转杯纺纱机用单锭喂给罗拉接头提升方法.pdf

本发明公开了一种转杯纺纱机用单锭喂给罗拉接头提升方法，属纺纱工艺技术领域，现有技术无法变速喂入纤维原料所造成的在断纱后接头时不能在短时间里满足恒定饱和的纤维量的供应需求，影响转杯纺生产高质量中细号纱的质量技术指标，本发明各锭用独立动力直接驱动喂入罗拉；断纱时，通过电气指令控制断纱锭的动力驱动对应的喂入罗拉依次按照纤维条回退、高速预喂入、高速定量喂入、喂入罗拉的速度返回到正常纺纱的速度的顺序动作。能实现对接头瞬间喂入流量饱和度的控制，更能缓解断头后分梳辊对静止纤维束反复打击造成的损失损伤，从而全

1.  转杯纺纱机用单锭喂给罗拉接头提升方法，其特征是：各锭用独立动力直接驱动喂入罗拉；断纱时，通过电气指令控制断纱锭的动力驱动对应的喂入罗拉按照下述顺序动作：
A、纤维条回退(L1)：先令喂入罗拉反向运转将分梳三角区内的纤维条回退到握持点后停止；
B、高速预喂入(L2)：接头时，喂入罗拉将回退的纤维条再迅速填充回到分梳三角区；
C、高速定量喂入(L3)：接着高速预喂入(L2)，喂入罗拉以不低于高速预喂入(L2)的转速将接头所需纤维量和回退纤维条的损失量的总和纤维量再喂入；
D、喂入罗拉的速度返回到正常纺纱的速度。

2.  根据权利要求1所述的转杯纺纱机用单锭喂给罗拉接头提升方法，其特征是所述高速预喂入(L2)的长度与纤维条回退(L1)的长度相等。

3.  根据权利要求1或2所述的转杯纺纱机用单锭喂给罗拉接头提升方法，其特征是纤维条回退(L1)时，喂入罗拉的反向运转速度为0～30000mm/min，纤维条的回退长度为0～20mm。

4.  根据权利要求1或2所述的转杯纺纱机用单锭喂给罗拉接头提升方法，其特征是高速预喂入(L2)时，喂入罗拉的转速为0～30000mm/min，纤维条预喂入的长度为0～20mm。

5.  根据权利要求1或2所述的转杯纺纱机用单锭喂给罗拉接头提升方法，其特征是高速定量喂入(L3)时，喂入罗拉的转速为0～30000mm/min，纤维条预喂入的长度为0～20mm。

转杯纺纱机用单锭喂给罗拉接头提升方法
技术领域
本发明涉及一种转杯纺纱机单锭独立喂入接头工艺，属纺纱工艺技术领域。
背景技术
转杯纺纱机的原理是由喂入罗拉将纤维条喂给回转分梳辊，纤维条经分梳辊梳理成单纤维后输送到高速回转的转杯内壁并在转杯内壁的凝聚槽内叠合成环形的须条形成纱尾，纱尾同时被加捻成纱(其中的叠合和加捻通常一起言之为“转杯并合加捻”)引出绕成筒子。
现有转杯纺纱机上各锭纤维原料(纤维条)的喂入依靠喂入罗拉，而大多数机型采用的是蜗轮蜗杆传动方式，这种传动方式的动力来自于一根由车头到车尾的喂入传动轴，蜗轮蜗杆连接在喂入传动轴与各锭喂入罗拉之间，各锭喂入罗拉的转动依靠电磁装置控制着蜗轮与喂入罗拉之间的离合，这样在接到断纱电气指令后就可以停止该锭的原料喂入。这种靠切断动力传动的控制方法，只能在统一的喂入速度下启停，启停速度是恒定的，它在正常纺纱时不会有任何影响。但随着纺纱英支号数的增加(纱线越来越细)，纤维在断纱后接头时，由于分梳作用是不间歇的，在转杯里形成定量纤维环(纱尾)的纤维量和在分梳三角区内形成恒定饱和的纤维量，出现了倒置现象(即分梳三角区内形成恒定饱和的纤维量和形成定量纤维环的纤维量都将少于正常纺纱时的纤维量)，无法变速喂入的现有控制系统就不能在短时间里满足恒定饱和的纤维量的供应需求，影响了转杯纺生产高质量中细号纱的质量技术指标，尤其是接头部位的接头形态难以达到高质量技术指标。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有技术无法变速喂入纤维原料所造成的在断纱后接头时不能在短时间里满足恒定饱和的纤维量的供应需求，影响转杯纺生产高质量中细号纱的质量技术指标的缺陷，提供一种转杯纺纱机用单锭喂给罗拉接头提升方法。为此，本发明采用以下技术方案：
转杯纺纱机用单锭喂给罗拉接头提升方法，其特征是：各锭用独立动力直接驱动喂入罗拉；断纱时，通过电气指令控制断纱锭的动力驱动对应的喂入罗拉按照下述顺序动作：
A、纤维条回退：先令喂入罗拉反向运转将分梳三角区内保持恒定量的纤维条回退到握持点后停止；
B、高速预喂入：接头时，喂入罗拉将回退的纤维条再迅速填充回到分梳三角区，为后续的高速定量喂入提供接近饱和状态的分梳三角区恒定量纤维条的基础条件，理想状态下，高速预喂入的长度与纤维条回退的长度相等；
C、高速定量喂入：接着高速预喂入，喂入罗拉以不低于高速预喂入的转速将接头所需纤维量和回退纤维条的损失量的总和纤维量再喂入，使各输纤通道达到恒定饱和流量状态的同时，完成对转杯内接头纤维的需求；
D、喂入罗拉的速度返回到正常纺纱的速度。
在正常连续纺纱情况下，纤维条是在喂入罗拉带动下以正常纺纱的工作速度正向喂入的。
本发明与现有技术相比，具有以下突出优点和积极效果：
1、采用单锭独立喂入控制系统(各锭用独立动力直接驱动喂入罗拉)后，不仅能实现对接头瞬间喂入流量饱和度的控制，更能缓解断头后分梳辊对静止纤维束反复打击造成的损失损伤，从而全面提高转杯纺纱机的接头质量和整机成纱性能。
2、纤维条回退(喂入反转)：由于是独立喂入系统，在纱锭断纱后，采用控制单锭的喂入罗拉反转的方式，使分梳三角区内的纤维条回退到握持点，减少和恒定了每次从断头后到再次接头时间段内分梳三角区内纤维条上纤维的质和量的损伤损失，确保了每次再接头时纤维条的喂入基准基本一致。
3、高速预喂入：本发明里高速预喂入是运用独立喂入系统的高速相应特性实现的，它将喂入反转时回退出来的纤维条高速重新喂入，这样通过速度的调整就能在不同工艺要求的时间里对分梳三角区恒定纤维量(纤维条)的形成时间加以控制，为后面高速定量喂入(接头所需纤维量和回退纤维条的损失量的总和纤维量)提供了分梳三角区接近饱和的基础条件。
4、高速定量喂入：高于正常纺纱设计速度的接头喂入方式是本发明的突出特点，本发明中的高速定量喂入过程是将定量纤维(接头所需纤维量和回退纤维条的损失量的总和纤维量)在前期高速预喂入的基础上根据工艺再次加速或同速进行喂入，确保了接头引纱时转杯内的纤维量达到额定，同时也为引纱时后续进入转杯的纤维流量(该后续进入转杯的纤维流量形成接头部位后的一段纱线)提供额定增补，避免了纱线接头部位后的细节现象。
本发明经试用，与国内现有同类技术相比，在实际纺纱接头质量上具有接头强力变异系数CV％有很大改善、接头综合质量稳定的优点，接头部位纱线的外径同正常纱线几乎一样，接头平均强力占正常纱线平均强力的80％以上。
附图说明
图1是本发明转杯纺纱机分梳和喂入机构示意图；
图2是现有技术断纱后和接头时喂入罗拉控制时序合成图；
图3是本发明在断纱后和接头时单锭独立喂入罗拉控制时序合成图。
图中标号说明：1-喂入罗拉，2-握持点，3-分梳三角区，4-分梳体，5-分梳辊，6-出口，SH-纤维条；
V1-现有技术喂入罗拉的转速曲线；
V2-本发明喂入罗拉的转速曲线；
La-断纱前连续纺纱情况下喂入罗拉以正常纺纱工作速度转动的时间；
Lb-断纱时喂入罗拉停止转动的时间；
Lc-接头后连续纺纱情况下喂入罗拉以正常纺纱工作速度转动的时间；
L1-表示的是喂入反转时喂入罗拉的反转时间，其间接的表示出在喂入罗拉带动下逆向回退的纤维条长度；
L2-表示的是高速预喂入时喂入罗拉的转动时间，其间接的表示出在喂入罗拉带动下正向喂入的纤维条长度；
L3-表示的是当高速定量喂入时在喂入罗拉带动下正向喂入的纤维条长度。
具体实施方式
以下对本发明做进一步说明。
转杯纺纱机半自动接头的最大特点就是要在不改变转杯、分梳辊速度下完成纤维条的喂入和引纱这两个主要动作。从正常纺纱工艺流程我们可以得知，只有将接头过程中的加捻与正常纺纱时“转杯并合加捻”的过程融合在一起才是追求高质量接头的目标。这就要求受控制的喂入系统首先完成对参与转杯并合加捻的纤维量的控制，还要控制后序传输中纤维量的控制，为最终引纱后接头部位向正常纺纱过渡时提供纤维流量的连续额定保证。
高质量的接头可以从接头的形态和强力来分辨，接头形态(包括粗节、细节、和接头长度)与接头工艺模式、种子纱纱尾形态和喂入纤维量有关。其实质是两部分纤维在转杯内的有机结合，关键在种子纱与搭接纤维接合时后续进入转杯的纤维量的配合。国内目前行业内最好的不成文标准是接头部位纱的外径在正常纱直径的130％～180％以下，接头平均强力为正常纱平均强力的60％～70％以上，暂无接头强力变异系数指标。
本发明为实现新接头工艺需要，主要通过在接头时单独改变锭位喂入速度，用变速喂入实现对纤维在各个输纤链路中的流量和形成时间加以控制，满足了纺不同纱支时对接头喂入控制的不同需求。具体实施方法有以下几个方面：
1、喂入机构
将现有集中统一动力输出再通过蜗轮蜗杆传给各锭、电磁离合驱动喂入罗拉的设计方式，改为用独立动力直接驱动各锭喂入罗拉。通过电气指令分别控制各锭喂入罗拉动力的转速和方向，从而实现新接头工艺里断纱后只有该锭的喂入罗拉能在设定长度里倒转后停止的技术要求，这样即不影响其它锭位正常的纺纱；又令整机的各个锭位在等待接头的不同时间里提供了相对稳定的纤维量喂入基准。图1示出了本发明转杯纺纱机分梳和喂入机构，其包括喂入罗拉1、握持点2、分梳三角区3、分梳体4、分梳辊5、出口6，工作时纤维条SH在握持点2处被喂入罗拉1按照图示顺时针方向向分梳三角区3喂入，在正常连续纺纱情况下，喂入到分梳三角区3内的纤维条的纤维量为恒定的，喂入到分梳三角区3内的纤维条被分梳辊5梳理成分散的纤维(理想状态为单纤维)并经出口6输送给转杯。
2、接头工艺中喂入流程控制
新工艺喂入流程控制(参见图3)：断头后喂入罗拉以设定速度和长度(长度可以通过时间进行控制)自动反转将分梳三角区3内的纤维条回退到握持点2后停止(纤维条回退)；接头时，喂入罗拉以设定的速度将回退的纤维条再迅速填充回到分梳三角区(高速预喂入)；然后喂入罗拉依据工艺以不低于高速预喂入的转速将接头所需纤维量和回退纤维条的损失量的总和纤维量再喂入(高速定量喂入)；最后返回到正常纺纱设计工作速度。
现有的工艺喂入流程控制(参见图2)：断头后喂入罗拉立刻停止(无纤维条回退)；接头时喂入罗拉以正常纺纱设计的速度喂入(恒定速度)。
本发明新工艺四个阶段的控制说明如下：
A、(断纱后)纤维条回退L1(喂入反转)抓为接头时喂入纤维的基准，对喂入罗拉在断纱后通过电气指令控制其按设定速度倒转将纤维条退回一定长度后停止。纤维条回退时，喂入罗拉的反向运转速度为0～30000mm/min，纤维条的回退长度为0～20mm。
正常纺纱情况下，纤维条在喂入罗拉带动下以设定的纺纱工作速度正向喂入。在接到断纱信号后，喂入罗拉根据接头参数设定的指令以一定的速度和纤维条的回退长度反向运转，将分梳三角区内保持恒定量的纤维条回退到握持点后停止。回退的长度依据所纺原料纤维品质和操作者的接头熟练度而定，一般纺棉在8～18mm，化纤10～20mm。回退速度要根据所选执行电机的性能及控制方式。这一步的目的有两个，一是尽量减少分梳三角区内的滞留纤维条，降低分梳棍对滞留纤维条端部纤维的过度分梳打击带来的损伤损失。二是相对稳定了每次接头时纤维条端部纤维质和量的一致性。因为，无论是接头还是正常纺纱时，分梳辊始终保持在设定速度下的工作状态，在正常纺纱过程里分梳三角区里始终保持着恒定量的纤维，如果没有回退动作，这些滞留纤维条就会在等待接头的时间里被一点点分梳掉。由于等待时间的不同，滞留纤维条上的纤维量也就不同。也就无法保证每次接头时喂入纤维量的一致。
现有接头工艺断纱后喂入罗拉立刻停止了喂入(见图2)。这样分梳三角区内就会滞留纤维条，由于等待接头时间的不同，分梳辊依旧不断打击着分梳三角区内滞留的纤维条，使滞留纤维的质和量存在很大程度的差别，再次接头时喂入纤维端部的质和量也就失去统一基准，即便是采取提前喂入快速清洁纺杯的接头的方式，也会由于操作者的熟练程度和人机反应速度上的悬殊差别，影响接头质量和效率的稳定性。
而采用独立喂入机构，断纱后倒转回退一定长度的纤维条后再停止，确保了纤维条在分梳三角区内的打击损伤时间基本一致，那么纤维损失量也就相对稳定了。因为从检测到断头再到回退停止的机电响应时间是相对恒定的，所以，再接头时喂入纤维端部的损伤损失量也就有了一个相对稳定的增补基准，大大减少了同锭每次接头和各锭之间接头喂入量的误差，为每次接头精确控制喂入量提供了统一的基准条件。这是本发明接头质量测试中强力变异系数低于传统接头工艺的一个重要举措之一。
B、高速预喂入L2抓将喂入反转时回退出来的一定长度里的纤维条转换为喂入罗拉旋转步距，在工艺要求时间里以一定速度完成对分梳三角区的补充喂入。这是新接头工艺里的核心技术要求。新工艺流程里高速预喂入的方式不同于原来接头工艺里预喂入方式，原来工艺概念里的预喂入方式是通过人为的提前喂入来实现的，即在接头喂入之前先喂入一段纤维条来补充三角区的缺损，由于人为的反应和感知不同，喂入的量都是超量的(中细号纱更明显)，这就要求将超量喂入并已进入转杯内的纤维在正式接头喂入之前，要求进行迅速打开纺纱器、将转杯内的纤维全部清扫干净、再合上纺纱器、找接头种纱、截取适当种纱长度、送入引纱管、正式接头喂入等一系列操作，整个过程熟练工要也要5秒，实际上仅找种纱的时间有时会10秒也不止。在如此长的时间里，分梳三角区内需要保持的纤维量早已不再是额定，再加上正式喂入的速度依旧是正常纺纱喂入速度，于是，在接头质量上出现了接头后细尾纱和一个转杯周长长度的接头部位粗节。
新工艺里的高速预喂入(L2)是指将喂入反转时回退出来的一定长度里的纤维条，通过独立控制的喂入罗拉高速喂入，把纤维主要分布在了分梳三角区内，为后续高速定量喂入(L3)做好分梳三角区纤维的预喂入准备。这些都是通过能独立变速喂入来实现。前面提到过，在断头后的回退动作和长度，这个长度其实就是分梳三角区在正常纺纱之前需要快速补充建立起来的关键一步，这一步没有达到额定之前，就好比是在正常纺纱时突然降低喂入纤维定量一样，在一切纺纱工艺条件不变的情况下，纺出的一定是细节。新工艺正是基于这个原理，采用接头变速喂入的办法来弥补被中断的纺纱过程里的分梳三角区纤维定量缺损。为紧跟其后需要进入转杯参与接头的纤维的高速定量喂入(L3)提供流量饱和基础。因为，断头后有回退，接头时再加速喂入这段纤维，考虑到分梳与喂入倒退速度差异的悬殊带来的损失，在加速喂入的长度上依据纺纱牵伸倍数给出了完全等同所纺纱支额定喂入长度的纤维条(量)，除了保证已经进入到转杯内的搭头定量纤维，还要保证在各个传输通道里的纤维流量的额定。这样，种纱进入转杯(沉纱)时接头纤维由第一层纤维环开始与种纱一起参与“转杯并合加捻”，后续的增量纤维则一边不断进入转杯参与并合加捻；一边维持传输通道里纤维流量的饱和稳定，为接头“转杯并合加捻”效应向正常纺纱“转杯合并加捻”过渡时做好了纤维流量的额定准备。所以，新工艺的接头成形更接近于正常纱。
接头时，高速预喂入L2喂入罗拉的运行长度可为0～20mm范围内，运转速度可为0～30000mm/min范围内。
C、高速定量喂入(L3)抓将接头所需纤维量和回退纤维条的损失量的总和纤维量，在高速预喂入的基础上再次按工艺要求的时间里高速喂入。接头过程高速定量喂入(L3)工序中喂入罗拉的运转速度可为0～30000mm/min范围内，运转长度可为0～20mm范围内。
分梳三角区在正常纺纱时的恒定纤维流量，是接头额定纤维量前端纤维进入转杯完成与种纱搭接后、引纱还没开始前需要完成的最多的纤维补充量(视所纺纱支数)，尤其是在纺30S(英支数)以上纱的接头。本发明是通过运用具有高速响应能力并能独立分段变速控制喂入的方式来实现预喂入和定量喂入之间不间断的连续性技术要求。从真正意义上满足了进入转杯参与接头的定量纤维必需建立在输纤通道纤维流额定的基础上，这样才能使接头的“加捻”和“叠合”统一起来提升接头强度和质量。
而现有接头工艺，由于不能变速喂入，分梳速度又很快，在各输纤通道内的纤维流量还没有饱和之前，头端纤维已在转杯凝聚槽形成了纤维环，然而接头搭头需要的纤维量是整个输纤通道里纤维流量的很少一部分，如果在输纤通道里纤维流量没有额定饱和时引出接头纱，势必会出现搭头后的细节，由于没有额定饱和，后续进入转杯里的纤维不足，又使接头成功率很低，无法延续“叠合”。由于不能变速喂入，现有技术接头工艺为了保证接头强力和成功率，只能延长定量喂入时间，以期待传输通道内达到饱和纤维流量时再引纱，但此时转杯凝聚槽里经“叠合”的纤维环的纤维量早已超出接头搭接时的需求量，接头外形表现为一个转杯周期里的粗节。在一个转杯周期内的加捻合并时效里，超量变支的纱线由于获得的加捻合并时效没有改变，捻度自然显得不足。所以现有技术接头外形几乎多是一个转杯周期长度的粗节，但强力还不如比它细的正常纱段。
D、喂入罗拉的速度返回到正常纺纱的速度抓喂入罗拉从接头高速喂入速度返回到正常纺纱设计的速度运行(接头完毕)。