CN107099899A - 自适应微张力包芯纱断芯保护快速反应装置、方法和纺纱机 - Google Patents
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Abstract
一种自适应微张力包芯纱断芯保护快速反应装置、方法和纺纱机，装置由导丝轮、摆杆、转轴、壳体、固定套、球头定位件、弹簧、推杆、断纱环组成。所述装置壳体通过固定套倾斜固定在细纱机的摇架杆上，正常工作时，芯丝经过所述装置的导丝轮并带动导丝轮转动，芯丝中的微张力保持摆杆处于动平衡状态。当芯丝断头，导丝轮和摆杆失去平衡，摆杆顺时针运动，带动转轴压下球头定位件，推杆摆脱球头定位件的限制，在弹簧弹力作用下向前运动，连接在推杆前端槽中的断纱环卡到两个后罗拉的中间，切断粗纱，快速停止粗纱线喂入，杜绝空芯纱的形成。本发明相比于现有的技术，可在芯丝断头时立即停止粗纱喂入，彻底杜绝空芯纱、漏芯纱。
Description
技术领域
本发明属于纺织机械附件和包芯纱制造领域，涉及一种包芯纱断芯保护快速反应装置。
背景技术
纺织机在包芯纱纺纱过程中常发生断芯事故，如发生断芯事故，则纺出的包芯纱无芯，纱线韧性低、易断线，势必影响织出布料的质量。在纺织机上安装断芯保护快速反应装置，当纺纱机上有断芯现象发生时装置能及时检测出来并使纺纱过程停止。
目前市场上的关于纺织机断芯检测的方法虽然有很多，但专门针对包芯纱断芯检测的方法却十分有限，主要依靠光电传感器为核心的产品，且由于芯丝过细，光电传感存在操作难度大，可靠性低，实现成本高的问题。故需要一种装置解决上述问题。
发明内容
技术问题：本发明提供一种自适应微张力包芯纱断芯保护快速反应装置，能够解决现有技术的不足之处，操作方便、可靠性高且成本低廉，能满足大中小型企业的生产需求，且可在现有的纺纱机的狭小空间中直接安装使用。
技术方案：本发明的自适应微张力包芯纱断芯保护快速反应装置，包括外摆杆、与所述外摆杆一端连接的锁定解脱动作机构、安装在外摆杆另一端的导丝轮、与所述锁定解脱动作机构联动的自断纱执行机构，所述锁定解脱动作机构包括转轴、安装在所述转轴上的拨叉、设置在所述拨叉运动路径上的球头定位件，所述自断纱执行机构包括壳体、设置在所述壳体中能水平滑动的推杆、水平安装在所述推杆上的第二弹簧、设置有推杆一端用以切断粗纱的断纱环，所述推杆上设置有定位槽，球头定位件上设置有第一弹簧和定位卡头，在推杆处于压紧第二弹簧的位置时，球头定位件在第一弹簧作用下，定位卡头卡入所述定位槽中，所述转轴安装在壳体上，并与外摆杆一端固定连接，外摆杆能够带动转轴转动，通过拨叉推动球头定位件，从而将定位卡头从述定位槽中解脱释放，使推杆在第二弹簧作用下向粗纱方向运动。
进一步的，本发明装置中，导丝轮、外摆杆和转轴构成自适应微张力平衡摆杆机构，导丝轮用以放置芯丝，所述自重力平衡摆杆机构并能在导丝轮、外摆杆的重力和芯丝的微张力作用下实现动平衡，所述外摆杆与转轴同步转动。
进一步的，本发明装置中，第二弹簧的压缩方向与推杆的断纱环设置方向相反。
进一步的，本发明装置中，所述第二弹簧设置在推杆上侧，所述球头定位件和转轴设置在推杆下侧。
进一步的，本发明装置中，球头定位件包括设置在壳体内的圆柱凸台、套在所述圆柱凸台上的外套件，所述第一弹簧安装在圆柱凸台和外套件之间，所述定位卡头固定在外套件顶端。
进一步的，本发明装置中，断纱环为有缺口的圆环形，下端设置有与推杆前端上卡槽匹配的卡件，用于将断纱环固定在推杆前端。
进一步的，本发明装置中，推杆前端设置有依次排列的一组卡槽，用于根据不同机型及纺制不同纱线的需要，将断纱环固定在需要的位置。
在包芯纱纺纱过程中，预牵伸的芯丝中存在微张力，一旦断头，则微张力消失。本发明借鉴人工判别方法的思想，结合已经掌握的微张力监测技术，芯丝正常工作时，导丝轮转动，芯丝中的微张力保持与导丝轮连接的摆杆保持静止状态。当芯丝断头时，保持摆杆静止的微张力消失，摆杆相对于旋转中心作顺时针旋转运动。旋转的摆杆9带动转轴转动，压下球头定位件14，第一弹簧压缩17，球头定位件脱离定位槽，使得压缩状态的第二弹簧15推动推杆水平运动，推杆将断纱环卡入后罗拉中间，锁定罗拉，从而使粗纱停止喂入。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1.采用机械机构，结构简单，现有装置都采用光电元器件，价格高，而且由于芯丝极其细，装置的可靠性不高，机械机构能准确地监测芯丝的工作状态，提高了装置的稳定性和可靠性。
2.监测到芯丝断头时，立即停止纱线的喂入，杜绝空芯纱的产生，现有大多数光电类产品只有监测芯丝工作状态的功能，不能发现芯丝断头后及时停止纱线喂入，因此，本发明的装置彻底杜绝了实际生产中空芯纱的产生，降低企业的损失。
3.可直接在现有纺纱机拥有的狭小空间中直接安装，现有的产品需要改造原有细纱机的结构和电路，本发明避免了现有产品要改造纺纱机的弊端。
4.针对不同细纱机机型，可通过调节停棉卡环的位置，适应相应机型的需求，现有的产品需要通过不同的安装架适应不同机型，需要制作一系列的安装架，本产品的通用性更优。
5.现有产品由电子元器件和电路组成，结构复杂，不便于维护、维修，本发明整体结构简易，制造方便，后期维护方便，便于推广普及使用。
附图说明
图1是本发明装置具体安装方式的示意图。
图2是本发明装置整体三维机构图。
图3是内部传动机构示意图。
图4是球头定位件、推杆限位示意图。
图5是断纱环与推杆分离时示意图
图6是本发明装置的另一种实现形式的示意图
图7是双摆杆双导丝轮传动机构示意图。
图8是双摆杆装置整体三维图。
图9是双摆杆装置的内部结构示意图。
图10是双摆杆装置的内部结构主视图。
图11是双摆杆装置的局部结构示意图。
图12是纺纱机的结构示意图。
图中有：1、粗纱，2、牵伸装置，3、上罗拉，4、下罗拉，5、芯丝，6、导丝盘，7、包芯纱线，8、推杆，9、外摆杆，10、导丝轮，11、断纱环，12、固定套，13、壳体，14、球头定位件，15、第二弹簧，16、转轴，17、第一弹簧，18、断纱铲，19、转轴柱，20、第二外摆杆，21、第二转轴，22、手柄，23、供料架，24、第一限位凸点。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明作进一步的说明。
如图1至图3所示，展示了本发明公开的一种自适应微张力包芯纱断芯保护快速反应装置，该装置主要由导丝轮10、外摆杆9、转轴16、壳体13、固定套12、球头定位件14、第一弹簧17、第二弹簧15、推杆8、断纱环11组成。如图1所示，装置倾斜的安装在细纱机上罗拉3后上方的钢梁上面，断纱环11位于下后罗拉3.1的外缘。
如图2所示，一种自适应微张力包芯纱断芯保护快速反应装置中，导丝轮10与外摆杆9上端之间采用螺栓螺母联接，外摆杆9的下端与转轴16伸出壳体13的部分固接，转轴16固定安装在壳体13上开的一对同轴孔中，导丝轮10和外摆杆9可绕转轴旋转。固定套12的一侧与壳体13的采用铰连接的形式，另一侧采用螺栓螺母固定。如图5所示，推杆8前端等间距分布着断纱环11的插槽，根据实际需要选择适当的插槽安装断纱环11。
一种自适应微张力包芯纱断芯保护快速反应装置中，由球头定位件14、第一弹簧17、推杆8、第二弹簧15组成锁定装置。如图3和图4所示，球头定位件14套装在壳体13内壁的空心柱上，第一弹簧15安装在空心柱中，上端抵住球头定位件14。推杆8的下表面有半球形槽，球头定位件14的顶端呈半球形，在第一弹簧15的弹力下，球头定位件14顶端卡在推杆8的槽中，限制推杆8不能运动。第二弹簧15安装在推杆8的上侧水平伸出圆柱凸台外侧，自由端与壳体13内侧接触。当转轴16将球头定位件14下压，推杆8脱离限制，在第二弹簧15的弹力作用下水平向右运动。
按照上述方式连接，细纱机正常工作，芯丝5经过导丝轮10、导丝盘6在上罗拉3.3与下罗拉4.3与牵伸装置2喂入的粗纱1合捻，形成包芯纱线7，芯丝5中的微张力保持外摆杆9处于竖直静止状态。一旦芯丝5断头，摆杆9和导丝轮10失去芯丝5微张力的作用，重心失去平衡而逆时针下落，转轴16也随之逆时针旋转，球头定位件14被转轴16末端拨叉压下，推杆8脱离限制，在第二弹簧15的弹力的作用下，推杆8向前运动，推杆8前端的断纱环11卡到上后罗拉3.1、下后罗拉4.1之间，将两个罗拉分离，粗纱1失去上罗拉3与下罗拉4之间摩擦力的牵引停止供线，立即停止粗纱喂入，实现了包芯纱断芯保护快速反应。
断头的芯丝5重新接上后，只需手动推动推杆8回到如图3的初始位置并转动外摆杆9回到如图1所示初始位置，粗纱1即可重新进入牵引装置。
如图5所示，展示了本发明公开的一种自适应微张力包芯纱断芯保护快速反应装置的另一种，将推杆8前端的方形通孔去除，前端高度增加，断纱铲18替代断纱环11，断纱铲18与推杆8之间通过螺栓连接，断纱铲18设有长孔，可以通过沿长孔的长度方向调节断纱铲18，使得本发明装置适应不同的纺纱机的要求。
参照图7、图10，所述装置还包括第二外摆杆20、与所述第二外摆杆20一端连接的第二锁定解脱动作机构、安装在第二外摆杆9另一端的第二导丝轮10.2，所述第二锁定解脱动作机构与所述自断纱执行机构联动，所述第二锁定解脱动作机构包括第二转轴21、安装在所述第二转轴21上的第二拨叉，所述球头定位件14也位于第二拨叉运动路径上，所述第二转轴21安装在壳体13上，并与第二外摆杆20一端固定连接，第二外摆杆20能够带动第二转轴21转动，通过第二拨叉推动球头定位件14，从而将定位卡头从所述定位槽中解脱释放，使推杆8在第二弹簧15作用下向粗纱方向运动。
所述包芯纱中的一根芯丝嵌入导丝轮10.1，并且，所述包芯纱中的一根芯丝托起导丝轮10.1及外摆杆9，使导丝轮10.1及外摆杆9产生势能。
包芯纱中的另一芯丝嵌入第二导丝轮10.2，并且，所述包芯纱中的一根芯丝托起第二导丝轮10.2及外摆杆9，使第二导丝轮10.2及外摆杆9产生势能。
参照图8，所述快速反应装置还包括第一限位凸点22和第二限位凸点，所述第一限位凸点22用于限制导丝轮10.1及外摆杆9的最高托起高度，所述第二限位凸点用于限制第二导丝轮10.2及第二外摆杆20的最高托起高度。
参照图9～11，所述快速反应装置还包括转轴柱19，所述转轴16的一端与壳体13转动连接，转轴16的另一端与转轴柱19转动连接；所述第二转轴21的一端与壳体13转动连接，第二转轴21的另一端与转轴柱19转动连接。
本发明的外摆杆和锁定解脱动作机构的组合解决了自断纱执行机构的断纱控制问题且整个过程很平稳。纺纱机正常工作时，外摆杆被芯丝托起，处于高位，并产生用于控制自断纱执行机构的势能，一旦包芯纱中的任意一根芯丝发生意外拉断，处于高位的外摆杆因失去芯丝的支撑而迅速下落，同时用于控制自断纱执行机构的势能也迅速转化为动能，外摆杆因此而获得了带动锁定解脱动作机构中的拨叉运动的能量，拨叉在外摆杆的作用下，抬起自断纱执行机构中的推杆并使其摆脱球头定位件的限制，从而使断纱执行机构执行断纱。
两套外摆杆、与所述外摆杆一端连接的锁定解脱动作机构、安装在外摆杆另一端的导丝轮，可以确保两根芯丝中的任意一根发生拉断时都能及时、平稳的切断纱线。
参照图12，本发明进一步提供了一种包含自适应微张力包芯纱断芯保护快速反应装置的纺纱机，包括粗纱喂纱系统、芯丝喂入系统和捻纱系统，所述纺纱机好包括包芯纱断芯保护快速反应装置，所述装置包括外摆杆9、与所述外摆杆9一端连接的锁定解脱动作机构、安装在外摆杆9另一端的导丝轮10、与所述锁定解脱动作机构联动的自断纱执行机构，所述锁定解脱动作机构包括转轴16、安装在所述转轴16上的拨叉、设置在所述拨叉运动路径上的球头定位件14，所述自断纱执行机构包括壳体13、设置在所述壳体13中能水平滑动的推杆8、水平安装在所述推杆8上的第二弹簧15、设置有推杆8一端用以切断粗纱的断纱环11，所述推杆8上设置有定位槽，球头定位件14上设置有第一弹簧17和定位卡头，在推杆8处于压紧第二弹簧15的位置时，球头定位件14在第一弹簧17作用下，定位卡头卡入所述定位槽中，所述转轴16安装在壳体13上，并与外摆杆9一端固定连接，外摆杆9能够带动转轴16转动，通过拨叉推动球头定位件14，从而将定位卡头从述定位槽中解脱释放，使推杆8在第二弹簧15作用下向粗纱方向运动。
为实现对纺纱机的2根芯纱实施有效监控，在本实施例中，包芯纱断芯保护快速反应装置还包括第二外摆杆20、与所述第二外摆杆20一端连接的第二锁定解脱动作机构、安装在第二外摆杆9另一端的第二导丝轮10.2，所述第二锁定解脱动作机构与所述自断纱执行机构联动，所述第二锁定解脱动作机构包括第二转轴21、安装在所述第二转轴21上的第二拨叉，所述球头定位件14也位于第二拨叉运动路径上，所述第二转轴21安装在壳体13上，并与第二外摆杆20一端固定连接，第二外摆杆20能够带动第二转轴21转动，通过第二拨叉推动球头定位件14，从而将定位卡头从所述定位槽中解脱释放，使推杆8在第二弹簧15作用下向粗纱方向运动。
本发明还提供了一种自适应微张力包芯纱断芯保护的快速反应方法，包括一摆杆9、由摆杆9控制并连接于外摆杆9一端的锁定解脱装置以及被所述锁定装置锁定的执行机构，所述外摆杆9的另一端被芯纱抬起并集聚势能，锁定解脱装置将执行机构锁定在初始位置，纺纱机正常工作，即：纺纱机正常工作时，芯纱未发生断纱，此时外摆杆9的另一端被正常连续的芯纱抬起并支撑在高位，向锁定解脱装置传递了芯纱为发生断纱的信息，使执行机构被锁定在初始位置；当抬起外摆杆9的芯纱发生断纱时，外摆杆9失去芯纱的支撑并下落，外摆杆9的势能迅速转化为动能，所述锁定解脱装置借助所述动能，解除对执行机构的锁定，执行机构阻止粗纱喂纱并使粗纱停止喂入，这种情况下，芯纱发生断纱，失去芯纱支撑的外摆杆9在其自身重力的作用下下落，外摆杆9的势能迅速转化为用于执行机构解锁的动能，在摆杆的下落过程中，断纱信号迅速转化为用作执行机构解锁的驱动力，以实现执行机构的解锁，解锁后的执行机构迅速响应，阻止粗纱的喂纱。
上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。
Claims (15)
1.一种自适应微张力包芯纱断芯保护快速反应装置，其特征在于，该装置包括外摆杆(9)、与所述外摆杆(9)一端连接的锁定解脱动作机构、安装在外摆杆(9)另一端的导丝轮(10)、与所述锁定解脱动作机构联动的自断纱执行机构，所述锁定解脱动作机构包括转轴(16)、安装在所述转轴(16)上的拨叉、设置在所述拨叉运动路径上的球头定位件(14)，所述自断纱执行机构包括壳体(13)、设置在所述壳体(13)中能水平滑动的推杆(8)、水平安装在所述推杆(8)上的第二弹簧(15)、设置有推杆(8)一端用以切断粗纱的断纱环(11)，所述推杆(8)上设置有定位槽，球头定位件(14)上设置有第一弹簧(17)和定位卡头，在推杆(8)处于压紧第二弹簧(15)的位置时，球头定位件(14)在第一弹簧(17)作用下，定位卡头卡入所述定位槽中，所述转轴(16)安装在壳体(13)上，并与外摆杆(9)一端固定连接，外摆杆(9)能够带动转轴(16)转动，通过拨叉推动球头定位件(14)，从而将定位卡头从述定位槽中解脱释放，使推杆(8)在第二弹簧(15)作用下向粗纱方向运动。
2.根据权利要求1所述的一种自适应微张力包芯纱断芯保护快速反应装置，其特征在于，所述导丝轮(10)、外摆杆(9)和转轴(16)构成自适应微张力平衡摆杆机构，导丝轮(10)用以放置芯丝(1)，所述自重力平衡摆杆机构并能在导丝轮(10)、外摆杆(9)的重力和芯丝(1)的微张力作用下实现动平衡，所述外摆杆(9)与转轴(16)同步转动。
3.根据权利要求1所述的一种自适应微张力包芯纱断芯保护快速反应装置，其特征在于，第二弹簧(15)的压缩方向与推杆(8)的断纱环(11)设置方向相反。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种自适应微张力包芯纱断芯保护快速反应装置，其特征在于，所述第二弹簧(15)设置在推杆(8)上侧，所述球头定位件(14)和转轴(16)设置在推杆(8)下侧。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种自适应微张力包芯纱断芯保护快速反应装置，其特征在于，所述球头定位件(14)包括设置在壳体(13)内的圆柱凸台、套在所述圆柱凸台上的外套件，所述第一弹簧(17)安装在圆柱凸台和外套件之间，所述定位卡头固定在外套件顶端。
6.根据权利要求1、2或3所述的一种自适应微张力包芯纱断芯保护快速反应装置，其特征在于，所述断纱环(11)为有缺口的圆环形，下端设置有与推杆(8)前端上卡槽匹配的卡件，用于将断纱环(11)固定在推杆(8)前端。
7.根据权利要求1、2或3所述的一种自适应微张力包芯纱断芯保护快速反应装置，其特征在于，所述推杆(8)前端设置有依次排列的一组卡槽，用于根据不同机型及纺制不同纱线的需要，将断纱环(11)固定在需要的位置。
8.根据权利要求1所述的一种自适应微张力包芯纱断芯保护快速反应装置，其特征在于，所述装置还包括第二外摆杆(20)、与所述第二外摆杆(20)一端连接的第二锁定解脱动作机构、安装在第二外摆杆(9)另一端的第二导丝轮(10.2)，所述第二锁定解脱动作机构与所述自断纱执行机构联动，所述第二锁定解脱动作机构包括第二转轴(21)、安装在所述第二转轴(21)上的第二拨叉，所述球头定位件(14)也位于第二拨叉运动路径上，所述第二转轴(21)安装在壳体(13)上，并与第二外摆杆(20)一端固定连接，第二外摆杆(20)能够带动第二转轴(21)转动，通过第二拨叉推动球头定位件(14)，从而将定位卡头从所述定位槽中解脱释放，使推杆(8)在第二弹簧(15)作用下向粗纱方向运动。
9.根据权利要求8所述的一种自适应微张力包芯纱断芯保护快速反应装置，其特征在于，所述包芯纱中的一根芯丝嵌入导丝轮(10.1)，并且，所述包芯纱中的一根芯丝托起导丝轮(10.1)及外摆杆(9)，使导丝轮(10.1)及外摆杆(9)产生势能。
10.根据权利要求9所述的一种自适应微张力包芯纱断芯保护快速反应装置，其特征在于，包芯纱中的另一芯丝嵌入第二导丝轮(10.2)，并且，所述包芯纱中的一根芯丝托起第二导丝轮(10.2)及外摆杆(9)，使第二导丝轮(10.2)及外摆杆(9)产生势能。
11.根据权利要求10所述的一种自适应微张力包芯纱断芯保护快速反应装置，其特征在于，所述快速反应装置还包括第一限位凸点(24)和第二限位凸点，所述第一限位凸点(24)用于限制导丝轮(10.1)及外摆杆(9)的最高托起高度，所述第二限位凸点用于限制第二导丝轮(10.2)及第二外摆杆(20)的最高托起高度。
12.根据权利要求8所述的一种自适应微张力包芯纱断芯保护快速反应装置，其特征在于，所述快速反应装置还包括转轴柱(19)，所述转轴(16)的一端与壳体(13)转动连接，转轴(16)的另一端与转轴柱(19)转动连接；所述第二转轴(21)的一端与壳体(13)转动连接，第二转轴(21)的另一端与转轴柱(19)转动连接。
13.一种自适应微张力包芯纱断芯保护的快速反应方法，其特征在于，包括外摆杆(9)、由外摆杆(9)控制并连接于外摆杆(9)一端的锁定解脱装置以及被所述锁定装置锁定的执行机构，所述外摆杆(9)的另一端被芯纱抬起并集聚势能，锁定解脱装置将执行机构锁定在初始位置，纺纱机正常工作；当抬起外摆杆(9)的芯纱发生断纱时，外摆杆(9)失去芯纱的支撑并下落，外摆杆(9)的势能迅速转化为动能，所述锁定解脱装置借助所述动能，解除对执行机构的锁定，执行机构阻止粗纱喂纱并使粗纱停止喂入。
14.一种包含权利要求1～12中任一权利要求所述自适应微张力包芯纱断芯保护快速反应装置的纺纱机，包括粗纱喂纱系统、芯丝喂入系统和捻纱系统，其特征在于，所述纺纱机好包括包芯纱断芯保护快速反应装置，所述装置包括外摆杆(9)、与所述外摆杆(9)一端连接的锁定解脱动作机构、安装在外摆杆(9)另一端的导丝轮(10)、与所述锁定解脱动作机构联动的自断纱执行机构，所述锁定解脱动作机构包括转轴(16)、安装在所述转轴(16)上的拨叉、设置在所述拨叉运动路径上的球头定位件(14)，所述自断纱执行机构包括壳体(13)、设置在所述壳体(13)中能水平滑动的推杆(8)、水平安装在所述推杆(8)上的第二弹簧(15)、设置有推杆(8)一端用以切断粗纱的断纱环(11)，所述推杆(8)上设置有定位槽，球头定位件(14)上设置有第一弹簧(17)和定位卡头，在推杆(8)处于压紧第二弹簧(15)的位置时，球头定位件(14)在第一弹簧(17)作用下，定位卡头卡入所述定位槽中，所述转轴(16)安装在壳体(13)上，并与外摆杆(9)一端固定连接，外摆杆(9)能够带动转轴(16)转动，通过拨叉推动球头定位件(14)，从而将定位卡头从述定位槽中解脱释放，使推杆(8)在第二弹簧(15)作用下向粗纱方向运动。
15.根据权利要求14所述的纺纱机，其特征在于，包芯纱断芯保护快速反应装置还包括第二外摆杆(20)、与所述第二外摆杆(20)一端连接的第二锁定解脱动作机构、安装在第二外摆杆(9)另一端的第二导丝轮(10.2)，所述第二锁定解脱动作机构与所述自断纱执行机构联动，所述第二锁定解脱动作机构包括第二转轴(21)、安装在所述第二转轴(21)上的第二拨叉，所述球头定位件(14)也位于第二拨叉运动路径上，所述第二转轴(21)安装在壳体(13)上，并与第二外摆杆(20)一端固定连接，第二外摆杆(20)能够带动第二转轴(21)转动，通过第二拨叉推动球头定位件(14)，从而将定位卡头从所述定位槽中解脱释放，使推杆(8)在第二弹簧(15)作用下向粗纱方向运动。
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