超大牽伸紡紗設(shè)備工藝參數(shù)和紡紗質(zhì)量分析

經(jīng)緯紡織機(jī)械股份有限公司 金宏健 袁龍超/文

隨著用工成本的增加，傳統(tǒng)紡織行業(yè)正在追求縮短流程、提高產(chǎn)能和自動(dòng)化程度。目前轉(zhuǎn)杯紡和噴氣渦流紡利用超大牽伸技術(shù)，直接喂入無捻棉條，省去了粗紗工序，而對(duì)于傳統(tǒng)環(huán)錠紡來說，如何縮短紡紗流程、減少粗紗工序一直是行業(yè)內(nèi)所渴望的?；诖吮疚闹性O(shè)計(jì)一種超大牽伸機(jī)構(gòu)，應(yīng)用于環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)，可省去粗紗工序，直接喂入棉條進(jìn)行紡紗，最終得到質(zhì)量較優(yōu)的環(huán)錠紡紗線。

1 超大牽伸紡紗設(shè)備簡(jiǎn)介

本文中設(shè)計(jì)了一種五羅拉超大牽伸機(jī)構(gòu)，應(yīng)用于環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)。該機(jī)構(gòu)在傳統(tǒng)三羅拉牽伸機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加2列羅拉，由傳統(tǒng)二區(qū)牽伸改為四區(qū)牽伸，第2列和第4列羅拉采用上短下長(zhǎng)皮圈牽伸，增加了一個(gè)皮圈牽伸區(qū)，進(jìn)而提高了細(xì)紗機(jī)的總牽伸倍數(shù)。通過設(shè)置前區(qū)13～30倍牽伸，中前區(qū)1～2倍，中后區(qū)3～8倍牽伸，后區(qū)1～3倍牽伸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)總牽伸30～300倍的超大牽伸。為進(jìn)一步提高紡紗質(zhì)量，在中一羅拉、中二羅拉、中三羅拉、后羅拉鉗口處設(shè)置4個(gè)集合器。該超大牽伸機(jī)構(gòu)如圖1所示。

直接喂入的棉條，依次經(jīng)過后區(qū)牽伸、中后區(qū)牽伸、中前區(qū)牽伸、前區(qū)牽伸，最后由前羅拉輸出。各鉗口根據(jù)須條寬度設(shè)置不同尺寸的集合器，用于收縮須條寬度。

2 紡紗試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)方案與原料

在喂入相同定量17.5g/5m棉條的條件下，分別紡制出14、16、21、24、30、32英支普梳棉紗線，在溫度（23±2）℃、相對(duì)濕度（65±3）%、紗線平衡48小時(shí)條件下測(cè)試紗線指標(biāo)，觀察紗線指標(biāo)變化趨勢(shì)，并與Uster2013公報(bào)進(jìn)行對(duì)比，分析成紗質(zhì)量及其產(chǎn)生的原因[1，2]。

圖1 超大牽伸機(jī)構(gòu)示意圖

表1 超大牽伸紡紗工藝參數(shù)

圖2 成紗指標(biāo)與USTER2013公報(bào)對(duì)比

2.2 試驗(yàn)設(shè)備與工藝參數(shù)

本文使用自行研制開發(fā)的超大牽伸機(jī)構(gòu)，牽伸形式為五羅拉四皮圈，羅拉直徑為27×27×27×27×27mm，膠輥直徑為29×29×29×29×29mm，羅拉中心距44×40×53.5×47mm，膠輥偏離情況為前羅拉前偏2mm、中二羅拉后偏3mm、后羅拉后偏3mm，該超大牽伸機(jī)構(gòu)應(yīng)用于環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)，其他工藝參數(shù)如表1所示。

此外，采用USTER TESTER 4型全自動(dòng)單紗強(qiáng)力儀測(cè)試紗線強(qiáng)力，USTER TESTER 4-SX 型條干測(cè)試儀測(cè)試紗線條干，USTER ZWEIGLE HL 400型茲韋格毛羽儀測(cè)試紗線毛羽，常州YG155A型紗線捻度機(jī)測(cè)試紗線捻度。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在喂入相同定量17.5g/5m棉條的條件下，紡制不同支數(shù)的普梳棉紗線，紗線性能測(cè)試數(shù)據(jù)如表2所示。可以看出，隨著牽伸倍數(shù)的增加，條干不勻變大，毛羽增多，強(qiáng)力變小，紗線的粗細(xì)節(jié)、棉結(jié)增多。

表2 紡制不同紗線支數(shù)的成紗指標(biāo)

該超大牽伸細(xì)紗機(jī)在普梳棉總牽伸150倍以下紡制21英支、16英支成紗效果良好，條干及棉結(jié)指標(biāo)接近USTER2013公報(bào)5%水平，但毛羽與紗線強(qiáng)力較差，當(dāng)紡制21英支以上紗線時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)均有惡化趨勢(shì)。以條干、毛羽、強(qiáng)力和+200%棉結(jié)指標(biāo)為例，與Uster2013公報(bào)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，可以直觀的看出紡制不同英支紗線的成紗水平，如圖2所示。

3.2 結(jié)果分析與解決方案

在該超大牽伸機(jī)構(gòu)中，通過運(yùn)用四個(gè)集合器，盡量提高牽伸過程中對(duì)纖維束的約束和控制，但由于缺省了粗紗工序，也就缺少了利于細(xì)紗牽伸中對(duì)纖維運(yùn)動(dòng)具有三維控制效應(yīng)的內(nèi)摩擦力場(chǎng)。另一方面，隨著所紡紗線定量的減少，牽伸倍數(shù)增大，牽伸力減小，纖維所受的控制力減弱，纖維間摩擦力減小[3]。以上均導(dǎo)致摩擦力界減弱，快速纖維更容易從慢速纖維中拔出來，這可能是導(dǎo)致毛羽與紗線強(qiáng)力較差的主要原因。為解決以上問題需要繼續(xù)增加集束部件、或增加集聚紡紗裝置，例如在前羅拉鉗口處加裝集合器，進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)纖維的控制作用，可在牽伸后附加緊密紡裝置對(duì)纖維加以集聚，提高成紗質(zhì)量。

若考慮實(shí)際生產(chǎn)，采用超大牽伸工藝后，缺省粗紗工序?qū)?dǎo)致使用大量條桶取代原有的粗紗管卷裝。本文中在超大牽伸細(xì)紗機(jī)上直接喂入棉條，儲(chǔ)存棉條的普通條桶布置于細(xì)紗機(jī)一側(cè)，采用導(dǎo)棉輥主動(dòng)牽引棉條，導(dǎo)棉輥與后羅拉有1.1～1.2倍的牽伸，用于將纖維束拉直。運(yùn)用以上方案會(huì)可能導(dǎo)致條桶下層棉條儲(chǔ)存時(shí)間過長(zhǎng)，降低紗線品質(zhì)。如何在考慮廠房空間、棉條輸送距離、減少意外牽伸等因素的基礎(chǔ)上，合理布置條桶是實(shí)際要面對(duì)的問題。為了解決以上問題，可采用較小容量條桶布置在與細(xì)紗機(jī)設(shè)備同樓層或設(shè)備的所在樓層的上層，還可以采用特殊規(guī)格小條桶懸掛于機(jī)架上方[4]。

綜上，若采用超大牽伸工藝，實(shí)現(xiàn)缺省粗紗工序的目的，還需在技術(shù)上繼續(xù)突破，進(jìn)一步提高成紗質(zhì)量、擴(kuò)大適紡范圍。同時(shí)還需要合理的進(jìn)行工藝布局，探索符合其紗線產(chǎn)品特色的細(xì)分市場(chǎng)，更好的將其推向市場(chǎng)。

4 結(jié)語

在喂入相同定量17.5g/5m棉條的條件下，分別紡制出14、16、21、24、30、32英支普梳棉紗線。隨著牽伸倍數(shù)的增加，條干不勻變大，毛羽增多，強(qiáng)力變小，紗線的粗細(xì)節(jié)、棉結(jié)增多。其原因主要是由于缺省粗紗工序，使得紗線在牽伸過程中缺少內(nèi)摩擦力，另一方面，隨著所紡紗線定量的減少，牽伸倍數(shù)增大，牽伸力減小，纖維所受的控制力減弱，纖維間摩擦力減小，可通過增加集聚裝置來改善成紗質(zhì)量。此外，考慮實(shí)際生產(chǎn)中采用超大牽伸工藝，需使用大量條桶取代原有的粗紗管卷裝，應(yīng)當(dāng)合理布置條桶，可采用較小容量條桶布置在與細(xì)紗機(jī)設(shè)備同樓層或設(shè)備的所在樓層的上層，還可以采用特殊規(guī)格小條桶懸掛于機(jī)架上方。