传统路线形式主要有以下三种类型:(1)前罗拉→→牵伸变换齿轮ZA/ZB→ΖA/ΖB→中罗拉→→后牵伸变换齿轮ZC→ΖC→后罗拉;(2)前罗拉→→组合齿轮(包括牵伸变换齿轮ZA、ZB、ZC)→ΖC)→中罗拉/后罗拉;(3)前罗拉→→牵伸变换齿轮ZA/ZB→ΖA/ΖB→后罗拉→→后牵伸变换齿轮ZC→ΖC→中罗拉。应该说,以上三种传动形式都各有其设计特点,第一种类型是HP型采用的传动形式,其传动装置结构紧凑,组合宽度小于20cm,但改变后牵伸会影响总牵伸的变化,给工艺调整带来不便,为此还需相应配备较多变换齿轮,但这种类型开车细节最少。因此,从工艺角度来看,后两种传动类型较合理,为机械制造厂普遍采用,目前第二种传动形式已成为主流。当前国内先进的机械制造厂如马佐里(东台)应用了同步齿形带传动技术及传动补偿设计,使开关车时传动同步性大大提高,成纱质量水平再上一个新台阶,其总牵伸可达60倍。而国际一流纺机制造商瑞士立达的G30、G33型细纱机实现了独立牵伸系统传动,从而消除了牵伸传动方面的各种干扰,具有更灵活的牵伸系统,没有变换齿轮,牵伸倍数由电脑设定,可用一种定量的粗纱纺不同的纱号,总牵伸可达80倍。5粘结剂和气摆动支架随着技术的进步,棉纺系统牵伸机构得到快速发展。新型并条机罗拉配置形式已演变为五上四下附压力棒、四上三下附压力棒等曲线牵伸形式;粗纱在三罗拉双短胶圈牵伸形式的基础上形成四罗拉双短胶圈牵伸形式;细纱新型双短胶圈牵伸采用弹性下压式胶圈,中部附加摩擦力界,根本解决了长短胶圈中部上托不足而出现胶圈中凹的问题,且前区罗拉隔距减小,浮游区最小,能有效地控制短纤维。V形曲线牵伸通过抬高后罗拉并缩短罗拉隔距,形成独特的附加摩擦力界,在较小的隔距条件下具有较长的握持距,从而缩短