竹節紗的生產工藝及控制裝置

竹節紗是在長度方向上出現節粗、節細形狀單紗，其特征參數有基紗號數、竹節粗度、各段竹節長度(節長)和各段間距（節距）。竹節粗度即竹節定量與基紗定量之比，一般在1．5～6范圍內；節長即每個竹節的長度；節距即相鄰兩個竹節間的基紗長度。竹節紗按竹節的分布情況可分為無規律竹節紗和有規率竹節紗。紡制竹節紗的設備可用專用設備，但目前大多是采用改造后的環錠細紗機或轉杯紡紗機紡制。目前國內竹節紗的生產原理大致有4種：“變牽伸型”竹節紗，即瞬時改變機器的牽伸倍數以形成粗節；“植入型”竹節紗，即在前鉗口后面瞬時喂入—小段須條而形成粗竹；“纖維型”竹節紗，即利用短纖維的浮游運動性產生條干不勻的原理，增加喂入紗條中短纖維的含量，并調整設備的工藝參數以生產粗細節紗，這種生產方法對合理利用粘梳短纖維有實際意義；“涂色型”竹節紗，即利用人的感官視覺效應，分段對普通紗線進行印色，產生類似的竹節效應。生產中常見的足第一種生產方式，即在普通的環錠細紗機或轉杯紡紗機上增設一套變速裝置，不需增添特殊設備，投資少，見效快。在環錠細紗機和轉杯紡紗機上開發紡制竹節紗的控制裝置普遍采用三種形式：一、缺陷法：如在長纖維中加入少量短纖維，并在細紗機上去掉上銷及上下皮圈，保留下銷，利用短纖維制造“牽伸波”來形成竹節。此法一般短纖混入率在5％～10％左右，短纖率高則竹節數量多，在麻紡或麻棉混紡中尤其顯著。第二種是采用不完全齒輪的變牽伸機構，優點是費用低；缺點是噪音大，不可變換工藝，如竹節長度、節距、線密度及任意的循環等，且壽命短，維護費用大。二、機電結合式：實質是采用出離合器的變牽伸機構，大都采用單篇機或PLC控制電磁離合器吸合，費用較低，但噪音大、壽命短，維護費用大，竹節紗參數控制差、精度差、花式變化少，很難滿足高質量的用戶需求。三、全數字式：取消電磁離合器的執行機構，整個系統采用數字控制，控制精度與生產效率大大提高，它可完全按樣品或客戶的任何要求生產，達到至善至美的程度，而且參數調整十分簡單、方便、快捷，只需在控制面板上鍵入設計工藝即可，是今后的發展趨勢。數字控制裝置的主要改造型式有以下三種：一、前羅拉變速（適紡短竹節紗）：二、中后羅拉變速（適紡竹節長度大于纖維長度的竹節紗）：三、全數字調速系統（一個完善系統，可任意設定各主要工藝參數、動靜態下的前羅拉與中后羅拉的速度，任意設定動態牽伸倍數，紡制各種類型的竹節紗或常規紗）：上述三種典型改造機型均可實現靜態、動態實時任意調節牽伸倍數，從而實現各種竹節紗的開發與紡制。全數字調速系統的控制介紹：觸摸屏作為用戶界面，輸入并顯示所需參數；PLC或工控機為控制中心，對變頻器及伺服驅動器進行參數設置，控制相應電機特定時刻的轉速及轉向。整個控制系統的關鍵是多個電機的同步和調速，伺服電機自帶旋轉編碼器與各自對應的伺服驅動器自成閉環控制，按照一定的順序啟動，同步問題對成紗沒有什么影響，而主電機與其它電機特性不同，而且需要按照工藝需求曲線進行變速，通過旋轉編碼器反饋主軸轉速，可使伺服電機轉速跟隨主電機轉速保持同步控制。前羅拉、中后羅拉伺服電機則根據工藝與品種開發進行變速，而鋼領板升降伺服電機則連續變速，鋼領板的落紗位置、始紡位置、滿管位置的控制可以設置接近開關，也可以在程序中對鋼領板升降伺服電機編碼器的脈沖數進行控制。由于鋼領板的升降不完全足剛性傳動，且傳動鏈總有間隙，電機換向后，鋼領板有停頓現象，紗線會出現重疊卷繞，成形不良，尤其是錐底部位，退繞時將會造成嚴重的脫圈。因此，換向后需要進行一個很短時間的加速補償，再按既定曲線進行控制，才能保證良好的成形。中途停車時，控制程序在鋼領板升降伺服電機向下的換向完成以后發出停車信號，保證再開車時，鋼領板先向下運動，以減少開車斷頭，提高效率。整機的控制程序還包括如落紗和底紗成形等。控制精度受主電腦發出脈沖的速率和伺服系統響應時間的影響。實踐證明此系統誤差很小，能夠很好地滿足紡紗卷繞的數字設定要求，特別是紡制高品質竹節紗的需求，是目前最完善的竹節紗生產系統。轉杯紡紗機改造后可實現靜態、動態實時任意調節，從而實現竹節長度大于紡紗杯周長、竹節線密度存在漸變效應、具有仿麻效果的各種竹節紗的開發和紡制。