环锭细纱机的加捻和卷绕作用是同时进行的
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环锭纺纱新技术——紧密纺(上)秦贞俊教授级高级工程师中国纺织工程学会棉纺织专业委员会当代环锭纺纱在短纤维纺纱体系中占有十分主要的地位,即使在20世纪后20年许多新型纺纱技术已有了很大发展,像转杯纺、喷气枋等新型纺纱体系统具有速度高,产量高及生产费用少的特点。
比环锭纱好,如毛羽、纱疵及条干均匀度等,但所生产纱线的特性在一些方面远不如环锭纱如单纱强力,手感等方面。
一、近期紧密纱环锭纱的研究与开发,使纱线质量得到很大改进,紧密环锭纱的毛羽显著减少,细纱强力进一步提高,断裂伸长率也得到改进,十分有利於生态环境的改进(飞花少),耐磨度提高,手感好及具有理想的纱线结构等。
紧密纺环锭纺纱技术展示了许多优势。
在传统的环锭纺中,从前罗拉钳口线引出的纤维受到加捻,加捻点与前罗拉钳口之间形成纺纱加捻三角区,加捻三角区的外侧纤维承受较大的张力,中间的纤维承受的张力较小。
大部分纤维会加捻成纱,而部分纤维会形成纱线毛羽及飞花。
新型紧密纺环锭纺纱体系,使处於罗拉钳口与加捻点之间三角区的纤维受到控制,从前罗拉钳口引出的纤维束在牵伸区完成牵伸后,受到设在三角区负压的凝聚,在负压凝聚力的作用下,使纤维受控到达加捻点进行加捻,因此,纺纱三角区基本不存在,使所有纺纱三角区中的纤维被凝聚全部被纺成纱。
在普通环锭细纱机中,如图1所示,在离开前罗拉钳口线之前,牵伸区中的纤维束宽度为B,它取决许多因素如纺纱支数,粗纱捻度及牵伸状况。
假如纤维须条离开前罗拉钳口线即开始加捻,对於特定的纱线即一定的纱支并伸直的纤维束,纺纱三角区宽度大小主要取决於卷绕张力P,纺纱三角区b与卷绕张力P成反比,这个关系表明:纺纱三角区的宽度小於喂入须条的宽度,三角区边缘的纤维与纱体连接差的纤维,一端伸在纱体外而另一端被捻入纱体中或者出现不被捻入纱体的情况,由此会产生飞花及纱线毛羽。
与普通环锭纺相反,在紧密环锭纺中,纤维受负压气流的作用,在离开主牵伸区前罗拉钳口的会出现凝聚现象。
环锭细纱机钢领、钢丝圈问题的讨论2007年7月16日安徽省纺织工程学会钢领、钢丝圈是环锭细纱机及普通环锭捻线机的关键部件,它们与锭子、纱管等配套共同完成纱线的加捻及卷绕,钢领、钢丝圈质量好坏,直接影响纺纱质量、纺纱效率及经济效益,若配套使用不当,不仅影响钢领、钢丝圈使用寿命,而且纺纱张力不稳定,引起纱线毛羽增加、细纱条干恶化、并使细纱断头增加、生产效率下降。
目前,国内外对提高钢领、钢丝圈质量,增加耐磨度、延长使用寿命等问题做了研究并取得很大进步。
国产钢领由于材质、加工精度、热处理与国外相比存在一定差距,使得使用寿命差距较大,国产钢领只能使用6个月~12个月,而国外钢领可使用3年~8年,有的超过10年。
各种型号的国产钢丝圈品种很多,以棉纺细纱为例,根据不同号数有纯棉、涤棉及其它化纤短纤维纺纱,配备了种种型号的钢丝圈分别与各种钢领型号配套,当锭速在15000r/min~200 r/min时,钢丝圈仅使用7天左右,国产镀氟钢丝圈可使用1个月,与国外相比还有一定差距。
国外钢丝圈一般使用寿命达到1个月以上,最长有100天左右,如陶瓷钢领、钢丝圈配套使用时间可达105天。
钢丝圈在钢领的滑动飞行,使自身温度上升到300℃左右,钢丝圈上的一些金属物会熔化在钢领内跑道上,严重破坏了相互间的正常啮合,使纺纱张力波动增大,纱线毛羽及断头增加。
钢领、钢丝圈配套使用时有磨合期、稳定期及衰退期三个阶段,钢丝圈使用寿命太短,稳定期相应很短,纺纱张力波动大,不稳定,尤其在小纱时张力显著增大、毛羽及断头增加。
现就国内外钢领、钢丝圈的应用情况与大家进行探讨。
1国内普通的钢领、钢丝圈的应用情况1.1国产钢领的分类①钢领边宽PG1为3.2mm,PG2为4mm,为2.6mm,为高速钢领。
都属于平面钢领。
PG系列钢领在我国应用最多。
②ZM型为锥面钢领以铁基粉末冶金为材料,也有以微量合金元素加铁基作材料的;分为ZM6-直径38mm、42mm、45mm;及ZM9-直径45mm、42mm、51mm;边宽均为2.6mm,属于高速钢领。
《纺纱学》课内实验指导书项目四:环锭细纱机工艺与设备原理一、基本知识细纱是纺纱工程中的最后一道工序,它将前道工序纺成的粗纱,通过牵伸、加捻,纺制成符合一定号数(或支数)和品质要求的细纱,供后道工序使用。
因此,细纱工序的主要任务是:1 喂入的粗纱和条子,均匀地抽长拉细到成纱所要求的号数。
2 对牵伸后的须条加上适当的捻度,使成纱具有一定的强力、弹性、光泽和其它的物理机械性能。
3 将纺成的细纱,按一定的成形要求,卷绕在筒管上,便于运输、储藏和后道工序加工使用。
细纱机是纺织厂的主要设备之一,它决定了纺织厂各种机台配备的数量。
通常纺织厂的规模就是以拥有细纱机的总锭数来表示的。
细纱产量的高低和质量的优劣是衡量一个纺织厂生产技术、管理水平的综合表现。
因此,细纱是整个纺纱工程中极为重要的一道工序。
二、实验的目的与要求1 了解环锭细纱机的工艺流程。
2 了解环锭细纱机的牵伸、加捻、卷绕和成形机构的结构及作用。
3 了解环锭细纱机的全机传动和各变换齿轮的作用。
三、实验设备、仪器和用具环锭细纱机(短车)一台四、实验内容1 观察细纱机的结构及运转情况,了解并掌握环锭细纱机的工艺过程。
如图所示为环锭细纱机的工艺流程简图。
粗纱从吊在纱架1上的粗纱筒管3表面退绕出来,经过导纱杆4及缓慢往复的导纱器,进入牵伸装置5,被牵伸后的须条由前罗拉输出,通过导纱钩6,穿过钢丝圈9,经加捻后卷绕到紧套在锭子7的筒管上。
2 观察并掌握环锭细纱机各主要机构的组成、主要机件的作用和运动配合要求环锭细纱机主要由喂入机构、牵伸机构、加捻卷绕机构、卷统成形机构等组成。
(1)喂入机构:喂入机构包括粗纱架、导纱杆、吊锭(或托锭)。
横动导纱器等组成,其作用是使粗纱有控制地、均匀地喂入牵伸机构。
1 粗纱架2 吊锭3 粗纱4 导纱杆5 摇架牵伸装置6 导纱钩7 锭子8隔纱板9钢丝圈10 钢领(2)牵伸机构:牵伸机构由罗拉、皮辊、皮圈、皮圈架、皮圈肖、集合器、摇架加压装置等机件组成。
东华大学历年纺织材料学硕士学位研究生招生考试试题名词解释部分1.分子的内旋转与分子构象(10,09)分子构象——指大分子链在空间的形态,分为微构象和宏构象。
(P46)大分子的构型——是指链节内个原子和基团通过化学键固定的空间排列以及链节间的排列顺序。
分子的内旋转——分子中的某些基团对于分子骨架的环绕单键的旋转。
由于分子内原子或基团的相互作用,分子内旋转会产生一定的势垒,势垒的高度和形状既可利用实验方法测定,也可借助于理论方法计算得到。
分子内旋转虽然不会改变分子的共价结构,但是会造成分子的构象变化,因而将直接影响分子的物理和化学性质。
2. 相对湿度与预调湿(10)相对湿度——指空气中水汽压与饱和水汽压的百分比。
湿空气的绝对湿度与相同温度下可能达到的最大绝对湿度之比。
也可表示为湿空气中水蒸气分压力与相同温度下水的饱和压力之比。
预调湿——由于纤维材料的吸湿滞后性会造成试样初始吸湿状态不同产生的测量误差,故在精确测量时,必需对纤维进行(45 )℃的预烘,以消除纤维吸湿的“记忆”,达到由吸湿平衡获得的回潮率值。
此烘干过程成为“预调湿”。
而将被测纤维材料直接放在标准大气条件下进行的平衡称为“调湿”。
(P91)3. 差微摩擦效应与毡缩性(10,09,08)差微摩擦效应是羊毛纤维特有的现象,即顺鳞片摩擦的摩擦系数小于逆鳞片摩擦系数。
毡缩性——羊毛由于差微摩擦效应,再加上羊毛本身的高弹性,在湿热及化学试剂作用下,经机械外力反复挤压,纤维集合体逐渐收缩紧密,并相互纠缠毡化的现象,称为羊毛的毡缩性。
4. 浸润的滞后性与平衡态浸润(10)浸润滞后性——是指固体表面第一次浸润和第二次浸润存在的差异,且第一次浸润角θ恒大于第二次浸润角θ。
(P134)平衡态浸润——纤维的浸润是指纤维与液体发生接触时的相互作用过程。
这一过程有可以达到平衡不变的液体形状的浸润,称为平衡态浸润。
(P133)5. 比模量与初始模量(10,09)初始模量——是指纤维拉伸曲线的起始部分直线段的应力与应变的比值,即σ-ε曲线在起始段的斜率。
<1>紧密纺是在改进的新型环锭细纱机上进行纺纱的一种新型纺纱技术。
其纺纱机理主要是:在环锭细纱机牵引装置前增加了一个纤维凝聚区,基本消除了前罗拉至加捻点之间的纺纱加捻三角区。
纤维须条从前罗拉前口输出后,先经过异形吸风管外套网眼皮圈,须条在网眼皮圈上运动,由于气流的收缩和聚合作用,通过异形管的吸风槽使须条集聚、转动,逐步从扁平带状转为圆柱体,纤维的端头均捻入纱线内,因此成纱非常紧密,纱线外观光洁、毛羽少。
紧密纺纱线强力较高,毛羽较少。
<2>赛络纺是由两根有一定间距的须条喂入细纱牵伸区,分别牵伸后加捻成纱,两股须条存在一股断头后另一股跑单纱的情况,并且在纺纱张力稳定的情况下不断头,造成错支纱,为保证纺纱质量,需加装赛络纺单纱打断装置,一股断头后打断装置能将另一股单纱打断。
新西兰羊毛研究机构的子公司发展公司是首批授权的赛络纺技术传授者之一,该技术能生产单股精梳毛纱,这种纱可以不经上浆或任何后整理而直接作为经纱进行织造。
无须双股并纱或应用保护涂层面而直接织造单股纱的能力,长期来一直是精梳毛纺业追寻的目标。
赛络纺纱线显着增加了生产效率,并为羊毛开发新的产品提供了机遇。
该技术的基础是一对附加罗拉,它与一个简单的夹钳一起安装在细纱机的牵伸摇架上。
这些获专利的罗拉有一个特殊的沟槽表面,它改变了纤维捻入牵伸须条的方式,而对常规操作无任何影响。
它也可以与自动落筒装置相容。
乍看起来成品纱与常规纱无任何区别,但磨损试验清楚地显示了它非常优越的质量。
该加工过程保证纤维被牢牢地锁入纱线的结构中,使纱线更光洁,从而能抵御织机上的连续摩擦和磨损。
然而,单纱的织造不仅仅考虑产品质量,更多的是考虑生产效率。
首先,由于免去了加捻和相应的处理,整个生产过程大大缩短。
其次,与常规纱相比生产同样数量的织物,由于赛络纺只需提供一半长度的纱,因而显着地提高了细纱生产率,且由于纺制两倍于常规纱的支数,断头率也显着下降。
在可织单纱计划的中试阶段,意大利、澳大利亚和新西兰的工厂将该罗拉各安装了一台细纱机,生产出商业批量的纱,接着将这些纱织入一系列的织物中。
环锭细纱机的加捻和卷绕作用是同时进行的。
利用铜管套在锭子上并与锭子一起高速回转是不合理的。
环锭细纱机在加捻卷绕过程中,因钢丝圈高速回转,纱线在导纱钩和钢丝圈之间会产生气圈。
锭子高速后,使纱线张力与其波动增大,从而影响气圈的稳定性并增加断头。
特别当锭子与铜管的同心度存在偏差时,因管筒振动而引发锭子振动,严重时会发生“跳铜管”现象,加剧断头。
新型纺纱的种类很多,就加捻方法和成纱机理可作如下分类:
1、按加捻方法分可分为自由端纺纱(加捻)和非自由端纺纱(加捻)两种。
自由端纺纱按纤维凝集和加捻方法不同,又可分为转杯纺纱、静电纺纱、涡流纺纱、摩擦纺纱、捏锭纺纱、磁性纺纱、搓捻纺纱、液流纺纱和程控纺纱等。
非自由端纺纱按加捻原理可分为自捻纺纱、无捻纺纱、喷气纺纱、摩擦纺纱以及轴向纺纱等。
2、按成纱机理分可分为加捻纺纱、包缠纺纱、无捻纺纱三大类。
新型纺纱种类很多,现选择三种比较成熟的新型纺纱(转杯纺、喷气纺和摩擦纺),就其主要方面加以对比:
1、成纱方式不同
2、成纱截面中纤维根数不同
3、对纤维物理性能要求不同
4、纺纱速度和成纱线密度不同
新型纺纱的特点:1、产量高2、卷装大3、纺纱工艺流程短
转杯纺纱机无论是自拍风式还是抽气式,其纺纱原理均为利用离心机的作用。
即纺杯高速旋转,纺杯内便产生离心力,离心力可使从分梳腔转到纺杯内的棉纤维产生凝聚而成为纤维环(须条),须条被加捻以后便成为纱条。
纱条被引出纺杯后,棉纤维又在纺杯凝聚形成新的纤维环,以达到连续纺纱的目的。
喂入的面条经喂给喇叭集束后,进入喂给板与喂给罗拉的握持区,在压簧的作用下对喂给板产生26.5N的压力。
这时由喂给罗拉把面条按牵伸倍数需要均匀地向前输送至高速旋转的分梳辊的抓取范围,分梳辊对面条进行开松并分解成单根纤维(单纤化过程),由于附面作用棉纤维便紧紧地附着在分梳辊齿端。
当分梳辊对面条进行分解时,原来夹裹在棉纤维中的杂质,由于质量较大(较重),其离心力也较大,便从面条中分离出来。
转杯纺纱主要由喂给分梳、凝集加捻和卷绕等机构组成。
条子从条筒中引出来送入喂给喇叭,依靠喂给罗拉与喂给板将条子握持并积极向前输送,经表面包有金属条的分梳辊并梳成单纤维。
由于纺纱杯高速回转产生的离心力或由于风机的抽吸,将纺纱杯内的空气排出,在纺纱杯内形成一定的真空度,迫使外界气流从补风口和引纱管中气流的
流入,被分梳辊分解后的单纤维,随同这股气流经输棉通道被吸入纺纱杯,纤维沿纺纱杯壁滑入凝聚槽形成凝聚须条。
引纱通过引纱管时也被吸入凝聚槽内,由于纺纱杯高速回转产生的离心力使引纱纱尾贴附于凝聚槽面而与须条连接,并被纺纱杯摩擦握持而加捻成纱。
然后引纱罗拉将纱从纺纱杯中经加捻盘和引纱管引出,依靠卷绕回转,卷绕成筒子。
转杯纺纱机的喂给机构主要由喂给喇叭、喂给板、喂给罗拉组成。
1、喂给喇叭喂给喇叭的作用是引导条子和防止条子打结,并在棉条进入握持机构以前,使其受到必要的整理和压缩,使须条横截面上的密度趋于一致,以扁平截面进入握持区。
喂给喇叭的出口应该尽量接近握持钳口。
2、喂给罗拉和喂给板喂给罗拉上带有斜齿纹沟槽,以保证条子的均匀喂给。
将纤维分梳成单根纤维主要是由分梳辊在喂给机构的配合下完成的。
在分梳和输送时,应尽量减少纤维损伤与弯钩纤维的形成。
分梳辊转速对纤维的分梳、除杂、损伤和转移等有显著影响。
目前,转杯纺纱机上普遍附加排杂装置,并将补气与排杂相结合,利用气流和分梳辊的离心力排除微尘和杂质,达到减少转杯内凝聚槽的
积尘、稳定生产、减少断头、提高成纱质量、适应高速的目的。
喂入须条经分梳辊分梳后,90%以上的纤维束被开松成单纤维,这些单纤维必须及时脱离锯齿并顺利输送到纺杯内的凝聚槽,为均匀凝聚和提高纱质量创造条件。
被分梳辊分梳后的纤维,经过输送管时应全部脱离锯齿进入输送管,否则会出现缠绕分梳辊现象。
喷气纱是利用高速旋转气流使纱条加捻成纱的一种新型纺纱方法。
当面条被牵伸成一定细度后,须条进入由第一和第二两个喷嘴串联组成的加捻器加捻成纱,然后由引纱罗拉引出至卷绕棍筒卷绕成筒子纱。
在引纱罗拉和卷绕辊筒之间,设有清纱器,同时兼作断头和定长监测器。
No.801 MJS机型牵伸部分隔距改为可调,不仅可纺制涤棉纱,而且可纺纯棉以及长度为51mm以下纤维;假捻器的第二部分也作了改进,改成分节可调式以适用于纺织不同纱特的需要。
须条由喂入罗拉经四罗拉双短胶圈牵伸装置约150倍左右的牵伸,拉成一定的线密度,由前罗拉输出,依靠加捻器中的负压吸入加捻器,接受空气涡流的加捻。
加捻器由第一喷嘴和第二喷嘴串接而成,两个喷嘴所喷出的气流旋转方向必须相反,须条受到这两股反向旋转气流的作用而获得捻度。
第二个喷嘴气流的旋转方向决定成纱上包缠纤维的捻向,第一喷嘴气流的旋向起包缠纤维的作用,因而,喷气纱是由包缠纱及纱芯所组成的一种所谓双重结构纱。
被加捻后的纱条由引纱
罗拉引出,直接卷绕成筒子。
前罗拉输出速度应略大于引纱罗拉输出速度,超喂率一般控制在1%~3%,使纱条在气圈状态下加捻。
典型喷气纺纱机的技术特征:
适纺线密度:29.2~7.3 tex;
适纺纤维:纯棉、涤棉纺纱、纯涤及其他;
纤维长度:<15mm;
条筒规格:410mm*1200mm;
锭距:215mm;
牵伸类型:四罗拉双胶圈摇架加压;
纺纱速度:130~160m/min;
总牵伸倍数:50~300;
主电动机功率:5.5kw;
另付自动打结、自动落纱、自动监测系统。
牵伸形式牵伸形式大都是四罗拉双胶圈或长短胶圈牵伸,并设有断头自停装置,中罗拉和前罗拉直接与驱动箱相连;后罗拉靠电磁离合器作用,正常纺纱时回转,纱断头的时候停止转动。
MJS型喷气纺纱机纺出的纱是一种复合性的结构,即一部分是无捻的芯纱,另一部分是包缠在芯纱外部的包缠纤维。
包缠纤维将向心的应力施加于内部芯纤维上,给纱体必要的抱合力以承受外部应力。