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捻線機(jī)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(jī)分為環(huán)錠捻線機(jī)、翼錠捻線機(jī)、倍捻捻線機(jī)。環(huán)錠捻線機(jī)的卷繞成形機(jī)構(gòu)大多與環(huán)錠細(xì)紗機(jī)相同。鋼領(lǐng)板由成形凸輪傳動(dòng)作短動(dòng)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(jī)與一般捻線機(jī)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(yùn)動(dòng)也不同。
本期我們就花式鉤編捻線機(jī)、FA721型捻線機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、紗線斷頭解決、控制系統(tǒng)等問題進(jìn)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(yīng)用領(lǐng)域及后加工手段已經(jīng)由原來以橫機(jī)加工針織服裝為主，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓜U織機(jī)、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(jī)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(diǎn)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(jī)的設(shè)計(jì)。
合理配置解決老機(jī)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(jìn)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(jìn)行間斷式張力控制，則會(huì)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(zhǔn)確而穩(wěn)定，在運(yùn)行過程中不能有振動(dòng)現(xiàn)象產(chǎn)生�；ㄊ姐^編線形成以后，應(yīng)從鉤編區(qū)導(dǎo)出形成一定的卷裝形式，在導(dǎo)出過程中要保證其張力和捻度。另外，在卷繞裝置中應(yīng)設(shè)置合理的導(dǎo)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(yīng)設(shè)置合理的斷紗停車機(jī)構(gòu)以促使鉤編和卷繞部件停止，防止機(jī)件損壞；在紗線喂入端和鉤編線卷繞端應(yīng)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(yīng)合理進(jìn)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(jī)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(yùn)行時(shí)的擋針現(xiàn)象；采用導(dǎo)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(yàn)，裝配調(diào)整時(shí)間長。
目前市場上半機(jī)械化生產(chǎn)的鉤編裝置中，存在兩種傳動(dòng)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(huì)隨同芯錠旋轉(zhuǎn)一周，所以會(huì)在形成的鉤編線上產(chǎn)生一個(gè)捻回；傳動(dòng)芯錠回轉(zhuǎn)力臂較小、慣性力小，在采用帶傳動(dòng)的形式下，如果發(fā)生堵紗現(xiàn)象會(huì)使傳動(dòng)帶打滑，防止舌針損壞。鉤編外殼旋轉(zhuǎn)采用槽筒機(jī)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(dòng)力臂較大，慣性力大、易斷針。綜合以上分析，鉤編頭的傳動(dòng)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(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，而對形成的捻度需選擇合理的卷繞裝置和卷繞速度進(jìn)行控制。
因?yàn)殂^編裝置選擇的是鉤編芯錠旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)方式，所以卷繞裝置選用與芯錠同軸線旋轉(zhuǎn)的錠子傳動(dòng)方式，錠子的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速應(yīng)與鉤編芯錠相同，使鉤編線導(dǎo)出過程中由于鉤編端和卷繞端同向同速運(yùn)動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生捻度。
張力控制裝置的選擇。紗線導(dǎo)人部分需使導(dǎo)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(dǎo)人端應(yīng)加裝張力控制裝置。
斷紗自停裝置的選擇。斷紗自停機(jī)構(gòu)分機(jī)械式和電子式兩大類，為提高設(shè)備自動(dòng)化程度使結(jié)構(gòu)簡單可靠，選用電子式。經(jīng)過上機(jī)實(shí)驗(yàn)最終確定將斷紗自停設(shè)置在鉤編線導(dǎo)出端。
傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的分析及確定
各部分裝置的運(yùn)動(dòng)應(yīng)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(yùn)動(dòng)與卷繞裝置錠子運(yùn)動(dòng)采用相同的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，使兩部分運(yùn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)速都相同。鉤編運(yùn)動(dòng)和卷繞運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)源應(yīng)與斷紗自停機(jī)構(gòu)相聯(lián)系，采用單錠控制，當(dāng)紗線斷頭時(shí)保證兩部分運(yùn)動(dòng)同時(shí)停止。卷繞導(dǎo)紗部件參考捻線機(jī)和細(xì)紗機(jī)的形式選用獨(dú)立運(yùn)行機(jī)構(gòu)，不受其他機(jī)構(gòu)影響，可保證各錠導(dǎo)紗運(yùn)動(dòng)一致穩(wěn)定，控制容易。各結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度調(diào)整及離合考慮采用電氣控制，簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)，運(yùn)行可靠。
花式結(jié)節(jié)鉤編捻線機(jī)的整體設(shè)計(jì)研究分成兩大部分，一是鉤編頭傳動(dòng)和卷繞錠子傳動(dòng)的設(shè)計(jì)，二是鋼領(lǐng)板升降機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)的設(shè)計(jì)。
鉤編頭傳動(dòng)和卷繞錠子傳動(dòng)設(shè)計(jì)。原傳動(dòng)過程有以下問題：每錠都配有一個(gè)電動(dòng)機(jī)，成本高、耗電大；槽筒傳動(dòng)，當(dāng)紗線出現(xiàn)斷頭時(shí)停電動(dòng)機(jī)，槽筒部分需整體停車，鉤編頭與卷繞筒子不能同步制動(dòng)，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(luò)卷張力不穩(wěn)定。為使傳動(dòng)結(jié)構(gòu)合理、可靠，在本設(shè)備中采用傳統(tǒng)捻線機(jī)的龍帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，只使用一臺電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)多個(gè)錠子，而鉤編芯錠和卷繞錠子通過電磁離合器同步傳動(dòng)，每組鉤編與卷繞裝置互不影響，單獨(dú)控制。
通過電動(dòng)機(jī)軸上固裝的電動(dòng)機(jī)皮帶輪傳動(dòng)龍帶，龍帶依靠摩擦帶動(dòng)龍帶傳動(dòng)輪及固裝其上的離合器主傳動(dòng)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(dòng)上箱傳動(dòng)軸及主傳動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，然后靠平帶傳動(dòng)分別經(jīng)過上下兩路過渡傳動(dòng)輪把運(yùn)動(dòng)傳遞到鉤編頭和卷繞錠子上。當(dāng)斷紗自停裝置檢測到紗線斷頭時(shí)，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(shí)停止運(yùn)動(dòng)，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(dòng)摩擦力，除需對龍帶進(jìn)行張緊外，龍帶對龍帶傳動(dòng)輪應(yīng)保持一定的包角。從傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上考慮，龍帶一正一反繞過龍帶傳動(dòng)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(dǎo)紗機(jī)構(gòu)傳動(dòng)設(shè)計(jì)
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(dǎo)紗機(jī)構(gòu)，通過控制升降速度的變化規(guī)律達(dá)到不同的卷裝螺旋線節(jié)距。
升降電動(dòng)機(jī)采用擺線減速電動(dòng)機(jī)，通過PLC控制電路實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)速的調(diào)整，從而達(dá)到對不同卷裝要求的導(dǎo)紗動(dòng)程和導(dǎo)紗速度進(jìn)行控制。
升降電動(dòng)機(jī)輸出軸端安裝絲杠，絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)與之配合的螺母沿絲杠軸線移動(dòng)，絲杠每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈通過螺母帶動(dòng)升降滑車、提升桿在水平方向移動(dòng)，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(dòng)鋼領(lǐng)沿錠子軸線移動(dòng)同樣的距離。如此便通過調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來獲得不同的鋼領(lǐng)板升降速度。
導(dǎo)紗動(dòng)程通過安裝在絲杠一端的光電編碼器計(jì)數(shù)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)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(dá)到設(shè)定圈數(shù)時(shí)，PLC會(huì)通過判斷控制使電動(dòng)機(jī)反方向旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)鋼領(lǐng)板的升降運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡按照卷繞成形要求實(shí)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(shí)可自動(dòng)定心，而上下箱體加工時(shí)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(jìn)行校正，保證離合器安裝位置正確。
鉤編和卷繞部件傳動(dòng)通過電磁離合器進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)鉤編頭的靈活獨(dú)立控制，斷紗處理時(shí)不需要整機(jī)停車，整機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)更簡單化，探測離合性能更穩(wěn)定可靠，離合時(shí)間短，操作簡便靈活，生產(chǎn)效率提高。
鋼領(lǐng)板升降運(yùn)動(dòng)采用單獨(dú)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，通過絲杠螺母及升降傳動(dòng)帶傳遞運(yùn)動(dòng)，簡化了常規(guī)捻線機(jī)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(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)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(jī)采用傳統(tǒng)捻線機(jī)上的龍帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，通過電磁離合器單獨(dú)控制鉤編和卷繞錠子轉(zhuǎn)動(dòng)與斷開，結(jié)構(gòu)緊湊，啟動(dòng)平穩(wěn)，如發(fā)生過載皮帶打滑，可避免機(jī)械結(jié)構(gòu)損壞，更換筒管或斷紗啟動(dòng)可通過各套獨(dú)立開關(guān)進(jìn)行啟停操作。
我們對鉤編頭結(jié)構(gòu)和加工工藝都進(jìn)行了改進(jìn)，使端面配合可靠，裝配調(diào)整容易，針踵運(yùn)動(dòng)靈活，避免跳針和斷針現(xiàn)象的發(fā)生。在導(dǎo)紗桿上布置4個(gè)導(dǎo)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(dòng)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(dāng)斷紗接好后，由獨(dú)立的鉤編頭按鈕開關(guān)控制，控制信號輸入到PLC，實(shí)現(xiàn)電磁離合器的動(dòng)作。
