并絲機改造家紡包覆繩機的實踐

毛成棟

(遼東學(xué)院 服裝與紡織學(xué)院， 遼寧 丹東 118003)

家紡包覆繩為家紡配飾設(shè)計生產(chǎn)的原材料，其生產(chǎn)加工是利用紡織包覆技術(shù)將飾紗以螺旋形式包覆于芯紗之上。與包覆紗不同，包覆繩主要用于家紡裝飾產(chǎn)品的設(shè)計與生產(chǎn)，因此強調(diào)的是飾紗對芯紗包覆的完整性，繩體應(yīng)呈現(xiàn)出圓潤、飽滿、裝飾效果強的特點[1]。正是包覆繩這樣的特點，決定了其不同于包覆紗的生產(chǎn)加工，因此也決定了包覆繩不同于包覆紗的加工特點及技術(shù)要求。

目前，家紡包覆繩的生產(chǎn)還沒有專用的加工設(shè)備，相關(guān)的生產(chǎn)廠家主要采用自制或設(shè)備改造的方法進行包覆繩的加工。筆者在以前的研究中[1-2]，探討了包覆繩的包覆原理，并對包覆原理進行了技術(shù)分析，在此基礎(chǔ)上，對并絲機改造家紡包覆繩機進行了嘗試，經(jīng)過在丹東錦藝絲綢有限公司運行后，證明改造后的機器完全可以用于包覆繩的加工生產(chǎn)。現(xiàn)對改造方案及相關(guān)的包覆技術(shù)分析進行介紹，以期為今后的包覆繩技術(shù)開發(fā)提供參考。

1 改造方案

并絲機為長絲類股線的并捻設(shè)備，對其加捻機構(gòu)與牽引機構(gòu)進行改造，可實現(xiàn)對包覆繩的加工生產(chǎn)。本文以SGD122型并絲機為例，介紹改造包覆繩機的方法，并對包覆技術(shù)進行分析探討。

1.1 包覆機構(gòu)改造

如圖1所示，根據(jù)并絲機的捻絲特點，將并絲錠子更換為包覆錠子3，去除鋼領(lǐng)板，將并絲導(dǎo)輪更換為包覆繩牽引輥7?？紤]到加工空間及牽引輥、卷取傳動輥的改造與安裝，每兩個并絲錠子位置更換一個包覆錠子。

改造后的包覆機構(gòu)其包覆過程為：芯紗2通過芯紗張力控制裝置1后由包覆錠子3的空芯穿過，包覆錠子旋轉(zhuǎn)帶動飾紗筒子4上的飾紗5螺旋包覆于芯紗之上，形成包覆繩6，包覆繩通過牽引輥7的牽引及導(dǎo)繩鉤8后卷繞于包覆繩筒子9之上完成包覆加工。

為了滿足包覆繩的包覆要求，空芯包覆錠子應(yīng)與包覆繩的加工直徑相適應(yīng)，建議錠子空芯直徑選擇在3～7 mm之間。根據(jù)文獻[1]，飾紗筒子高度為85 mm，為方便包覆加工，包覆錠子高度應(yīng)大于該高度15 mm左右。

1.2 牽引及卷取機構(gòu)改造

包覆繩單位長度內(nèi)飾紗的纏繞圈數(shù)為包覆度，家紡包覆繩的包覆度根據(jù)飾紗的不同通常在1 500～3 000圈/m的范圍內(nèi)[1]。為了實現(xiàn)這樣的包覆度，在包覆錠速確定的前提下，可對包覆繩的牽引速度進行調(diào)控。

根據(jù)SGD122型并絲機機上捻度換算表可知，在并絲機傳動機構(gòu)下，并絲機的最大捻度為917捻/m，即用于實現(xiàn)包覆繩的包覆度最大可達917圈/m，這樣的包覆度顯然無法達到包覆繩的包覆技術(shù)要求。為了實現(xiàn)包覆繩的加工要求，本改造中通過調(diào)整鏈輪的齒數(shù)及牽引輥直徑的方法，以達到包覆繩加工所需要的牽引技術(shù)要求。

圖2為并絲機機上傳動圖，圖中Z2為傳動鏈輪，原齒數(shù)為16齒，改造時將該鏈輪齒數(shù)更換為32齒，這樣，可實現(xiàn)包覆度在原來的基礎(chǔ)上翻倍的目的。

圖3為包覆繩牽引輥及卷取輥改造示意圖，圖中Z6為并絲機導(dǎo)輪傳動齒輪。為使包覆度在翻倍的基礎(chǔ)上繼續(xù)有所增加，將原齒輪齒數(shù)32齒改造更換為45齒。

原導(dǎo)輪軸改造為牽引軸B，牽引軸為每節(jié)一通軸，同時將并絲導(dǎo)輪更換為卷取傳動輥1和包覆繩牽引輥2。

改造后的包覆繩機其牽引與卷繞裝置運行過程為：電機主軸傳動主軸蝸桿M，主軸蝸桿M通過蝸輪N、鏈輪Z1、鏈輪Z2及變換齒輪b、變換齒輪a、變換齒輪d、變換齒輪c、傳動齒輪Z3、傳動齒輪Z4最終帶動導(dǎo)輪傳動軸A(見圖2)。在圖3中，導(dǎo)輪傳動軸A通過傳動齒輪Z5和傳動齒輪Z6帶動牽引軸B，牽引軸B帶動包覆繩卷取輥1和包覆繩牽引輥2，包覆繩牽引輥牽引包覆繩3完成包覆繩的上行牽引。包覆繩卷取輥通過摩擦皮帶帶動包覆繩筒子將包覆繩卷繞其上(見圖3)。

為了滿足對包覆繩的卷取與牽引，卷取傳動輥直徑應(yīng)以滿足包覆繩的正常卷取為前提，其直徑應(yīng)大于包覆繩筒子的傳動軸直徑。將并絲機圓柱形導(dǎo)輪改造為截面為圓錐形的牽引輥，這樣可以滿足對包覆繩的充分握持牽引。為滿足包覆繩的包覆度要求，牽引輥直徑R確定為50 mm。

圖4為包覆繩卷繞走絞示意圖。并絲機走絞桿1的左右往復(fù)運動通過連桿2及轉(zhuǎn)子3帶動滑動軸4做上下往復(fù)運動，滑動軸通過走絞傳動鏈5與傳動鏈轉(zhuǎn)向輪6帶動包覆繩絞桿7及絞桿上的導(dǎo)繩鉤8做導(dǎo)繩運動，完成對包覆繩的走絞運動。

2 包覆技術(shù)分析

2.1 錠速

包覆錠速決定了包覆繩的包覆緊度，合理的錠速是保證包覆繩松緊適度的關(guān)鍵。改造后的包覆繩機其包覆錠速為

(1)

式中：Y為包覆錠速，r/min；P為電機轉(zhuǎn)速，r/min；D1為電機皮帶輪直徑，mm；D2為包覆錠子摩擦輪直徑，mm；α為皮帶與錠子摩擦輪間的滑移系數(shù)。

上述參數(shù)的具體數(shù)值與原并絲機相同。其中，電機轉(zhuǎn)速P為1 400 r/min；電機皮帶輪直徑D1為150 mm；皮帶與錠子摩擦輪間的滑移系數(shù)α取0.9[3]。改造后的包覆錠子摩擦輪直徑d為25 mm,代入式(1)，則包覆錠速Y計算為7 560 r/min，該錠速可以滿足包覆繩的加工要求。此外，還可通過對電機進行變頻調(diào)速，實現(xiàn)對錠速的微調(diào)。

2.2 牽引分析

由圖2和圖3可得包覆繩牽引輥的轉(zhuǎn)速n為：

(2)

式中：Q為主軸轉(zhuǎn)速，TM、TN、TZ1、TZ2、TZ3、TZ4、TZ5、TZ6、Ta、Tb、Tc、Td分別是主軸蝸桿，蝸輪，鏈輪Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6以及變換齒輪a、b、c、d的齒數(shù)。

鏈輪Z2改造后齒數(shù)TZ2為32齒，傳動齒輪Z6改造后齒數(shù)TZ6為45齒，其余參數(shù)保持原并絲機參數(shù)不變。因電機皮帶輪與主軸皮帶輪相等，因此，主軸轉(zhuǎn)速Q(mào)為1 400 r/min。蝸桿M線數(shù)TM為1；蝸輪N齒數(shù)TN為16齒；鏈輪Z1齒數(shù)TZ1為16齒；變換齒輪齒數(shù)Tb為30齒；變換齒輪a齒數(shù)Ta取60齒；傳動齒輪Z3齒數(shù)TZ3為48齒；傳動齒輪Z4齒數(shù)TZ4為56齒；傳動齒輪Z5齒數(shù)TZ5為37齒。由此，包覆繩牽引輥的轉(zhuǎn)速n為

(3)

包覆繩牽引輥的牽引速度為

(4)

式中：r為包覆繩牽引輥的牽引速度，m/min；R為包覆繩牽引輥的直徑，mm。

將(3)式帶入(4)，同時，上述R改造為50 mm，則

(5)

根據(jù)包覆度的定義，包覆度為

(6)

式中：W為包覆繩包覆度，圈/m；η為包覆繩飾紗重疊系數(shù)，取0.8。將(5)式帶入(6)，Y取上述的7 560 r/min，整理后，包覆度為

(7)

通過調(diào)整變換齒輪c與d的齒數(shù)Tc與Td，可實現(xiàn)包覆繩牽引速度或包覆度的調(diào)整。例如，常見的300 D粘膠長絲細包覆繩，直徑1 mm，采用Tc=51齒、Td=48齒的配合，可實現(xiàn)包覆度2 654圈/m的包覆加工參數(shù)。運用并絲機原有的變換齒輪，常用的包覆度與變換齒輪對應(yīng)表見表1，不同的飾紗線密度可在表中選取適當(dāng)?shù)淖儞Q齒輪配合以達到包覆度的要求。

表1 包覆度與變換齒輪齒數(shù)對應(yīng)表(Ta=60,Tb=30)

3 結(jié)語

(1)采用SGD122型并絲機改造家紡包覆繩機切實可行，其他機型并絲機可參考實行。

(2)改造后的包覆繩機，包覆錠速能夠滿足包覆繩的加工要求，同時，也可采用變頻調(diào)速主電機，達到對錠速的微調(diào)。

(3)改造后的牽引裝置，能夠滿足包覆繩包覆度的要求，達到包覆繩加工的參數(shù)控制與調(diào)整。