包纏絲卷取筒成形機構的改進研究

劉 黔 秋

(金富春集團有限公司天馬織造廠，浙江 富陽 311418)

包纏絲卷取筒成形機構的改進研究

劉 黔 秋

(金富春集團有限公司天馬織造廠，浙江 富陽 311418)

對包纏絲生產過程中易產生的主要病疵——落沿產生的原因進行了系統的分析，認為產生落沿的原因有卷取機構缺陷、卷繞交叉角控制不良、導絲桿橫動距離收縮幅度不佳三方面。在此基礎上，對包纏絲卷曲成形機構中的卷取方式、調節卷繞速度與橫動速度的比例等進行了改進，使包纏絲成形過程中的落沿現象由改進前的12.57 %下降到了2.73 %，同時使生產效率有所提高，原料的消耗由原來的58 g/筒下降到34 g/筒。

包纏絲；卷取機構；筒子成形；改進

包纏絲是以一種原料作芯絲，另一種或兩種原料作外包絲，以螺旋方式卷繞在芯絲之外而形成的。包纏絲的原料選用范圍廣：長絲、短纖紗，天然纖維、化纖纖維、混紡紗等均適用。通過運用不同的原料、不同的包纏方式(單包或雙包)可以使包纏絲獲得特殊的外觀效果或改善包纏絲原有材質的性能，為設計制造新產品提供原料[1]。

雖然包纏絲具有單一品種絲所無法比擬的優點，但其加工工藝和設備相對復雜[2-3]，特別是成形過程中容易產生病疵[4-5]，影響包纏絲質量的提高。根椐包纏絲筒子成形時產生的病疵進行統計，影響包纏絲成形質量的主要病疵為落沿(即絲層在收縮過程中，沒有很好地產生疊加，而是發生滾落，致使絲條產生落沿)。這不僅增加了后道倒筒工序難度，還增加了原料的消耗量。為此，本文就卷取筒部位包纏絲筒子成形問題進行分析探討。

1 包纏機的工作原理

圖1為包纏機的工作原理示意。芯絲放在喂入輥上，通過喂入輥的轉動進行退解，退出的芯絲繞過輸入芯輪，上行穿過導絲管，與套在導絲管外的皮絲相遇，皮絲筒子通過皮帶的高速運動來帶動，將皮絲均勻地包纏在芯絲之外，再經過牽伸輪、移絲桿和導絲鉤，卷繞在卷取筒上，通過調節卷取速度和錠子速度獲取不同的包纏度，完成包纏的過程。

2 卷取筒成形不良的分析

2.1 包纏機卷取機構缺陷

以M1500型包纏機為例，它的卷曲為內漲式。內漲式擱架卷取筒的運動原理是，在卷取筒中插入一個漲套，將卷取筒漲緊，固定其位置，由卷取輥摩擦帶動筒子做卷取運動。

在漲套、卷取筒、擱架之間，尺寸上存在著細小差異：1)漲套內徑d3＝7.29 cm，卷取筒內直徑d2＝7.39 cm，所以漲套在完好情況下完全能漲緊筒管，不會產生移動；2)漲套長度L3＝19.44 cm，而擱架兩中心間的距離L1＝20.22 cm，從而使得筒管在軸向產生移動，導致外層的花紋移到內層花紋之外，形成落沿。圖2為內漲式卷取裝置的示意圖。

2.2 卷繞交叉角控制不良

包纏絲的卷繞方式可以分為平行卷繞和交叉卷繞兩種，其中平行卷繞的線圈卷繞交叉角很小(圖3a)，卷繞在筒子上的前一層紗線圈不能被后一層紗線圈很好地包纏，隨著卷取直徑的增大，筒子兩端的紗線極易滑脫，線圈在筒子表面上的穩定性較差。交叉卷繞的線圈卷繞交叉角較大(圖3b)，卷繞在筒子上相鄰兩層的絲線圈相互壓得比較緊密，筒子邊緣比較結實，紗圈在筒子表面上的穩定性較好。因包纏絲在完成包纏后，還要對包纏進行熱定形，故卷取筒為無邊筒子，所以包纏絲的卷繞方式應采用交叉卷繞來進行。

在卷取過程中，筒子直徑逐漸增大，筒子轉速逐漸降低。當筒子卷繞到某些特定的卷繞直徑時，在一個或幾個導紗往復周期中，筒子恰好轉過整數轉，筒子兩層紗圈數相同，這時，在筒子端面上某些紗圈折回點相互重合，紗圈卷繞軌跡也相互重合。在一段較長時間內，由于筒子直徑增加很慢，幾乎不變，筒子上卷繞的紗線圈會產生前后重疊，形成近似于平行卷繞，使重疊線圈極不穩定，只要設備產生輕微的移動或抖動，筒子上的絲線就有可能滾落形成落沿。而且筒子上凹凸不平的重疊線圈使筒子與滾筒接觸不良，凸起部分的紗線受到過度摩擦損傷，造成后加工工序斷頭增加，紗線起毛。重疊筒子的紗線退繞時，由于紗線相互嵌入或緊密堆疊，以致退繞阻力增加，還會產生脫圈和亂紗。

由于交叉角的大小是由導絲桿橫動速度與卷繞速度共同決定的，橫動速度過慢會使橫動反向時筒邊疊加次數過多導致凸邊和落沿，過快也會導致反向時過沖產生抖動而產生落沿。

2.3 導絲桿橫動距離收縮幅度不佳

導絲桿橫動距離收縮幅度是由起收幅作用的齒輪與行程凸輪共同作用來完成的。橫動距離收縮幅度過慢，花紋幾乎以接近平行卷繞的重疊方式堆積，層數過多時，在絲條間壓力、摩擦力及其他應力的作用下，導致落沿。橫動距離收縮幅度過快，則筒子堆積層數過多，厚度過高，對成形的穩定性、生產效率、下道工序的完成質量都有影響。

特別是在生產較粗纖度的產品時，由于控制每層紗線圈交錯的撐牙運動幅度不夠，使導絲桿橫動距離收縮速度較慢，每層紗線圈產生的疊加極不穩定，兩端的包纏絲易滑落產生落沿。

3 卷取筒成形的改進

3.1 對卷取方式的改進

將易產生筒子移動的內漲式擱架改成固定性好的夾板式，而夾板式的卷取筒依靠兩側夾板帶動卷取筒進行運動。如圖4及圖5中所示，部件的一端固定，另一端是帶有彈簧的活動擱腳，在設備上安裝固定好的夾板式部件可以產生兩個方向的運動。一個是沿著軸向整個部件做旋轉運動，但運動的輻度由固定端上的一個金屬撐桿來控制；另一運動是沿著水平方向擱腳在彈簧的作用下可以伸縮，用于卷取筒的取放。因夾板能很好地固定筒子，不發生移動，因此能有效降低落沿的產生。

3.2 卷取速度與橫動速度比例的調整

在摩擦傳動過程中，導絲器往復運動頻率按一定規律變化，由于導紗器往復運動頻率不斷變化，于是任意幾個相鄰紗線層的每層紗圈數m不可能相等。當某一紗線層卷繞符合重疊條件(2m為整數)，才會引起紗線圈重疊。

因為導絲器往復導絲一次，筒子轉過次數為筒子兩層卷繞紗線圈數2m次，亦即該機構的卷繞比i。

式中：n為卷取筒轉速；V為卷取線速度；V1為導絲橫動速度；d為卷取筒外徑；H為導絲最大動程；c1為卷取系數；c2為導絲差微系數；t為卷取時間。

i的小數部分確定了筒子紗線圈折回點相互重合的可能性，因此，調整卷繞速度與橫動速度，使卷繞比i不為整數，就能使紗線避免產生完全的重疊。

根據生產品種的纖度差異，調節撐牙運動的幅度(即每次收縮的齒數)，使導絲桿橫動速度與卷繞速度形成合理的比例，避免每層絲線圈相互產生平行卷繞。

4 改進前后的測試對比分析

4.1 測試對象與工藝條件

工藝條件：采用M1500型包纏機，錠數7×16×2，皮帶盤Ф229.5 mm，馬達速度1 465 r/min，錠速13 624.5 r/min，牽伸比1∶2.5，卷取速度7.79 m/min，牽伸速度7.79 m/min，喂入速度2.89 m/min。

測試原料：(22.2/24.4 dtex×2生絲＋22.2dtex×1氨捻)1 750捻/m S，Z。

4.2 卷取筒子成形機構改進的效果分析

卷取筒子成形改進前后對比見表1。

表1 卷取筒子成型改進后對比Tab.1 Comparison of coiling cylinder before and after improved

從表1可以看出，與卷取筒子成形機構改進前相比，改進后的成筒質量有了明顯提高，落沿比例由12.57 %下降到2.73 %；且生產效率有所提高，斷頭處理時間從43.24 s下降到38.61 s；原料的消耗由原來的58 g/筒下降到34 g/筒。

5 結 語

通過錠子速度、卷繞速度、導絲桿橫動距離、橫動速度等的調節，改進后的包纏機落沿比例降低了9.84個百分點，落沿筒子的比例較改進之前下降了78.28 %，筒子成形良好率有了明顯提升。改進后的包纏絲筒子在倒筒工序中有效提高了生產效率，并減少因落沿產生的原料消耗。

[1] 葉生華.真絲/人棉交織新產品——彈力絲棉特條皺的設計開發及工藝研究[J].絲綢，2012(2)：37-39.YE Shenghua. New product of silk/rayon interwoven stretch fabric: the development and craft research of stretch silk/rayon special crepe fabric[J]. Journal of Silk, 2012(2): 37-39.

[2] 薛元，李翔，湯成坦.四組分長絲/短纖包芯復合紗的成紗工藝、結構及其性能[J].紡織學報，2009(12)：30，22-25.XUE Yuan, LI Xiang, TANG Chengtan. Process structure and properties of four-component fi lament staple fi ber corespun yarn[J]. Journal of Textile Research, 2009(12): 30,22-25.

[3] 周小飛.包纏絲機用包纏錠子常見結構形式[J].紡織器材，2010，37(3)：140-143.ZHOU Xiaofei. Common structure form of wrapped spindle in wrapped machine[J]. Textile Accessories, 2010(3), 37:140-143.

[4] 胡飛宇.真絲/氨綸包纏絲后加工中的張力控制[J].絲綢，1999(7)：36-37.HU Feiyu. Tension control in the post processing of wrapped thread of silk/spandex[J]. Journal of Silk, 1999(7): 36-37.

[5] 俞加林.防止絲圈重疊的探討[J].紡織學報，2006，27(9)：84-85.YU Jialin. Discussion on preventing silk-loop overlapping[J].Journal of Textile Research, 2006, 27(9): 84-85.

Research on the improvement of molding structure of wrapped yarn winding mechanism

LIU Qian-qiu
(Tianma Weaving Mill, Jinfuchun Group Co., Ltd., Fuyang 311418, China)

This thesis analyzes the causes for main defects in the productive process of wrapped yarn. According to the result, it is deemed that the reasons for this is that there are deficiencies of winding mechanism structure,the control of winding crossing angle is not favorable and the shrinkage range of traversing distance of screw rods are not good. Based on this, it improves the winding ways and the proportion of winding speed to traversing speed, which reduces the falling phenomenon from 12.57% to 2.73% in the molding process of wrapped yarn. At the same time, it improves productivity and reduces raw material consumption from 58 g/bobbins to 34 g/bobbins.

Wrapped yarn; Winding mechanism; Bobbins forming; Improvement

TS142.221

A

1001-7003(2012)06-0027-04

2012-04-01

劉黔秋(1977－ )，女，技術主管，主要從事生產工藝管理及產品開發設計。