新型纺纱机械.

第七章新型纺纱机械简介Chapter7NovelSpinningMachines环锭纺纱机存在的缺陷主要矛盾：加捻和卷绕合在一起存在的缺陷：(1)纱管与锭子一起回转，负载大，限制了速度的进一步提高；(2)高速后，钢领、钢丝圈摩擦发热严重，磨损快，易飞脱；(3)高速后，纱线张力大，易断头，且接头操作困难；落纱周期减短，降低设备利用率；(4)锭子高速后，机器振动大、发热量增加，车间噪声大、机物料消耗增加，飞花增多，恶化工作条件和环境。新型纺纱方法分类新型纺纱自由端纺纱（断裂纺纱）非自由端纺纱气流纺静电纺摩擦纺磁性纺液流纺喷气纺自捻纺无捻纺集聚纺包缠纺轴向纺转杯纺涡流纺搓捻纺捏锭纺新型纺纱的共同特点•加捻和卷绕分开——自由端纺纱(Open-endSpinning)；•过程：纤维条分离成单纤维凝聚加捻卷绕；•纤维分离采用刺辊分梳，形成一种不连续的纤维流，经凝聚后与加捻纱条的尾端（自由端）连接加捻。•加捻时，纱条一端被握持，另一端不断喂入相互不连接的纤维束或纤维流，当与有捻纱段接触时，立即被捻合成纱。几种常用新型纺纱方法•转杯纺(RotorSpinning)•喷气纺(Air-jetSpinning)•静电纺(ElectristaticSpinning)•摩擦纺(FrictionSpinning)•涡流纺(VoluteSpinning)一、转杯纺纱机(RotorSpinningFrame)（气流纺纱机Open-endSpinningFrame）发展：•1937年，丹麦人Berthelson提出专利，以后捷克、法国研究者改进；•1965年，捷克VUB棉纺织研究所研制成功第一台KS200型转杯纺纱机（60头），在捷克Brno国际工程技术博览会上展出，四罗拉牵伸，条并喂入；•随后VUB研究所与Elitex合作，生产BD200，分梳辊开松，条筒喂入；•1967年，日本Toyoda购买捷克专利，仿造39台试用•1969年，日本Toyoda生产BS型，研制HS系列；•意大利引进捷克BD200技术，生产BD200NS型；•1965年，英国Platt、瑞士Rieter、德国Ingolstadt三家公司联合，研制出抽气式；•1971年，在法国巴黎ITMA上展出；以后：•法国SACM•德国Suessen、Zinzer、Schlafhorst•比利时Woogay•美国Baber-Colman•目前，国际上有10多家著名纺织机械制造厂生产转杯纺纱机转杯纺纱机发展三阶段•第一代：3.6~4.5万r/min，无排杂装置，头距小，自动化程度低；•第二代：5~10万r/min，附有排杂装置，头距增大，自动化程度适当提高（半自动）；•第三代：10~15万r/min，附有高效排杂装置，自动化程度高，质量自动检测、自动接头、断头自停、自动落筒、自动打底纱、张力控制、参数显示等（全自动）。国内外主要转杯纺纱机生产商•经纬纺机：F1605，4~9万r/min•四川川江：FA622、FA621BH，3~7.5万•浙江泰坦：TQF268抽气式，10万•浙江日发：RFRS10抽气式10万、RFORS20包芯纺•苏拉（苏州）：BD-D320抽气式，10万•山西福晋：FA608自排风式，5.5万•陕西华燕：HY-IFJ自排风式，3~7.5万•德国赐来福：Autocoro312全自动抽气式，15万r/min•瑞士立达：BT903半自动、BT905全自动10万r/min；R40全自动抽气式,15万r/min；•德国绪森：转杯系统浙江日发转杯纺纱机转杯纺工艺过程典型转杯纺布置不同纺杯形状转杯纱形成过程搭桥纤维在转杯纱上的形成在纤维剥取点1.纤维进入转杯；2.纤维开始包住纱体，而不是捻入纱尾；3.纤维继续包缠；4.搭桥纤维的最后形态不同直径转杯所纺纱线对比SpunwithlargerrotorSpunwithsmallerrotor环锭纱与转杯纱对比ACO288转杯纺纱机（SE-9）转杯纺纱器——“spinbox”转杯腔内气流通道R1转杯纺纱机双盘支承转子轴承转杯主要元件刺辊阻捻盘转杯纺纱工艺计算（P172）•总牵伸倍数•捻度•喂棉罗拉转速•分梳辊速度•转杯速度•产量•……二、喷气纱纺纱(Air-jetSpinning)•继转杯纺、涡流纺之后发展起来的一种新型纺纱；•利用旋转气流来推动须条形成高速旋转的气圈运动，使之加捻成纱；•加捻喷嘴固定不动，无高速回转件；•纺纱速度是环锭纺的10~15倍；•可纺纱支范围：29.2~7.3tex(20~80Ne)；1.喷气纺的发展•1963年，美国杜邦，喷气加捻包缠纺，单喷嘴加捻，成纱强力不高；•1970年，德国洛伊特林根纺织研究所，双孔喂入单喷嘴，350m/min；•日本东丽AJS-101型、日本丰田TYS型；•日本村田70年代研究，8年成功，1983年米兰ITMA上展出；•1987年法国巴黎ITMA，村田No.802MJS；•1989年中国纺机展No.881MTS，双加捻喷嘴；•目前村田No.810涡流喷气纺，纺化纤、混纺、纯棉，纺速400m/min；还可纺包芯纱和花式纱。•我国1978年产学研进行研究，SFA5802A、ZX872样机鉴定。2.杜邦包缠纺纱机三罗拉单皮圈牵伸（中罗拉极细）；皮圈套在前下罗拉上，单区牵伸的目的是使纤维在牵伸部分扩展开来，形成边缘纤维，便于喷嘴将纤维缠绕。成纱强力低，蓬松性和弹性较差，未上市。1-牵伸装置2-吸嘴3-喷嘴4-筒子纱3.德国洛伊特林根双孔单喷嘴纺纱装置两根纤维条同时喂入一个牵伸单元，前罗拉输出两根须条，分别进入叉状双孔喂入管1、2，在管内汇合，双孔管前有一空气涡流喷嘴3，利用高速气流对管1中的须条施加假捻，进入管道2的须条为边纤维到达汇合点后一起参加芯纤维的假捻，通过喷嘴后须条退捻，边纤维则以退捻方向包缠在纱芯上，形成包缠纺。4.日本东丽单喷嘴喷气纺纱机前罗拉有一对输送皮圈，前方有引纱吸嘴2和假捻喷嘴3，皮圈前端张开3~10mm，有利于纱条假捻顺利传递到前罗拉钳口线，同时皮圈又能夹带边缘纤维前进。牵伸装置输出的须条进入上下皮圈组成的楔形空间后，带状纤维条中间部分纤维受到假捻，两旁未受捻的边缘纤维则受皮圈控制随之向前，当边缘纤维脱离皮圈控制后，受到前方吸嘴吸引，即与捻纱条汇合，共同受假捻喷嘴作用，接受假捻，须条离开后退捻时，边缘纤维即包缠在退捻后的纱芯外层，形成包缠纱。5.日本东丽AJS101喷气纺纱机双面下行式，四罗拉双短皮圈摇架加压超大牵伸，须条由前罗拉输出后，进入须条分离器，使纤维分离成头端自由纤维，经涡流加捻喷嘴加捻成纱。1-前罗拉；2-纤维分离器；3-自由纤维；4-加捻点；5-喷嘴6.日本丰田TYS喷气纺纱机•双面上行式，使牵伸装置倒置，棉条由下向上牵伸，加捻器也为双喷嘴结构。1-后罗拉；2-皮圈；3-前罗拉；4-喷嘴；5-引纱罗拉；6-卷绕机构；7-筒子纱7.日本村田MJS喷气纺纱机单面下行式，三罗拉双短皮圈超大牵伸，双喷嘴。四个区：喂入区、牵伸区、喷嘴区、卷绕区棉条塑料导纱器喇叭口三罗拉牵伸区二个喷嘴（N2加入假捻，N1与N2相反的低速气流）纱线从N2输出时假捻释放，使芯纤维沿轴线，外纤维包缠在外，形成纱线。MJS喷嘴串联式双喷嘴MJS四罗拉牵伸区MJS双喷嘴喷气纺纱原理前罗拉输出的须条被加捻器负压吸入，受空气涡流加捻。加捻器由N1、N2串联而成，两喷嘴气流方向相反。第二喷嘴气流旋向决定成纱上包缠纤维的捻向，第一喷嘴气流起包缠纤维作用。前罗拉与第一喷嘴间须条上的捻回方向与第二喷嘴气流方向相同，即第二喷嘴的加捻可传递到前罗拉。第二喷嘴加上的是假捻，第一喷嘴使边缘纤维作初始包缠，包缠方向与假捻方向相反，退捻时外包纤维越包越紧，形成包缠真捻。非自由端纺纱MJS卷绕区MJS喷气纱结构MJS三罗拉牵伸系统村田801、802、802H喷嘴区MJS机喷嘴组成MJS机N1、N2喷嘴导纱器截面MJS802H喷气纺纱机喷气纺纱的优点•纺纱速度高：纱条加捻转速可达20~30万r/min，纺纱速度为环锭纺的10~15倍；•占地面积小：条子直接纺纱卷成筒子，卷装3~4kg，机上设有电子清纱，纱疵少，流程短，占地比环锭少40%；•改善劳动环境和劳动强度：无高速件，噪声降低；有吸尘装置，车间清洁；自动接头、处理故障、换条筒，用工少；•品种翻改方便：只需调节牵伸部分工艺及加捻部分气压；•织造效率高：除纱强稍低(10~15%),条干好；•织物质量高：布面丰满，尺寸稳定性好。喷气纺纱的缺点•由于高速纺纱和强控制的牵伸工艺使胶圈和胶辊磨损迅速；•动力消耗比较高，需待解决；•喷气纺纱对原料和半制品要求较高；•喷气纺纱特殊的结构导致纱的毛羽具有方向性而不宜倒筒，织物手感较硬。三、摩擦纺纱(FractionSpinning)•摩擦纺纱机设备简单，生产效率高，使用原料广，产品结构有特色，品种多样化，经济效益高；•纺纱速度100~280m/min，采用摩擦加捻原理，加捻机件不需高速；•纱体沿自身轴向旋转，纺纱张力低，不易断头；•对原料要求低，适用于天然、化纤、或下脚废料；•流程短，成本低，在纺制粗特纱时，可采用高效清梳联合机制成的生条直接喂入加工，省去了二道并条和粗纱工序；纺中细特纱及质量要求高的纱时，仍需两道并条，以加强除杂，提高纤维伸直平行度；•产品风格独特，花式多，用单纤维平铺叠合加捻而成，纱线条干均匀，膨松度好，并具有多组份结构，可纺制多种包芯纱。DREF-II摩擦纺纱工艺流程•原理：采用带抽吸装置的筛网来凝聚纤维并进行加捻纺纱；•流程：最多可同时并列喂入6根须条。棉条由喇叭口进入牵伸装置2，经低倍牵伸后进入分梳辊3，纤维被离心力甩出，吹风管4吹出的气流将纤维吹向尘笼6的楔形缝隙入，尘笼同向回转，使须条加捻成纱。摩擦纺尘笼结构表面开小孔，尘笼内装内胆，内胆的一端连着抽风机。内胆上开有一条缝，其缝朝两个尘笼相切的加捻区，内胆开口处吸力大，经分梳的纤维被紧紧吸附在加捻区的尘笼表面，两尘笼同向回转，尘笼表面对纱条施加相同方向的加捻力矩，给纱条加上捻回。尘笼和纱线直径比很大，尘笼一转就可给纱线加许多捻回，故尘笼能实现低速高产。国内外主要机型•奥地利菲勒的DREF-II、III；•英国泼拉脱萨克洛威的Masterspinner型；•国产FS2型；DREFIII摩擦纺有两套纤维喂入和牵伸装置，与DREF-II不同，II型为自由端纺纱，生产普通纱，III型为非自由端纺纱，生产包芯纱，属假捻包缠结构纱。第一喂入区须条经牵伸装置牵伸后喂入尘笼形成芯纱，经第二喂入区喂入的纤维包在芯纱外形成包芯纱。DREF-III的第一喂入与牵伸区DREF-III的第二喂入与牵伸区四、涡流纺纱VoluteSpinning利用空气涡流对纤维进行凝聚和加捻。棉条喇叭口给棉罗拉分梳辊输送管涡流管纱线引纱罗拉筒子。输送管5、输送孔7与涡流管切向配置，纤维切向进入管壁与纺纱器堵头11之间的通道，并以螺旋运动下滑进入涡流场中，涡流管下端接风机抽气，空气从切向进风孔8、切向输送孔7和引纱孔9进入，两切向气流同向旋转汇合于纺纱器下部，形成一稳定涡流场，形成纤维环，生头纱在离心力作用下甩向管壁与纤维环搭接，纱即引出，纱尾形成伞状纱环。圆环形（伞形）纱环纱尾环在涡流作用下沿管壁绕中心高速回转而获得捻度，纤维一边搭接在纱尾上，一边加捻成纱，并由纱孔输出，以连续纺纱。涡流加捻的应用•空气涡流加捻具有独特的优越性，纱条在空气涡流场中可获得高达每分钟数十万转的回转速度，涡流加捻的应用：•空气变形丝：利用涡流对长丝进行假捻变形；•包缠纺纱：利用涡流吸引纤维并进行假捻和包缠纤维，纺制各种花式纱和包芯纱；•静电纺中的涡流加捻；•喷气纺纱：利用涡流对纤维假捻解捻包缠；•涡流纺纱：利用涡流使纤维凝聚，并加捻成纱对涡流管的要求•能产生高速气流回转对纱条加捻，并使产量达到高于环锭纺8倍以上；•能提高纱线制成率；•在提高产量的同时，不增加耗电量；•涡流纱能代替部分环锭纱的使用领域或开发涡流纱特殊风格产品。各种涡流纺纱器型式如下：纺纱器型式之一纺纱器型式之二型式之三型式之四