自捻纺纱机加捻方式的选择

自捻纺纱机加捻方式的选择

自扭曲纺织法是一种新型的纺织技术。自20世纪60年代问世以来已经经历了50年的发展。到1999年,英国Platt公司(后由Macart公司接手),累计售出4400台自捻纺纱机。1999年后,英国马卡特(Macart)公司把自捻纺纱机整合为S300纺纱系统,融预牵伸、主牵伸、自捻、膨化、络筒与一体,主要适合加工腈纶膨体纤维纱线。2000～2003年期间,马卡特(Macart)公司共售出90台S300纺纱系统。而截至目前,北欧的用户如英国和法国都已关闭了纺织厂,设备都转移到了墨西哥。2006年,由于马卡特(Macart)公司在欧洲生产自捻纺纱机的生产成本太高,好多用户虽然青睐S300纺纱系统却很少下单,因此马卡特(Macart)公司许可天津宏大纺织机械有限公司生产的S300自捻纺纱系统,其加捻方式全部为搓辊自捻方式。自捻纺纱机的搓辊自捻方式一直发展至今,在设备运行稳定性和产品质量方面都有保证。自从自捻纺纱技术问世以来,国内外有人提出了其他几种自捻加捻方式:一是前苏联研制的喷气自捻纺纱机,采用喷嘴和涡流对纱条施加间断的捻回而自捻成纱,型号有PCK-Ⅱ型和PCK-Ⅲ型;二是法国纺织研究院研制的1984年在米兰展出的RS100和RS200型包芯自捻纺纱机,其加捻方式采用一个摩擦式假捻器做单方向等速回转,在假捻器前方配置一对槽轮和皮辊控制加捻纱条,使纱条获得交变捻度;三是我国研究人员赵建明提出采用两个交叉配置的皮圈,和一个带有沟槽的控制罗拉来实现施加给纱条的交变捻度。下面分别对以上提到的几种自捻纺纱机的加捻方式进行介绍。1自扭曲、自扭曲主要机型为天津宏大纺织机械有限公司生产的MK1E型和S300型自捻纺纱系统。1.1橡胶轮系传动自捻罗拉搓辊加捻装置由自捻罗拉和传动自捻罗拉的行星轮系组成,如图1所示。自捻罗拉表面覆盖橡胶,直径为39.8mm,在空气轴承上进行往复运动,往复动程为7.6mm,上下自捻罗拉均由行星轮系传动。行星轮系除传动自捻罗拉往复运动外,还要传动自捻罗拉回转,这靠一对锥齿轮来完成,所产生的周期长度为220mm。1.2双股自捻纱的形成过程由自捻罗拉引出的两根单纱条,经过自捻罗拉的往复运动均加上了交替的同向捻度,至汇合钩处汇合时,每根单纱条所产生的力矩使纱条产生退捻趋势,这时两根纱条都产生退捻力矩促使双股纱的自捻,直至单纱条的退捻力矩和双股纱的阻捻力矩平衡,形成双股自捻纱。1.3股自捻纱纱线由于单纱条上的捻回为S捻和Z捻交替变化,所以形成的双股自捻纱也存在S捻区、Z捻区和无捻区,称为同相自捻纱。但是从自捻罗拉出来的两根单纱条至汇合钩处纱条长度不等时,所产生的自捻纱无捻区也存在弱捻,称为异相自捻纱。1.4适用性主要适纺毛型腈纶膨体纱类和毛精纺产品的纯纺及混纺,多用于针织,也可用来加工粗羊毛以制织地毯。1.5振动的持续性其加捻能力受到自捻罗拉惯性的限制,当自捻罗拉的往复运动频率超过2000次/min时,机器就难以承受自捻罗拉的惯性作用力所引起的振动,难以持续高速回转。但目前最高纺纱速度为300m/min,完全能够满足高生产率要求,在一定时间内仍存在很大的市场空间。2呼气自廖主要机型为前苏联研制的PCK-Ⅱ型和PCK-Ⅲ型喷气自捻纺纱机。2.1加捻气纱条的制备由一对回转涡流喷嘴组成,如图2所示。涡流喷嘴有两个加捻小气腔,如图3所示,这小气腔实际上是直径约为1.5mm、长6mm的圆柱孔,在其切向有一0.7mm直径的喷气孔,速度大于亚音速的压缩空气从该喷气孔切向进入加捻气腔,在腔内作螺旋运动,从而给通过的纱条进行加捻。旋转阀是控制喷气孔间歇进气的机构,两旋转阀的相位决定了自捻纱的相位。2.2扭曲过程前罗拉送出的单纱条各自通过加捻小气腔接受加捻,经涡流假捻的两根单纱汇合在一起而形成自捻纱。2.3纱线直径偏结构简单,安装方便,但其加捻效率受单纱条张力等的影响很大,且为了便于偶尔出现的粗节通过,气腔直径必须偏大,从而使自捻纱的捻度难以控制。采用交替变向的喷气加捻机构以后,纺纱速度达200m/min。2.4适用性主要用于生产羊毛混纺针织用纱和膨体纱。2.5喷气频率的确定目前,利兹大学的学者已经研究在Repco机器上安装喷气装置生产喷气自捻纱,喷气的频率由计算机控制,所试验的喷气自捻的成纱质量也和自捻罗拉搓辊自捻的成纱质量相差不大,只是在速度提高时的成纱质量有待进一步提高。随着喷气技术和计算机技术的不断发展,喷气自捻技术很有可能取代自捻罗拉的自捻方式。3摩擦自扭曲1984年在米兰展出的RS100和RS200型包芯自捻机由法国纺织研究院研制,称为NOVACORE。3.1加捻组合装置恒速回转的摩擦假捻器如图4所示。两根单纱条5进入由皮辊6、槽轮7、内摩擦式假捻器8等组成的加捻组合装置。其中8由高效能平皮带恒速传动作单方向等速回转。3.2自捻或交替回纱如图5所示,采用恒速回转的摩擦假捻器,辅以周期性地改变假捻器到牵伸前钳口间距离的方法,使从假捻器出来的单纱条获得交替变向的捻回。由图5可看出,假捻器内两根单纱条由固定的分纱器隔离,经过该分纱器后才汇合自捻成纱。自捻纱的相位取决于槽轮两道槽的相位差,相位差可以任意调节。槽轮非槽道部分的周长应和单纱条从前罗拉走到槽轮表面的距离近似。3.3精梳毛纺纱摩擦假捻式自捻的最大优点是可使成纱截面内的含纤量减少到20根以下,精梳毛纺纱则减少到45根以下,比普通自捻纺少两倍,这为使用价格较低的粗羊毛提供了条件,还因RS200有芯纱,成纱强力高,且均匀,弥补了普通自捻纱的固有缺陷。引纱速度高达300m/min。3.4自捻纱的强度适纺天然纤维与合纤长丝的包芯纱。天然纤维包覆在合纤芯纱表面,所纺出的自捻纱在保持良好天然特性的前提下,具有较高的强度。即使在无捻区,也因有合纤芯纱而强度较好。单纱条断面内的纤维根数可以少至15～18根,所以纺纱特数范围广,可用于机织和针织。3.5纱线张力较大,意外牵伸增加该假捻器在工作过程中,不能积极地将纱条输送向前,纱条由引纱罗拉强行牵引向前运动,因而纺纱张力较大,意外牵伸增加。并且由于在纱条输出方向上假捻器和纱条存在相对运动而产生动摩擦,导致输出纱条的毛羽进一步增加。4皮圈自我弯曲4.1前拉前拉皮辊结构设计由交叉配置的两个皮圈(如图6、7)以及控制罗拉和皮辊组成。图7中1为一对前罗拉,2为控制罗拉,3为皮辊与2组成控制钳口,4为皮圈加捻器,5为纱条输出端。(1与2之间距为L1,2与4中点之间距离L2,4中点与5之间距离L3)4.2市场上渐偏转反向捻回加捻过程见图7。当控制罗拉2的沟槽部分运动到钳口处,控制罗拉和皮辊便失去了对纱条的钳持作用,则L2纱段上的捻回穿过控制罗拉的沟槽,部分渗透到L1纱段上,使得L2纱段上的捻回突然减少,导致加在L3纱段上的反向捻回减少,造成L3纱段上渐渐转向正向捻回(指与加捻器给L3纱段所加捻回同向)。当沟槽段走完以后,控制钳口又开始握持纱条,L1纱段上的捻回部分输送到L2纱段,再加上L2长度较短,使L2纱段反向捻度渐渐加大,以至于输送到L3区的反向捻回超过加捻器给L3纱段所加的正向捻回,从而使L3纱段渐渐转为反向捻回。这样,控制罗拉连续回转,对L1、L2纱段轮换释放、握持,L3纱段捻回方向交替改变,从而输出具有交变捻回的单纱。4.3详情发展史皮圈式自捻的加捻方式至今未见成品机台出售。这有可能是由于皮圈运动的稳定性以及皮圈的磨损寿命限制造成。5加捻方式的发展在几种自捻纺纱机的加捻方式中,自捻罗拉搓辊自捻的加捻方式由于其持续运行