三棉條異步輸入和多級(jí)分梳的轉(zhuǎn)杯紡紡紗方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬紡織行業(yè)的轉(zhuǎn)杯紡紗領(lǐng)域【背景技術(shù)】
[0002] 轉(zhuǎn)杯紡成紗的基本原理為：棉條由喇叭口經(jīng)給棉板和給棉羅拉的握持，給棉羅拉 轉(zhuǎn)動(dòng)輸送棉條送至分梳區(qū)；分梳區(qū)高速旋轉(zhuǎn)的分梳輥對(duì)棉條進(jìn)行開松剝?nèi)　⑹崂矸蛛x、混 合，使其變?yōu)橄嗷シ蛛x、平行排列的單纖維并進(jìn)入輸棉通道；在氣流作用下，纖維流經(jīng)由輸 棉通道進(jìn)入轉(zhuǎn)杯，在高速旋轉(zhuǎn)紡杯的離心力作用下，纖維在凝聚槽內(nèi)進(jìn)一步疊加混合，由母 紗引出并經(jīng)阻捻器加捻后形成紗線。
[0003]專利"一種轉(zhuǎn)杯紡混色成紗方法及裝置與產(chǎn)品"（申請(qǐng)?zhí)朇N201410190891. 1)及 "一種轉(zhuǎn)杯紡混色成紗裝置"（CN201420229715.X)通過控制喂給羅拉速度，以連續(xù)恒量喂 入、或者分段變量喂入兩根或兩根以上的熟條，變混紡比形成具有單色或者多色纖維混合， 以實(shí)現(xiàn)紡紗線密度恒定而調(diào)整混紡比的效果。但該發(fā)明存在兩個(gè)問題：第一，在發(fā)明中只是 在概念上提出通過耦合牽伸實(shí)現(xiàn)線密度恒定的混色及段彩紡紗，并未給出耦合牽伸實(shí)現(xiàn)線 密度恒定的條件下如何改變混合比及混色比。同時(shí)，未給出具體的實(shí)施方案及實(shí)施例。第 二，該專利申請(qǐng)仍使用傳統(tǒng)的單一分梳輥，當(dāng)三根棉條同時(shí)喂入時(shí)，原有的分梳牽伸系統(tǒng)不 能充分地完成對(duì)多根棉條剝?nèi)?、梳理、混合和分解牽伸，由此?huì)導(dǎo)致纖維叢分解不充分，造 成堵分梳輥和堵轉(zhuǎn)杯情況發(fā)生，紡紗易出現(xiàn)斷頭及粗節(jié)、棉結(jié)等缺陷。同時(shí)，耦合喂入的各 根棉條雖然總量恒定，但各棉條喂入量存在差異，較短的分梳區(qū)導(dǎo)致纖維橫向混合的機(jī)會(huì) 也不多，因此導(dǎo)致混色效果不理想。
[0004]目前轉(zhuǎn)杯紡中可以實(shí)現(xiàn)混紡比恒定而線密度變化的主要有專利"轉(zhuǎn)杯紡竹節(jié)紗的 方法和紡紗裝置"（授權(quán)號(hào)CN00137211. 4)，它的原理是異步電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)，經(jīng)差動(dòng)器、絲 桿和蝸輪，驅(qū)動(dòng)喂給羅拉，通過步進(jìn)電機(jī)在智能控制器控制下執(zhí)行下列操作：從高速減至低 速；持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間；加速至高速；持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，轉(zhuǎn)杯紡制一段竹節(jié)紗。該專利可 以生產(chǎn)變線密度的紗線，但無法改變紗線混紡比。
[0005]生產(chǎn)線密度和混紡比均變化的紗線，需要喂入的兩根或兩根以上粗紗能夠分別在 線控制各自的喂入量，并且在分別改變各粗紗喂入量的同時(shí)還要使總的粗紗喂入量也能得 到控制，目前尚無專利能實(shí)現(xiàn)這種紗的生產(chǎn)。生產(chǎn)線密度和混紡比均不變化的紗線，主要問 題是，不能在轉(zhuǎn)杯紡細(xì)紗工序?qū)崿F(xiàn)兩種以上纖維以任意比例進(jìn)行混紡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明在機(jī)構(gòu)上對(duì)傳統(tǒng)轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)。一種多級(jí) 分梳及多組分喂入的轉(zhuǎn)杯紡紗方法的裝置，包括紡紗系統(tǒng)和電腦控制系統(tǒng)，紡紗系統(tǒng)包括 喂給分梳機(jī)構(gòu)、凝聚加捻機(jī)構(gòu)、卷繞成型機(jī)構(gòu)，其特征在于喂給分梳機(jī)構(gòu)包括多級(jí)分梳輥 和具有三個(gè)回轉(zhuǎn)自由度的組合式給棉羅拉，所述的三個(gè)回轉(zhuǎn)自由度的組合式給棉羅拉的 三個(gè)羅拉的速度比可調(diào)。所述凝聚加捻機(jī)構(gòu)包括輸棉通道、轉(zhuǎn)杯和引紗裝置；卷繞成型 機(jī)構(gòu)包括引紗卷繞機(jī)構(gòu)。所述的電腦控制系統(tǒng)包括PLC可編程控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服 電機(jī)，所述的三個(gè)回轉(zhuǎn)自由度的組合式給棉羅拉、多級(jí)分梳輥由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。所述的回 轉(zhuǎn)自由度的組合式給棉羅拉包括軸、軸承、空心軸、第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、墊圈、 第一活動(dòng)羅拉、第二活動(dòng)羅拉、第三活動(dòng)羅拉，所述第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、第一活 動(dòng)羅拉、第二活動(dòng)羅拉、第三活動(dòng)羅拉圍繞同一軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，第一齒輪驅(qū)動(dòng)第一活動(dòng)羅拉，第 二齒輪驅(qū)動(dòng)第二活動(dòng)羅拉，第三齒輪驅(qū)動(dòng)第三活動(dòng)羅拉。所述的多級(jí)分梳輥由第一分梳 輥、第二分梳輥和第三分梳輥平行排列組成。所述的多級(jí)分梳輥的轉(zhuǎn)速逐級(jí)遞增，第一分 梳輥的轉(zhuǎn)速為1500-3000rpm，第二分梳輥的轉(zhuǎn)速為3000-6000rpm，第三分梳輥的轉(zhuǎn)速為 6000-12000rpm。，所述多級(jí)分梳輥的梳針密度逐級(jí)增大。
[0007] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用上述裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)杯紡紗的方法，包括給棉、 分梳、凝聚加捻、引紗卷繞，其特征在于：所述給棉采用三個(gè)回轉(zhuǎn)自由度的組合式給棉羅拉 非同步喂入分梳區(qū)，所述分梳采用多級(jí)分梳輥。
[0008] 通過本發(fā)明配置設(shè)計(jì)的組合羅拉和三個(gè)分梳輥，可將三根棉條（或三種不同原料 的條子、或三種色彩的條子，下簡(jiǎn)稱三組份），經(jīng)組合式給棉羅拉非同步地喂入轉(zhuǎn)杯紡分梳 區(qū)，經(jīng)三級(jí)分梳輥的逐級(jí)開松、梳理、取向、混合、及分解牽伸，將兩根棉條逐步分解為束纖 維并進(jìn)一步分解為單根纖維。在離心力和氣流的作用下，從分梳輥上脫離和轉(zhuǎn)移的連續(xù)單 纖維流進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的紡杯。纖維流在轉(zhuǎn)杯離心力作用下又凝聚成須條，再經(jīng)阻捻器加捻， 由引紗羅拉導(dǎo)出形成轉(zhuǎn)杯紡紗線。在紡紗過程中，通過電腦程序控制伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使具有 三個(gè)自由度的給棉羅拉非同步地分別將三根棉條喂入分梳區(qū)，通過調(diào)控三個(gè)給棉羅拉的喂 入量和喂入比，就可以動(dòng)態(tài)配置該轉(zhuǎn)杯紡最終成紗的線密度及三組份的混紡比，生產(chǎn)竹節(jié) 紗、段彩紗、段彩竹節(jié)紗、配色紗。
[0009] 第一分梳輥的轉(zhuǎn)速較低，這樣可以保證多根棉條喂入量差異較大時(shí)，各棉條中纖 維受到分梳輥的梳理次數(shù)總量都在合理的范圍內(nèi)，減少纖維的損傷；第二分梳輥的轉(zhuǎn)速高 于第一分梳輥，經(jīng)過第二分梳輥的梳理，纖維的縱向取向得到優(yōu)化，橫向轉(zhuǎn)移混合進(jìn)一步優(yōu) 化；第三分梳輥是高速分梳輥，纖維經(jīng)過第三分梳輥不僅得到更好的梳理與轉(zhuǎn)移，并且速度 得到提升，到達(dá)進(jìn)入梳棉通道的離心力要求，可以順利有序的進(jìn)入轉(zhuǎn)杯成紗。通過上述多級(jí) 剝?nèi)?、開松、除雜、分梳牽伸、轉(zhuǎn)移，順利完成將棉條分解成棉網(wǎng)、棉網(wǎng)再分解成束纖維、束纖 維在分解成單纖維的超大牽伸功能，提升了轉(zhuǎn)杯紡分梳區(qū)的功能，具有柔性、高效、高產(chǎn)的 效果。
[0010] ⑵本發(fā)明專利在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了相應(yīng)的紡紗數(shù)學(xué)模型和程序算 法，通過機(jī)電一體化的伺服控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了隨機(jī)調(diào)控轉(zhuǎn)杯紡成紗的線密度及混紡比。在具 體的實(shí)施例中，進(jìn)行了如下四種紗線的紡紗：
[0011] ①線密度恒定而混紡比變化的紗線，如具有漸變色彩或分段色彩的等線密度段彩 紗；
[0012] ②混紡比恒定而線密度變化的紗線，如竹節(jié)紗、大肚紗、點(diǎn)點(diǎn)紗等；
[0013] ③線密度和混紡比均變化的紗線，如段彩竹節(jié)紗、段彩大肚紗、段彩點(diǎn)點(diǎn)紗等；
[0014] ④線密度和混紡比不變化，但以任意比例混配的混紡紗或混配色紗。
【附圖說明】
[0015] 圖1 :轉(zhuǎn)杯紡紗流程圖
[0016] 圖2 :三分梳輥轉(zhuǎn)杯紡粗紗梳理牽伸過過程圖
[0017] 圖3 :給棉羅拉傳動(dòng)示意圖，3b為3a的右視圖
[0018] 圖4 :組合式給棉羅拉結(jié)構(gòu)圖
[0019] 圖5 :三組份異步二級(jí)牽伸紡紗控制系統(tǒng)圖
[0020] 圖6 :三組份異步輸入轉(zhuǎn)杯紡成紗系統(tǒng)控制模式圖
[0021] 1_1，1_2,1-3-分梳混，1 -4，1-5-排雜口，1-6-給棉羅拉，1 -7-棉條，1-8-加壓彈 片，1-9-給棉板，1-10-輸棉通道，1-11-阻捻器，1-12-轉(zhuǎn)杯，1-13-抽氣孔，1-14, 1-15-引 紗羅拉，1-16-紗線，2-4, 2-5, 2-6-給棉羅拉，2-1，2-2, 2-3-棉條，2-7-給棉板，2-8, 2-9， 2-10-分梳輥，2-11-纖維流，2-12-轉(zhuǎn)杯，2-13-紗線，3a-l，3a-4, 3a-5-羅拉，3a-2, 3a-9， 3a-l〇-齒輪，3a-3, 3a-6, 3a-7-過橋齒輪，3a-8-羅拉軸，3a-l1，3a-12, 3a-13_ 分梳車?yán)ィ?3a-14-細(xì)紗；圖3b中3b-l_齒輪，3b-2-羅拉，3b-3-齒輪，3b-4-齒輪，3b-5-齒輪。
[0022] 4-1，4-10-軸承，4-2-空心軸，4-3,4-9,4-11-齒輪，4-4,4-8-墊圈，4-5-羅拉， 4-6-羅拉，4-7-羅拉，4-12-軸，4-5,4-6,4-7三個(gè)活動(dòng)羅拉分別由齒輪4-3,4-9,4-11驅(qū) 動(dòng)。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 文中所用公式代號(hào)的意義：
[0024] %1:給棉羅拉1的線速度；￥。2:給棉羅拉2的線速度；￥。 3:給棉羅拉3的線速度；V1: 分梳輥1的線速度；V2:分梳輥2的線速度；V3:分梳輥3的線速度；V4:轉(zhuǎn)杯線速度；V5:引紗 羅拉線速度；
[0025] P1:棉條A的線密度（克/米）；
[0026] P2:棉條B的線密度（克/米）；
[0027] P3:棉條C的線密度（克/米）；
[0028]P:成紗線密度（克/米）；
[0029] P11:棉條A經(jīng)過分梳輥1的線密度（克/米）；
[0030] P12:棉條A經(jīng)過分梳輥2的線密度（克/米）；
[0031] P13:棉條A經(jīng)過分梳輥3的線密度（克/米）；
[0032] P14:棉條A在轉(zhuǎn)杯內(nèi)的線密度（克/米），
[0033] P21:棉條B經(jīng)過分梳輥1的線密度（克/米）；
[0034] P22:棉條B經(jīng)過分梳輥2的線密度（克/米）；
[0035] P23:棉條B經(jīng)過分梳輥3的線密度（克/米）；
[0036] P24:棉條B在轉(zhuǎn)杯內(nèi)的線密度（克/米），
[0037] P31:棉條C經(jīng)過分梳輥1的線密度（克/米）；
[0038] P32:棉條C經(jīng)過分梳輥2的線密度（克/米）；
[0039] P33:棉條C經(jīng)過分梳輥3的線密度（克/米）；
[0040]P34:棉條C在轉(zhuǎn)杯內(nèi)的線密度（克/米），
[0041] E1:分梳輥1相對(duì)于給棉羅拉的牽伸比；
[0042] E2:分梳輥2相對(duì)于分梳輥1的牽伸比；
[0043]E3:分梳輥3相對(duì)于分梳輥2的牽伸比；
[0044]E4:轉(zhuǎn)杯相對(duì)于分梳輥3的牽伸比；
[0045]E5: