氨纶包芯纱装置改造及电气控制方案.pdf

革新改造氨纶包芯纱装置改造及电气控制方案张石峰(晋中经纬天盈机械有限公司 技术中心,山西 晋中 )摘要:为了提升氨纶包芯纱成纱质量,介绍氨纶包芯纱装置纺纱原理和技术要求,详细分析前罗拉驱动式和伺服控制系统驱动式氨纶包芯纱装置的改造方案及特点.指出:前罗拉驱动式改造方案的前罗拉和导丝辊间采用链条传动,结构简单可靠、维护方便、改造成本低,但更换工艺链轮费时费力,牵伸比为近似值,应用场合有限;采用伺服控制系统驱动式改造方案,可减轻前罗拉负荷,减少主机故障率,工艺参数由触摸屏输入,牵伸比变化方便且更为精确;目前的主流细纱机均可安装氨纶包芯纱装置,伺服控制系统驱动式更符合发展需求.关键词:氨纶;包芯纱;芯丝;工艺链轮;牵伸比;罗拉;导丝辊;伺服控制系统中图分类号:T S 文献标志码:B文章编号:()S c h e m eo fM o d i f i c a t i o na n dE l e c t r i c a lC o n t r o l o fS p a n d e xC o r e s p u nY a r nD e v i c eZ HANGS h i f e n g(T e c h n o l o g yC e n t e r,J i n z h o n gJ i n g w e iT i a n y i n gM a c h i n e r yC o,L t d,J i n z h o n g ,C h i n a)A b s t r a c t:I no r d e r t o i m p r o v e t h e s p i n n i n gq u a l i t yo f s p a n d e xc o r e s p u ny a r n,t h e s p i n n i n gp r i n c i p l ea n d t e c h n i c a l r e q u i r e m e n t so f s p a n d e xc o r e s p u ny a r nd e v i c e a r e i n t r o d u c e d,a n d t h e t r a n s f o r m a t i o ns c h e m ea n dc h a r a c t e r i s t i c so fs p a n d e xc o r e s p u ny a r nd e v i c ed r i v e nb yf r o n tr o l l e ra n ds e r v oc o n t r o ls y s t e ma r ea n a l y z e di nd e t a i l I ti sp o i n t e do u tt h a tt h ef r o n tr o l l e rd r i v et r a n s f o r m a t i o ns c h e m ea d o p t s c h a i nt r a n s m i s s i o nb e t w e e nt h e f r o n t r o l l e r a n d t h eg o d e t r o l l e r,w h i c h i ss i m p l ea n dr e l i a b l ei ns t r u c t u r e,c o n v e n i e n t i nm a i n t e n a n c ea n dl o wi nc o s t,b u t i t i st i m e c o n s u m i n ga n d l a b o r i o u s t o r e p l a c e t h ep r o c e s s s p r o c k e t,a n d t h ed r a f t r a t i o i s a p p r o x i m a t ea n dt h ea p p l i c a t i o ni s l i m i t e d T h es e r v oc o n t r o l s y s t e md r i v e nt r a n s f o r m a t i o ns c h e m ec a nr e d u c e t h e l o a do f t h e f r o n t r o l l e r,r e d u c e t h e f a i l u r er a t eo f t h eh o s t,t h ep r o c e s sp a r a m e t e r sa r ei n p u tb yt h e t o u c hs c r e e n,a n dt h ed r a f t r a t i oc h a n g e i sc o n v e n i e n ta n dm o r ea c c u r a t e;a tp r e s e n t,t h em a i n s t r e a ms p i n n i n gf r a m ec a nb ei n s t a l l e dw i t hs p a n d e xc o r e s p u ny a r nd e v i c e,a n ds e r v oc o n t r o l s y s t e md r i v e n i sm o r e i nl i n ew i t ht h ed e v e l o p m e n tn e e d s K e yW o r d s:s p a n d e x;c o r e s p u ny a r n;c o r ef i l a m e n t;p r o c e s ss p r o c k e t;d r a f tr a t i o;r o l l e r;g o d e tr o l l e r;s e r v oc o n t r o l s y s t e m收稿日期:;修回日期:作者简介:张石峰(),男,山西榆社人,工程师,主要从事细纱机用花式纱线装置的研发与设计工作.氨纶包芯纱是以氨纶长丝为芯丝,其他短纤维作为外包纤维纺制而成的一种新型纱线,一般通过在环锭细纱机上加装氨纶包芯纱装置进行纺制 .它既具有氨纶丝的高弹性,又具有外包纤维吸湿、透气性好等优点,是生产各类弹性织物的理想原料,应用日益广泛.氨纶丝弹性模量低,弹性大且较细,线密度一般为 t e x t e x,若采用被动退绕方式会使氨】【T e x t i l eA c c e s s o r i e sV o l N o J u l 纶丝在退绕张力作用下意外伸长,无法得到准确的牵伸比,因此须采用主动退绕方式;氨纶丝表面与天然乳胶相似,与其他材料接触时摩擦因数较大,丝路应尽可能短,其过丝零件应能旋转且转动惯量尽可能小,以避免氨纶丝在摩擦力作用下意外伸长.氨纶包芯纱装置纺纱原理及技术要求 纺纱原理图为环锭细纱机纺氨纶包芯纱装置示意.该装置保持环锭细纱机原有纺纱路径不变,在粗纱架立柱上加装主动退绕导丝辊,将氨纶丝饼放在导丝辊上,导丝辊由前罗拉或电机驱动,旋转时通过摩擦带动丝饼转动主动退绕;在揺架上方安装表面为V型槽的导丝轮,导丝轮内装有轴承,能控制氨纶丝与短纤须条左右的相对位置;氨纶丝从丝饼退绕后,经导丝轮喂入前罗拉钳口,进入加捻区,在锭子、钢丝圈的加捻作用下,外包短纤紧紧将氨纶丝包在中间,形成氨纶包芯纱.氨纶丝饼;导丝辊;粗纱筒子;后罗拉;中罗拉;包芯纱;导纱钩;前罗拉;导丝轮;氨纶丝.图环锭细纱机纺氨纶包芯纱装置示意 技术要求 对氨纶导丝辊装置的要求氨纶退绕装置容纳氨纶丝饼的数量应与细纱机锭数相匹配,传动系统应能方便、准确地控制退绕速度,且在开车、停车的加减速过程中始终保持氨纶丝牵伸比不变.氨纶导丝辊表面应具有纵向沟槽以增大丝饼与导丝辊间的摩擦力,同时具有较高的硬度、耐磨性和耐划性,旋转方向应与前罗拉方向保持一致,且连接可靠、维护方便.丝饼之间应互相隔开,避免因丝饼位移和直径差异导致相邻丝饼转速产生差异,进而相互影响.为保证包覆效果,避免氨纶丝漏芯,宜将后罗拉喂入处的横动装置停用.对导丝轮的要求为了保证理想的成纱质量(不漏芯丝),要求导丝轮质量轻、转动灵活、摆动小,且具有防尘罩以防止短绒进入;要求轮体表面V型槽底部尖且方便调整左右位置,调整后的位置需保持不变.前罗拉传动导丝辊 传动方案细纱机前罗拉直径一般为 mm或 mm,氨纶丝牵伸比一般为 .图为笔者公司生产氨纶包芯纱装置前罗拉传动示意,其中导丝辊直径为 mm,链轮齿数Z为,Z为,Z为,Z为工艺变换链轮,Z和Z的齿数均为.前罗拉旋转时,通过链轮和链条带动根导丝辊以相同速度、相同方向转动,从而带动氨纶丝饼退绕.前罗拉链轮Z;前罗拉;,链条;过桥从动链轮Z;同步链轮Z;,导丝辊;工艺变换链轮Z;氨纶丝饼;同步链轮Z;过桥主动链轮Z.图氨纶包芯纱装置前罗拉传动示意氨纶丝牵伸比(以前罗拉直径为 mm为例)计算如式().牵伸比v前v导D前n前D导n导D前ZZD导ZZ Z Z()式中:v前 前罗拉线速度/(mm i n);v导 导丝辊线速度/(mm i n);D前 前罗拉直径/mm;D导 导丝辊直径/mm;n前 前罗拉转速/(rm i n);】【第 卷第期 年月T e x t i l eA c c e s s o r i e s n导 导丝辊转速/(rm i n).传动特点前罗拉和导丝辊之间采用链条传动,当氨纶丝牵伸倍数需改变时,更换相应齿数的链轮即可.这种传动方案结构简单可靠、维护方便、改造成本低,缺点是更换工艺链轮比较费时费力,且因工艺链轮齿数影响,牵伸比只能是近似值,故多用于大批量生产或氨纶牵伸比不经常调整的场合.伺服电机传动导丝辊 传动方案图为氨纶包芯纱装置伺服电机传动示意.个过渡齿轮B齿数相同,个导丝辊齿轮齿数相同,过渡齿轮A和B均通过轴承孔套在轴上.伺服电机经减速器通过减速器输出齿轮、过渡齿轮A和过渡齿轮B将动力传递给导丝辊齿轮,导丝辊齿轮通过键连接安装在氨纶导丝辊轴上,同侧根导丝辊的速度和方向一致,不同侧导丝辊方向相反,导丝辊通过摩擦力带动氨纶丝饼主动退绕.伺服电机;减速器;减速器输出齿轮;,氨纶丝饼;,过渡齿轮B;,导丝辊齿轮;,导丝辊;过渡齿轮A.图氨纶包芯纱装置伺服电机传动示意 电气控制方案氨纶包芯纱伺服控制系统主要由前罗拉编码器、触摸屏、P L C、伺服驱动器、伺服电机及辅助元件组成,其伺服控制结构框图见图.用户通过触摸屏输入实际前罗拉直径、导丝辊直径、机械传动比以及氨纶丝牵伸倍数等参数;细纱机前罗拉上装有小齿轮,伺服电机编码器通过小齿轮与前罗拉连接,可以测出前罗拉实时转速;当前罗拉带动编码器旋转时,编码器将脉冲信号发送给图氨纶包芯纱装置伺服控制结构框图P L C,P L C根据接收到的脉冲信号,结合触摸屏输入的工艺参数和自身输入信号状态发送相应的脉冲信号给伺服驱动器;伺服驱动器在位置控制模式工作,可根据接收到的脉冲数,结合驱动器参数控制伺服电机实时旋转相应角度;伺服电机经减速器和齿轮带动氨纶导丝辊转动.传动特点采用伺服电机传动导丝辊的传动方案,控制的包芯纱装置与细纱机不具有机械传动关系,可以减轻前罗拉负荷,减少主机故障率,起到改善成纱质量的作用;当需要变更氨纶丝牵伸比时,直接由触摸屏输入工艺参数即可,无需计算工艺链轮齿数及更换工艺链轮,且牵伸比一般可精确到小数点后两位,能快速适应客户需求.结语 目前市面常见的主流细纱机均能通过加装氨纶包芯装置来纺制包芯纱,其所采用的前罗拉驱动式和伺服控制系统驱动式种改造方案在市场上都有较多应用.随着近年来国内交流伺服电机、P L C、触摸屏等自动化产品技术日益成熟,成本不断降低,伺服控制系统以工艺调整精准、操作直观方便等优点越来越受到客户青睐.参考文献:王 家 昭,孙 宗 轩,纪 永 玲氨 纶 弹 力 丝 生 产 及 其 应 用