自捻紡紗機加捻方式的選擇

自扭曲紡織法是一種新型的紡織技術。自20世紀60年代問世以來已經經歷了50年的發展。到1999年,英國Platt公司(后由Macart公司接手),累計售出4400臺自捻紡紗機。1999年后,英國馬卡特(Macart)公司把自捻紡紗機整合為S300紡紗系統,融預牽伸、主牽伸、自捻、膨化、絡筒與一體,主要適合加工腈綸膨體纖維紗線。2000～2003年期間,馬卡特(Macart)公司共售出90臺S300紡紗系統。而截至目前,北歐的用戶如英國和法國都已關閉了紡織廠,設備都轉移到了墨西哥。2006年,由于馬卡特(Macart)公司在歐洲生產自捻紡紗機的生產成本太高,好多用戶雖然青睞S300紡紗系統卻很少下單,因此馬卡特(Macart)公司許可天津宏大紡織機械有限公司生產的S300自捻紡紗系統,其加捻方式全部為搓輥自捻方式。自捻紡紗機的搓輥自捻方式一直發展至今,在設備運行穩定性和產品質量方面都有保證。自從自捻紡紗技術問世以來,國內外有人提出了其他幾種自捻加捻方式:一是前蘇聯研制的噴氣自捻紡紗機,采用噴嘴和渦流對紗條施加間斷的捻回而自捻成紗,型號有PCK-Ⅱ型和PCK-Ⅲ型;二是法國紡織研究院研制的1984年在米蘭展出的RS100和RS200型包芯自捻紡紗機,其加捻方式采用一個摩擦式假捻器做單方向等速回轉,在假捻器前方配置一對槽輪和皮輥控制加捻紗條,使紗條獲得交變捻度;三是我國研究人員趙建明提出采用兩個交叉配置的皮圈,和一個帶有溝槽的控制羅拉來實現施加給紗條的交變捻度。下面分別對以上提到的幾種自捻紡紗機的加捻方式進行介紹。1自扭曲、自扭曲主要機型為天津宏大紡織機械有限公司生產的MK1E型和S300型自捻紡紗系統。1.1橡膠輪系傳動自捻羅拉搓輥加捻裝置由自捻羅拉和傳動自捻羅拉的行星輪系組成,如圖1所示。自捻羅拉表面覆蓋橡膠,直徑為39.8mm,在空氣軸承上進行往復運動,往復動程為7.6mm,上下自捻羅拉均由行星輪系傳動。行星輪系除傳動自捻羅拉往復運動外,還要傳動自捻羅拉回轉,這靠一對錐齒輪來完成,所產生的周期長度為220mm。1.2雙股自捻紗的形成過程由自捻羅拉引出的兩根單紗條,經過自捻羅拉的往復運動均加上了交替的同向捻度,至匯合鉤處匯合時,每根單紗條所產生的力矩使紗條產生退捻趨勢,這時兩根紗條都產生退捻力矩促使雙股紗的自捻,直至單紗條的退捻力矩和雙股紗的阻捻力矩平衡,形成雙股自捻紗。1.3股自捻紗紗線由于單紗條上的捻回為S捻和Z捻交替變化,所以形成的雙股自捻紗也存在S捻區、Z捻區和無捻區,稱為同相自捻紗。但是從自捻羅拉出來的兩根單紗條至匯合鉤處紗條長度不等時,所產生的自捻紗無捻區也存在弱捻,稱為異相自捻紗。1.4適用性主要適紡毛型腈綸膨體紗類和毛精紡產品的純紡及混紡,多用于針織,也可用來加工粗羊毛以制織地毯。1.5振動的持續性其加捻能力受到自捻羅拉慣性的限制,當自捻羅拉的往復運動頻率超過2000次/min時,機器就難以承受自捻羅拉的慣性作用力所引起的振動,難以持續高速回轉。但目前最高紡紗速度為300m/min,完全能夠滿足高生產率要求,在一定時間內仍存在很大的市場空間。2呼氣自廖主要機型為前蘇聯研制的PCK-Ⅱ型和PCK-Ⅲ型噴氣自捻紡紗機。2.1加捻氣紗條的制備由一對回轉渦流噴嘴組成,如圖2所示。渦流噴嘴有兩個加捻小氣腔,如圖3所示,這小氣腔實際上是直徑約為1.5mm、長6mm的圓柱孔,在其切向有一0.7mm直徑的噴氣孔,速度大于亞音速的壓縮空氣從該噴氣孔切向進入加捻氣腔,在腔內作螺旋運動,從而給通過的紗條進行加捻。旋轉閥是控制噴氣孔間歇進氣的機構,兩旋轉閥的相位決定了自捻紗的相位。2.2扭曲過程前羅拉送出的單紗條各自通過加捻小氣腔接受加捻,經渦流假捻的兩根單紗匯合在一起而形成自捻紗。2.3紗線直徑偏結構簡單,安裝方便,但其加捻效率受單紗條張力等的影響很大,且為了便于偶爾出現的粗節通過,氣腔直徑必須偏大,從而使自捻紗的捻度難以控制。采用交替變向的噴氣加捻機構以后,紡紗速度達200m/min。2.4適用性主要用于生產羊毛混紡針織用紗和膨體紗。2.5噴氣頻率的確定目前,利茲大學的學者已經研究在Repco機器上安裝噴氣裝置生產噴氣自捻紗,噴氣的頻率由計算機控制,所試驗的噴氣自捻的成紗質量也和自捻羅拉搓輥自捻的成紗質量相差不大,只是在速度提高時的成紗質量有待進一步提高。隨著噴氣技術和計算機技術的不斷發展,噴氣自捻技術很有可能取代自捻羅拉的自捻方式。3摩擦自扭曲1984年在米蘭展出的RS100和RS200型包芯自捻機由法國紡織研究院研制,稱為NOVACORE。3.1加捻組合裝置恒速回轉的摩擦假捻器如圖4所示。兩根單紗條5進入由皮輥6、槽輪7、內摩擦式假捻器8等組成的加捻組合裝置。其中8由高效能平皮帶恒速傳動作單方向等速回轉。3.2自捻或交替回紗如圖5所示,采用恒速回轉的摩擦假捻器,輔以周期性地改變假捻器到牽伸前鉗口間距離的方法,使從假捻器出來的單紗條獲得交替變向的捻回。由圖5可看出,假捻器內兩根單紗條由固定的分紗器隔離,經過該分紗器后才匯合自捻成紗。自捻紗的相位取決于槽輪兩道槽的相位差,相位差可以任意調節。槽輪非槽道部分的周長應和單紗條從前羅拉走到槽輪表面的距離近似。3.3精梳毛紡紗摩擦假捻式自捻的最大優點是可使成紗截面內的含纖量減少到20根以下,精梳毛紡紗則減少到45根以下,比普通自捻紡少兩倍,這為使用價格較低的粗羊毛提供了條件,還因RS200有芯紗,成紗強力高,且均勻,彌補了普通自捻紗的固有缺陷。引紗速度高達300m/min。3.4自捻紗的強度適紡天然纖維與合纖長絲的包芯紗。天然纖維包覆在合纖芯紗表面,所紡出的自捻紗在保持良好天然特性的前提下,具有較高的強度。即使在無捻區,也因有合纖芯紗而強度較好。單紗條斷面內的纖維根數可以少至15～18根,所以紡紗特數范圍廣,可用于機織和針織。3.5紗線張力較大,意外牽伸增加該假捻器在工作過程中,不能積極地將紗條輸送向前,紗條由引紗羅拉強行牽引向前運動,因而紡紗張力較大,意外牽伸增加。并且由于在紗條輸出方向上假捻器和紗條存在相對運動而產生動摩擦,導致輸出紗條的毛羽進一步增加。4皮圈自我彎曲4.1前拉前拉皮輥結構設計由交叉配置的兩個皮圈(如圖6、7)以及控制羅拉和皮輥組成。圖7中1為一對前羅拉,2為控制羅拉,3為皮輥與2組成控制鉗口,4為皮圈加捻器,5為紗條輸出端。(1與2之間距為L1,2與4中點之間距離L2,4中點與5之間距離L3)4.2市場上漸偏轉反向捻回加捻過程見圖7。當控制羅拉2的溝槽部分運動到鉗口處,控制羅拉和皮輥便失去了對紗條的鉗持作用,則L2紗段上的捻回穿過控制羅拉的溝槽,部分滲透到L1紗段上,使得L2紗段上的捻回突然減少,導致加在L3紗段上的反向捻回減少,造成L3紗段上漸漸轉向正向捻回(指與加捻器給L3紗段所加捻回同向)。當溝槽段走完以后,控制鉗口又開始握持紗條,L1紗段上的捻回部分輸送到L2紗段,再加上L2長度較短,使L2紗段反向捻度漸漸加大,以至于輸送到L3區的反向捻回超過加捻器給L3紗段所加的正向捻回,從而使L3紗段漸漸轉為反向捻回。這樣,控制羅拉連續回轉,對L1、L2紗段輪換釋放、握持,L3紗段捻回方向交替改變,從而輸出具有交變捻回的單紗。4.3詳情發展史皮圈式自捻的加捻方式至今未見成品機臺出售。這有可能是由于皮圈運動的穩定性以及皮圈的磨損壽命限制造成。5加捻方式的發展在幾種自捻紡紗機的加捻方式中,自捻羅拉搓輥自捻的加捻方式由于其持續運行