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细纱牵伸系统关键因素影响质量机理的研究

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细纱牵伸系统关键因素影响质量机理的研究

发布时间: 2006/10/3 文章出处: 　

在细纱机的各个组成部分中，牵伸系统是反映细纱机性能和影响产品质量的最关键部分，从纺纱系统工程整体来看，改善成纱质量、提高纱线条干均匀度的潜力主要在细纱工序的牵伸系统，其中重点包括以下三千方面：①后区牵伸、隔距和粗纱捻系数的合理配置；②胶圈控制区对纱条纤维的控制作用；③前区浮游区长度。本文就曲线后区牵伸结构、工艺特性、前区牵伸隔距大小、上胶圈组合件性能以及应用软弹不处理胶辊影响成纱质量的机理进行分析探讨。
1 后区应用曲线牵伸
1．1 V型牵伸的结构特点
图l所示为V型曲线牵伸结构及摩擦力界示意图。
这种牵伸区结构相对普通双罗拉牵伸有如下特点：
(1)增强并扩展了后钳口处摩擦力界(如图1示CD弧段)，大大加强了对纱条的握持和对浮游纤维运动的控制。使进入牵伸区的粗纱条贴附在后罗拉包围弧上，并受引导力的作用压成扁平带状而不易翻滚和捻度传递，但当脱离CD弧后，由于捻回的重分布，而迅速向B处传递集中，从而使牵伸纱条不仅不扩散，反而向中罗拉钳口处逐渐收缩，形成狭长的V字形，这恐怕正是V型牵伸的名称由来；
(2)在较小的罗拉隔距条件下，具有较长的罗拉钳口握持距 (如图1中AD曲线长)，以及较短的非控制浮游区长度(如图1中BC直线段)，从而大大减少了后区牵伸中浮游纤维数量及其浮游动程。

1.2 V型牵伸的工艺特性
V型曲线牵伸的结构特点决定了它优越的工艺性能。大牵伸工艺理论要求后牵伸区既要分担总牵伸倍数，又不能恶化条干，且使喂入前区的纱条具有较好的均匀度、伸直度和紧密度。
(1)后区包围弧促使纤维变速点前移，改善了纱条结构不匀。
由于后罗拉抬高形成的包围弧所产生的附加摩擦力界使纤维变速运动较为集中而靠前。我们所做的不同牵伸结构牵伸纱条从后钳口开始向前钳口方向切断称重获得的后区牵伸纱条变细曲线反映出：不同牵伸结构牵伸纱条中纤维变速点的位置不同。不同牵伸结构变细曲线如图2所示。从图2中曲线可见，V型牵伸结构在离后钳口20mm范围内，纱条重量基本没有变化，而普通罗拉牵伸结构的纱条在离后钳口约10 mm重量就已发生明显变化。这说明v型牵伸结构对纤维的控制力和范围都优于普通罗拉牵伸装置，从而使纱条中浮游纤维变速点前移且集中，也有利于减少纱条牵伸过程中纤维的散失，大大改善了进入前区纱条的结构和均匀度。

(2)V型牵伸曲线结构有利于提高纤维伸直度改善纱条结构。
牵伸过程对纤维具有伸直作用，但不同的牵伸形式、牵伸倍数和弯钩类型及主体长度，伸直效果是大有区别。这里主要讨论V型牵伸的曲线结构，对后弯钩纤维伸直创造了较好的条件。由于V型曲线牵伸结构在牵伸区内大大加强了后部的附加摩擦力界，增加了在后部对纱条中纤维的控制。根据弯钩纤维伸直的条件是纤维主体部分和弯曲部分不同时变速，那么经过时间T后，就会有移距△L产生，且△L=T（V快-V慢），这个△L就是纤维主体长度L增加的长度。从前面讨论过的V型曲线牵伸纱条变细曲线可知，在后罗拉包围弧上约20 mm范围内纱条中纤维基本没有发生变速，因此，当弯钩纤维的主体长度足够长时，弯钩部分在后部强纤维控制区而主体部分已进入引导力大于控制力的变速区并满足变速条件的概率将会大于普通罗拉牵伸结构。这一分析在下面的试验中得到了进一步的验证。
将前、后弯钩纤维各20根染色后平行混于粗纱条中，染色纤维的长度为38 mm，其主体部分长度为30mm，弯钩部分长度为8 mm。然后分别经过V型曲线牵伸和普通罗拉牵伸(均为后区牵伸，取消前区)，测量牵伸后的伸直变化，结果见表1。

从表l中可以看出：V型曲线牵伸对后弯钩纤维的伸直效果要比普通罗拉牵伸好得多，伸直度高出3.55个百分点；对前弯钩纤维的伸直效果与普通罗拉牵伸相当，伸直度仅高出0.26个百分点，相差不大。因此，V型曲线牵伸提高了纤维伸直度，改善了进入前区的纱条结构。
(3)V型牵伸结构中后罗拉包围弧大大增加了进入前区纱条的紧密度。进入前区纱条保持一定的紧密度，有利于增加纤维间抱合力，加强对浮游纤维的控制，对提高成纱质量有利。有捻纱条受引导力的作用紧贴在后罗拉包围弧上，所处状态如前文对图1所述，纱条成扁平带状而不易翻滚和捻度传递，但当脱离CD弧后，由于捻回的重分布，而迅速向B处传递集中，从而使牵伸纱条不仅不扩散，反而向中罗拉钳口处逐渐收缩，进入中钳口的纱条在剩余捻回和引导力的共同作用下以较紧密的状态进入前区，包围弧愈长，纱条张力愈大，纱条的紧密度亦愈大。从测量不同牵伸结构进入中钳口的纱条宽度进行对比可以反映出上述分析
的结果。不同牵伸结构纱条进入中钳口处的纱条宽度对比，如图3所示。

(4)V型曲线牵伸能适应粗纱较重定量提高总牵伸倍数。
由于V型牵伸独特的附加摩擦力界设置，使控制纤维的能力大大加强，进入前牵伸区纱条的结构均匀度、纤维伸直度和紧密度较好。从而在保持相同成纱质量水平的前提下能加大粗纱定量，具有较高的牵伸能力。我们在CJl8.2 tex品种上，其他工艺条件不变，进行不同粗纱定量成纱质量对比试验，主要工艺参数为：粗纱捻系数121，后区牵伸倍数1.25，前区×后区隔距为18mm × 20mm，前胶辊为WRC965型，胶圈钳口隔距为3mm，试验结果如表2。

从以上试验结果表明：V型曲线牵伸在粗纱定量加大时成纱质量并不呈现出一般罗拉牵伸所表现出的逐步恶化的现象，而是在一定范围内成纱质量呈现出改善，并且质量较为平稳范围很宽。由试验数据可见：粗纱定量加大了约23.5％，条干均匀度不但没有恶化而是有所改善，条干CV值下降了0.28个百分点，粗、细节和棉结也是改善的。
2 牵伸前区隔距对成纱质量的影响
细纱牵伸工艺"重加压、紧隔距"是改善成纱条干均匀度的关键，特别是纺纯棉纱时，紧隔距就显得特别重要。目前国产新机和配套改造的YJ2-l42型摇架牵伸和INA-V型气动摇架牵伸的前中罗拉中心距，当前罗拉为D 27 mm时最小只能做到44 mm，当前罗拉为D 25mm时最小能做到43mm。为了进一步缩小前区隔距，我们借鉴瑞士R2P型牵伸形式特点，对于 "1"字头和"A"字头机型在牵伸改造时，由于需要更新车面以上所有牵伸部件，可在制作新的罗拉座时采用取消前罗拉滑座后靠山的方法，使罗拉中心距做到41.5mm：对于 "FA"系列老机改造时，由于只需要部分更新而保留罗拉及其滑座时，则可采用刨削前罗拉后靠山和中罗拉滑座前靠山或下销棒插座前壁的方法，使罗拉中心距做到41.5mm。牵伸前区罗拉小隔距结构如图4所示。

较小的前区罗拉隔距，使承担较大牵伸倍数的前牵伸区减小了浮游区以及浮游纤维动程，从而使纤维移距偏差减小，提高了成纱的条干均匀度，这在纺纯棉品种，特别是纯棉普梳品种是非常明显的。不同前区隔距纺精梳CJ 18.2tex时成纱条干水平见表3，其主要工艺参数为：粗纱定量5.8g／10 m，粗纱捻系数a=121，后区隔距20mm，胶钳口隔距3mm，后牵伸倍数1. 25倍。
不同前区隔距纺普梳C14.5 tex时质量水平见表4，其他工艺参数为：粗纱定量5．2g／10m，粗纱捻系数a=123，后牵伸倍数l.293倍，后区隔距20 mm，胶圈钳口隔距20mm，胶辊硬度双层73°，最后一组试验是换73°胶辊为铝衬套63°的结果。
从表3、表4结果可见，由于精梳纱纤维整齐度较好，短绒含量较低，前区隔距的变小所带来相应成纱质量的改善不如纺普梳纱大。
纺精梳纱时前区隔距减小3mm，相应条干均匀度CV值改善仅0.51个百分点；而纺普梳纱时，前区减小隔距仅2.5mm，相应条干CV值却下降了0.9个百分点。
另一方面，较小的罗拉握持距和纤维浮游区，会带来较大的牵伸。
因此，要求有稳定而足够的握持力与之相匹配．软弹胶辊的应用满足了这一工艺要求，使成纱质量大幅度提高。从表4结果可见，在前区罗拉隔距和胶圈钳口紧隔距的前提下，胶辊硬度下降10°，条干CV值下降了1．5个百分点，达到了Uster公报25％的水平。
3 上胶圈组合元件特性
3 1 弹性工程塑料上销对胶圈运行状态的影响
(1)金属上胶圈销存在的问题：我们一般使用的金属上胶圈销是由钢板冲压件点焊结合而成，其抗静电、不粘花，但刚性与表面硬度、光洁度因材质及处理工艺不同而存在较大差异，在使用中由于其自身可变形、生锈和出毛刺以及运转过程中受力的不稳定，而不能自动调节，使用一段时间后，即会出现变形、磨损现象，从而造成胶圈张力不一，滑溜率大小不一、差异增大，胶圈钳口开口不直，所组成的弹性钳口不能起到很好的自调节作用，胶圈出起拱、甚至打盹，最终带来的是对纤维的控制力出现较大差异，造成锭差大、质量波动，甚至恶化。
除此之外，为防止质量恶化的出现，日常维护保养中需要设专件维修工人进行调校，对金属上销的反复敲打校正，既增加了工作量，又在破坏其刚性和硬度，还损伤了胶圈工作面，并且校正后的上销变形周期将越来越短，消耗增加。
(2)弹性工程塑料上胶圈销的特点：弹性工程塑料上胶圈销是由优质工程塑料碳纤尼龙复合注塑而成，其硬度、刚性及耐磨性能都优于钢，并且其表面摩擦系数小，使胶圈运转中产生的阻力小，对自身及胶圈磨损都较少，从而增加了使用寿命。其结构由上销架和胶圈销组成，胶圈销与销架需经装配组合，内有弹簧可使胶圈销具有伸缩弹性，如图5所示。因此．可自动调节胶圈张力，从而克服了因胶圈伸长或伸长不一造成胶圈运转打盹、不稳等一系列问题，并使弹性钳口保持均匀、稳定的良好工作。此外，在维修保养方面，由于不变形、不生锈，无需再校正、整形、打磨抛光，相应损耗也低。但表面易粘花，销架内部积花后会影响弹性调节功能，弹簧使用一定时间后会出现衰退疲劳。所以，使用中需要加强定期清洁、按周期更换弹簧。

(3)有关测试结果分析：从上述金属

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