CN112877827A - 一种往复横动搓捻控制纤维排列结构的纺纱方法及其纺纱装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种往复横动搓捻控制纤维排列结构的纺纱方法及其纺纱装置，该纺纱装置包括前罗拉、搓捻罗拉、固定支架和往复螺纹轴杆，搓捻罗拉通过过桥齿轮连接前罗拉，搓捻罗拉上方对称设有两搓捻皮辊，且两搓捻皮辊内部均设有中心孔洞，两中心孔洞内均固定有一导向块；固定支架一端卡在皮辊轴杆上，其另一端固定在往复螺纹轴杆的中部，往复螺纹轴杆两端均设有往复螺纹，两导向块分别可活动内嵌在两往复螺纹上。本发明的有益效果：本发明通过在往复螺纹轴杆两端设置往复螺纹，并使导向块可滑动内嵌于往复螺纹内，从而搓捻皮辊在旋转的同时，导向块会沿着往复螺纹运动，使得搓捻皮辊在搓捻罗拉上做往复横移运动，从而对纱线表面施以搓捻。
Description
技术领域
本发明涉及纺织加工技术领域，尤其涉及一种往复横动搓捻控制纤维排列结构的纺纱方法及其纺纱装置。
背景技术
加捻是纤维成纱的必要手段，加捻前纤维首先凝聚成纤维须条，经过加捻，纤维条的外层纤维向内层挤压产生向心压力，从而使得须条沿纤维长度方向获得摩擦力，形成具有一定特性的纱线，用于加工织造。
环锭纺纱技术因其原料适应性强、生产品种范围广而被广泛应用，但也存在纱线毛羽多以及生产流程长、质量控制难度大、效率低等弊病。传统的环锭纺纱加捻过程中，捻度由钢丝圈运动产生，捻度产生后自下而上传递到捻合点处。加捻过程中，前罗拉钳口处的纤维围绕须条轴线回转，使得须条宽度逐渐缩小，两侧折叠继而形成加捻三角区。在加捻三角区内，须条宽度与截面发生变化，由扁平状逐渐形成近似圆柱形的纱条，最终形成可供织造的纱线。同时既然加捻时形成的毛羽是作用于纤维的扭矩和弯矩与纤维的抗扭力矩和抗弯力矩矛盾的产物，因此，让须条捻回成型是成纱过程中的一个关键工序。
针对这些问题，近些年紧密纺纱技术发展迅速，在纱线强力提高以及毛羽降低等方面效果显著，但又导致纱线紧密、制成面料手感硬、生产能耗高等新问题。紧密纺工艺是利用负压装置的凝聚作用，减少须条宽度，原有的纺纱加捻三角区消除，从而使所有纤维被紧密地凝聚到加捻纱体中，虽然在一定程度上减少了纱线毛羽，提高了纱线强度，但气流紧密纺纺纱工艺仍然存在操作繁琐复杂、能耗大及生产成本高等问题。
自捻纺纱工艺是在两个握持点中间设置有一对往复而又回转运动的皮辊，须条通过此对皮辊的搓动，使得两根纤维条形成一根相互捻合在一起的股纱的纺纱方式，虽然其纺纱张力小、纱线柔软、缩率小、生产效率高及可缩短工艺流程，但因自捻纺纱工艺的生产设备加工复杂、成本高且所纺纱线强力低，从而自捻纺纱工艺未能广泛使用。
与此同时，自捻纺与其他新型纺纱相比，在工艺流程中取消了粗纱及络筒工序，实现了纺纱工艺的短流程，同时有卷装大，用人少等优点，因而被人们所研究。其中的搓辊加捻机构是另一名澳大利亚学者GW.沃尔斯(QW.Wmls)首先应用到自捻纺纱机上的，通过采用两个行星齿轮机构分别带动两根连杆传给两个自捻罗拉，在空气轴支撑下实现往复运动。最早生产自捻纺纱机的是澳大利亚的雷普科(Repco)公司，机器名称就是Repco。因此有人把自捻纺纱称作雷普科纺纱。该公司生产自捻纺纱机的型号中最有代表性的是Repco 891。后来，他们将自捻纺纱机的生产与销售权全部转让给泼拉脱-萨克洛公司。后者把他们生产的自捻纺纱机型号定为MKl及MK2(相当于Repco 891)。此后，英国Macart公司融合了预牵伸、主牵伸、自捻、膨化、并纱、络筒于一体，把自捻纺纱机整合为S300纺纱系统，主要用于加工腈纶膨体纱。2006年，马卡特公司把生产权转让给了中国天津宏大纺织机械有限公司。国外用自捻纺纱方法生产的产品，主要是毛精纺与毛型腈纶膨体纱类，且较多地用于针织，也可用来加工粗羊毛以制织地毯。自捻纺纱技术传入国内是在70年代初期。上海纺织研究院与上海第五毛纺厂首先将其应用于毛精纺。当时的自捻纺纱机由国内自己制造，机型与雷普科相仿，搓辊轴承采用双向滚珠轴承，加上由于行星轮系未经良好平衡以及多处使用链条传动等，纺纱速度较低，一般不到150米/分钟。后来，北京、上海、天津、辽宁、广西、江苏等地，除了继续在毛精纺中扩大应用外，还将自捻纺纱技术发展到中长化纤、腈纶膨体纱、苎麻及维纶等领域。由于自捻纺纱机结构较简单，很多地区的纺织厂自造自捻纺纱机，试制自捻纺纱机的纺织机械厂也有4-5家，因此机型比较繁杂。在这段时间里，国内自捻纺纱技术也创造了一些具有本国特色的项目，其中主要的有：中长化纤超大牵伸自捻纺；工艺流程特短的腈纶膨体牵切-再割-自捻纺；行纱路线直上直下的自捻纺纱机双联小型化；以色纺中长化纤为代表的自捻纺纱原料与产品品种多样化等。
但是自捻纺存在着严重问题制约了其发展，就是自捻会形成无捻区，成纱强力严重恶化，纱线质量难以保障，同时仅适用于长纤维，用量面积最大短纤维难以适用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种往复横动搓捻控制纤维排列结构的纺纱方法及其纺纱装置，其能够有效改善纱线的质量，提高纱线强度。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种往复横动搓捻控制纤维排列结构的纺纱方法，所述纺纱方法包括以下步骤：
S1、粗纱经牵伸机构牵伸后，纱线从前罗拉和前皮辊组成的前钳口中输出；
S2、纱线通过搓捻皮辊和搓捻罗拉结合的啮合线处时，搓捻皮辊横移推动纱线翻转并对纱线进行搓捻整理；
S3、经上述步骤S2搓捻处理后的纱线在纱线张力的牵引下，经过导纱钩和钢丝圈卷绕在纱锭上。
进一步地，在上述步骤S2中，纱线在所述搓捻皮辊横移带动下搓捻翻转过程中，当所述搓捻皮辊向左横移时，所述搓捻皮辊对纱线施加Z向捻回，当搓捻皮辊向右横移时，所述搓捻皮辊对纱线施加S向捻回。
同时，本发明还提供一种用于实现上述往复横动搓捻控制纤维排列结构的纺纱方法的纺纱装置，所述纺纱装置包括前罗拉、搓捻罗拉、固定支架和往复螺纹轴杆，所述前罗拉上方对称设有两前皮辊，所述搓捻罗拉位于所述前罗拉前方且其通过过桥齿轮连接所述前罗拉，所述搓捻罗拉上方对称设有两搓捻皮辊，两所述搓捻皮辊均位于两所述前皮辊前方，且两所述搓捻皮辊内部均设有中心孔洞，两所述中心孔洞内均固定有一导向块；所述固定支架一端设有C字形卡槽，所述C字形卡槽卡在两所述前皮辊的皮辊轴杆上，所述固定支架的另一端固定在所述往复螺纹轴杆的中部，所述往复螺纹轴杆左右两端均设有往复螺纹，两所述导向块分别可活动内嵌在两所述往复螺纹上，两所述导向块分别控制两所述搓捻皮辊在旋转的同时在相应的所述往复螺纹内做往复横移运动，两所述搓捻皮辊与所述搓捻罗拉之间的横移摩擦搓捻分别用于对纱线的纤维结构进行整理。
进一步地，所述往复螺纹包括正螺纹凹槽和反螺纹凹槽，所述正螺纹凹槽和所述反螺纹凹槽螺距相同、旋向相反，且所述正螺纹凹槽的两端和所述反螺纹凹槽的两端分别曲线过度连接。
进一步地，两所述搓捻罗拉分别通过两所述导向块可活动连接在所述往复螺纹轴杆的两端，所述往复螺纹轴杆的两端分别贯穿两所述中心孔洞，且所述往复螺纹轴杆与两所述中心孔洞均间隙配合。
进一步地，所述皮辊轴杆与所述往复螺纹轴杆之间并排设有两所述固定支架。
进一步地，两所述导向块均为月牙形，且两所述导向块均通过连杆固定于相应的所述中心孔洞的内表面。
本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的往复横动搓捻控制纤维排列结构的纺纱装置通过在所述往复螺纹轴杆两端设置所述往复螺纹，并使所述导向块可滑动内嵌于所述往复螺纹内，从而所述搓捻皮辊在旋转的同时，所述导向块会在所述往复螺纹内移动，使得所述搓捻皮辊在所述搓捻罗拉上做往复横移运动，从而对纱线表面施以搓捻；另外本发明的往复横动搓捻控制纤维排列结构的纺纱装置具有结构巧妙、成本低廉及操作方便等优点，且其还可直接在环锭纺细纱机上进行安装使用。
附图说明
图1是本发明往复横动搓捻控制纤维排列结构的纺纱装置的俯视图。
图2是图1中A-A处的截面示意图。
图3是图1中往复螺纹轴杆4的结构示意图。
图4是图1中往复螺纹轴杆4与搓捻皮辊7的内部连接示意图。
图中：1-前罗拉，2-搓捻罗拉，3-固定支架，31-C字形卡槽，4-往复螺纹轴杆，41-往复螺纹，42-正螺纹凹槽，43-反螺纹凹槽，5-过桥齿轮，6-前皮辊，61-皮辊轴杆，7-搓捻皮辊，71-中心孔洞，72-导向块，73-连杆，8-纱线。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1和图2，本发明的实施例提供了往复横动搓捻控制纤维排列结构的纺纱装置，包括前罗拉1、搓捻罗拉2、固定支架3和往复螺纹轴杆4。
所述前罗拉1上方对称设有两前皮辊6，所述搓捻罗拉2位于所述前罗拉1前方且其通过过桥齿轮5连接所述前罗拉1，本实施例中所述搓捻罗拉2和所述前罗拉1上均设有与所述过桥齿轮5配合的齿轮，所述前罗拉1用于驱动所述过桥齿轮5转动，从而所述过桥齿轮5带动所述搓捻罗拉2转动，并控制所述搓捻罗拉2的线速度与所述前罗拉1的线速度相同，实现所述搓捻罗拉2与所述前罗拉1同步旋转。
请参考图1和图4，所述搓捻罗拉2上方对称设有两搓捻皮辊7，两所述搓捻皮辊7均位于两所述前皮辊6前方，且两所述搓捻皮辊7内部均设有中心孔洞71，两所述中心孔洞71均为通孔，且两所述中心孔洞71内均固定有一导向块72，本实施例中两所述导向块72均为月牙形，且两所述导向块72均通过连杆73固定于相应的所述中心孔洞71的内表面。
所述固定支架3一端设有C字形卡槽31，所述C字形卡槽31卡在两所述前皮辊6的皮辊轴杆61上，所述固定支架3的另一端固定在所述往复螺纹轴杆4的中部，本实施例中可通过调节所述C字形卡槽31的固定角度，以对所述搓捻皮辊7与搓捻罗拉2的贴合状态进行调整，从而改变所述搓捻皮辊7对纱线8的搓捻作用力，以使本发明可适用于各种不同型号的纱支。本发明中为保持所述往复螺纹轴杆4的位置固定而不发生旋转，所述皮辊轴杆6与所述往复螺纹轴杆4之间并排设有两所述固定支架3。
请参考图3和图4，所述往复螺纹轴杆4左右两端均设有往复螺纹41，所述往复螺纹41包括正螺纹凹槽42和反螺纹凹槽43，所述正螺纹凹槽42和所述反螺纹凹槽43螺距相同、旋向相反，且所述正螺纹凹槽42的两端和所述反螺纹凹槽43的两端分别曲线过度连接，从而所述正螺纹凹槽42与所述反螺纹凹槽43连成一条连续的螺纹通道。两所述导向块72分别可活动内嵌在两所述往复螺纹41上，从而两所述搓捻罗拉2分别通过两所述导向块72可活动连接所述往复螺纹轴杆4，同时所述往复螺纹轴杆4的两端分别贯穿两所述中心孔洞71，且所述往复螺纹轴杆4与两所述中心孔洞71均间隙配合。
本发明中纱线8进入所述搓捻皮辊7和所述搓捻罗拉2的啮合线后，所述搓捻皮辊7和所述搓捻罗拉2与所述前罗拉1保持相同线速度，因此不产生牵伸，仅有所述搓捻皮辊7在所述搓捻罗拉2上相对的往复横移对纱线8进行整理，所述搓捻皮辊7对纱线8整理过程如下：当所述导向块72在所述正螺纹凹槽42内滑动时，所述导向块72在所述正螺纹凹槽42侧面推动下沿所述往复螺纹轴杆4轴向向左移动，所纺的纱线8在所述搓捻皮辊7紧贴所述搓捻罗拉2左移的摩擦搓捻过程中向左翻转，并向导纱勾方向形成“Z捻”假捻；同样当所述导向块72在所述反螺纹凹槽43内滑动时，所述导向块72在所述反螺纹凹槽43侧面推动下沿所述复螺纹轴杆4轴向向右移动，所纺的纱线8在所述搓捻皮辊7紧贴所述搓捻罗拉2左移的摩擦搓捻过程中向右翻转，同时向导纱勾方向形成“S捻”假捻，“Z捻”或“S捻”假捻的形成可有效控制纺纱三角区形态，提高纤维转移效率；另外纱线8在所述搓捻皮辊7横移作用下的搓捻迫使纱线8外露的纤维重新捻入纱线8主体之中，即对纱线8的纤维搓捻集聚，减少纤维毛羽的产生，提高纱线8强度。
请参考图1-图4，本发明的实施例还提供往复横动搓捻控制纤维排列结构的纺纱装置的纺纱工艺，包括以下步骤：
S1、粗纱经牵伸机构(附图中未画出)牵伸后，纱线8从所述前罗拉1和前皮辊6组成的前钳口输出；
S2、调节所述固定支架3的安装角度使所述搓捻皮辊7紧压在所述搓捻罗拉2上，所述前罗拉1通过所述过桥齿轮5带动所述搓捻罗拉2旋转，从而所述搓捻罗拉2带动所述搓捻皮辊7以相同线速度旋转，同时所述导向块72在所述往复螺纹41的推动下带动所述搓捻皮辊7做往复横向移动，纱线8在经过所述搓捻皮辊7和所述搓捻罗拉2结合的啮合线处时，所述搓捻皮辊7横移推动纱线8翻转并对纱线8进行搓捻整理，具体地，纱线8在所述搓捻皮辊7横移带动下搓捻翻转过程中，当所述搓捻皮辊7向左横移时，所述搓捻皮辊7对纱线8施加Z向捻回，当搓捻皮辊7向右横移时，所述搓捻皮辊7对纱线8施加S向捻回；
S3、从所述搓捻皮辊7和所述搓捻罗拉2结合的啮合线处穿出的纱线8在纱线张力的牵引下，经过导纱钩和钢丝圈卷绕在纱锭上。
如下是使用传统环锭纺纱机和本发明所述的纺纱装置分别进行纺纱的具体实施例：
本实施例分别使用传统环锭纺纱机和本发明所述的纺纱装置纺19.7tex赛络纺纱线进行对比实验，在纺纱过程中，传统环锭纺纱机采用传统纺纱工艺，本发明所述的纺纱装置采用本发明所述的纺纱工艺，且在纺纱过程中传统环锭纺纱机和本发明所述的纺纱装置所用原材料与部分纺纱工艺参数相同。并对各纱线号数的纱线样本的主要性能进行测试，各纱线样本的主要性能测试结果如表一所示：
表一 采用传统环锭纺纱机和本发明纺纱装置所纺纱线的主要性能
从表一可以看出，使用本发明的纺纱装置所纺纱线，其毛羽值显著下降；且与使用传统环锭纺纱机所纺纱线相比，使用本发明的纺纱装置所纺纱线的断裂强力和断裂伸长率显著提高，而条干性能基本可以保持不变，并且所纺19.7tex赛络纺纱线股线结构更加明显，新型纱线风格更显著，捻度分布规律更加均匀，弱捻区减少、纱线弱节减少。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中所述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种往复横动搓捻控制纤维排列结构的纺纱方法，其特征在于，所述纺纱方法包括以下步骤：
S1、粗纱经牵伸机构牵伸后，纱线从前罗拉和前皮辊组成的前钳口中输出；
S2、纱线通过搓捻皮辊和搓捻罗拉结合的啮合线处时，搓捻皮辊横移推动纱线翻转并对纱线进行搓捻整理；
S3、经上述步骤S2搓捻处理后的纱线在纱线张力的牵引下，经过导纱钩和钢丝圈卷绕在纱锭上。
2.根据权利要求1所述的一种往复横动搓捻控制纤维排列结构的纺纱方法，其特征在于，在上述步骤S2中，纱线在所述搓捻皮辊横移带动下搓捻翻转过程中，当所述搓捻皮辊向左横移时，所述搓捻皮辊对纱线施加Z向捻回，当搓捻皮辊向右横移时，所述搓捻皮辊对纱线施加S向捻回。
3.一种用于实现如上述权利要求1所述的一种往复横动搓捻控制纤维排列结构的纺纱方法的纺纱装置，其特征在于，所述纺纱装置包括前罗拉、搓捻罗拉、固定支架和往复螺纹轴杆，所述前罗拉上方对称设有两前皮辊，所述搓捻罗拉位于所述前罗拉前方且其通过过桥齿轮连接所述前罗拉，所述搓捻罗拉上方对称设有两搓捻皮辊，两所述搓捻皮辊均位于两所述前皮辊前方，且两所述搓捻皮辊内部均设有中心孔洞，两所述中心孔洞内均固定有一导向块；所述固定支架一端设有C字形卡槽，所述C字形卡槽卡在两所述前皮辊的皮辊轴杆上，所述固定支架的另一端固定在所述往复螺纹轴杆的中部，所述往复螺纹轴杆左右两端均设有往复螺纹，两所述导向块分别可活动内嵌在两所述往复螺纹上，两所述导向块分别控制两所述搓捻皮辊在旋转的同时在相应的所述往复螺纹内做往复横移运动，两所述搓捻皮辊与所述搓捻罗拉之间的横移摩擦搓捻分别用于对纱线的纤维结构进行整理。
4.根据权利要求3所述的往复横动搓捻控制纤维排列结构的纺纱装置，其特征在于：所述往复螺纹包括正螺纹凹槽和反螺纹凹槽，所述正螺纹凹槽和所述反螺纹凹槽螺距相同、旋向相反，且所述正螺纹凹槽的两端和所述反螺纹凹槽的两端分别曲线过度连接。
5.根据权利要求3所述的往复横动搓捻控制纤维排列结构的纺纱装置，其特征在于：两所述搓捻罗拉分别通过两所述导向块可活动连接在所述往复螺纹轴杆的两端，所述往复螺纹轴杆的两端分别贯穿两所述中心孔洞，且所述往复螺纹轴杆与两所述中心孔洞均间隙配合。
6.根据权利要求3所述的往复横动搓捻控制纤维排列结构的纺纱装置，其特征在于：所述皮辊轴杆与所述往复螺纹轴杆之间并排设有两所述固定支架。
7.根据权利要求3所述的往复横动搓捻控制纤维排列结构的纺纱装置，其特征在于：两所述导向块均为月牙形，且两所述导向块均通过连杆固定于相应的所述中心孔洞的内表面。
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