竹節(jié)紗的生產(chǎn)工藝及控制裝置
竹節(jié)紗是在長度方向上出現(xiàn)節(jié)粗、節(jié)細形狀單紗,其特征參數(shù)有基紗號數(shù)、竹節(jié)粗度、各段竹節(jié)長度(節(jié)長)和各段間距(節(jié)距)。竹節(jié)粗度即竹節(jié)定量與基紗定量之比,一般在1.5~6范圍內(nèi);節(jié)長即每個竹節(jié)的長度;節(jié)距即相鄰兩個竹節(jié)間的基紗長度。竹節(jié)紗按竹節(jié)的分布情況可分為無規(guī)律竹節(jié)紗和有規(guī)率竹節(jié)紗。紡制竹節(jié)紗的設(shè)備可用專用設(shè)備,但目前大多是采用改造后的環(huán)錠細紗機或轉(zhuǎn)杯紡紗機紡制。目前國內(nèi)竹節(jié)紗的生產(chǎn)原理大致有4種:“變牽伸型”竹節(jié)紗,即瞬時改變機器的牽伸倍數(shù)以形成粗節(jié);“植入型”竹節(jié)紗,即在前鉗口后面瞬時喂入—小段須條而形成粗竹;“纖維型”竹節(jié)紗,即利用短纖維的浮游運動性產(chǎn)生條干不勻的原理,增加喂入紗條中短纖維的含量,并調(diào)整設(shè)備的工藝參數(shù)以生產(chǎn)粗細節(jié)紗,這種生產(chǎn)方法對合理利用粘梳短纖維有實際意義;“涂色型”竹節(jié)紗,即利用人的感官視覺效應(yīng),分段對普通紗線進行印色,產(chǎn)生類似的竹節(jié)效應(yīng)。生產(chǎn)中常見的足第一種生產(chǎn)方式,即在普通的環(huán)錠細紗機或轉(zhuǎn)杯紡紗機上增設(shè)一套變速裝置,不需增添特殊設(shè)備,投資少,見效快。在環(huán)錠細紗機和轉(zhuǎn)杯紡紗機上開發(fā)紡制竹節(jié)紗的控制裝置普遍采用三種形式:一、缺陷法:如在長纖維中加入少量短纖維,并在細紗機上去掉上銷及上下皮圈,保留下銷,利用短纖維制造“牽伸波”來形成竹節(jié)。此法一般短纖混入率在5%~10%左右,短纖率高則竹節(jié)數(shù)量多,在麻紡或麻棉混紡中尤其顯著。第二種是采用不完全齒輪的變牽伸機構(gòu),優(yōu)點是費用低;缺點是噪音大,不可變換工藝,如竹節(jié)長度、節(jié)距、線密度及任意的循環(huán)等,且壽命短,維護費用大。二、機電結(jié)合式:實質(zhì)是采用出離合器的變牽伸機構(gòu),大都采用單篇機或PLC控制電磁離合器吸合,費用較低,但噪音大、壽命短,維護費用大,竹節(jié)紗參數(shù)控制差、精度差、花式變化少,很難滿足高質(zhì)量的用戶需求。三、全數(shù)字式:取消電磁離合器的執(zhí)行機構(gòu),整個系統(tǒng)采用數(shù)字控制,控制精度與生產(chǎn)效率大大提高,它可完全按樣品或客戶的任何要求生產(chǎn),達到至善至美的程度,而且參數(shù)調(diào)整十分簡單、方便、快捷,只需在控制面板上鍵入設(shè)計工藝即可,是今后的發(fā)展趨勢。數(shù)字控制裝置的主要改造型式有以下三種:一、前羅拉變速(適紡短竹節(jié)紗):二、中后羅拉變速(適紡竹節(jié)長度大于纖維長度的竹節(jié)紗):三、全數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)(一個完善系統(tǒng),可任意設(shè)定各主要工藝參數(shù)、動靜態(tài)下的前羅拉與中后羅拉的速度,任意設(shè)定動態(tài)牽伸倍數(shù),紡制各種類型的竹節(jié)紗或常規(guī)紗):上述三種典型改造機型均可實現(xiàn)靜態(tài)、動態(tài)實時任意調(diào)節(jié)牽伸倍數(shù),從而實現(xiàn)各種竹節(jié)紗的開發(fā)與紡制。全數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)的控制介紹:觸摸屏作為用戶界面,輸入并顯示所需參數(shù);PLC或工控機為控制中心,對變頻器及伺服驅(qū)動器進行參數(shù)設(shè)置,控制相應(yīng)電機特定時刻的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。整個控制系統(tǒng)的關(guān)鍵是多個電機的同步和調(diào)速,伺服電機自帶旋轉(zhuǎn)編碼器與各自對應(yīng)的伺服驅(qū)動器自成閉環(huán)控制,按照一定的順序啟動,同步問題對成紗沒有什么影響,而主電機與其它電機特性不同,而且需要按照工藝需求曲線進行變速,通過旋轉(zhuǎn)編碼器反饋主軸轉(zhuǎn)速,可使伺服電機轉(zhuǎn)速跟隨主電機轉(zhuǎn)速保持同步控制。前羅拉、中后羅拉伺服電機則根據(jù)工藝與品種開發(fā)進行變速,而鋼領(lǐng)板升降伺服電機則連續(xù)變速,鋼領(lǐng)板的落紗位置、始紡位置、滿管位置的控制可以設(shè)置接近開關(guān),也可以在程序中對鋼領(lǐng)板升降伺服電機編碼器的脈沖數(shù)進行控制。由于鋼領(lǐng)板的升降不完全足剛性傳動,且傳動鏈總有間隙,電機換向后,鋼領(lǐng)板有停頓現(xiàn)象,紗線會出現(xiàn)重疊卷繞,成形不良,尤其是錐底部位,退繞時將會造成嚴重的脫圈。因此,換向后需要進行一個很短時間的加速補償,再按既定曲線進行控制,才能保證良好的成形。中途停車時,控制程序在鋼領(lǐng)板升降伺服電機向下的換向完成以后發(fā)出停車信號,保證再開車時,鋼領(lǐng)板先向下運動,以減少開車斷頭,提高效率。整機的控制程序還包括如落紗和底紗成形等。控制精度受主電腦發(fā)出脈沖的速率和伺服系統(tǒng)響應(yīng)時間的影響。實踐證明此系統(tǒng)誤差很小,能夠很好地滿足紡紗卷繞的數(shù)字設(shè)定要求,特別是紡制高品質(zhì)竹節(jié)紗的需求,是目前最完善的竹節(jié)紗生產(chǎn)系統(tǒng)。轉(zhuǎn)杯紡紗機改造后可實現(xiàn)靜態(tài)、動態(tài)實時任意調(diào)節(jié),從而實現(xiàn)竹節(jié)長度大于紡紗杯周長、竹節(jié)線密度存在漸變效應(yīng)、具有仿麻效果的各種竹節(jié)紗的開發(fā)和紡制。