Autoconer 6型絡(luò)筒機(jī)捻接工藝優(yōu)化

賈 森,張 盼,趙曉輝,鄭良勇

(1.立達(dá)(中國)紡織儀器有限公司,江蘇 常州 213000;2.新疆利泰絲路投資有限公司,新疆 庫爾勒 841000;3.奎屯利泰絲路投資有限公司,新疆 奎屯 833200)

0 引言

空氣捻接是用壓縮空氣與捻接器機(jī)械組件通過電氣控制聯(lián)動工作,將上下兩根紗頭分別由大吸嘴與小吸嘴控制引入捻接器,捻接器上的上下紗線夾具使紗線準(zhǔn)確到達(dá)捻接位置,上下剪刀在電機(jī)的控制下將上下紗頭同時剪斷,在壓縮空氣的作用下,上紗頭進(jìn)入下退捻管,下紗頭進(jìn)入上退捻管,根據(jù)預(yù)先設(shè)定的退捻時間和退捻氣壓在壓縮空氣的作用下進(jìn)行退捻,退捻完成后,喂入手臂將上下紗頭喂入捻接腔中,并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的喂入手臂代碼控制上下紗頭的搭接長度,捻接腔中的高頻率氣流根據(jù)預(yù)設(shè)的加捻時間將退捻后的紗頭捻接在一起完成捻接動作,捻接后的紗無紗尾稱為無接頭紗[1]。

近年來,用戶對紗線質(zhì)量要求不斷提高,尤其是針織用紗和牛津布、米通布等用紗,對紗線的接頭要求更嚴(yán),以前一些看似合格的空氣捻接接頭在針織布、牛津布、米通布上卻出現(xiàn)異常。捻接接頭質(zhì)量的優(yōu)劣會直接影響最終紗線的質(zhì)量、后道整經(jīng)及織機(jī)效率,偏粗的接頭會在針織布面上顯現(xiàn)為明顯的短粗節(jié),嚴(yán)重影響布面質(zhì)量;頻繁捻接失敗或捻接切紗會增加絡(luò)筒工序的回絲率,降低生產(chǎn)效率,也會增加大吸嘴在頻繁尋找上紗頭過程中吸亂筒紗表層紗線的概率,造成后道整經(jīng)工序退繞斷頭或針織工序打斷織針,嚴(yán)重影響下游用戶對紗線質(zhì)量的滿意度,并造成索賠風(fēng)險[2]。為此,需在絡(luò)筒工序保證有效清除紗疵的同時,對空氣捻接接頭質(zhì)量進(jìn)行更嚴(yán)格的控制[3]。筆者主要介紹Autoconer 6型絡(luò)筒機(jī)空氣捻接器工作原理和調(diào)整方法,用正交試驗法分析各捻接參數(shù)對捻接質(zhì)量的影響順序,并借鑒模糊評價的方法對各組試驗結(jié)果進(jìn)行綜合評分得出最優(yōu)工藝,且在該試驗前進(jìn)行預(yù)試驗,目的是通過試驗分析找到更為經(jīng)濟(jì)的退捻和加捻氣壓設(shè)置條件,從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。根據(jù)空氣捻接器的使用經(jīng)驗,調(diào)節(jié)捻接參數(shù)前應(yīng)做好退捻及捻接優(yōu)化準(zhǔn)備工作[4-5]。

1 捻接優(yōu)化前準(zhǔn)備工作

1.1 退捻優(yōu)化準(zhǔn)備工作

退捻優(yōu)化準(zhǔn)備工作主要包括4個方面,具體如下。

a) 根據(jù)當(dāng)前生產(chǎn)紗線品種調(diào)整捻接器上下剪刀距離,其標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置為65 mm,集聚紡紗線推薦設(shè)置為61 mm,彈力紗推薦設(shè)置為73 mm;本次試驗品種為環(huán)錠紡CJ 22.4 tex針織紗,上下剪刀距離為65 mm標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。

b) 檢查捻接器剪刀狀態(tài),使用推薦的清洗潤滑劑潤滑上下剪刀,確保剪刀正常工作。

c) 使用卷繞錠位的操作面板代碼40檢查并調(diào)節(jié)上下剪刀動作同步,使上下紗頭能同時切斷。

d) 根據(jù)紗線的捻向檢查并調(diào)整上下退捻管凹口的朝向:對于Z捻紗,旋轉(zhuǎn)退捻管專用調(diào)節(jié)工具,使上退捻管凹口指向3點(diǎn)鐘方向,下退捻管凹口指向9點(diǎn)鐘方向;對于S捻紗,旋轉(zhuǎn)退捻管專用調(diào)節(jié)工具,使上退捻管凹口指向9點(diǎn)鐘方向,下退捻管凹口指向3點(diǎn)鐘方向;對于S捻或Z捻強(qiáng)捻紗,推薦使用加強(qiáng)型設(shè)置,上退捻管凹口指向7點(diǎn)鐘方向,下退捻管凹口指向1點(diǎn)鐘方向,退捻氣流更為強(qiáng)烈和直接。

1.2 捻接優(yōu)化準(zhǔn)備工作

捻接優(yōu)化準(zhǔn)備工作主要包括4個方面,具體內(nèi)容如下。

a) 根據(jù)原料種類、紗線號數(shù)、紡紗型式、紗線捻向等選擇捻接塊、蓋板。

b) 檢查并適當(dāng)調(diào)節(jié)捻接塊導(dǎo)紗板位置。使用專用工具調(diào)節(jié)導(dǎo)紗板位置,確保其蓋住捻接槽開口邊緣,導(dǎo)紗板底部須與捻接塊底部保持水平;通過調(diào)整導(dǎo)紗板之間捻接槽開口寬度可調(diào)節(jié)接頭強(qiáng)力及外觀質(zhì)量,較小寬度有利于提高接頭強(qiáng)力,較大寬度有利于提高接頭外觀質(zhì)量。

c) 檢查捻接塊安裝位置。捻接塊上下邊緣須與捻接塊支撐底座上的蓋板上下邊緣保持平行。

d) 使用卷繞錠位的操作面板代碼47調(diào)整喂紗手臂零位。一般做試驗前關(guān)機(jī)重啟后,設(shè)備全部單錠會自動完成喂入手臂找零位動作。

需要說明的是,捻接參數(shù)采用吹氣1+間斷+吹氣2三段式設(shè)計,本試驗為了設(shè)計方便,將中間短暫停頓時間代碼設(shè)為0,須注意:① 吹氣1+間斷+吹氣2代碼的加和不應(yīng)高于22(代碼1為20 ms),即設(shè)計時間為不大于440 ms;② 在面板參數(shù)中選擇棉時,退捻和加捻間可設(shè)置短暫的停頓時間,有利于獲得更好的捻接質(zhì)量;③ 選擇非棉時,在退捻和加捻間不建議設(shè)置暫停時間,當(dāng)然這需要根據(jù)使用原料在生產(chǎn)過程中的試驗進(jìn)一步確定;④ 生產(chǎn)棉紗時,應(yīng)選擇棉,在生產(chǎn)其他纖維如毛、化纖、彈力紗時,應(yīng)選擇非棉。

2 試驗設(shè)計

筆者總結(jié)了空氣捻接工藝的經(jīng)驗,在CJ 22.4 tex針織紗上,選取退捻氣壓(因素A)、加捻氣壓(因素B)、退捻時間代碼(因素C)、加捻時間代碼(因素D)、喂入手臂代碼(因素E)5個因素,各因素選取4個水平進(jìn)行正交試驗,優(yōu)化其捻接工藝,將5個因素對捻接強(qiáng)力、捻接失敗率、捻粗節(jié)切紗的影響程度進(jìn)行排序,并根據(jù)試驗結(jié)果選擇最優(yōu)捻接工藝。正交試驗各因素水平見表1,試驗方案及結(jié)果見表2,極差分析見表3。

表1 正交試驗各因素水平

表2 正交試驗方案及試驗結(jié)果

表3 極差分析表

3 分析與討論

3.1 正交試驗極差法評價

極差大小反映各因素對最終評價指標(biāo)影響的大小,根據(jù)表3極差計算結(jié)果可得出各評價指標(biāo)受各因素影響的排序[6-7]:即捻接強(qiáng)力的因素排序為A>E>B>C>D,捻接失敗率的因素排序為(A,E)>C>(B,D),100 km捻粗節(jié)切紗的因素排序為E>(A,C)>(B,D)。

括號內(nèi)的2個因素表示兩者之間極差數(shù)據(jù)較為接近,可認(rèn)為兩者對最終評價指標(biāo)的影響相當(dāng)。實際上為尋找更為節(jié)能的捻接工藝,在本試驗之前進(jìn)行了預(yù)試驗,為達(dá)到節(jié)能降耗的目的,本試驗選擇的退捻氣壓和加捻氣壓均相對偏小,最終得出的捻接強(qiáng)力也相對偏低,16組試驗得出的捻接強(qiáng)力平均值為原紗強(qiáng)力的80.4%。而針織紗相對而言對于捻接強(qiáng)力的要求可適當(dāng)放寬,這也在一定程度上影響了本次試驗氣壓范圍的選擇。

本試驗得出的影響捻接強(qiáng)力的因素排序只在當(dāng)前設(shè)計參數(shù)范圍內(nèi)具有參考意義,并不具有普適性,若選取不同的參數(shù)設(shè)計范圍得出的排序會截然不同。對于捻接失敗率和捻粗節(jié)切紗2項指標(biāo)的影響排名,預(yù)試驗和本次試驗結(jié)果極為相近,根據(jù)以往經(jīng)驗這2項指標(biāo)的影響排名具有參考意義。由于退捻氣壓和退捻時間為2個相關(guān)參數(shù),共同決定紗線的退捻效果,同樣加捻氣壓和加捻時間兩者也為相關(guān)參數(shù),因此可將兩個相關(guān)參數(shù)放在一起得出更具有參考意義的排名順序,即捻接失敗率的因素排序為(A,C)>E>(B,D)(由于退捻氣壓和退捻時間為相關(guān)參數(shù),此處將E和C的位置做了調(diào)整),捻粗節(jié)切紗的因素排序為E>(A,C)>(B,D)。

3.2 綜合評價

由于該試驗為5因素4水平試驗,設(shè)置了3個最終評價指標(biāo),為綜合衡量各因素對捻接質(zhì)量的影響,借鑒模糊評價的方法,對捻接質(zhì)量評價指標(biāo)中的3個因素進(jìn)行賦分。以方案1為例,各質(zhì)量指標(biāo)得分計算方法如下。

a) 對于捻接強(qiáng)力指標(biāo),如果以原紗平均強(qiáng)力320 cN為100分(320 cN是紗線原紗測試的實際強(qiáng)力平均值,捻接強(qiáng)力的優(yōu)劣是以其與原紗強(qiáng)力的百分比作為評判標(biāo)準(zhǔn),一般機(jī)織紗捻接強(qiáng)力要求不小于原紗的85%,針織紗可適當(dāng)放寬),以當(dāng)前試驗結(jié)果與平均強(qiáng)力的比值乘以100對該試驗結(jié)果進(jìn)行賦分,則方案1的捻接強(qiáng)力指標(biāo)得分為:

b) 對于捻接失敗率指標(biāo),由于該指標(biāo)值越小越好,因此選擇捻接失敗率為0視為100分,捻接失敗率賦予負(fù)值,則方案1的捻接失敗率指標(biāo)得分為:-B1捻接失敗率+100=-13.4+100=86.6(分)。

c) 對于100 km捻粗節(jié)切紗指標(biāo),該指標(biāo)值也是越小越好,故選擇捻粗節(jié)切紗0為100分,捻粗節(jié)切紗賦予負(fù)值,則方案1的100 km捻粗節(jié)切紗指標(biāo)得分為:-C1捻粗節(jié)切紗+100=-24.5+100=75.5(分)。其他方案各指標(biāo)得分以此類推,且根據(jù)3個質(zhì)量指標(biāo)的重要程度制定權(quán)重系數(shù),捻接強(qiáng)力為0.4,捻接失敗率為0.3,捻粗節(jié)切紗為0.3,計算出16組試驗方案的捻接質(zhì)量綜合得分,具體見表4。

表4 借鑒模糊評價方法計算的各方案捻接質(zhì)量綜合得分

由表4可知,捻接質(zhì)量的最優(yōu)方案為第5組,即A2B1C2D3E4,其次為第4組,即A1B4C4D4E4和第9組A3B1C3D4E2。相比第4組和第9組方案,第5組方案的退捻氣壓和加捻氣壓之和為0.65 MPa,低于第4組方案的0.75 MPa和第9組方案的0.70 MPa,這說明第5組方案更節(jié)能;同時第5組方案退捻時間和加捻時間之和為440 ms,第4組方案為520 ms,第9組方案為500 ms,第5組方案可節(jié)省捻接過程中消耗的時間,會一定程度提高絡(luò)筒工序的生產(chǎn)效率。綜合來看,第5組方案不僅在捻接質(zhì)量的綜合評分中得分最高,而且在節(jié)能降耗和提高絡(luò)筒機(jī)生產(chǎn)效率上也有優(yōu)良表現(xiàn)。

在實際使用中,對于純棉紗而言,捻接代碼的推薦設(shè)置為吹氣1+間斷+吹氣2三段式設(shè)計,本次試驗為了設(shè)計方便選擇中間間斷時間代碼為0,得出最優(yōu)加捻時間代碼后進(jìn)行實際上機(jī)試驗,將加捻時間代碼由9-0-3改為6-3-6,取得了更好的捻接外觀質(zhì)量。

4 結(jié)語

4.1捻接失敗率的影響因素由高到低排序為(退捻氣壓,退捻時間代碼)、喂入手臂代碼、(加捻氣壓,加捻時間代碼);捻粗節(jié)切紗的影響因素由高到低排序為喂入手臂代碼、(退捻氣壓,退捻時間代碼)、(加捻氣壓,加捻時間代碼);捻接強(qiáng)力的影響因素排序由高到低為退捻氣壓、喂入手臂代碼、加捻氣壓、退捻時間代碼、加捻時間代碼。需要特別注意的是,對于捻接強(qiáng)力而言,由于本試驗選擇的退捻和加捻氣壓均相對偏低,通過與預(yù)試驗結(jié)果對比發(fā)現(xiàn),若選取不同氣壓參數(shù)設(shè)計范圍,得出的捻接強(qiáng)力影響排序會截然不同,故該試驗得出的影響捻接強(qiáng)力的因素排序只在當(dāng)前參數(shù)選擇范圍內(nèi)具有參考意義。

4.2通過正交試驗以及借鑒模糊評價方法,最終得出了既能滿足CJ 22.4 tex針織紗捻接質(zhì)量要求,又能達(dá)到降低能耗和提高絡(luò)筒機(jī)生產(chǎn)效率的最優(yōu)工藝參數(shù)配置,即:退捻氣壓為0.25MPa,加捻氣壓為0.40 MPa,退捻時間代碼為2.0(退捻時間為200 ms),加捻時間代碼為6-3-6(加捻時間為240 ms),喂入手臂代碼為64。