【捻線機】

　　捻線機的作用是將紗或并合后的股紗加工成線型制品，供織造和針織用線。捻線機分為環(huán)錠捻線機、翼錠捻線機、倍捻捻線機。環(huán)錠捻線機的卷繞成形機構(gòu)大多與環(huán)錠細紗機相同。鋼領(lǐng)板由成形凸輪傳動作短動程升降，每次升降后位置上升一定高度，使管線繞成圓錐形交叉卷繞的卷裝。傳統(tǒng)的花式捻線機與一般捻線機的主要不同處在于喂紗部分。紡制的花式線種類不同，喂紗部分結(jié)構(gòu)和運動也不同。

　　本期我們就花式鉤編捻線機、FA721型捻線機的機構(gòu)設(shè)計、紗線斷頭解決、控制系統(tǒng)等問題進行專門討論，希望對紡織用戶企業(yè)解決生產(chǎn)中遇到類似問題有所幫助。

　　近年來，我國花式紗、線、絲、帶的生產(chǎn)量呈幾何級數(shù)遞增，其應用領(lǐng)域及后加工手段已經(jīng)由原來以橫機加工針織服裝為主，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓜U織機、鉤編、經(jīng)編、縫編加工服裝面料和家用裝飾品為主。

　　目前國際上尚無統(tǒng)一的花式紗線分類方法，根據(jù)其加工方法的不同，大致可分為以下幾類：普通紡紗系統(tǒng)加工的花式線，如鏈條線；用染色方法加工的花色紗線，如彩虹線；用花式捻線機加工的花式線，其品種繁多，如利用芯線與飾線喂入速度的不同和變化，可加工螺旋線；還有特殊形式的花式線，如雪尼爾線等。這里重點介紹一款生產(chǎn)2針線、4針線等多針線或包芯線、結(jié)子線的專業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備——花式結(jié)節(jié)鉤編捻線機的設(shè)計。

　　合理配置解決老機改造問題

　　花式鉤編線是通過舌針對固定位置輸入的紗線進行成圈鉤編形成的，若在舌針鉤編形成軌跡的對稱中心或在紗線的喂人過程中進行間斷式張力控制，則會形成包芯鉤編線或花式結(jié)節(jié)鉤編線。為避免鉤編線表面形成無規(guī)律的紗節(jié)、堵紗或斷針現(xiàn)象而影響正常生產(chǎn)，就要使花式鉤編線的成形準確而穩(wěn)定，在運行過程中不能有振動現(xiàn)象產(chǎn)生。花式鉤編線形成以后，應從鉤編區(qū)導出形成一定的卷裝形式，在導出過程中要保證其張力和捻度。另外，在卷繞裝置中應設(shè)置合理的導紗形式，使形成的卷裝均勻無壓線，容易退繞。

　　在鉤編線生產(chǎn)過程中，如果發(fā)生紗線斷頭，應設(shè)置合理的斷紗停車機構(gòu)以促使鉤編和卷繞部件停止，防止機件損壞；在紗線喂入端和鉤編線卷繞端應設(shè)置合理的張力控制構(gòu)件；另外，對紗線高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的氣圈應合理進行控制，防止相鄰紗圈產(chǎn)生碰撞而斷線。

　　在以往生產(chǎn)4針線的老機改造過程中，主要存在以下問題：鉤編凸輪表面粗糙度高，存在舌針高速運行時的擋針現(xiàn)象；采用導向槽和定位螺釘控制凸輪位置，因存在間隙，對正困難、易移位卡針；上下凸輪間隙無法保證；舌針的初始鉤編位置在裝配過程中單錠試驗，裝配調(diào)整時間長。

　　目前市場上半機械化生產(chǎn)的鉤編裝置中，存在兩種傳動形式：一種是鉤編芯錠旋轉(zhuǎn)，另一種是鉤編外殼旋轉(zhuǎn)。鉤編芯錠旋轉(zhuǎn)由于每一次成圈過程鉤編線都會隨同芯錠旋轉(zhuǎn)一周，所以會在形成的鉤編線上產(chǎn)生一個捻回；傳動芯錠回轉(zhuǎn)力臂較小、慣性力小，在采用帶傳動的形式下，如果發(fā)生堵紗現(xiàn)象會使傳動帶打滑，防止舌針損壞。鉤編外殼旋轉(zhuǎn)采用槽筒機構(gòu)卷繞形式，對于外表比較光滑的長絲類鉤編線易產(chǎn)生卷繞摩擦力不足的現(xiàn)象；外殼傳動力臂較大，慣性力大、易斷針。綜合以上分析，鉤編頭的傳動形式選用鉤編芯錠旋轉(zhuǎn)，在此基礎(chǔ)上對鉤編頭內(nèi)部的結(jié)構(gòu)形式進行改進設(shè)計，而對形成的捻度需選擇合理的卷繞裝置和卷繞速度進行控制。

　　因為鉤編裝置選擇的是鉤編芯錠旋轉(zhuǎn)的運動方式，所以卷繞裝置選用與芯錠同軸線旋轉(zhuǎn)的錠子傳動方式，錠子的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速應與鉤編芯錠相同，使鉤編線導出過程中由于鉤編端和卷繞端同向同速運動不會產(chǎn)生捻度。

　　張力控制裝置的選擇。紗線導人部分需使導入的紗線保持在一定位置，使舌針能順利將紗線引入編織區(qū)，并在編織過程中具有一定的張力。因此在紗線導人端應加裝張力控制裝置。

　　斷紗自停裝置的選擇。斷紗自停機構(gòu)分機械式和電子式兩大類，為提高設(shè)備自動化程度使結(jié)構(gòu)簡單可靠，選用電子式。經(jīng)過上機實驗最終確定將斷紗自停設(shè)置在鉤編線導出端。

　　傳動結(jié)構(gòu)的分析及確定

　　各部分裝置的運動應協(xié)調(diào)可靠，在方案確定過程中主要考慮以下幾方面。

　　鉤編頭芯錠運動與卷繞裝置錠子運動采用相同的傳動結(jié)構(gòu)，使兩部分運動方向和轉(zhuǎn)速都相同。鉤編運動和卷繞運動的傳動源應與斷紗自停機構(gòu)相聯(lián)系，采用單錠控制，當紗線斷頭時保證兩部分運動同時停止。卷繞導紗部件參考捻線機和細紗機的形式選用獨立運行機構(gòu)，不受其他機構(gòu)影響，可保證各錠導紗運動一致穩(wěn)定，控制容易。各結(jié)構(gòu)運動速度調(diào)整及離合考慮采用電氣控制，簡化機械結(jié)構(gòu)，運行可靠。

　　花式結(jié)節(jié)鉤編捻線機的整體設(shè)計研究分成兩大部分，一是鉤編頭傳動和卷繞錠子傳動的設(shè)計，二是鋼領(lǐng)板升降機構(gòu)及傳動的設(shè)計。

　　鉤編頭傳動和卷繞錠子傳動設(shè)計。原傳動過程有以下問題：每錠都配有一個電動機，成本高、耗電大；槽筒傳動，當紗線出現(xiàn)斷頭時停電動機，槽筒部分需整體停車，鉤編頭與卷繞筒子不能同步制動，影響生產(chǎn)率；紗線光滑引起紗筒與槽筒間的相對打滑，卷裝質(zhì)量受到影響，絡卷張力不穩(wěn)定。為使傳動結(jié)構(gòu)合理、可靠，在本設(shè)備中采用傳統(tǒng)捻線機的龍帶傳動結(jié)構(gòu)，只使用一臺電動機傳動多個錠子，而鉤編芯錠和卷繞錠子通過電磁離合器同步傳動，每組鉤編與卷繞裝置互不影響，單獨控制。

　　通過電動機軸上固裝的電動機皮帶輪傳動龍帶，龍帶依靠摩擦帶動龍帶傳動輪及固裝其上的離合器主傳動軸旋轉(zhuǎn)，如果電磁離合器處于通電狀態(tài)，則通過離合器帶動上箱傳動軸及主傳動輪旋轉(zhuǎn)，然后靠平帶傳動分別經(jīng)過上下兩路過渡傳動輪把運動傳遞到鉤編頭和卷繞錠子上。當斷紗自停裝置檢測到紗線斷頭時，通過電氣控制部分將離合器斷電脫開，鉤編部件與錠子同時停止運動，將斷紗接上后可通過鉤編頭一側(cè)的開關(guān)送電至離合器，鉤編頭和錠子重新開始工作。為保持一定的傳動摩擦力，除需對龍帶進行張緊外，龍帶對龍帶傳動輪應保持一定的包角。從傳動結(jié)構(gòu)上考慮，龍帶一正一反繞過龍帶傳動輪能夠保證包角，相鄰的兩組鉤編頭和卷繞錠子轉(zhuǎn)向相反。

　　卷繞導紗機構(gòu)傳動設(shè)計

　　為使卷繞筒子能夠得到合理的卷裝結(jié)構(gòu)，采用鋼領(lǐng)板升降式導紗機構(gòu)，通過控制升降速度的變化規(guī)律達到不同的卷裝螺旋線節(jié)距。

　　升降電動機采用擺線減速電動機，通過PLC控制電路實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)速的調(diào)整，從而達到對不同卷裝要求的導紗動程和導紗速度進行控制。

　　升降電動機輸出軸端安裝絲杠，絲杠轉(zhuǎn)動帶動與之配合的螺母沿絲杠軸線移動，絲杠每轉(zhuǎn)動一圈通過螺母帶動升降滑車、提升桿在水平方向移動，而提升桿又通過安裝在其上的升降皮帶以及鋼領(lǐng)板升降架帶動鋼領(lǐng)沿錠子軸線移動同樣的距離。如此便通過調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速來獲得不同的鋼領(lǐng)板升降速度。

　　導紗動程通過安裝在絲杠一端的光電編碼器計數(shù)絲杠轉(zhuǎn)動的圈數(shù)確定。將絲杠旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)反饋給電氣控制裝置PLC，絲杠達到設(shè)定圈數(shù)時，PLC會通過判斷控制使電動機反方向旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)鋼領(lǐng)板的升降運動，運動軌跡按照卷繞成形要求實現(xiàn)程序控制。

　　離合器上下箱體軸向配合面有一定的錐度，在配合時可自動定心，而上下箱體加工時軸承安裝孔與配合錐面有較高的同軸度要求，這樣就由上下箱體的安裝保證上下軸承安裝孔的同心度。在裝配過程中采用定位套筒來對離合器底座的安裝位置進行校正，保證離合器安裝位置正確。

　　鉤編和卷繞部件傳動通過電磁離合器進行控制，實現(xiàn)鉤編頭的靈活獨立控制，斷紗處理時不需要整機停車，整機機械結(jié)構(gòu)更簡單化，探測離合性能更穩(wěn)定可靠，離合時間短，操作簡便靈活，生產(chǎn)效率提高。

　　鋼領(lǐng)板升降運動采用單獨電動機作為動力源，通過絲杠螺母及升降傳動帶傳遞運動，簡化了常規(guī)捻線機上笨重的升降結(jié)構(gòu)。鋼領(lǐng)板升降速度及方向由PLC控制變頻器參數(shù)設(shè)定驅(qū)動電動機實現(xiàn)轉(zhuǎn)速及方向變化，調(diào)整比較方便，而且可根據(jù)不同的卷裝要求任意設(shè)定參數(shù)值，方便靈活。

　　整機采用傳統(tǒng)捻線機上的龍帶傳動結(jié)構(gòu)，通過電磁離合器單獨控制鉤編和卷繞錠子轉(zhuǎn)動與斷開，結(jié)構(gòu)緊湊，啟動平穩(wěn)，如發(fā)生過載皮帶打滑，可避免機械結(jié)構(gòu)損壞，更換筒管或斷紗啟動可通過各套獨立開關(guān)進行啟停操作。

　　我們對鉤編頭結(jié)構(gòu)和加工工藝都進行了改進，使端面配合可靠，裝配調(diào)整容易，針踵運動靈活，避免跳針和斷針現(xiàn)象的發(fā)生。在導紗桿上布置4個導紗瓷嘴，可分別穿引芯線和鉤編線，并可在鉤編之前調(diào)整上下位置，方便引線調(diào)整和操作。

　　為了保證紗線輸入端張力穩(wěn)定，紗線振動量小，將斷紗自停部分設(shè)置在鉤編頭下方的紗線輸出端，在紗線輸入端安裝張力控制裝置，以保證輸入紗線張力穩(wěn)定。當斷紗接好后，由獨立的鉤編頭按鈕開關(guān)控制，控制信號輸入到PLC，實現(xiàn)電磁離合器的動作。