細(xì)紗機(jī)
[拼音]:xishaji
[外文]:spinning frame
紡紗過程中把半制品粗紗或條子經(jīng)牽伸、加拈、卷繞成細(xì)紗管紗的紡紗機(jī)器(見彩圖)細(xì)紗機(jī)是紡紗的主要機(jī)器,細(xì)紗的產(chǎn)量、質(zhì)量是紡紗工藝各道工序優(yōu)劣的綜合反映。細(xì)紗機(jī)的生產(chǎn)單元是錠子,常以每千錠小時(shí)的產(chǎn)量(公斤)來衡量細(xì)紗機(jī)的生產(chǎn)水平。紡紗廠生產(chǎn)規(guī)模是以擁有細(xì)紗機(jī)的錠子總數(shù)來表示的。每只錠子上所紡的紗會(huì)由于各種原因而斷頭,常以千錠小時(shí)發(fā)生的斷頭數(shù)表示斷頭率。斷頭率的高低影響勞動(dòng)生產(chǎn)率、設(shè)備生產(chǎn)率、細(xì)紗質(zhì)量和車間含塵量。細(xì)紗機(jī)是紡紗生產(chǎn)中耗能最多的機(jī)器。細(xì)紗機(jī)生產(chǎn)過程中紡滿一個(gè)卷裝(管紗)便要停止生產(chǎn),待落下管紗換上空管后方能繼續(xù)紡紗。因此卷裝的大小影響勞動(dòng)生產(chǎn)率、設(shè)備生產(chǎn)率,還影響能耗。錠速、卷裝、斷頭率三者,相互聯(lián)系又相互制約,是細(xì)紗機(jī)技術(shù)水平高低的標(biāo)志,需要從社會(huì)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行綜合考慮,確定較為恰當(dāng)?shù)臄?shù)值。
各種細(xì)紗機(jī)基本上都由喂入機(jī)構(gòu)、牽伸機(jī)構(gòu)、加拈和卷繞機(jī)構(gòu)組成。喂入機(jī)構(gòu)的作用是將粗紗或條子抽引出來并喂給牽伸機(jī)構(gòu)。牽伸后的須條由前羅拉輸出,經(jīng)加拈成細(xì)紗后卷繞在紗管上。大多數(shù)細(xì)紗機(jī)的牽伸、加拈和卷繞作用是連續(xù)進(jìn)行的,按所用的加拈和卷繞機(jī)構(gòu)的不同,分別稱為環(huán)錠細(xì)紗機(jī)、離心錠細(xì)紗機(jī)、翼錠細(xì)紗機(jī)、帽錠細(xì)紗機(jī)和走錠細(xì)紗機(jī)。帽錠細(xì)紗機(jī)和走錠細(xì)紗機(jī)現(xiàn)已很少應(yīng)用。
從手工紡紗向機(jī)器紡紗發(fā)展開始于18世紀(jì)。英國(guó)產(chǎn)業(yè)革命后,1769年出現(xiàn)了利用水力拖動(dòng)的翼錠細(xì)紗機(jī),1779年S.克朗普頓根據(jù)手工紡車原理發(fā)明了走錠細(xì)紗機(jī),這是早期的兩種細(xì)紗機(jī)。1825年R.羅伯茨又將走錠細(xì)紗機(jī)改進(jìn)為自動(dòng)作用的走錠細(xì)紗機(jī),這種型式的機(jī)器在19世紀(jì)和20世紀(jì)初期獲得了廣泛的應(yīng)用。1828年出現(xiàn)了帽錠細(xì)紗機(jī)。同年,J.索普創(chuàng)造了環(huán)錠細(xì)紗機(jī),當(dāng)時(shí)鋼絲圈是由紡紗工用手工彎制而成的。1830年以后,才開始正式制造鋼絲圈。環(huán)錠細(xì)紗機(jī)可連續(xù)作用,而且紡紗速度較高,因而逐漸被廣泛采用,代替了絕大部分走錠細(xì)紗機(jī),成為現(xiàn)代應(yīng)用最多的一種。
環(huán)錠細(xì)紗機(jī)
由錠子、鋼領(lǐng)和鋼絲圈等組成加拈、卷繞機(jī)構(gòu)的細(xì)紗機(jī)。一般為雙面多錠結(jié)構(gòu),每臺(tái)細(xì)紗機(jī)的錠數(shù)為300~500錠,也有800~1000錠的長(zhǎng)車。環(huán)錠細(xì)紗機(jī)有各種型式和規(guī)格,以適應(yīng)棉、毛、麻、絹和化學(xué)纖維等的純紡和混紡,紡制不同號(hào)數(shù)或支數(shù)的細(xì)紗。棉紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的工作過程(圖1)是:粗紗從由支承器承托的粗紗管上退繞出來,經(jīng)過導(dǎo)紗桿和橫動(dòng)導(dǎo)紗器喂入牽伸裝置進(jìn)行牽伸。牽伸后的須條由前羅拉輸出,通過導(dǎo)紗鉤、鋼絲圈經(jīng)加拈后紡成細(xì)紗,卷繞到緊套在錠子上的筒管上。錠子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),鋼絲圈被紗條帶動(dòng)沿著鋼領(lǐng)內(nèi)側(cè)圓弧面(俗稱跑道)旋轉(zhuǎn)。鋼絲圈每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),就給牽伸后的須條加上一個(gè)拈回。同時(shí),由于鋼絲圈和鋼領(lǐng)的摩擦阻力,使鋼絲圈的轉(zhuǎn)速滯后于錠子轉(zhuǎn)速,遂產(chǎn)生卷繞。鋼領(lǐng)板受成形機(jī)構(gòu)的控制按一定規(guī)律上下運(yùn)動(dòng),將須條繞成一定形狀的管紗。
牽伸機(jī)構(gòu)
細(xì)紗機(jī)牽伸機(jī)構(gòu)由幾對(duì)牽伸羅拉組成,一般為皮圈式牽伸,可以有下長(zhǎng)上短皮圈式、雙短皮圈式等,每對(duì)羅拉的下羅拉為鋼制溝槽羅拉,沿細(xì)紗機(jī)全長(zhǎng)配置,裝在羅拉座的軸承座內(nèi)。中、后羅拉軸承座可沿羅拉座滑槽移動(dòng),以調(diào)節(jié)前、中和中、后下羅拉間的距離。這個(gè)距離稱為羅拉隔距,是細(xì)紗機(jī)的主要工藝參數(shù)之一,可根據(jù)纖維長(zhǎng)度和加壓等條件調(diào)節(jié)。每對(duì)羅拉間常設(shè)置皮圈、皮圈銷和皮圈架等附加零件,在牽伸過程中對(duì)纖維組成的須條施加適當(dāng)壓力,產(chǎn)生附加摩擦力場(chǎng)以控制纖維的運(yùn)動(dòng)。圖 1為常用的三羅拉下長(zhǎng)上短皮圈式牽伸機(jī)構(gòu),由三對(duì)羅拉組成,長(zhǎng)皮圈套在中下羅拉上并有張力架使其保持緊張。短皮圈套在中上羅拉上。下皮圈銷為曲面長(zhǎng)銷,上皮圈銷為彈簧擺動(dòng)銷,上下皮圈銷之間的空隙稱為?口隔距,是細(xì)紗機(jī)主要工藝參數(shù)之一,可根據(jù)紡紗號(hào)數(shù)或支數(shù)、羅拉加壓等條件加以選擇。前、后上羅拉均為皮輥。這種機(jī)構(gòu)的總牽伸倍數(shù)在50倍左右,適紡棉或50毫米以下的棉型化學(xué)纖維。如果采用中間開周向凹槽的中上羅拉,使中皮圈羅拉只起控制而不起握持纖維的作用,纖維便在中羅拉?口下滑溜,實(shí)際上三對(duì)羅拉僅構(gòu)成一個(gè)牽伸區(qū),這種牽伸稱為滑溜牽伸,可適紡90毫米以下的中長(zhǎng)化學(xué)纖維。羅拉加壓值也是細(xì)紗機(jī)主要工藝參數(shù)之一?,F(xiàn)代牽伸機(jī)構(gòu)常采用彈簧或氣體靜壓搖架加壓。加壓時(shí),把手柄撳下,借助于鎖緊機(jī)構(gòu)的作用,實(shí)現(xiàn)對(duì)羅拉加壓;卸壓時(shí),把手柄抬起,使整只搖架連同皮輥、上皮圈和上皮圈銷一起掀起。目前尚在應(yīng)用的加壓機(jī)構(gòu)有利用上羅拉自重加壓、重錘直接加壓或通過杠桿進(jìn)行加壓等類型。采用重加壓、小隔距、緊?口,可提高牽伸倍數(shù),改善成紗條干的均勻度。
有的牽伸機(jī)構(gòu)在前區(qū)還裝有集合器。作用是收縮須條寬度,防止纖維散失,有利于減少飛花和毛羽,提高成紗的強(qiáng)力,但使用不當(dāng)會(huì)增加紗疵,影響成紗條干。牽伸機(jī)構(gòu)還附有清潔絨輥和斷頭吸管。絨輥使上下羅拉或皮圈表面保持清潔,減少紗疵。吸管利用氣流把斷頭后由前羅拉輸出的須條吸入,匯聚到車尾的吸棉箱內(nèi),防止須條繞到羅拉、皮輥上或者左右飄動(dòng),以減少紗疵和斷頭,減輕操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
加拈和成形機(jī)構(gòu)
由裝在主軸上的滾盤或滾筒通過錠帶傳動(dòng)錠子。每根錠帶傳動(dòng)4只錠子,靠張力裝置保持適當(dāng)?shù)膹埩Γ乐勾蚧斐慑V子轉(zhuǎn)速的變化。有的細(xì)紗機(jī)采用緊貼于錠子錠盤上的龍帶傳動(dòng)。鋼領(lǐng)裝在鋼領(lǐng)板上,成形機(jī)構(gòu)帶動(dòng)鋼領(lǐng)板作升降運(yùn)動(dòng),將細(xì)紗按一定規(guī)律卷繞在筒管上成為管紗。導(dǎo)紗鉤和大卷裝時(shí)采用的氣圈環(huán)有時(shí)隨同鋼領(lǐng)板一起按一定規(guī)律升降,以控制氣圈張力和減少斷頭。成形機(jī)構(gòu)不但控制鋼領(lǐng)板的短動(dòng)程升降,同時(shí)使鋼領(lǐng)板每作一次升降后抬高一個(gè)距離,即級(jí)升運(yùn)動(dòng),從而使細(xì)紗逐漸繞到紗管的上部。管底成形機(jī)構(gòu)在開始卷繞時(shí)在紗管上形成圓錐形的底部。
毛、麻、絹紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的作用原理和結(jié)構(gòu)與棉紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)相同,但由于纖維性質(zhì)和喂入品的結(jié)構(gòu)不同,有些機(jī)構(gòu)略有區(qū)別。如精梳毛紡和絹紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)采用與棉紡類似的皮圈牽伸機(jī)構(gòu),也有采用輕質(zhì)輥或控制輥所組成的羅拉牽伸機(jī)構(gòu),這種機(jī)構(gòu)的總牽伸倍數(shù)為10~30倍。在粗梳毛紡和?絲紡中,由于粗紗只經(jīng)搓拈并未獲得真拈,所以強(qiáng)力很低而且粗紗中纖維排列不齊,平行伸直度很差,因此細(xì)紗機(jī)采用兩種特殊的牽伸機(jī)構(gòu)──假拈牽伸機(jī)構(gòu)和針筒牽伸機(jī)構(gòu)。假拈牽伸機(jī)構(gòu)是在前后羅拉之間,接近于前羅拉處設(shè)置一假拈器。借助于假拈器的回轉(zhuǎn),使從后羅拉至假拈器之間的一段紗條上產(chǎn)生拈回,以控制纖維運(yùn)動(dòng)。假拈器的形式很多,有空氣吸入式、離心式和彎鉤式等。針筒牽伸機(jī)構(gòu)是在前后羅拉之間配置一個(gè)回轉(zhuǎn)針筒,使針筒上的針刺入須條產(chǎn)生附加摩擦力場(chǎng)控制纖維運(yùn)動(dòng)。以上兩種牽伸機(jī)構(gòu)的牽伸倍數(shù)很低,總牽伸約為1.2~2.8倍。有的毛紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)卷繞機(jī)構(gòu)不采用鋼領(lǐng)板升降,而采用龍筋升降,使氣圈高度保持不變,顯著地降低了斷頭率,使錠速有較大的提高。還有的毛紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)在錠子的上端加上一根光滑的彎成指形的鋼絲,或加一只刻有槽的錠冠。紗條從導(dǎo)紗鉤下來被指形鋼絲或錠冠上的槽抓住,在筒管上部呈螺旋狀繞數(shù)圈后,再通過鋼絲圈繞到筒管上成為管紗。這種機(jī)構(gòu)稱為錠端加拈機(jī)構(gòu),紡紗方法稱為無氣圈紡紗,能使紡紗的張力降低很多,但紗易磨毛。
麻紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的種類很多。苧麻環(huán)錠細(xì)紗機(jī)一般為雙皮圈牽伸,牽伸倍數(shù)在30倍以下。亞麻環(huán)錠濕紡細(xì)紗機(jī)的牽伸裝置是特殊的,粗紗喂入牽伸裝置前須先通過盛有熱水或滲透劑溶液的水槽,使膠質(zhì)軟化、膨潤(rùn)。牽伸裝置的前后羅拉隔距較工藝?yán)w維(見麻纖維)為短,且前后羅拉壓力大,羅拉?口的握持力很強(qiáng)。當(dāng)纖維兩端同時(shí)被前后羅拉?口積極握持而前后羅拉表面速度又有差異時(shí),便使工藝?yán)w維分裂變細(xì)。濕紡細(xì)紗機(jī)也有采用有兩個(gè)牽伸區(qū)的三羅拉牽伸裝置的,總牽伸倍數(shù)一般可達(dá)25倍。
翼錠細(xì)紗機(jī)
圖 2為一種翼錠細(xì)紗機(jī)的示意圖。從牽伸機(jī)構(gòu)輸出的紗條,通過錠翼繞到筒管上。錠翼每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)對(duì)紗條加上一個(gè)拈回,筒管不積極傳動(dòng)而是被紗條拖著回轉(zhuǎn)。由于筒管回轉(zhuǎn)有摩擦阻力,它的轉(zhuǎn)速滯后于錠翼的轉(zhuǎn)速,兩者的轉(zhuǎn)速差即是單位時(shí)間內(nèi)卷繞在筒管上的紗條圈數(shù)。錠翼一般為懸吊式或圓筒形鐘罩式。翼錠細(xì)紗機(jī)適宜于紡制纖維粗、強(qiáng)力高的粗支細(xì)紗。目前大都用于黃麻紡和亞麻干紡。
離心錠細(xì)紗機(jī)
圖 3為離心錠細(xì)紗機(jī)的示意圖。從牽伸羅拉輸出的須條,通過金屬管或玻璃管制成的導(dǎo)紗器后進(jìn)入高速回轉(zhuǎn)的離心紡罐中。由于離心紡罐的高速回轉(zhuǎn),從導(dǎo)紗器引出的須條受到離心力作用而緊貼于罐內(nèi)壁,從而使導(dǎo)紗器下端至前羅拉?口之間的紗條產(chǎn)生拈回。經(jīng)加拈后的紗條,由于導(dǎo)紗器的引導(dǎo),遂交叉卷繞在罐內(nèi)壁上,因而稱為離心紡紗。離心紡紗可降低和穩(wěn)定紡紗張力,提高細(xì)紗機(jī)的產(chǎn)量。
離心錠細(xì)紗機(jī)的滿管落紗與其他細(xì)紗機(jī)不同。落紗的方式有多種,大多采用筒子退紗式,也可采用化學(xué)液體或機(jī)械方式固結(jié)紗層。筒子退紗是將固定的筒管插入轉(zhuǎn)動(dòng)著的離心罐內(nèi),并停止?fàn)可觳糠值捻殫l輸出,這時(shí)處于筒管末端和罐壁卷繞表面的紗立即退繞到筒管上面。由于退繞發(fā)生在短時(shí)間內(nèi)(約40秒至2分鐘),紗線將承受一定的退繞張力。張力超過紗線強(qiáng)力時(shí)會(huì)造成斷頭。
走錠細(xì)紗機(jī)
走錠細(xì)紗機(jī)的加拈和卷繞機(jī)構(gòu)包括錠子、滾筒、鋼絲、連桿、成形墜桿以及緊套在錠子上的筒管,均裝在作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的走車上。也有的走錠細(xì)紗機(jī)的錠子等不作往復(fù)運(yùn)動(dòng),而裝有牽伸機(jī)構(gòu)的走架作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。走錠細(xì)紗機(jī)的紡紗工藝過程是周期性交替進(jìn)行的,細(xì)紗分段紡制而成,紡制成每段細(xì)紗的時(shí)間稱為一個(gè)周期。
圖 4為走車作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的走錠細(xì)紗機(jī)的示意圖。粗梳毛紡和?絲紡用的走錠細(xì)紗機(jī)中,粗紗卷或毛條放在喂給滾筒上,隨著喂給滾筒的回轉(zhuǎn)而退繞,并喂入羅拉中,再經(jīng)輸出羅拉輸出后繞在錠子上。每一個(gè)周期包括牽伸加拈、補(bǔ)加拈、退繞和卷取等階段。工作過程為:
(1)當(dāng)走車外行時(shí),輸出羅拉輸出須條,由于走車的速度比羅拉輸出速度快而產(chǎn)生牽伸作用。同時(shí),錠子作高速回轉(zhuǎn)對(duì)輸出須條加拈,在這一過程中,連桿和成形墜桿上的鋼絲不接觸紗條;
(2)走車到達(dá)最外端位置時(shí),與輸出羅拉同時(shí)停止運(yùn)動(dòng),錠子繼續(xù)高速回轉(zhuǎn)補(bǔ)加拈度;
(3)錠子逆轉(zhuǎn),把繞于筒管和錠子頂端上的細(xì)紗退繞出來;
(4)走車內(nèi)行(內(nèi)行速度大于外行速度),錠子作低速順轉(zhuǎn),依靠成形墜桿的運(yùn)動(dòng)使細(xì)紗有規(guī)律地卷繞成管紗。苧麻短纖維和精梳毛紡用的走錠細(xì)紗機(jī)與上述走錠細(xì)紗機(jī)的區(qū)別在于:
(1)喂給機(jī)構(gòu)不同喂給滾筒,而用類似環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的喂給方法;
(2)采用羅拉牽伸機(jī)構(gòu)進(jìn)行牽伸;
(3)沒有補(bǔ)加拈度階段。
走錠細(xì)紗機(jī)紡紗張力小,采用邊加拈邊牽伸的方法,能使紗條均勻,適宜于紡特粗或特細(xì)和拈度較小的細(xì)紗,對(duì)于粗梳毛紗尤為適用。紡出的毛紗、麻紗或其他細(xì)紗條干均勻,表面光滑,手感柔軟。走錠細(xì)紗機(jī)的主要缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低,機(jī)構(gòu)復(fù)雜,占地面積大。
細(xì)紗機(jī)的產(chǎn)量和卷裝受到錠子和其他加拈、卷繞機(jī)件速度的限制。各種新型紡紗機(jī)(如轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)等)采用了新的加拈方法,突破了這一限制。但是,由于成紗結(jié)構(gòu)上差異,新型紡紗機(jī)還只能在一定范圍內(nèi)應(yīng)用。細(xì)紗機(jī)各種輔機(jī)的完善,使細(xì)紗機(jī)向高速度、大卷裝、大牽伸、 自動(dòng)化、少保養(yǎng)、 低噪聲和低含塵量方向發(fā)展。細(xì)紗機(jī)的輔機(jī)有:自動(dòng)落紗裝置、自動(dòng)往復(fù)巡回吹吸清潔器、自動(dòng)理筒管機(jī)和粗紗、管紗、筒管自動(dòng)運(yùn)輸線等。自動(dòng)落紗的發(fā)展較快,有固定型集體自動(dòng)落紗和移動(dòng)式小車自動(dòng)落紗等形式。固定型集體自動(dòng)落紗裝置固定在細(xì)紗機(jī)上,能同時(shí)對(duì)整臺(tái)細(xì)紗機(jī)的錠子進(jìn)行集體拔紗和插管,采用電氣-機(jī)械或電氣-氣動(dòng)相結(jié)合的方法完成全部落紗動(dòng)作,即拔紗、 插管、 運(yùn)送滿紗管和空筒管等。中國(guó)首創(chuàng)的落插聯(lián)合機(jī),屬小車單管式自動(dòng)落紗裝置。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧,落紗速度快,操作和維修方便,在中國(guó)已大量應(yīng)用。此外,應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)或微處理機(jī)對(duì)細(xì)紗的斷頭和生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè),逐步向自動(dòng)監(jiān)控方向發(fā)展也是新的趨向。
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