CN101358393B - 在四倍捻锭子喂纱中控制和降低张力脉冲的装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于控制和稳定四倍捻锭子中的喂纱张力的装置，其中，旋转退绕器随纱线的退绕一起旋转，纱线再次被向上引入内部轴向腔至一偏转钟形传输元件时，四倍捻锭子的内层气圈开始形成，同时偏转钟形元件相对于下方的退绕器空转。
Description
技术领域
本发明涉及用于捻线机的四倍捻锭子，尤其涉及喂到四倍捻锭子上的纱线的张力调节装置。
背景技术
为了更好地阐明本发明涉及的技术问题，并正确评价本发明的技术方案，可参考图1中的四倍捻锭子，作为非限制性的实施例，在图2的分解图中给出了它的功能。这里给出的四倍捻锭子真实反映了相同申请人的专利申请EP1726693中的装置。还可以参考专利EP1007773中的四倍捻锭子。在这些文献中，公开了这些装置所具有的功能的更多细节。
根据图1和图2，用于细丝和纱线的多重加捻的加捻锭子包括用于喂入筒子11的盛纱罐10，通过使用例如固定的磁铁M将盛纱罐保持锁定在适当位置。一般来说，喂入筒子11与并丝机上被卷绕的合股纱线分别被准备到一个纱线卷装上，然后被带到加捻机。
四倍捻锭子还包括两个旋转方向相反的部件，分别是更靠近内部的上旋转部件15和下旋转部件16，两者均位于筒管座纱罐10下方，上旋转部件15和下旋转部件16彼此相对于锭轴共轴，在筒子11的上方安装有传输和退绕元件20。从喂入筒子上退绕的纱线F首先要穿过退绕元件20，退绕元件的终端接有位于筒子上方的传动元件21，随后纱线向下进入内部上旋转部件15，形成了围绕筒子的内气圈B。纱线沿着径向通道28进入所述上旋转部件15，随辊子29偏转，穿过在所述内部上旋转部件15中的轴向通道30。当纱线到达位于锭旋转轴上所述的通道30的出口处，纱线就穿过与下旋转部件16一体形成的第二传输元件31，随后穿过所述下旋转部件16内部的径向通道32；从中退出并重新引向上方，形成外部气圈B’，到达最后的传输元件33处并最终送至上部的收集装置中。为使图简化，图中并未给出这些收集装置，收集装置以稳定且预先确定的速度将四倍捻锭子上工作的纱线收集在卷装上。在沿着从上传输元件21到最终传输元件33的行程中，纱线在两个旋转部件中的每个的每一回转中被加上两个捻回。
下旋转部件16由支撑整个四倍捻锭子的固定支承座14支撑，并例如通过与锭子同轴的滑轮17被外部传动装置驱动，该滑轮17与传动带接受旋转运动。下旋转部件16通过，例如根据上文中提到的相同申请人的另一专利申请EP1726693中提到的外摆线传递机构，将运动传递给上旋转部件15，更多细节可参考该专利申请。这种外摆线装置18内有一盒式部件19，该装置也同样被用安装在盛纱罐10底部上的固定磁铁锁定在合适的位置。
在喂入筒子11之上具有一退绕器装置20，该退绕器装置从喂入筒子11上接收合股纱线F。这种退绕器20安装在盛纱罐10的内轴13上，在内轴13上插有滚动轴承22。整个退绕器20由从喂入筒子11上螺旋退绕的同一根合股纱线F带动旋转，纱线经过旋转导纱臂23的终环并进入位于退绕器20中的轴向腔24，并将退绕器重新引向上方到达钟状的传输器21的顶部。退绕线速度由位于下游处的收集元件的牵引力决定，该牵引力还决定了加捻纱线产量的小时生产量。
纱线张力元件25位于轴向腔24内部。图1和图2中以及在随后的图4的放大部分，纱线张力元件由弹性活塞26组成，该活塞内置一弹簧，该活塞将合股纱线F压向位于活塞26的上下两个两圆形末端处的环形绕纱座27。这种张力器25满足了纱线F两端彼此精确平行地到达传输器21上并具有一定张力的需要。在不希望出现的情形中，在纱线F合股的初始阶段，纱线的两个末端之一出现松弛，并在加捻时出现凸起纱线的狭缝，这样造成加捻纱中不能被接受的缺陷。因此张力器25是合股纱F的平衡器，以防止合股纱线F出现超出预期的可能出现的松弛端。锭子的一个特征是，纱线至少在其一部分行程中能形成不受外界限制的自由气圈B和B’。
为了更好地阐述本发明中所面临和需解决的技术问题，参考图2以及在锭子功能中的实际速度来描述加捻过程。
四倍捻锭子例如通过滑轮17受到来自下部旋转部件16的轴向轴的单独驱动，并且例如以10,000转/分被驱动。外摆线传动装置18以约50％的速度将运动传递给上部旋转部件15，因此上部旋转部件的依次旋转速度就为5000转/分。
因为，如上文所述，在整个行程中，每一旋转部件的每一回转都使纱线F加上两次捻回。加捻时，每分钟纱线经过下部旋转部件16，得到两次10000转，经过上部旋转部件15，得到两次5000转，也就是说总共是30000转/分。如果纱线F要求每米线上是600个捻度，四倍捻锭上每分钟可对50米纱线进行加工，以50m/min的控制下游装置的牵伸速度。
由于加捻器具有的结构和功能，大多数纱线的张力都是由于高速旋转的纱线气圈的离心力引起的。气圈稳定的技术问题不仅由张力值引起，也由纱线F从喂入筒子11上退绕卷的不规律性引起。
由于下游收集装置的牵伸作用，来自旋转导纱臂23的终环的纱线F被拉离锁定在盛纱罐内的喂入筒子11，这引起例如50m/min的退绕。在喂入筒子的起始外层，该50m/min对应于约每分钟100次的螺旋退绕：纱线F绕着喂入筒子缓慢螺旋行进。纱线F退绕的阻力和纱线对应的张力随着纱线牵伸点的变化而变化，对应于喂入筒子11的导程，纱线的牵伸点有一个脉冲：当纱线在喂入筒子最高处被牵引时，阻力和对应的张力有一最小值，当纱线在喂入筒子11的下部被牵引时，阻力有一最大值。这种脉冲既是由于从喂入筒子的牵伸点到旋转导纱臂23的终环之间的纱线段的长度变化而引起的，也是由于纱线在喂入筒子上滑动时所遇到的较大或较小的摩擦力引起的。喂入筒子上部和下部之间的退绕张力差实际上是由上升和下降方向上退绕纱线受到来自于相邻螺旋的不同阻力决定的。
当喂入筒子11即将用完时，前文中提到对应于每分钟400螺旋(极限值是500-600)退绕的线速度50m/min：纱线F围绕喂入筒子11高速旋转，并一直保持螺旋行进和相近的张力脉冲，以及较高的频率。
由于纱线F从喂入筒子11退绕旋转速度持续增加，牵引纱线F的退绕器20也受到纱线本身的牵引驱动开始旋转，起先以慢速旋转，速度为几转/分，当喂入筒子11即将用完时，旋转速度变大至几百转每分。由于在喂入筒子11到退绕器20之间延伸的螺旋退绕的纱线F的传输速度增加，退绕的阻力也逐步增加。
旋转中这种驱动作用经由旋转导纱臂23传送。由于纱线F的张力阻力脉冲，导纱臂23和整个退绕器20也以一脉冲速度旋转，且在纱线F退绕过程中对纱线F张力阻力脉冲有一放大作用。合股纱线拉伸时的阻力差实际上导致了牵引点的角坐标与旋转导纱臂23之间周期性偏差，其中牵引点为纱线从喂入筒子中分离出之处。由于从喂入筒子牵引点延伸至旋转导纱臂23的终环的纱线F的自由长度呈周期性变化，并且，从该环开始，纱线被代之以基本恒定的速度被牵引，所述自由长度的脉冲导致由导纱臂23施加在纱线上的角拉伸速度和牵引速度的脉冲。对应于纱线卷绕的牵引点，纱线F从喂入筒子11退绕的反向点上，退绕导纱臂23有一角加速/减速。退绕器20对其重量和结构有一定的惯性比，并由被向上方牵引并从喂入筒子11上退绕的纱线带动旋转。当牵引方向在喂入筒子的顶部边缘反向变化时，纱线F的退绕阻力突然增大，并且导纱臂23和纱线牵引点之间的位移角变大：退绕器20超出纱线牵引点，由于角位移变大引起一正的张力峰值，随后有一定程度放松，也即出现“负”的张力峰值。另一方面，当牵引方向在喂入筒子11的顶部边缘反向变化时，纱线F退绕阻力变小，纱线F牵引点和导纱臂23之间的角位移变小：退绕器20有一定的惯性，随即有所调整，并且在传输过程中，由于角位移的变小张力有一定程度的放松。换句话说，当纱线受到阻力越大，被张得越紧，并且角位移也变大。纱线F在牵引点和环之间的纱线段越长，纱线受到的摩擦力越大。当纱线段变短，受到的阻力越小，情况则相反。
在退绕器20的上部传输器21的出口处，纱线F被重新引向下方，形成内层的气圈B。从喂入筒子11的起始端到末端，在纱线被重新引向上方到传输器21的过程中，时间和瞬时张力的过程变化用图3中的实线TI表示，而纱线平均张力表示为虚线TM。从过程开始至结束，瞬时张力呈现不规律脉冲现象，平均张力逐渐增长。这样全部张力是纱线上和从牵引点上直至径向通道28入口的整个运动系统提供的压力和阻力之和。
与外层气圈B’不同，内层气圈B由于空间不够和系统几何形状的原因没有补偿滑轮。基于上述原因，内层气圈B中的纱线自然有一个脉冲张力，该张力使得气圈本身呈现出不稳定性。基于此，内层气圈B的形状和大小持续改变。内层气圈B的张力既不能太大也不能太小。过低的张力使得两气圈B和B’互相干扰，然而最大的危险在于过大的张力。下降气圈B中的过大张力将降低围绕表面36的第二个气圈B’预留的卷绕，使其处于不稳定状态中。这种过大张力同时也减小内层气圈B的直径尺寸，使得气圈本身高速旋转并且与固定的盛纱罐10的圆柱表面相接触，造成断纱。两者接触时，纱线附着在罐壳上并在上面被卷绕，结果立即被扯断。
发明内容
因此本发明提出一种退绕装置，该装置能控制在从喂入筒子11上牵引出的纱线到达钟形传输器21并开始形成上述气圈之处，内层气圈B的张力进程和张力值。
本发明提出一种用于四倍捻锭子的新的退绕器，该装置能控制内层气圈B和纱线的张力值，并能克服上述现有技术中的缺陷。根据本发明，提供了一种用于控制和稳定四倍捻锭子中的喂纱张力的装置，其中，四倍捻锭子上的合股供给纱线通过带有径向导纱臂的旋转退绕器从固定的喂入筒子上退绕，该旋转退绕器被同一根合股供给纱线带动旋转，旋转退绕器具有内部的轴向腔，该轴向腔用于来自旋转导纱臂的终环的合股供给纱线的再次上升，合股供给纱线沿着所述轴向腔直到钟形的偏转传输元件，从钟形的偏转传输元件开始形成四倍捻锭子的内层气圈，其特征在于，所述钟形的偏转传输元件相对于下方的旋转退绕器空转。
附图说明
根据参考了所附的示意图的以下实施方式和非限制性的描述，本发明的特征及优点将更清楚，其中：
图1为四倍捻锭子的结构示意图；
图2为介绍其功能的分解；
图3表示被重新引向上方至图1和2中锭子的上部传输器的过程中纱线张力对时间的过程图；
图4表示本发明中退绕器的示意图；
图5表示相对于退绕器上部的钟形元件内层气圈B的形成；
图6为本发明中退绕器的一个优选装置；
图7表示被重新引向上方至图6中退绕器的上部传输器这个过程中纱线张力对时间的过程图。
具体实施方式
根据本发明，退绕器的特征和优点由图4示出的典型的作为例子的和非限制性的具体实施例显著体现。
参照图2，在退绕器20的轴向腔24的出口处，纱线F被上部旋转部件15牵引向下偏转，并开始形成被驱动以高速如5000转/分旋转的内层气圈B。图1和2中的钟形的传输器21与退绕器20为一整体，其以从喂入筒子11的开始处的数十转/分到数百转/分的逐渐增加的速度旋转，在钟形元件21的出口处，纱线不仅在径向上以数十米/分的速度在钟形元件上滑动，并在钟形元件上时以约5000转/分的速度滑动旋转。
这种滑动(例如以约5000转/分的速度)将产生相当多的缺点。由于滑动纱线的磨损，其中一个相当大的缺点就是，这种滑动将引起纱线严重偏离内层气圈B所期望的径向方向，因而气圈B容易沿着旋转运动的切线方向布置，沿着产生自由纱线段的螺旋形成内层气圈B，与喂入筒子11的固定盛纱罐10非常危险地靠近。另一缺点是由纱线F的这种相对于钟形元件的旋转切向滑动作用引起的，其构成四倍捻线机中耗能相当大的组件，并增加了纱线张力。
图4所示是根据本发明的退绕器50的下部组件，即导纱臂23，内有张紧纱线F的张力器25的主轴腔24，其组成了弹性活塞26，将纱压向两环形绕纱座27，所述环形绕纱座27位于活塞26的上、下圆端处。
它的上部分是图1和2中的传输器21，是钟形的偏转元件51，该板相对下面的退绕器50无相对运动。在图4的具体装置中，钟形元件51独立旋转时有一球轴承52，安装在具有主轴腔24的主体53的顶部。旋转的钟形元件51的外表面有适度的摩擦系数，以便于受驱动以气圈B的旋转速度，如5000转/分来旋转的纱线F驱动钟形元件51一起以相同的速度旋转。事实上，必须考虑到以下事实：由于对应极限牵引速度-大概约在30m/min-约100m/min的滑行作用，径向摩擦可以忽略不计，吸收能量很少，但是切线上的滑动加大四倍捻线机中的能耗损失。
为了得到最佳效果，纱线F必须能驱动钟形元件51随其一起以相同转速运动。钟形元件51表面优选的摩擦系数值范围在0.2-0.4之间。
与具有一体形成的钟形传输器且与退绕器本身一起旋转的现有技术中的四倍捻锭子中常采用的退绕器20相比，本发明中带有相对不动的钟形元件51的退绕器50有许多优点。
本发明提供这样一种技术方案：其具有一与内层气圈B几乎相同速度一起旋转的钟形元件51。可以这样得到：考虑到从空转的钟形元件51中纱线F的出口方向，纱线在径向方向上没有严重的偏转。图5中，内层气圈B的行进通过退绕器上部的钟形元件得到展示。在图5中的左边的侧视图中可以看到相对于盛纱罐10外轮廓的气圈B的行进，其中，左边的虚线表示钟形元件51旋转时的气圈B的行进，右边的点线表示在相同的情况下钟形元件21固定时气圈B的行进。图5中的右图为气圈B行进至上部的钟形传输元件时的俯视图，其中，虚线表示钟形元件51旋转时的气圈B的行进，点线表示在相同的情况下钟形元件21固定时气圈B的行进。
如图5中所示，由于钟形元件51的旋转作用，内层气圈B不易沿切线方向布置且其螺旋行进明显受到限制；内层气圈B不靠近固定盛纱罐10。此外，旋转的钟形元件51可以降低气圈的入口张力至一有效值，使得气圈B行进更有规律，远离罐壳，如图5中的左图所示。纱线相对钟形元件的旋转滑动和由此引起的磨损被基本消除。
根据本发明的改进和优选实施例，发明目的就是用制动装置来调节退绕器50的旋转运动以使该旋转运动尽可能一致。这样做的目的是，通过限制纱线角速度脉冲并使内层气圈B的入口张力更有规律性，来消除或尽可能减少在由退绕器50实施的退绕期间的过程中纱线F的抗拉张力的脉冲放大效果。以下参考图6对此进行描述。
与所述的退绕器20相比，退绕器50通过滚动轴承22的插入，安装在固定的盛纱罐10的内轴13中，滚动轴承插在退绕器和内筒之间，整个退绕器50被从固定喂入筒子11处退绕的同一根合股纱线F带动旋转。一传导材料环60固定于内轴13的上端。在旋转退绕器50的下端，安装有一个或多个永久磁铁61，磁铁61与环60之间的距离可以调整，其N极或S极朝向环60。由于与退绕器50一体的磁铁61的旋转作用，导电材料做成的固定环60受到可变的磁场作用，形成反向电流，并产生与磁铁61方向相反的磁场，对退绕器产生制动作用。
另一方面，可选的实施例可以是在旋转退绕器50的下端上安装传导材料环60，并且将磁铁61安置在固定内轴13的上端。
这种传导材料环60可以由连续环形成，如右图所示，或者该传导材料环60形成有分布在其表面上的小孔，如左图中所示。带有连续环的实施例可以实现更有规律的制动，但对工作间距调节的准确度要求更高。
环60带有一高度调节装置，以便于在一预定值，测量从磁铁61所在的边缘的轴向距离，同时也决定所实施的制动作用。当处理细纱或处理退绕过程中施加阻力很小的纱线时，产生一减速脉冲，工作人员在处理过程的开始就调整制动距离以便施加非常小的制动作用：环60和磁铁61之间彼此相距很远。当处理粗纱时，为了增加制动作用，环60与磁铁61之间的距离被拉近，该作用与距离大小呈平方关系，通常随着距离平方的减少而增加。
为了调整环60和磁铁61之间产生的制动作用，在内轴13中放入一调节两者相互距离的装置。为此图6给出具体实施例，使用环状螺母64，其被拧在位于固定的内轴13上末端的螺丝65上。采用1.5mm的螺纹节距，可以用6个60°间隔位置以0.25mm螺距来调节所述距离。然后设有用于环状螺母的角位置的合适的锁定装置。
该制动系统不受脏污或灰尘影响，易于控制，与旋转速度无关，也不受震荡和滑动的影响。
图6图示的制动装置的效果-装置中有根据图4的带有同时旋转的钟形元件51与磁铁制动器60，61共同作用的退绕器50-用虚点线在图7中表现出来。由此可以看出，退绕纱线F瞬间张力变化的不规律性相对于图3(参照图3中的实线)是如何明显减小的。喂入筒子11的起始端和最末端之间的平均张力值在两图中并无区别。另一方面，虚点线所示的修正的瞬时张力值清楚地表明脉冲变小，一般脉冲振幅范围在平均值的40％至平均值的50％。退绕的张力变化越有规律，气圈B行进也就越有规律，并且远离盛纱罐。
Claims (14)
1.用于控制和稳定四倍捻锭子中的喂纱张力的装置，其中，四倍捻锭子(10)上的合股供给纱线(F)通过带有径向导纱臂(23)的旋转退绕器(50)从固定的喂入筒子(11)上退绕，该旋转退绕器被同一根合股供给纱线(F)带动旋转，旋转退绕器(50)具有内部的轴向腔(24)，该轴向腔用于来自旋转的导纱臂(23)的终环的合股供给纱线(F)的再次上升，合股供给纱线(F)沿着所述轴向腔直到钟形的偏转传输元件(51)，从钟形的偏转传输元件(51)开始形成四倍捻锭子(10)的内层气圈(B)，其特征在于，所述钟形的偏转传输元件(51)相对于下方的旋转退绕器(50)空转。
2.根据权利要求1所述的用于控制和稳定四倍捻锭子中的喂纱张力的装置，其特征在于，独立于所述钟形的偏转传输元件(51)的旋转用球轴承(52)来实现，该球轴承安装在包含轴向腔(24)的主体(53)的顶部处。
3.根据权利要求1所述的用于控制和稳定四倍捻锭子中的喂纱张力的装置，其特征在于，钟形的偏转传输元件(51)表面的摩擦系数值范围在0.2-0.4的范围内。
4.根据权利要求1所述的用于控制和稳定四倍捻锭子中的喂纱张力的装置，其特征在于，在轴向腔(24)内部设置有纱线张力元件(25)，该纱线张力元件确保合股供给纱线(F)的两端拉紧地且彼此精确平行地到达上部传输器。
5.根据权利要求1所述的用于控制和稳定四倍捻锭子中的喂纱张力的装置，其特征在于，旋转退绕器(50)通过滚动轴承(22)安装在被固定于四倍捻锭子(10)上的内轴(13)上。
6.根据权利要求1所述的用于控制和稳定四倍捻锭子中的喂纱张力的装置，其特征在于，在四倍捻锭子(10)的固定的内轴(13)上安装有用于旋转退绕器(50)的旋转的磁性制动装置。
7.根据权利要求6所述的用于控制和稳定四倍捻锭子中的喂纱张力的装置，其特征在于，所述磁性制动装置包括与一个或多个永久磁铁(61)相对的传导材料环(60)，所述传导材料环与永久磁铁以一可调节的距离相互面对，传导材料环和永久磁铁中的一个与固定的内轴(13)形成一体，传导材料环和永久磁铁中的另一个与旋转退绕器(50)一起旋转。
8.根据权利要求7所述的用于控制和稳定四倍捻锭子中的喂纱张力的装置，其特征在于，传导材料环(60)固定在内轴(13)的上端上，而永久磁铁(61)安装在旋转退绕器(50)的下端上。
9.根据权利要求7所述的用于控制和稳定四倍捻锭子中的喂纱张力的装置，其特征在于，传导材料环(60)固定在旋转退绕器(50)的下端上，而永久磁铁(61)安装在内轴(13)的上端上。
10.根据权利要求7所述的用于控制和稳定四倍捻锭子中的喂纱张力的装置，其特征在于，传导材料环(60)由连续环形成。
11.根据权利要求7所述的用于控制和稳定四倍捻锭子中的喂纱张力的装置，其特征在于，传导材料环(60)形成有分布在其表面上的孔。
12.根据权利要求7所述的用于控制和稳定四倍捻锭子中的喂纱张力的装置，其特征在于，为了调整施加在传导材料环(60)和永久磁铁(61)之间的制动作用，用于调节它们之间的相互距离的调节装置插入在所述固定的内轴(13)上。
13.根据权利要求12所述的用于控制和稳定四倍捻锭子中的喂纱张力的装置，其特征在于，传导材料环(60)与永久磁铁(61)之间的距离的调节通过环状螺母(64)来实现，该环状螺母拧在形成于固定的内轴(13)的上端上的螺纹(65)上。
14.根据权利要求13所述的用于控制和稳定四倍捻锭子中的喂纱张力的装置，其特征在于，环状螺母(64)具有用于其角位置的锁定装置。
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