CCZ—Ⅳ型竹节纱装置的应用及工艺设计

1CCZ—Ⅳ型竹节纱装置的应用及工艺设计金波陕西八方纺织有限责任公司0前言随着人们生活水平的不断提高，对服装面料的追求也趋向时尚、个性和多样化。竹节纱作为目前一种发展最快、技术最成熟的花式纱，在机织物和针织物上都得到广泛应用。因其风格独特，越来越受到人们的青睐，具有广阔的市场前景。从2002年开始，我公司根据市场要求，先后购进了一台MLF型步进电机竹节纱装置和16台CCZ—Ⅳ型伺服电机竹节纱装置，分别安装在A513和FA502细纱机上生产竹节纱。四年来已累计生产竹节纱70多个品种，其中既有用于织牛仔布的C117tex、C84.4tex、C58.3tex等粗号纱，也有在喷气织机上织稀薄织物的CJ9.7tex、CJ7.3tex等特细号竹节纱，另外还有部分品种作为售纱供上海一些针织厂使用。竹节纱的发展与竹节纱装置的不断革新进步是密不可分的，我公司采用的CCZ—Ⅳ型伺服电机竹节纱装置是目前先进的竹节纱装置之一，其适应性强，能生产各种规格的竹节纱，满足不同客户的要求。1、竹节纱装置的发展及CCZ—Ⅳ型伺服电机竹节纱装置的主要特点1.1竹节纱装置的发展竹节纱装置出现于上世纪80年代，在90年代才推广使用，早期的竹节纱装置是通过电磁离合器的吸合断开来控制罗拉转动，达到纺竹节纱的目的，竹节长度、粗度不容易控制且调整范围小，由于电磁离合器在长期连续生产中频繁吸合，所以故障率高，易产生坏纱。随着电子技术的不断发展，90年代开始出现由步进电机和可编程控制器单独控制细纱罗拉转速的竹节纱装置，这种装置输入5组竹节参数，纺纱过程中自动组合成25组竹节，进行循环性生产，不能纺真正意义的随机分布的无规律竹节纱。2000年以来数字化伺服电机竹节纱装置得到大面积推广，可编程控制程序也得到进一步改进，可对罗拉转速进行“毫米”、“毫秒”级控制，能够生产有、无规律竹节纱，并具有竹节参数专家算法系统和工艺贮存、调用功能，CCZ—Ⅳ型伺服电机竹节纱装置就属于这一类。目前最新的竹节纱装置已具有CAD仿真功能，可在触摸屏上模拟显示布面纬向竹节分布位置效果图，便于快速确认或修改工艺，保证布面竹节分布均匀自然。1.2CCZ—Ⅳ型伺服电机竹节纱装置的工作原理及主要特点1.2.1CCZ—Ⅳ型伺服电机竹节纱装置工作原理我公司CCZ—Ⅳ型伺服电机竹节纱装置安装在FA502细纱机上，将原传动中、后罗拉及右侧前罗拉的蝴蝶牙内孔由键传动改为镶套上轴承，使其在芯轴上空转，仅传动右侧前罗拉，中、后罗拉由伺服电机通过一对齿型带轮和细纱机上部分原有轮系来传动，而伺服电机又由可编程控制器根据输入的竹节参数来控制转动，从而使中、后罗拉能按工艺要求进行变速转动，最终纺出竹节纱。传动图见图一。ZM传动图（图一）捻度阶段牙25T主轴盘马达盘主电机后罗拉前罗拉中罗拉50TZE102T捻度牙右蝴蝶牙前罗拉头牙轴承ZDZJZK14T28T79T58T22T26T22TZH伺服电机21.2.2CCZ—Ⅳ型伺服电机竹节纱装置主要特点1.2.2.1通过控制中、后罗拉转动来纺竹节纱，避免了改变前罗拉转速影响产量、捻度和断头多的缺点。另外，中、后罗拉转速较低，变速时对机械本身的冲击磨损也小。1.2.2.2纺纱范围CJ7.3tex～C117tex，可在一根纱上纺有、无规律，任意竹节长度、粗度和间距的竹节纱，其中竹节长度和间距最短不能小于1.5cm，最长任意，粗度最大为6倍。1.2.2.3通过调整节形参数可改变竹节两端的过渡坡度，从而改变竹节风格。1.2.2.4具有专家算法系统，只需输入平均节长、节距和变化百分比，就能自动生成16组随机竹节参数，减少工艺参数设定不当产生的后果。1.2.2.5能贮存120个工艺，纺相同竹节品种时可直接调用工艺，极大的方便了工艺管理。1.2.2.6调整开车参数可改变开关车时中、后罗拉与前罗拉之间的转动配合关系，使其转动同步，减少开车断头，避免开车竹节。2.竹节纱工艺设计我公司竹节品种主要是根据客户要求或样布进行生产的，所以准确分析样布的竹节规格是确定纺纱工艺的主要依据。CCZ—Ⅳ型伺服电机竹节纱装置纺竹节纱时需要输入的工艺参数有：竹节粗度、竹节长度、竹节间距、有无规律、节形、牵伸、传动比、前罗拉转速、开车参数等。2.1竹节粗度的确定竹节粗度目前有两种表述方法，一种是指竹节处号数与基纱号数之比，另一种指竹节直径与基纱直径之比，根据环锭纺纱直径计算公式：直径D=0.037,则这两种表述的换算关系如下：基纱号数竹节号数基纱直径竹节直径我公司采用竹节处号数与基纱号数之比代表粗度，CCZ—Ⅳ型竹节纱装置要求输入的粗度也是如此。分析布面竹节粗度是将拆下的纱上竹节中间最粗的一段和基纱部分分别剪下，测量各自的长度和重量，并计算出各自号数，竹节号数与基纱号数之比即为粗度。粗度在1.5～2.0倍时，布面为朦胧的隐条风格，具有仿麻效果。粗度在3.0～6.0倍时，布面竹节突出、粗犷、醒目。一般品种粗度都在2.0～3.0倍之间，布面竹节颗粒清晰，既有立体感又不失柔和的一面。另外，也可在同一品种上设定不同粗度的竹节，使粗细搭配，互相弥补。2.2竹节长度的确定一般品种竹节长度都在2～20cm之间，对布面竹节风格有特殊追求的品种竹节长度可在20cm以上。短竹节在布面分布星星点点，比较均匀。长竹节容易连接在一起，呈条状分布，方向性突出。同一品种也可设定多组竹节长度，长短交替，错落有致。CCZ—Ⅳ竹节纱装置输入的竹节长度与纺出的实际长度基本相同，但当竹节粗度在4.0倍以上时，因竹节两端的过渡区域也增长，所以实际长度会大于设定长度，应根据实际长度修正输入长度。2.3竹节间距的确定竹节间距是决定布面竹节排列密度和分布规律的重要参数，对竹节布布面效果影响最大。2.3.1竹节平均间距的确定对于按客户样布生产的品种，样布面积大时，可直接拆下竹节纱测量间距，但大部分情况下来样面积较小，无法拆下一根完整的间距长度，所以只有通过数单位面积的竹节个数，再按经纬密度计算出平均间距长度。为了便于日常分析竹节样本，可在一块硬纸板上分别刻出20cm2、50cm2、100cm2的三个长方形孔，根据样本面积大小选择孔的大小，盖在样本上数孔内的竹节个数，然后再按以下步骤计算竹节平均间距：（以纬纱为例）○1计算所测面积内的纬纱总长度宽纬向tex3长○2计算竹节平均周期○3计算竹节平均间距平均间距（cm）=平均周期（cm）-平均竹节长度（cm）布面竹节排列的密度与竹节间距、竹节长度、经（纬）密度均有关系。对于竹节长度相近的品种之间，可用单位面积的竹节个数来比较布面竹节密度；对于竹节长度差异大的品种，比较它们之间的布面竹节密度，则要用单位面积的竹节长短之和来衡量。单位面积竹节长度之和（cm）=单位面积竹节个数×竹节平均长度（cm）布面竹节稀少时，体现不出竹节的风格，竹节密度太大时，竹节重叠现象严重，同样影响风格。一般情况下，竹节长度为8cm以下的短竹节时，其50cm2面积的竹节个数在5～50个之间，竹节长度差异较大的品种，其50cm2面积的竹节长度之和在20cm～200cm之间。2.3.2竹节间距变化规律的确定CCZ—Ⅳ型竹节纱装置竹节参数可手工输入最多1100组竹节长度、间距、粗度。也可采用专家算法，只输入平均竹节长度、平均间距及变化百分比，系统就可自动生成16组随机的竹节参数。无论是手工输入还是专家算法，都可选择纺规律竹节纱还是无规律竹节纱。一般机织物为避免布面竹节排列出现重复性条纹，均采用无规律纱，无规律纱虽然不会出现规律性条纹，但在竹节随机分布时，仍会有随机性的竹节密集和空白现象，无法实现理想中的均匀分布，而规律性竹节只要结合布幅精心设计各组竹节的间距长度及其排列顺序，却能达到较好的竹节分布效果。例如：纺在有梭布机上织的竹节纱，在保证单位面积竹节个数不变的前提下，将前几组竹节间距大幅缩短，最后一组间距大幅加长，使织造时在布面上形成一根纱竹节密集，4～7根纱又无竹节，类似于喷气织机上一根竹节纱和几根正常交织的效果。避免了纬向竹节重叠并列在一起，同时有竹节的一段纱竹节间距短，避免了竹节空白现象，使竹节在布面达到了较好的均匀分布效果。1.4节形参数的确定节形参数是调节竹节两端上升和下降曲线形状的，它可以改变竹节的形态风格，数值越小，基纱向竹节过渡的越陡一些，反之则平滑。过渡平滑有利于捻度向竹节传递，成纱强力高，过渡陡时，竹节在布面突出醒目。节形参数一般在0.9左右。例如：节形参数0.8时节形参数1.2时2.5竹节纱基纱号数、混合号数、竹节号数的计算竹节纱无统一的国家标准，因而纱的标注号数用基纱号数或混合号数表示的厂家都有。为便于核算，我公司采用混合纱号数来表示竹节纱。混合纱号、基纱号、竹节号数的换算关系如下：竹节号数=基纱号数×竹节粗度2.6牵伸倍数的计算CCZ—Ⅳ型竹节纱装置是通过调整输入的牵伸倍数来控制纺出的纱条重量。输入的牵伸倍数是指纺）cm该面积内纬纱总长度（54.2/）长（）宽（吋）纬密（根cmcm54.2/2）面积（吋）纬密（根cm竹节个数（个））纬纱长度（竹节周期cm竹节长度竹节间距竹节长度竹节号数竹节长度竹节间距竹节间距基纱号数混合纱号数竹节长度竹节间距粗度竹节长度竹节间距基纱号数换算比基纱号数换算比混合纱号基纱号数4基纱时的牵伸倍数，计算如下：牵伸效率一般在0.92～0.96之间，竹节越粗、越长、越密时牵伸效率越低。2.7传动比的确定传动比是指伺服电机转速与细纱后罗拉转速之比，这条传动路线上只有牵伸牙ZE、ZD和牵伸阶段牙ZJ、ZK是变化齿轮，一般ZJ、ZK不用调整，只通过ZE、ZD来变化传动比。传动比的计算式如下：（传动图见图一）输入到CCZ—Ⅳ竹节纱装置的传动比要与实际计算的相同，传动比的确定有以下几个原则：○1纺基纱时伺服电机的转速不能低于100r/min。○2伺服电机的最高转速，也就是纺竹节时其转速不能高于1800r/min。○3传动比一般应大于15，以保证有足够的传动力矩。2.8开车参数的确定CCZ—Ⅳ竹节纱装置可通过调整开车参数来改变开关车时中后罗拉与前罗拉之间的配合关系，使开车时既不出大竹节，也不会因产生细节而断头。开车参数小，中后罗拉停的晚，启动的也晚，开车瞬间输出的纱条细，反之则粗。正常情况下，应使开车瞬间的纱条和基纱粗细接近。根据生产经验，所纺的纱号数越粗，开车参数越大。品种JC9.7tex～C117tex对应的开车参数在0.5～2.0之间选择。2.9捻度的确定由于竹节纱在加捻时，竹节处捻矩大，捻度不易传递，所以竹节上捻度小，而基纱上靠近竹节处捻度明显偏大。由于竹节纱结构和捻度的不均匀分布，成纱强力小于正常纱，为保证强力，竹节纱捻度一般比正常纱偏大掌握10%～20%。但竹节纱捻度也不能过大，否则基纱靠近竹节处捻度会超过临界捻度，反而使强力下降。2.10细纱前罗拉转速的确定细纱纺竹节粗度小、间距长的品种时，可和正常纱使用相同的锭速。当竹节粗度大、间距短时，为稳定气圈及张力，减少断头，应适当降低锭速，再加上竹节纱捻度比正常纱偏大掌握，所以细纱前罗拉转速比正常纱偏低10%～30%。2.11牵伸工艺的确定纺竹节纱时，竹节处纱号数粗，使牵伸力剧增。为防止因牵伸力太大而牵伸不开，造成出“硬头”或大竹节，还应根据品种对牵伸工艺进行调整，降低牵伸力。一般纺细号纱时，将钳口隔距块比正常纱加大一个档；纺中号纱时，除加大隔距块外，还需将后区牵伸倍数增加到1.35倍；纺粗号纱时，除加大隔距块和后区牵伸倍数外，还应适当放大浮游区长度，为便于调整，我公司采用将中铁辊位置在原基础上再后移2～3mm的方法来增大浮游区长度。2.12细纱钢丝圈的确定纺竹节纱时，为防止竹节处气圈凸形过大，使竹节在隔纱板上碰毛，应根据竹节粗度及长度将钢丝圈加重1～2号。3.络筒工艺的确定竹节纱同正常纱一样，在生产过程中也会有飞花附入、牵伸不开等因素造成的大竹节，所以也要牵伸效率换算比混合纱号数粗纱号数牵伸效率竹节基纱号数粗纱号数牵伸倍数牵伸效率混合纱号数换算比粗纱号数DEJDKEZZZZZZ38