淺談棉紡粗紗機(jī)和紡紗工藝

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1、淺談棉紡粗紗機(jī)和紡紗工藝淺談棉紡粗紗機(jī)和紡紗工藝本文的中心思想是敘述粗紗機(jī)的發(fā)展與紡紗工藝之關(guān)聯(lián)，設(shè)計發(fā)展紡紗機(jī)械唯一的依據(jù)是紡紗工藝，目的是成紗質(zhì)量和生產(chǎn)效率社會效益最大化。近來十五年左右特別是近十年，國內(nèi)外紡織機(jī)械發(fā)展的速度非常之快，尤其是國內(nèi)的發(fā)展速度更是日新月異，與國外相比多數(shù)紡紗機(jī)械品種都能站在同一個起跑線上，可喜可賀，但在自動化水平上尚有不小的差距，同行們?nèi)孕枧Α?粗紗機(jī)的發(fā)展粗紗機(jī)是棉紡工程中的重要工序機(jī)械之一，在環(huán)錠紡紗系列中是不可缺少的工序，粗紗機(jī)緊隨時代的前進(jìn)而不斷的更新發(fā)展。早期的托錠式機(jī)械結(jié)構(gòu)粗紗機(jī)發(fā)展為懸錠式機(jī)械結(jié)構(gòu)粗紗機(jī)，其

2、紡紗速度、粗紗卷裝和捻度均有較大的提高，從而造成生產(chǎn)的高效率和粗紗成紗的高質(zhì)量，有劃時代的意義?？傮w上講提高生產(chǎn)效率約30％～40％、成紗質(zhì)量約提高1～2個數(shù)量級。九十年代初至今計算機(jī)控制的粗紗機(jī)的研制生產(chǎn)及使用已基本成熟，能夠大批量的投至紗廠使用，使粗紗機(jī)的機(jī)電一體化水平有劃時代的進(jìn)步。以下是對兩種機(jī)型的略述：1．1懸錠式機(jī)械粗紗機(jī)1．1．1粗紗機(jī)四大主運(yùn)動：四大主運(yùn)動是牽伸運(yùn)動、錠翼旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、龍筋升降運(yùn)動(紗錠升降)筒管旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(筒管卷繞)。通過錐輪系統(tǒng)、成形機(jī)構(gòu)和總牽伸、捻度、卷繞等6-8種配換齒輪，使這四大主運(yùn)動完成有限數(shù)據(jù)量的匹配，紡制粗紗。這

3、有限的數(shù)據(jù)量對于實際紡紗過程中所發(fā)生的諸多環(huán)境等變化是不能隨時滿足要求的，這是機(jī)械控制的粗紗機(jī)力所不及的。1．1．2關(guān)于不一致系數(shù)的思考目前機(jī)械傳動控制的粗紗機(jī)不一致系數(shù)的設(shè)置不近一致，差異較大，有的機(jī)型不一致系數(shù)等于零，有的為正值，有的為負(fù)值，其絕對值均不大于O．5。從實際開機(jī)生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)不一致系數(shù)的選取與其他相關(guān)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)有匹配之關(guān)聯(lián)，比如錐輪曲線、錐輪皮帶的位移量等等。1．1．3錐輪機(jī)構(gòu)及其錐輪曲線錐輪機(jī)構(gòu)是粗紗機(jī)上主要部件，是粗紗機(jī)四大主運(yùn)動相互匹配運(yùn)行的關(guān)鍵部件；錐輪曲線的設(shè)計是很復(fù)雜的，目前粗紗機(jī)錐輪曲線各家設(shè)計的有較大的不同，有的采用直線錐輪

4、，有的采用正規(guī)的曲線錐輪，而我們設(shè)計的是采用經(jīng)過修正后的非正規(guī)雙曲線錐輪，這種錐輪最能滿足實際紡紗的需要，但這種滿足也只能是相對其它曲線錐輪而言。真正接近或近似紡紗的實際錐輪曲線，機(jī)械結(jié)構(gòu)的錐輪是難以達(dá)到的，甚至是不能達(dá)到的，其原因是理想的曲線無法在機(jī)械錐輪實體上體現(xiàn)，加之錐輪皮帶軸向位移量的精度無法保證。皮帶實體的寬度限制了其自身軸向移動量的精度，另外還有一個致命的無法克服的缺陷就是皮帶的滑移，這種種固定因素造成機(jī)械錐輪在傳遞速度上，能粗略的滿足實際紡紗之要求。這里所說的粗略的除了只能實現(xiàn)一些給定部分?jǐn)?shù)據(jù)量，尚不包括許多隨時變化因素而造成的數(shù)據(jù)量，以及

5、至今尚無法準(zhǔn)確說明的粗紗紗團(tuán)的實體，它不是剛體亦不是規(guī)則的彈性體，諸多原因促成其是一個無規(guī)則的半彈性體，很難用準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)式表示。1．1．4成形機(jī)構(gòu)及其紗團(tuán)錐體的形成：粗紗機(jī)的成形機(jī)構(gòu)的設(shè)計是非常典型而成功的機(jī)構(gòu)，而且各種機(jī)型的成形機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)基本一致，無本質(zhì)上的區(qū)別。成形機(jī)構(gòu)通過齒條控制錐輪皮帶起始位置和移動量、通過托架拉桿和換向箱完成下龍筋升降換向及升降動程的變化，完成粗紗團(tuán)成形。但由于機(jī)械控制的數(shù)據(jù)量有限，所以粗紗團(tuán)形狀變化范圍有限。1．2計算機(jī)控制的粗紗機(jī)計算機(jī)控制的粗紗機(jī)較機(jī)械式的粗紗機(jī)就其功能和成紗質(zhì)量及生產(chǎn)效率等均有較大的改善和提高，還有部分功

6、能是機(jī)械式粗紗機(jī)無法達(dá)到的。目前國內(nèi)外有多種機(jī)型，就其使用電機(jī)多少而區(qū)分有兩電機(jī)、三電機(jī)、四電機(jī)及多電機(jī)的計算機(jī)控制的粗紗機(jī)。從使用、維修、成本及其可靠性來考慮，我認(rèn)為兩電機(jī)和四電機(jī)方案的粗紗機(jī)較為理想。兩電機(jī)結(jié)構(gòu)(實際亦是三電機(jī))較三電機(jī)結(jié)構(gòu)相比從運(yùn)轉(zhuǎn)精度、可靠性和控制的方便性而言優(yōu)越許多，四電機(jī)結(jié)構(gòu)方案中其優(yōu)選方案應(yīng)該是帶有差速箱的為首選，理由有以下各點：一是降低計算機(jī)等元器件匹配精度要求；二是消除了大部分各電機(jī)的運(yùn)行誤差；三是提高運(yùn)行中的可靠性特別是升降換向電機(jī)的可靠性；四是降低整機(jī)成本(不必采用伺服電機(jī)方案)。1．2．1計算機(jī)控制的粗紗機(jī)的設(shè)計基

7、礎(chǔ)計算機(jī)控制的粗紗機(jī)的設(shè)計是機(jī)械型粗紗機(jī)繼承和發(fā)展，特別是機(jī)械傳動鏈的全部數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是有紡紗機(jī)以來所積累結(jié)晶出來的，我們只能在此基礎(chǔ)上加以細(xì)化和發(fā)展，使其更能滿足現(xiàn)代紡紗的實際之需。機(jī)械式粗紗機(jī)核心數(shù)學(xué)關(guān)系式就是牽伸和卷繞兩大運(yùn)動相匹配的數(shù)學(xué)關(guān)系式，這組數(shù)學(xué)關(guān)系式因為是通過數(shù)種配換齒輪和錐輪組合實現(xiàn)的，其數(shù)量是有限的，而且是粗略的。但是是可以紡紗的。一旦紡紗達(dá)不到要求，尚可通過人工調(diào)整方式更換配換齒輪來滿足紡紗的粗略要求。在實際紡紗中，因各種因素的影響需要無數(shù)個滿足瞬時之需的牽伸和卷繞相匹配的紡紗曲線，這是機(jī)械傳動的粗紗機(jī)無法實現(xiàn)、無法滿足的。由于有

8、了計算機(jī)、變頻器、可編程控制器、旋轉(zhuǎn)編碼器等一系列的電子電器控制元件的存在，再通