管紗成形對絡(luò)筒生頭成功率的影響分析

車社海

(青島宏大紡織機(jī)械有限責(zé)任公司，山東青島，266101)

隨著勞動(dòng)力成本的不斷上升及紡織機(jī)械智能化的不斷提升，越來越多的紡織企業(yè)選擇了托盤式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)。托盤式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)是用機(jī)器自動(dòng)供紗代替人工供紗生頭、插管等，對管紗的各項(xiàng)指標(biāo)要求高，所以早期的進(jìn)口托盤式絡(luò)筒機(jī)要求管紗必須是具有集體落紗功能的細(xì)紗長車生產(chǎn)的。如果是細(xì)紗機(jī)短車(如FA502型、FA503型、FA506型細(xì)紗機(jī))生產(chǎn)的管紗在使用托盤式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)時(shí)往往會(huì)造成生頭成功率很低，很多管紗根本無法生頭，需要人工幫助生頭，這就直接影響了擋車工的看臺(tái)數(shù)。但目前仍有大批細(xì)紗短車不具備集體落紗功能，如何才能使細(xì)紗機(jī)短車生產(chǎn)的管紗滿足托盤式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的要求是急需解決的問題。通過近幾年的不斷實(shí)踐，我們在對細(xì)紗機(jī)短車的調(diào)整改造方面取得了一定的成功經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)總結(jié)如下，供大家借鑒。

1 托盤式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)對管紗的要求

托盤式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)和普通小紗庫型自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)相比主要增加了大紗庫的插管功能、CBF裝置的管紗生頭功能、管紗輸送系統(tǒng)的輸送功能及落筒小車的自動(dòng)落紗功能。管紗的生頭就是用挑刀將包纏在管紗表面上的包纏紗挑開或挑斷，如圖1所示。包纏紗挑斷后，上部的紗頭被吹風(fēng)嘴吹起，生頭時(shí)被吸起剪斷并通過管紗下方的負(fù)壓作用放在紗管的中心孔內(nèi)，如圖2所示。下部的紗頭被去除尾紗裝置吸走。如果管紗的包纏紗圈數(shù)太多，包纏紗的螺旋角就很小，管紗在旋轉(zhuǎn)時(shí)，包纏紗的下降速度就會(huì)降低，當(dāng)包纏紗的下降速度等于或小于挑刀的下降速度時(shí)，是沒有機(jī)會(huì)挑斷包纏紗的，所以包纏紗向下移動(dòng)速度必須大于挑刀的下降速度，刀尖才有機(jī)會(huì)插入包纏紗將其挑斷。再加上管紗表面凹凸不平，挑刀會(huì)在管紗表面產(chǎn)生跳躍，挑刀和包纏紗接觸的機(jī)會(huì)就會(huì)部分喪失，如果管紗的包纏紗沒有被挑斷就不可能生頭成功，所以管紗挑頭的成功率直接決定了管紗的生頭成功率。實(shí)踐證明生頭不成功的管紗通常有：半管紗、脫圈紗、紗頭從緊貼紗管表面處斷頭、管紗表面凹凸不平等。適合托盤式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的管紗是成形飽滿、表面平整、包纏紗1.5圈～2.5圈、管腳紗3圈～5圈、尾紗長度小于10 cm、紗管中心孔通暢的管紗，如圖3所示。

圖1 管紗生頭時(shí)挑紗示意圖

圖2 生頭成功后的紗

圖3 合格管紗示意圖

2 非集體落紗細(xì)紗機(jī)短車生產(chǎn)現(xiàn)狀

目前大部分紡織企業(yè)特別是中小型紡織企業(yè)所用的細(xì)紗機(jī)還是以短車為主，型號(hào)眾多，使用年限有長有短，機(jī)械狀態(tài)千差萬別。比較先進(jìn)的細(xì)紗機(jī)短車具有電腦控制的各項(xiàng)參數(shù)調(diào)整功能，并具有主軸剎車功能。但大部分的細(xì)紗機(jī)短車是具有機(jī)械三自動(dòng)功能，各個(gè)時(shí)間間隔需要進(jìn)行機(jī)械調(diào)整，但主軸剎車功能不一定好用。最差的細(xì)紗機(jī)短車三自動(dòng)都不好用，使用手搖鋼領(lǐng)板落紗。所使用的自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)也是小紗庫型自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)，通常對細(xì)紗機(jī)短車生產(chǎn)的管紗包纏紗圈數(shù)、管腳紗圈數(shù)以及尾紗(管紗內(nèi)的頭露在管紗底部的紗頭見圖3)的長度都沒有嚴(yán)格的要求。但管紗包纏紗的圈數(shù)、管腳紗的圈數(shù)以及尾紗的長度都是由細(xì)紗機(jī)的狀態(tài)決定的。細(xì)紗機(jī)短車的落紗也有改造的集體落紗、落紗小車落紗和手工拔紗三種方式，管紗的尾紗長度各不相同，特別是手拔紗會(huì)造成尾紗太長，也會(huì)對管紗的生頭產(chǎn)生影響。經(jīng)對部分紡織企業(yè)的細(xì)紗機(jī)短車調(diào)查，所生產(chǎn)的管紗主要問題是包纏紗圈數(shù)普遍在5圈～6圈、管腳紗5圈～10圈、尾紗長度15 cm以上、管紗表面不平整，不符合托盤式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)對管紗的要求。

3 細(xì)紗機(jī)短車管紗包纏紗及管腳紗的形 成機(jī)理

3.1 包纏紗圈數(shù)

影響包纏紗圈數(shù)的因素有N1、T1、V。在所紡品種決定后N1就確定了，T1決定了N2，N2和V共同決定了包纏紗的圈數(shù)。當(dāng)主機(jī)停止后主軸及錠子在慣性的作用下仍然在繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，但速度直線下降，如果T1設(shè)置大了，包纏紗圈數(shù)沒有問題，但可能會(huì)造成鋼領(lǐng)板還沒有到底主軸就停止了，就會(huì)造成斷頭。如果T1設(shè)置小了，包纏紗圈數(shù)就會(huì)太多。除T1外，還可以改變鋼領(lǐng)板下降速度V，V大則包纏紗圈數(shù)就少。

3.2 管腳紗圈數(shù)

管腳紗圈數(shù)主要取決于N3和T2(或T3)。為了滿足包纏紗的要求，N3也就確定了，T2是完全依靠慣性所以不能設(shè)定，只有T3是可以設(shè)定的(前提是主軸必須具有剎車功能)，通過調(diào)整T3可以滿足管腳紗的圈數(shù)要求。

4 細(xì)紗機(jī)短車的調(diào)整及改造方案

以FA506型細(xì)紗機(jī)短車為例來討論具體的調(diào)整及改造方案。

4.1 通過升級(jí)改造配置集體落紗裝置的細(xì)紗機(jī)短車

該短車主電機(jī)和鋼領(lǐng)板升降電機(jī)均采用變頻器，這是最好的方案，不但可以滿足管紗包纏紗和管腳紗的圈數(shù)要求，也可以減輕擋車工的落紗工作量。但此種方法成本高，對原細(xì)紗機(jī)精度要求也高。

4.2 具有PLC控制的細(xì)紗機(jī)短車

該短車主軸剎車功能完善，具有相關(guān)時(shí)間參數(shù)的調(diào)整功能，如從停主電機(jī)到下鋼領(lǐng)板的時(shí)間、從鋼領(lǐng)板下降到主軸剎車的時(shí)間都可以獨(dú)立調(diào)整。這種細(xì)紗短車調(diào)整相對比較容易，只需要在控制屏幕上調(diào)整相關(guān)參數(shù)就可以了，由于各個(gè)品種要求的錠速不一樣，機(jī)臺(tái)之間慣性及阻力均不相同，各個(gè)參數(shù)的具體數(shù)值要通過試驗(yàn)確定，停主電機(jī)到下鋼領(lǐng)板的時(shí)間間隔，建議設(shè)置為3.5 s(出廠設(shè)置為0.5 s)；從下鋼領(lǐng)板到主軸剎車的時(shí)間間隔建議設(shè)置在5 s(出廠設(shè)置為10 s)。出廠設(shè)置相對比較保守，包纏紗圈數(shù)和管腳紗圈數(shù)較多，不容易造成斷頭，對不同的錠速及不同的機(jī)臺(tái)適應(yīng)性較好，不用頻繁的調(diào)整參數(shù)。所以大部分紡織廠的細(xì)紗機(jī)可能都采用了出廠默認(rèn)設(shè)置。但生產(chǎn)的管紗不符合要求，必須進(jìn)行調(diào)整。

4.3 具有機(jī)械式三自動(dòng)控制功能及主軸剎車功能的細(xì)紗機(jī)短車

FA506型細(xì)紗機(jī)的鋼領(lǐng)板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖4所示。圖4中，4是成形凸輪，3是擺臂，2是擺臂端部的一個(gè)鏈輪。當(dāng)成形凸輪促使擺臂上下擺動(dòng)時(shí)，從而帶動(dòng)鋼領(lǐng)板上下運(yùn)動(dòng)。其他動(dòng)作這里不做贅述。當(dāng)細(xì)紗滿管后，由相應(yīng)的觸點(diǎn)和限位開關(guān)自動(dòng)接通電磁鐵線路，把撐牙10打開，同時(shí)開動(dòng)小電機(jī)6，通過兩級(jí)鏈條傳動(dòng)(電機(jī)鏈輪9帶動(dòng)鏈輪8，同軸鏈輪7帶動(dòng)鏈輪11)，使棘輪軸上的蝸桿5倒轉(zhuǎn)，從而使原先在整個(gè)級(jí)升運(yùn)動(dòng)中卷繞在級(jí)升鏈輪12上的鏈條迅速退出。此時(shí)繞在鏈輪2上的鏈條1也將跟著放松退出，于是鋼領(lǐng)板和導(dǎo)紗鉤一起自動(dòng)迅速下降。

圖4 FA506型細(xì)紗機(jī)鋼領(lǐng)板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖

1-鏈條；2-鏈輪；3-擺臂；4-成形凸輪；5-蝸桿；6-小電機(jī)；7-同軸鏈輪；8-鏈輪；9-電機(jī)鏈輪；10-撐牙；11-鏈輪；12-級(jí)升鏈輪

FA506型細(xì)紗機(jī)成形凸輪機(jī)構(gòu)示意圖如圖5所示。圖5中，組合行程開關(guān)1CK的碰塊1-1、1-2和1-3，都安裝在級(jí)升鏈輪12的軸端；組合行程開關(guān)2JK的碰塊2-1和2-2，則都安裝在成形凸輪1的軸端，分別由該級(jí)升鏈輪和成形凸輪協(xié)同控制。在滿管時(shí)，自動(dòng)機(jī)構(gòu)開始動(dòng)作，碰塊1-2推動(dòng)1CK(2),發(fā)出滿管信號(hào)并為停車做準(zhǔn)備。當(dāng)成形凸輪軸上的碰塊2-1觸動(dòng)行程開關(guān)2JK(1)時(shí)，1CK(2)與1-2仍在接觸中，兩者同時(shí)作用而將主傳動(dòng)電路切斷，機(jī)器開始減速逐漸慢下來(靠慣性)。隨著成形凸輪軸的旋轉(zhuǎn)，碰塊2-2逐漸向當(dāng)觸動(dòng)行程開關(guān)2JK(2)靠近，這個(gè)靠近的過程需要一定的時(shí)間T1(這個(gè)時(shí)間和2-1與2-2之間的角度相關(guān)),當(dāng)碰塊2-2觸動(dòng)行程開關(guān)2JK(2)時(shí)， 先由電磁鐵打開級(jí)升運(yùn)動(dòng)的撐牙10(見圖4)，再開動(dòng)小電機(jī)6使鋼領(lǐng)板迅速下降(注意鋼領(lǐng)板下降的速度取決于蝸桿5的轉(zhuǎn)速),直至碰塊1-3推動(dòng)1CK(3)，切斷小電機(jī)的電源使之停轉(zhuǎn)，鋼領(lǐng)板下降結(jié)束(此時(shí)機(jī)器仍未停止，在管紗底部繞管腳紗)。最后由2JK(2)發(fā)出第二個(gè)信號(hào)，接通主軸制動(dòng)電磁鐵將機(jī)器剎停。在目前的紡織廠，大部分的細(xì)紗機(jī)短車生產(chǎn)的管紗包纏紗都在4圈～5圈，對于這種狀態(tài)的細(xì)紗機(jī)如果只是把碰塊2-1與碰塊2-2之間的角度加大，使主軸速度盡量降低后再降下鋼領(lǐng)板來保證包纏紗的圈數(shù)，但可能會(huì)發(fā)生主軸因?yàn)槟撤N原因(包括主軸阻力加大或更換品種車速降低)過早停止而造成斷頭。這種情況下需要隨著品種工藝的變化而頻繁調(diào)整，也可能會(huì)因?yàn)槊總€(gè)機(jī)臺(tái)的慣性阻力不盡相同而需要逐臺(tái)試驗(yàn)調(diào)整。主軸剎車也不能起到很好的作用，可能沒有到需要?jiǎng)x車的時(shí)候主軸就已經(jīng)停止了。

(a)成形凸輪

(b)級(jí)升鏈輪

通過以上分析得知，鋼領(lǐng)板下降的速度決定了管紗包纏紗的圈數(shù)。通過試驗(yàn)我們采用了提高鋼領(lǐng)板下降速度來保證管紗的包纏紗圈數(shù)的辦法是非常有效的，將電機(jī)鏈輪9的齒數(shù)由14齒提高到20齒～28齒，這樣包纏紗的圈數(shù)就自然下降到2圈～3圈了。同時(shí)要根據(jù)管腳紗的圈數(shù)調(diào)整T3。這個(gè)調(diào)整比較容易。如果主軸沒有剎車或剎車制動(dòng)線圈損壞,這種狀態(tài)的細(xì)紗機(jī)就會(huì)造成管腳紗圈數(shù)很多，需要盡快修復(fù)主軸剎車功能方能滿足要求。這樣管紗的包纏紗圈數(shù)通常在2圈～3圈，管腳紗在3圈～5圈。

5 結(jié)束語

通過以上分析找到了影響管紗包纏紗、管腳紗圈數(shù)的各項(xiàng)因素，指出了對不同狀態(tài)的細(xì)紗機(jī)短車做出相應(yīng)的調(diào)整或改造方案，最有效的方案是將鋼領(lǐng)板驅(qū)動(dòng)電機(jī)鏈輪的齒數(shù)由14齒改為20齒～28齒，就能使管紗的包纏紗圈數(shù)和管腳紗圈數(shù)達(dá)到要求，提高了細(xì)紗機(jī)短車生產(chǎn)的管紗在托盤式絡(luò)筒機(jī)上的生頭成功率，一般的生頭成功率可以達(dá)到95%左右，生頭速度可以達(dá)到20個(gè)/min～24個(gè)/min。