國產絡筒機工藝及控制系統改進分析

目前，我國紡織行業使用的絡筒機，絕大多數是國產1332M型槽筒式絡筒機，數量約3萬臺。這種絡筒機雖然結構簡單，造價低，能耗少，但是由于該機采用膠木槽筒、手工打結、設備水平低、勞動強度大、生產效率低，更主要的是紗線磨損嚴重，筒紗成形不良，筒紗質量低，無法適應高支紗、化纖紗和出口筒紗加工要求，甚至影響到布機的生產效率和產品質量。特別是在使用引進和國產新型整經機、漿紗機和無梭織機以后，問題暴露得更加明顯。為了改變上述狀況，有必要對國產絡筒機進行技術更新改造。
對絡筒機進行技術更新改造， 目前有兩種辦法：一是全部更新為具有先進水平的自動絡筒機；二是用先進的適用技術進行技術改造。兩種辦法相比較，前者將耗資巨大，引進一臺自動絡筒機大約需要18．5萬美元；而后者每臺技術改造費用僅需人民幣10多萬元，兩者相比后者較為實際。因此，對我國大多數紡織企業來說，采用第二種辦法是可取的，也符合企業的實際和我國國情。現就絡筒機技術改造的具體內容分述如下。
1 電子清紗器
電子清紗器是利用光電或者電容的原理對紗線進行檢測和除雜的。用它來取代目前使用的板式、梳針式清紗器，不僅能對紗線進行除雜，而且還能對紗的粗細節等有害疵點進行切除，以改善紗的質量。電子清紗器對紗線如何檢測，現以光電式電子清紗器為例說明如下：當紗上的疵點經過清紗器檢測頭時，光電接收器便能感知紗線粗細的影象，經放大到足夠的電信號后，再經鑒別電路鑒別紗疵的粗細、長短，當紗疵的直徑和長度超過設定值時，鑒別電路就翻轉觸發驅動電路，將帶有紗疵的紗線切斷，由捻接器將切斷的紗疵摘除后重新接好。絡筒機使用的電子清紗器的功能、規格、型號比較多。從功能上來講有：單功能、雙功能和多功能的，還有帶電子定長功能的電子清紗器。從規格、型號來講，目前有數10種不同規格型號的清紗器。但是不管它有多少功能，多少個規格型號，從電子清紗器對紗的檢測原理來分，可分為光電式電子清紗器和電容式電子清紗器兩大類，絡筒機上電子清紗器的選配是由所織的織物紗支品種決定的，不同的織物品種和質量要求，配備不同功能規格型號的電子清紗器。
我國使用較多而性能比較穩定的電子清紗器有：DQSS系列電子清紗器：QS型系列電子清紗器和H800型系列電子清紗器等三大系列。
如DQSS-14電子清紗器，是該電子清紗系列產品中功能最全的一種，它不僅具有清紗功能(能將紗上的棉結、短粗節、長粗節、細節等清除)，還具有統計功能、定長功能、分級功能、自檢功能、錯支檢測、ASIC檢測、打印功能和聯網功能。這種電子清紗系列產品不僅可以裝在普通絡筒機上，還可以裝在國產：和引進的自動絡筒機上。OS-20型電子清紗器是專門為普通絡筒機配套而生產的，它具有短粗節、長粗節和長細節的紗疵消除功能，并具有靜態細節檢測功能，還具有統計、班產量統計、定長、材料系數自動修正等功能。采用集散型嵌入式計算機控制系統，具有聯網功能。QS—12型電子清紗器專門為引進薩維奧RAS-15型、村田7-Ⅱ型、來福138型自動絡筒機配套使用而生產的，它不僅具有短粗節、長粗節和長細節的紗疵清除功能，還具有切疵分類統計及材料系數自動修正功能。
H800—10型電子清紗器除具有清紗功能(能清除短粗節、長粗節、長細節和雙股紗)外，還具有定長功能、自檢功能、打印功能、動態顯示、聯網功能和統計功能。H800-12型除具備上述各種功能外，還具有自動認紗功能。
2 空氣捻接器
空氣捻結器是將機械打結改為空氣捻接，使結頭紗成為無結紗。空氣捻接器的工作原理是通過壓縮空氣將紗條先行退捻，然后在加捻腔內加捻、捻接，這一整套動作完成時間大約需要1．5s。空氣捻接結頭處紗線直徑為原紗直徑的1．2倍左右，捻接頭長度在20—30mm之間。結頭處保留強力為原紗強力的80％以上。使用空氣捻接頭紗可使布面條紋清晰、均勻，減輕了修織工作量，整經、織造生活好做，織機經向斷頭減少50％以上。尤其是對中、粗支棉紗的捻接更有其獨到的優點，對高密織物用紗、出口紗、針織紗、縫紉線用紗等更能顯示
其優越性。
絡筒機上使用的空氣捻結器的型號有：FG304型；QNl7-85型及QNl7-91型；NQN-1型；HAS—I氣捻結器提供壓縮空氣，壓縮空氣的壓力根據不同紗線進行調節，一般要求空氣壓縮機空氣壓力o．6—o．8MPa，排氣量3立方米／mim，貯氣罐容積為o.6立方米X2=1．2立方米。
3 金屬槽筒
1332M型絡筒機使用的槽筒是用膠木制成的，膠木槽筒有4個缺點：a)使用壽命短，且容易磨損破裂；b)與化纖紗或混紡紗摩擦易產生靜電；槽筒導紗鉤槽交界處，由于制造質量差，易將紗磨斷，造成疵筒；d)與板式清紗器配合使用，會使紗線毛羽增加。使用它加工生產純棉中、粗支紗還能適應，而加工高支紗和化纖紗就不適應了。
用金屬槽筒取代膠木槽筒是適應高支、化纖紗和提高筒紗質量一項重要的改造措施。金屬槽筒是用鋁合金或不銹鋼板制成的，它導電性能好，具有清除靜電的作用，且表面及溝槽光結度好，不易拉 毛和碰斷紗線。與膠木槽筒相比較，它不僅可以解決膠木槽筒存在的問題，還具有散熱快、使用壽命長、筒紗成形好、紗身毛羽降低，減少紗線毛羽附著率等優點。
國產的CT-1型和CT-1A型鋁合金槽筒。CT-2型鋼板槽筒以及SLC型金屬槽筒質量都比較好，企業可放心使用。
4 電子防疊裝置
在由槽筒摩擦傳動筒子的交叉卷繞的絡筒機上，當筒子的卷繞直徑增大到某一定值時，導紗往復一次中筒子的轉數恰好為整數，這時筒子上相鄰兩層紗圈便重合在一起。重合若干次后，紗線便在筒子表面形成繩狀突起，這種現象被稱為重疊。
產生重疊后的筒子表面凹凸不平，在絡筒時紗線的摩擦加劇，造成筒子劇烈振動。同時重疊的紗條在筒子兩端產生滑邊，使整經斷頭增加。為了防止筒紗重疊，一個有效的方法是變化導紗速度與筒子轉數間的關系。即通過改變槽筒的速度來改變兩者之間的關系。具體的講，就是在絡筒機上安裝一套電器開關裝置，使傳動槽筒電機的電流忽斷忽續，槽筒的轉速忽快忽慢，筒子轉數也隨之改變。在這個過程中，由于筒子轉動的慣性作用，筒子轉速的變化總是滯后于槽筒轉速的變化，所以兩者產生了滑差，隨著滑差的產生，導紗速度與筒子轉數之間也就產生了差異，從而消除了導紗往復一次中筒子轉數無整數的可能，就能有效地防止紗線在筒子卷繞過程中產生重疊作用。
按照這一原理，1332M型絡筒機采用了一種電流斷續器，也稱機械凸輪式間歇開關，在間歇開關的作用下，電流的時斷時續，促使馬達也忽停忽開，槽筒轉速也隨著發生變化而達到防疊作用。但是由于這種機械凸輪式間歇開關的觸點容易被電弧燒壞，經常需要停車維修。同時由于機械結構復雜，機件容易磨損，導致防疊作用不良。
具有作用良好的電子防疊裝置已有1332M—D100A型防疊控制箱等多種防疊裝置，它們與1332M型槽筒機配套使用，能使槽筒機上的兩臺主電機作無觸點間歇運轉，以替代原來機械凸輪式有觸點的間歇開關，有效地防止絡筒時發生疊紗現象。
5 筒紗定長裝置
我國廣泛使用的絡筒機筒子上的繞紗長度不一，是與我國使用的整經機采用復式筒子架連續整經的工藝要求有關。隨著我國分批換筒的新型整經機的使用和筒紗出口量的增加，都要求筒紗繞紗的長度必須定長，以減少筒腳紗，減少浪費，降低生產成本。在絡筒機上加裝筒紗定長裝置。
在絡筒機上加裝筒紗定長裝置，可以安裝具有獨立功能的筒紗定長裝置，也可以結合推廣電子清紗器，在電子清紗器上加裝電子定長元件或采用具有定長功能的電子清紗器。據有關資料介紹。絡筒機具備定長功能后，整經機可以采取一次性分批換筒，不僅能有效地改善整經經紗張力均勻度，而且能節省筒紗長度約1。5％—2％。同時還可以為改善布面條影、提高實物質量創造良好的條件。
具有獨立功能的筒紗定長裝置有：TDC—1型和PC-1型；而YHl01型筒紗定長裝置則是一種具有“獨立定長”或與電子清紗器配套而構成“清紗定長”兩種功能，也就是說它既可單獨使用，又可以與電子清紗器配合使用。據實測筒子定長裝置的計長誤差應小于0．3％，統計長度偏差0．5％，定長誤差(CV值)小于1％。
6 握臂球面成形裝置
使用槽筒式絡筒機卷繞圓錐形寶塔筒子時，一般要求寶塔筒子的底部(即大頭)的成形堅實，卷繞得較為緊密，并減少紗在筒子底部的脫邊現象。所以在將紗線引導到筒子底部時，需要有較慢的導紗速度，而紗線從筒子底部到頭部(即小頭)導紗速度就要逐漸加快。為了達到和符合這一工藝要求，就必須把槽筒上導紗溝槽螺旋線的節距，按比例大小分成不等距離，上述要求才能實現。如我國廣泛使用的1332M型絡筒機使用的槽筒導紗溝槽的螺旋溝槽節距從大頭到小頭逐漸增大為：t1=38mm；t2=50．7mm；t3=63．4mm，節距差為12．7mm。從這些數字可以看出，紗線運動的速度跟隨著節距的不同而變化，越到筒子的底部，導紗的速度就越慢。但是這樣仍然不能完全消除在筒子底部有個別紗圈脫落而造成跨邊筒子的現象。為了使紗線在卷繞時，紗線不密集在筒子底部，從而改善整經時筒紗退繞條件，需要在絡筒機每只錠子上安裝一套握臂球面成形裝置。
握臂球面成形裝置由升降桿、曲柄杠桿、錠管握臂、滑槽鐵片、銷釘等5個零件組成。在筒子卷繞過程中，隨著筒子卷繞直徑的增大，在上述另件的相互作用下，使錠管握臂和正在卷繞的筒子一起轉動，即沿旋轉著的槽筒而移動，使繞在筒子上的紗圈集合點也跟著移動。這樣筒子的底部大頭的表 面凸現出球面形狀，而筒子的小頭成凹進形，這樣紗線在整經時能夠順利的退解，不會發生斷頭。
7 氣圈控制裝置
絡筒機在絡筒時，為了使筒子具有一定的卷繞密度并成形良好，紗線必須要有一定的張力。但紗線張力也不能過大或過小。如果絡筒時的張力過大，不僅使紗線的條干變形大，紗線的伸長必大，使有利于織造工程的彈性受到損失，而且絡紗斷和紗線的結頭增多。反之，絡筒時的張力過小，則筒子卷繞太松，成形不良，斷頭后找頭困難，嚴重時還會影響整經時筒子上的紗圈成批脫落，造成大量回絲，影響產量和質量。因此，在絡筒時選擇適當的張力，具有特別重要的意義。
在高速絡筒機上用管紗進行絡紗時，紗線張力的變化主要決定以下4個因素；a)管紗退繞中氣圈狀態；b)張力裝置的作用與運轉狀態；c)導紗另部件對紗線的摩擦；d)筒子卷繞過程中有規律的線速度變化的作用。在以上4個因素中第b)、c)兩項是由機械狀態所決定的，對造成錠與錠之間的紗線張力差異起主要作用，但對同一錠上的張力變化，僅在張力圈轉動不均勻和張力桿不夠靈活時，才能產生較大的影響。第d)項是有規律性地隨著筒子直徑的逐漸增大，筒子與槽筒之間的滑移隨之減小，這是構成筒子成形不良的因素之一，但對紗線張力的影響很小。通過分析在管紗正常退繞時影響紗線張力的主要因素是管紗退繞中氣圈的狀態，控制氣圈狀態是減小紗線張力和解決管紗脫圈斷頭的有效措施。目前，在絡筒機上控制氣圈裝置有兩種：
a)氣圈破裂球：氣圈破裂球裝于張力架導紗板到管紗頂端之間，球的上下位置應根據試驗與擋車工方便操作而合理選定。氣圈破裂球具有減小退繞張力，均勻張力和減少脫圈斷頭的效果。
b)氣圈控制環：氣圈控制環是采用鋼絲繞成螺旋狀的控制環，使紗線退繞時通過控制環，對于均勻退繞張力、降低絡紗斷頭都有良好效果，它與破裂球具有同等的作用，且更能適應擋車工操作。
這兩個裝置的主要作用，是使管紗在退繞時，紗線在破裂球和控制環以下部分，自始至終完全處于單氣圈狀態，這和縮短導紗距離的作用相同，而且還可以使單氣圈的高度更為縮短，并能有效地防止由于脫圈而造成的斷頭，這是高速絡筒機必須采取的控制管紗退繞張力的有效措施。
8 巡回清潔裝置
絡筒機在運轉過程中產生很多飛花，需要對機臺進行清潔，已往清潔方式采用人工清潔，這種清潔方式不僅勞動強度大，而且由于清潔工作不徹底而影響產品質量。采用往復式巡回清潔裝置，能在機臺運轉過程中不斷的來回往復清潔，機臺本身能保持經常的良好的清潔狀態，減少飛花聚集及電子清紗器測頭被飛花堵塞現象，由于取消了人工清潔方式，減輕了工人勞動強度。
絡筒機巡回清潔裝置有兩種形式：一種是吹風式或吸風式；一種是吹吸兩用式。如G0013型、AU505型和LF-802型絡筒清潔裝置均為吹風式，而KRQJ·1．5型則是一種吹吸兩用式的巡回清潔裝置。該裝置主要由風機、軌道、漲緊機構、扁平傳動帶和吹吸管組成。風機與行走部件共用一個電機。設有防翻脫軌裝置，結構緊湊，設計合理，能24h連續運轉。
9 絡筒座車
在絡筒機上工作的工人，都是手工操作。操作者不僅手腳不停，而且精神上一直處于高度緊張狀態，她們不但要完成產量，還要保證打結質量和筒子成形質量。為了降低絡筒工人的勞動強度，結合絡筒機的技術改造，推廣使用絡筒值車工座車。絡筒座車，按其傳動方式分可分為：皮帶式和電動式兩種，皮帶式座車結構簡單，操作方便。如SFU型絡筒座車已被企業廣泛采用。
10 改造后技術經濟效果分析
a)電子清紗器是一項新技術，它的清紗效果優于機械式清紗器，是提高紡織產品質量的一項重要手段。如果是質量過硬的電子清紗器，其正切率>70％；清除效率>70％；空切率<4．5％；不一致系數<20％：故障率<3％。據統計使用電子清紗器后，布面竹節紗匹扯分從4．27下降到2。62分，棉布下機一等品率由32．32％上升到61．84％：每10kg斤針織用紗大肚紗從15—18個下降到6～8個，棉毛衫正品入庫率由3．32％上升到95．3％，紗布質量有顯著提高。由于電子清紗器清除有害疵點較機械式清紗器效率高，減少了布機斷頭，布機
效率可提高1％。
使用電子清紗器對清除紗疵、提高產品質量能起到積極作用。雖然使用后絡筒機產量有所降低，但從布機提高效率和減少整理修織工作量來看，總的經濟效果還是好的。
b)空氣捻接技術是一種先進的捻接技術，用空氣捻接頭器捻接紗是一種無結連接，在捻接區域
內，紗的直徑為正常紗的1．2倍，捻接長度在30mm內調節，成結強度為紗線強度的80％以上，完全可以滿足布機織造的需要。這種捻結紗在織物或編織物上幾乎看不見紗的結頭，布面平整、光滑，手感柔軟。用空氣捻接器捻接的紗或用空氣捻接紗織的布深受國內外市場的歡迎，我國銷往西歐市場的氣捻接紗比機械接頭紗，其售價可提高5％—10％。
c)金屬槽筒表面經氧化處理，硬度高，光潔度好，消除了靜電作用，因此紗線毛羽數比膠木槽 筒少。
金屬槽筒使用時間越長溝槽就越光滑，紗線上的毛羽數降低也越明顯，且具有光滑、耐磨、不易損壞、使用壽命長等優點。
d)絡筒機采用電子防疊裝置能有效地防止紗線重疊現象，其防疊效果非常顯著。
防疊裝置與金屬槽筒配合使用，其防疊效果更明顯，筒子成形會更好，因而深受擋車工歡迎。
e)對國產1332型絡筒機進行9項配套技術改造后，筒紗質量接近引進機型所生產的質量，可以用于加工高檔和出口紗，筒紗可直接供新型高速整經機和無梭織機使用，
目前我國已經研制和生產出GA014MD-W型新型絡筒機，它是在1332M型絡筒機的基礎上采用：H800系列電子清紗監控裝置和定長裝置、FG系列空氣捻接器、金屬槽筒、球面成形裝置、滿筒運輸裝置、SFU型座車和LF型巡回清潔裝置等先進技術而組成的新機型。通過測試各項技術指標符合企業技術標準：a)裝機槽筒徑向跳動小0．12mm；b)筒紗成形好；c)空氣捻接器接頭標準可靠，接頭處紗的強力百分比為87．8％，CV值9．4％：d)電 子清紗器靈敏度高，清紗成功率100％；e)座車動作靈敏可靠；f)吹風器風量大于360m3幾。其使用性能可以代替自動絡筒機，產品質量與國外進口的自動絡筒機質量水平接近，而費用比引進機型節省85％—90％。這種機型絡筒機是由5家紡機、機電、設備制造廠家進行跨行業，跨地區實行強強聯合而實施的絡筒機多項技術配套工程，對傳統絡筒機進行技術改造而取得的成果。
11 結束語
國產絡筒機通過上述技術改造后，設備機械性能得到改善與提高，提高了筒紗質量和卷繞質量，為后道工序高產優質創造良好的條件。改造的基本工藝路線是：紗線張力均勻毛羽少，電子清紗多功能，紗線接頭小而牢，筒子定長防疊成形好。改造的方法是首先以國產絡筒機老機改造為主，同時對已引進的國外自動絡筒機進行消化吸收，加速自動絡筒機國產化步伐，最終被國產自動絡筒機所取代。