CN1603483A - 牵引装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种包括这样的牵引辊的牵引装置(DR)，即所述牵引辊在使用由多个牵引辊对构成的牵引装置时可降低由高速旋转的辊产生的伴生气流的负面影响，同时又能保持夹持力，而且能够有效地利用所述伴生气流，以抑制纤维束(L)的扩散。本发明提供了一种牵引装置(DR)，其包括多个辊对，所述辊对用于牵伸纤维束(L)并同时将所述纤维束向下游侧供给，其中，由组成所述辊对的辊产生的伴生气流通过所述辊的端部，并且设有用于形成空气通路的缝隙，在所述空气通路中，所述伴生气流构成了防止壁形成气流，所述防止壁可防止所述被供给并同时被牵引的纤维束扩散。

Description

牵引装置

技术领域

本发明涉及一种牵引装置，其包括一个用于供给纤维束(也称作纱条)并同时牵伸(这种操作也称作“牵引”)所述纤维束的牵引辊。

背景技术

作为一种传统的牵引装置，辊式牵引装置为大家所公知，其由多个辊对构成，所述辊对用于牵伸纱条并同时夹紧所述纱条和将所述纱条向下游侧供给。

而且，所述辊式牵引装置具有多个辊对，每个辊对分别由一个上辊和一个下辊构成，并且安置在纱条的供给方向上。为了能够牵引纱条，所述辊对以这样不同的转速转动，即任一个辊对的转速均稍大于其前一个辊对的转速。所述辊式牵引装置中安置了一个牵引支架，其临时地保持和支承着每个上辊，以使所述上辊能够与相应的下辊接触和分离。

所述上辊是橡胶辊或覆盖着橡胶的辊。所述下辊由金属制成。此外，上、下辊的夹持力对于可靠地牵引所述纱条非常重要。因此，所述上辊挤压和抵靠在固定安装的金属制成的所述下辊上。

例如，各种纺纱装置众所周知通过牵引纱条(纤维束)制造纺纱。最近，公知这样的纺纱机，即它们包括一根中空导轴(中空纺锤)和一个纺纱喷嘴，并且能够以至少300m/min的高速进行纺纱。在以最近出现的纺纱机为代表的高速供给纱条或纺纱的纺纱机中，牵引操作也高速进行，从而，会增大每个牵引辊的转速。特别地，作为位于牵引终端的供给辊的前辊的圆周速度显著增大。从而，还会使产生于高速转动的所述前辊的外周表面四周的伴生气流的负面影响增大。因此，获得的纺纱的质量会不利地发生变化和变得不稳定。

因而，对于高速纺纱装置来说，已经公开了这样一种牵引装置的前上辊，即其具有被切割了很大长度的相反端，以将有效辊宽降至大约原来的一半，目的是防止纤维遭到所述伴生气流的扩散。此外，已公开了这样一种牵引装置，即其中有浅槽形成在所述前上辊中，以便为伴生气流提供流路，目的是防止纤维遭到所述伴生气流的扩散。

与纱条或纺纱的供给速度一致，所述前辊的转速已得到了急剧增大。从而，高速转动甚至已通常影响到使用众所周知的槽辊型前辊的牵引装置。

具体地讲，对于现有技术中所使用的相对较低的纺纱速度来说，由槽辊型下辊和橡胶制成的上辊构成的牵引辊已被认为适合于防止伴生气流的影响。然而，已经发现，在高速供给速度下伴生气流会在水平方向(辊的轴向)上扩散，从而会影响纺纱的物理性能。

因此，在希望能够防止伴生气流引起纤维扩散的牵引装置中，形成了一个空间或槽部，以使伴生气流沿着配对前辊的转动方向逸出；否则，所述伴生气流就会沿着轴向从高速转动的配对前辊之间的咬入点的附近逸出。然而，这种技术并没有积极有效地利用伴生气流，以使纤维在供给方向上彼此对正并致使所述纤维在水平方向上逃脱。

发明内容

本发明的目的是提供一种包括这样的牵引辊的牵引装置，即所述牵引辊在使用由多个牵引辊对构成的牵引装置时能够降低由高速转动的辊产生的伴生气流的负面影响，同时又能保持夹持力，而且能够有效地利用所述伴生气流，以抑制纤维束的扩散。

为了实现上述目的，作为权利要求1所述的本发明的一个方面，其提供了一种牵引装置，所述牵引装置包括多个辊对，所述辊对牵伸纤维束并同时将所述纤维束向下游侧供给，所述牵引装置的特征在于，在组成辊对的辊的端部设有缝隙，由所述辊的转动产生的伴生气流通过所述缝隙，并且所述缝隙形成了空气通路，在所述空气通路中，所述伴生气流变为可形成防止壁的气流，所述防止壁可防止供给并同时受到牵引作用的所述纤维束发生扩散。

在权利要求1所述和以如上所述的方式构造的本发明的所述方面下，即使所述辊的高速旋转产生了高速回旋的伴生气流，这些伴生气流也能形成从形成在辊的各端上的台阶部沿着所述纤维束的供给方向流动的高速回旋气流。从而，可抑制供给并同时受到牵引作用的所述纤维束发生水平扩散。

作为权利要求2所述的本发明的一个方面，其特征在于，所述缝隙形成在组成所述辊对的所述辊之一中，并且具有至少1mm和至多3mm的隙间距以及至少6mm的宽度。

在权利要求2所述和以如上所述的方式构造的本发明的所述方面下，所述台阶形成在所述辊之一中。从而，可以形成能可靠地供给由所述辊的高速旋转产生的所述高速回旋伴生气流的缝隙。

作为权利要求3所述的本发明的一个方面，其特征在于，形成有所述台阶的所述辊是一个橡胶辊，其具有至少3.5mm的橡胶厚度，并且高度为大约1.5mm、宽度为大约7mm的台阶形成在所述辊的各端上。

在权利要求3所述和以如上所述的方式构造的本发明的所述方面下，用于夹持受到牵引作用的纤维束的力可得到保持。而且，即使所述辊高速旋转，所述伴生气流也不会打乱所述纤维束。

作为权利要求4所述的本发明的一个方面，其特征在于，所述牵引装置是一种辊式牵引装置，其被用在包括利用回旋气流产生纺纱的空气纺纱部的纺纱机中。

在权利要求4所述和以如上所述的方式构造的本发明的所述方面下，所述牵引装置用于能够高速纺纱的空气纺纱机中，并且包括在高速旋转的过程中能够可靠地夹持纱条和不会扰乱周围空气的前辊。

如上所述，根据本发明，即使在使用辊式牵引装置高速纺纱的纺纱机中，供给并同时受到牵引作用的纤维束也不会被由所述辊的高速旋转产生的伴生气流打乱。而且，使用不足以引起牵引不均的夹持力就能夹住纤维束。从而，可防止纺纱的物理性能的下降。

附图说明

图1是前辊的放大剖视图。图1A示出了台阶形成在上辊中的实例，图1B示出了台阶形成在下辊中的实例；

图2是俯视图，示出了根据本发明的气流；

图3是牵引装置的总体侧视图；

图4是根据本发明的纺纱机的总体侧视图；

图5是整个纺纱机的主视图；

图6是一个表，列出了纺纱物理性能与前上辊中的橡胶厚度的对应关系；

图7是一个表，列出了纺纱物理性能与可操作性的比较；

图8是由高速旋转的前辊Rf产生的伴生气流的模拟结果的试图；以及

图9是在考虑了纺纱喷嘴SN的吸引力时的气流的模拟结果。

具体实施方式

本发明使用以下所述的结构来实现上述目的，以获得一种包括这样的牵引辊的牵引装置，即所述牵引辊能够降低由高速旋转的辊产生的伴生气流的负面影响，同时又能保持着夹持力，而且能够有效地利用伴生气流，以抑制纤维束的扩散。在组成辊对的一个所述辊的各端上均形成有台阶。由所述辊的转动产生的伴生气流通过所述台阶。而且，通过所述台阶的气流形成了一个防止壁，其能够防止供给并同时受到牵引作用的纤维束发生扩散。

下面，参看图1-9详细地描述根据本发明的牵引装置的实施例。

首先，参看图5描述本发明所适用的纺纱机M。多个纺纱单元U布置在本纺纱机M中。纱条L供给到牵引装置DR，在所述牵引装置DR中纺纱部Sp使纱条L形成纺纱Y。纺纱Y通过夹辊Rn、板式捕捉器Z和类似物，然后卷绕在卷取部WR上，以形成筒纱PW。P是一个纱线断头接头装置，其将纺纱拼接起来，并且被构造成在纺纱机M的底部沿着纺纱机M的纵向于纺纱机M内运行。

此外，如图4所示，容纳在布置于机架后部的纱条筒K内的纱条L通过导向件G和漏斗状筒T，然后传送至牵引装置DR。随后，纱条L在通过供给速度逐渐增大的辊式牵引部时被牵伸至预定粗度。再后，纺纱部Sp使纱条L形成纺纱Y。纺纱Y卷绕在位于机架的前面的卷取部WR上，以形成筒纱PW。

纺纱部Sp由空气纺纱装置形成，并且能够以至少300m/min的纺纱速度快速地纺纱，其中，所述空气纺纱装置包括一个纺纱喷嘴和一根中空导轴。然而，本发明并不局限于上述方面。所述纺纱装置也包括一个两段的空气纺纱喷嘴。作为一种替代性方法，所示纺纱装置也可包括一个纺纱和配对加捻辊，并且能够以几百m/min的纺纱速度快速纺纱。

而且，本发明适用于诸如高速执行纺纱的其他精纺机、粗纺机或拉丝机等的牵引装置。

如图3所示，牵引装置DR是一种称为4线式的牵引装置，其由后辊Rb、第三辊Rt、具有锭子传动带E的中间辊Rm和前辊Rf构成。这些辊沿着供给方向布置，并且每个辊分别由一对竖直放置的辊构成。

牵引装置DR将供给通过漏斗状筒T即纱条L通过的导向件的纱条牵引至预定的粗度。牵引操作通过以下方式执行：在从最上游辊至最下游辊转速逐渐增大的辊间供给纱条L。被牵引至预定粗度的纱条L供给能使其形成纺纱Y的纺纱部Sp。

组成每个辊的竖直放置的一对辊由一个下辊和一个上辊构成，其中，所述下辊安置在所述纺纱机的主体机架中，所述上辊被构造成可自由地与所述下辊接触和分离。

包括后上辊Rb1、第三上辊Rt1、中间上辊Rm1和前上辊Rf1的上辊整体地安装在牵引支架6上。当整个牵引支架6绕着作为旋转中心的支承轴8旋转时，每个上辊就会与相应的下辊接触或分离。

上述旋转操作通过抓握手柄9实现。当牵引支架6降低时，形成在手柄9的下端上的钩部9a与固定辊10咬合。从而，可使组成每个牵引辊的竖直放置的一对上、下辊之间保持着压力接触。这种结构与众所周知的辊式牵引装置中的结构相同。

所述牵引辊之间的距离取决于组成通过牵引辊并同时受牵引作用的纱条L的纤维的长度。上述距离每当作为纺纱原料的纱条L的质量发生变化时均需要再次检查设定。因此，前下辊Rf2固定在机架11上，而中间下辊Rm2、第三下辊Rt2和后下辊Rb2在以预定的辊间距固定之前可相对于机架11沿着图3中的箭头的方向滑动。

此外，侧面导板7安装在牵引支架6上，所述侧面导板7中设有预定的辊间间距。所述上辊根据预定的辊间间距整体地安装在侧面导板7中。因此，为了改变所述上辊之间的距离，必须更换使用具有新间距的侧面导板7。在这种情况下，前辊Rf的位置固定，并且可在所述上辊之间的距离改变时用作参考基准。

所述纺纱装置使用牵引装置DR来将作为短纤维的集合体的纱条L牵引至预定的粗度。然后，所述纺纱装置使用所述纺纱部加捻纱条L，以形成纺纱Y。因此，随着纺纱速度的增大，组成纱条L的短纤维由于会受到产生于高速旋转的前辊的外周表面四周的伴生气流的影响而会极有可能地在作为牵引装置DR的最后一个供给辊的前辊Rf上分散开来。而且，如果在纺纱进行过程中存在短纤维分散的情况，所获得的纺纱Y的粗细就会变化，并且纺纱质量也会降低。

下面，参看图1A描述根据本实施例的牵引辊，其中在为橡胶辊的前上辊的各端上形成有台阶。前下辊Rf2是一个驱动辊，其可旋转地驱动与前下辊Rf2抵靠着的前上辊Rf1。前下辊Rf2由金属制成，并包括水平槽，所述水平槽向上伸展预定高度且平行于轴向延伸。前上辊Rf1是一个橡胶辊，其包括一个套筒3，所述套筒3借助于轴承2套装在金属制的轴1上，并且四周形成着橡胶层4。前上辊Rf1和前下辊Rf2从而组成了这样一种牵引辊，即其中挤压和抵靠着前下辊Rf2的前上辊Rf1与前下辊Rf2一致地转动，以供给夹在两辊之间的纤维束同时又能夹紧所述纤维束。

需要预定的夹持力来可靠地夹紧所述纤维束。当前上辊Rf1挤压在前下辊Rf2上时，前上辊Rf1上的预定量的橡胶层4必须要被挤压和发生变形。因此，前上辊Rf1的厚度A必须具有一个预定值或更大的值。

而且，随着纺纱速度的变大及进而引起的所述前辊转速的增大，会在高速旋转的所述辊的外周表面的四周产生伴生气流。此外，在产生于所述辊的外周表面四周的伴生气流会沿着轴向(水平方向)从两辊之间的咬入点扩散。因此，传送并同时受到牵引作用的纤维束也会沿着水平方向发生扩散。

在本实施例中，为了防止传送并同时受到牵引作用然后再供给到纺纱部Sp的纤维束发生水平扩散，台阶5形成在前上辊Rf1的各端上以形成缝隙。因此，通过所述缝隙的气流形成了一个防止壁，其能够阻止所述纤维束扩散。

通过改变所述台阶的尺寸进行纺纱试验和气流测量。随后发现，不仅产生于两辊的外周表面的四周的伴生气流不会打乱纤维束，而且预定的台阶尺寸能够甚至利用所述伴生气流来防止所述纤维束的扩散。

由每个台阶5形成的所述缝隙的隙间距B在以下尺寸之间变化：0mm、0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm和3.5mm。宽度C在以下尺寸之间变化：5mm、6mm、7mm和8mm。然后，测量所产生的纺纱的物理性能。橡胶层的厚度A在以下尺寸之间变化：2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm和4.5mm。再后，比较纺纱的物理性能和气流。

结果，在使用这样一种纺纱机的情况下，即其中纺纱部Sp包括包含所述纺纱喷嘴和所述中空导轴的所述空气纺纱装置，当隙间距B为至少1mm和至多3mm并且宽度为至少6mm时，可获得良好结果。此外，特别地，发现形成有隙间距和宽度分别为大约1.5mm和大约7mm的台阶的牵引辊可产生具有稳定和良好的纺纱物理性能的纺纱。

这是由于以下原因：在包括设在前辊Rf的出口处并具有吸引力的所述纺纱喷嘴的所述纺纱装置中，所述前辊部设有台阶5，所述台阶5构成了能够形成空气通路的缝隙，在所述缝隙中，由共同组成前辊Rf的前上辊Rf1和前下辊Rf2的高速旋转产生的伴生气流可用作这样的气流，即可抑制供给并同时受到牵引作用的所述纤维束发生水平扩散。

此外，如图1B所示，所述台阶形成在采用金属制条纹辊的前下辊Rf2中，而不是形成在为橡胶辊的前上辊Rf1中。然后，如上所述地比较纺纱的物理性能和气流。随后发现使用预定尺寸的缝隙可产生相似的效果。

下面，参看图2进一步描述气流。受到牵引作用的纱条L在组成纺纱部Sp的纺纱喷嘴SN的吸引力作用下被从前辊Rf的出口吸引至纺纱喷嘴SN中。纺纱部Sp产生纺纱Y。此时，在前辊Rf的出口，一些出现在所述纱条的端部上的短纤维La会试图在水平方向上扩散。然而，由于所述前辊设有台阶5，因此如上所述沿着所述辊的外周表面产生的伴生气流会从台阶5形成的缝隙中喷出。然后，伴生气流F1沿着纱条L的前进方向直线供给，以形成气流F2。

当然，气流F2根据台阶5所形成的缝隙的形状变化。然而，当以超过300m/min的纺纱速度高速纺纱时，隙间距B和宽度分别为大约1.5mm和大约7mm的空气通路的形成就可产生能够抑制纱条L的一些短纤维的水平扩散的气流F2。换言之，气流F2形成了一个防止壁，其能够阻止供给并同时受到牵引作用的所述纤维束发生扩散。

此外，作为纺纱Y的一种物理性能的不均匀度(其以U％的形式表示纺纱的不均匀的程度)可能与一些纤维的扩散或高速牵引的不均匀性有关。为了抑制牵引不均匀性，保持牵引辊部所施加的力以夹紧所述纱条非常重要。

因此，不仅必须形成气流F2，以抑制一些纤维的扩散，而且必须设置预定的橡胶厚度A，以保持对所述纱条的夹持力。实验结果表明：具有低的U％的纺纱Y可通过使用至少3.5mm的橡胶厚度获得。

参看图6，对橡胶厚度A在2.5mm-4.5mm的范围内变化所获得的纺纱Y的物理性能进行相互比较。从图中还可以清楚地看出，实验A5(橡胶厚度A为2.5mm)产生了大小为13.35％的U％和大小为224的细纱(-50％)。实验A4(橡胶厚度A为3.0mm)产生了大小为13.01％的U％和大小为181的细纱(-50％)。在这两个实验中，U％均超过了13％。然而，实验A3、A2、A1均产生了大小介于12.0％-13.0％之间的U％和大小为大约100-120的细纱(-50％)。从而，说明了当橡胶厚度A为至少3.5mm时可获得足够好的纺纱物理性能。

上述细纱(-50％)表示在1000m(1km)的纺纱长度中粗度比平均值小至少50％的纺纱部分的数目。对于细纱(-50％)来说，数字越大表示细纱部分的数目越多。换言之，数字越大表示纺纱Y所包含的由一些纤维的扩散或牵引不均匀性引起的不良部分的数目越多。

图6中所示的纺纱的物理性能是对在所述纺纱机中使用了台阶5的高度(隙间距)和宽度分别为1.5mm和7mm的前上辊Rf1的纺纱操作的实验结果，其中，所述纺纱机具有包括所述纺纱喷嘴和所述中空导轴的所述纺纱部，并且以350m/min的纺纱速度操作。此外，在为橡胶辊的前上辊Rf1的橡胶厚度发生变化的实验A1-A5的任一条件下，纺纱Y具有相当的纺纱强度和同等的伸度；在这些性能中没有观察到差别。然而，在数值例如表示纱线不均匀率的不均匀度U％和细纱(-50％)中观察到了差别。这清楚地说明了纱线不均匀率取决于前上辊Rf1的橡胶厚度。

即，通过在共同组成前辊Rf的前上辊Rf1和前下辊Rf2之一中形成台阶并将橡胶辊的橡胶厚度设为3.5mm或更大，即使纺纱以至少300m/min的纺纱速度高速进行，也能够获得具有优良的物理性能的均匀纺纱Y。当然，允许在上下两辊中均形成出台阶，并且使所有台阶形成预定尺寸的缝隙。

然而，优选通过在由相对较软的橡胶制成的前上辊Rf1中创建出预定尺寸的台阶来形成预定尺寸的缝隙，这是由于这样加工较容易些。

图7示出了说明台阶的存在在多大程度上提高了纺纱的物理性能和可操作性的数据。实验B1表示的是使用没有台阶且橡胶厚度为3.5mm的前上辊的实验结果。实验B2表示的是使用各侧均具有隙间距和宽度分别为1.5mm和7mm的台阶且橡胶厚度为3.5的前上辊的实验结果。实验B3表示的是使用与上述台阶相似的台阶且橡胶厚度为4.5mm的前上辊的实验结果。

可从图中看出，纺纱强度在实验B1中为220cN，在实验B2中为223cN，在实验B3中为228cN。因此，在实验的纺纱之间纺纱强度没有显著差别；在实验的纺纱之间纺纱强度彼此相当。然而，在不均匀度U％和细纱(-50％)以及类似性能方面存在显著差别。特别地，用于表示特细部分的值细纱(-50％)在实验B3中为155，但在实验B1中为340，这一值比实验B3中的值要严重两倍以上。因此，在例如以下的可操作性方面存在显著差别，即在纺纱过程中出现的断纱次数(在实验B3中为7次，在实验B2中为13次，但在实验B1中为25次)和在纺纱过程之后的整经过程中出现的断纱次数。在任何情况下，如果没有台阶(实验B1的情况)，就会非常频繁地出现断纱，从而会降低可操作性。

图8和9示出了基于气流的数字分析的模拟结果。图8示出了高速旋转的前辊Rf产生的伴生气流的模拟结果。图9示出了在考虑了纺纱喷嘴SN的吸引力的情况下的气流的模拟结果。

在图8中，C-1示出了台阶具有3.5mm的隙间距B时的模拟结果。C-2示出了台阶具有2.5mm的隙间距B时的模拟结果。C-3示出了台阶具有1.5mm的隙间距B时的模拟结果。C-4示出了台阶具有0.5mm的隙间距B时的模拟结果。而且，在所有情况下，缝隙的宽度均设为7mm。

在隙间距B为0.5mm的C-4中，许多伴生气流为沿着水平方向逃逸的气流fa，而只有非常少的气流fb沿着所述纱条的供给方向流动。在隙间距B为1.5mm的C-3中，非常少的气流fa沿着水平方向逃逸，而有许多气流fb沿着所述纱条的供给方向流动。在这种情况下，一些伴生气流是由所述辊的转动产生的伴生气流fc。此外，在C-2和C-1中，有非常少的气流fa沿着水平方向逃逸，但由所述辊的转动产生的伴生气流fc的数量却增大。

在图9中，除了图8中使用的条件以外，还考虑了纺纱喷嘴SN的吸引力。在所有情况下，均会有许多快速流动的气流fc流向所述纺纱喷嘴。然而，当隙间距如D-4中所示为0.5mm时，仍会有很多气流fa沿着水平方向逃逸，而只有非常少的气流fc流向所述纺纱喷嘴。

上述模拟结果还说明了：隙间距B太小和太大时均会出现问题，最佳的隙间距B为大约1.5mm。

如上所述，即使纺纱高速进行，根据本发明的牵引装置也可防止供给并同时受到牵引作用的纱条遭受产生于高速旋转的前辊的外周表面的四周的伴生气流的扩散和扰乱。为了实现上述目的，根据本发明的牵引装置包括这样一个前上辊，即其中形成有可使所述伴生气流偏转和转变为沿着纱条的供给方向流动的气流的台阶，并且所述前上辊具有预定的橡胶厚度。这样，所述牵引装置就可具有不能足以引起牵引不均匀的夹持力。

而且，在所述牵引装置中，所述台阶形成在由橡胶制成的所述前上辊中。因此，不仅便于加工，而且便于替换。

Claims (4)

1.一种牵引装置，包括：多个辊对，它们用于牵伸纤维束并同时将所述纤维束向下游侧供给，其特征在于，在组成所述辊对的辊的端部设有缝隙，由所述辊的转动产生的伴生气流通过所述缝隙，并且所述缝隙形成了空气通路，在所述空气通路中，所述伴生气流形成了用于防止所述被供给并同时被牵引的纤维束扩散的防止壁。

2.如权利要求1所述的牵引装置，其特征在于，所述缝隙是形成在组成所述辊对的所述辊之一中的台阶，并且具有至少1mm和至多3mm的隙间距以及至少6mm的宽度。

3.如权利要求1所述的牵引装置，其特征在于，形成有所述台阶的所述辊是橡胶厚度为至少3.5mm的橡胶辊，并且高度为大约1.5mm、宽度为大约7mm的台阶形成在所述辊的各端上。

4.如权利要求1至3中任一所述的牵引装置，其特征在于，所述牵引装置是一种辊式牵引装置，其被用在包括利用回旋气流产生纺纱的空气纺纱部的纺纱机中。

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