CN1952230A - 自动离心式细纱机 - Google Patents

Abstract

本发明波及一种自动离心式细纱机，它采用机、电、气一体化设计和利用离心锭技术，精心设计其中的加捻卷绕单元，巧妙地与带喂入控制机构的牵伸装置相结合，能自动完成从粗纱到络成筒子的全过程，劳动强度低、管理和维护方便，从根本上消除现有技术存在的人工生头、落纱等缺陷，所以能减轻劳动强度，显著提高生产效率，自动化程度高。因本机采用采用自己研制的由离心罐和空心锭杆构成的“离心式纺纱锭子”(简称离心锭)进行加捻、卷绕，所以取消钢领和钢丝圈后也能实现加捻，故张力很小，能适纺特低号数的纱，且纺纱速度高、成纱毛羽少、不易断头。另外，其通用的加捻卷绕单元可互换拆卸，因此方便了安装、使用和维修，有利于该机的推广应用。

Description

自动离心式细纱机

技术领域

本发明涉及一种机、电、气一体化的纺织机械，特别是一种能自动地完成从粗纱喂入到满管输出细纱工序的自动离心式细纱机。它可以将不同种类(棉、毛、绢、麻、化纤等)的短纤粗纱纺制成所需要号数的细纱，并自动将络满纱的筒管取下，换上空筒管。

背景技术

目前，国内、外纺织工业中细纱工序的传统设备是环锭细纱机，它要用锭子、钢令和钢丝圈来实现对须条的加捻和卷绕，由于钢丝圈在钢令上高速滑行，首先这就限制了锭速(即产量)的提高；再者这使细纱产生气圈引起很大张力，增加产生断头的机率，加大了操作工的劳动强度；还有就是细纱穿过钢丝圈时产生很大摩擦，容易产生毛羽和造成断头；断头后须由人工生头，因此，这种细纱工序是劳动密集型工序。而采用传统的环锭细纱机生产时成纱质量低，浪费多，物料消耗也大，劳动强度大，劳动生产效率已很难提高。尽管现有的转杯纺、静电纺、涡流纺和摩擦纺等新型纺纱技术，但是因其各具特点，纺成的纱的性能、质地也各异，故其适用范围不同，无法全面取代环锭纺纱技术。

据国外公开文献介绍，曾有离心纺技术的报导。但是受其结构的限制，只能适用于纺质量大、附着力大而湿润的粘胶长丝。因短纤纱是干燥的，质量较轻，离心力较小，故必须采用高速离心锭来纺短纤纱。乞今为止，还未有理想的离心纺设备面世。其原因就在于现有离心式纺纱机的结构比较复杂，设计不尽合理，主要存在：①设置有上、下两个假捻器和相应的传感器；②对纱要喷雾或水蒸气加湿纱条；③络纱时的引头采用臂杆旋转抓取纱线的方式，结构烦杂，操作不可靠等问题。这些问题影响了纺纱质量和效率，因此，现有离心式纺纱机有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动离心式细纱机，它采用机、电、气一体化设计，能自动完成细纱工序的全部过程，从根本上消除现有技术存在的人工生头、接头的缺陷，因而能减轻劳动强度，显著提高生产效率，其通用的加捻卷绕单元具有互换性，故安装、使用和维修更加方便，适用范围广，适于纺特低号纱，且产量高、质量优。

本发明的目的是这样实现的：该机包括机架和沿纵向排列在机架两侧的各粗纱架、带喂入控制机构的牵伸装置，加捻卷绕单元及其传动机构、吸风装置、落纱装置、筒子输送装置、电气和气动控制系统，其技术要点是：所述喂入控制机构的气室，利用断头传感器控制的电磁阀控制启闭，生头装置的喇叭口与假捻杯之间的气室沿周壁切向设置入气孔，假捻杯周壁设置连通内孔的向下倾斜的通孔，成形机构的上导纱管的两个半圆形管利用竖轴铰接，纺纱时闭合成管状将细纱围在其中，络纱时张开，将细纱通过络纱装置的探杆推向空筒管的同时，利用电机驱动的槽筒将细纱卷绕在筒管上，成形机构的下导纱管伸入离心锭的空心锭管内，并沿离心锭的轴线上、下往复运动，使细纱均匀地卷绕在离心锭的离心罐内壁上。

所述离心锭由离心罐和空心锭杆构成，空心锭杆的两端利用轴承组装在轴承座的上、下轴孔中，轴承座的上、下端部设置带有防护套筒的减震橡胶套。

所述喂入控制机构的阀体由锁紧块固定在摇架支杆上，阀体与下盖组成气室，电磁阀通电时压缩空气进入气室，使膜片推动刹车杠杆一端的活塞移动的同时，带动刹车杠杆绕轴转动，将另一端的止动片压向后罗拉套。

所述断头传感器设置在上、下导纱管之间。

所述生头装置的假捻杯利用喇叭口和孔用挡圈固定在轴套内，并通过上、下两个O形圈密封成气室。

由于本发明在现有离心式细纱机的结构基础上，采用机、电、气一体化设计和利用离心锭技术，精心设计其中的加捻卷绕单元，巧妙地与带喂入控制机构的牵伸装置相结合，能自动完成从粗纱到络成筒子的全过程，劳动强度低、管理和维护方便，从根本上消除现有技术存在的人工生头、落纱等缺陷，所以能减轻劳动强度，显著提高生产效率，自动化程度高。因本机采用采用自己研制的由离心罐和空心锭杆构成的“离心式纺纱锭子”(简称离心锭)进行加捻、卷绕，所以取消钢领和钢丝圈后也能实现加捻，故张力很小，能适纺特低号数的纱，且纺纱速度高、成纱毛羽少、不易断头。另外，其通用的加捻卷绕单元可互换拆卸，因此方便了安装、使用和维修，有利于该机的推广应用。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明的一种具体结构示意图。

图2是图1沿A-A线的截面，上导纱管处于闭合状态的示意图。

图3是图1沿B-B线的旋转截面，上导纱管处于开启状态的示意图。

图4是电气和气动控制系统中的自动控制单元框图。

图5是图1中的喂入控制机构的结构示意图。

图6是图1中的生头装置的结构示意图。

图7是图1中的落纱装置的结构示意图。

图中序号说明：1粗纱、2落纱装置、3带有喂入控制机构的牵伸装置、4生头装置、5上导纱管、6梳状物、7竖轴、8断头传感器、9细纱、10探杆、11下导纱管、12轴承座、13离心锭、14圆形罩、l5吸风管、16机架、17输送带、18护板、19卷绕槽筒、20双支撑、21空筒管、22轨道、23后上皮辊、24后罗拉轴、25轴衬、26后罗拉套、27阀体、28摇架支杆、29锁紧块、30锁紧块、31电磁阀、32下盖、33膜片、34活塞、35刹车杠杆、36轴、37片弹簧、38喇叭口、39假捻杯、40轴套、41O形圈、42孔用挡圈、43送管盘、44送管轴、45机械手、46左组合凸轮、47换管凸轮、48右组合凸轮、49凸轮轴、50右滚子、51右枢轴、52右支座、53右摇臂、54右滚子、55轴、56左摇臂。

具体实施方式

根据图1-7和实施方式详细说明本发明的具体结构和工作过程。该机包括机架21和沿纵向排列在其两侧的各粗纱架、带有喂入控制机构的牵伸装置、各加捻卷绕单元及其传动机构、吸风装置、落纱装置、筒子输送装置、电气和气动控制系统等。该机精心设计的各加捻卷绕单元，采用机、电、气一体化设计和利用离心锭技术，并巧妙地与带喂入控制机构的牵伸装置相结合，组成了自动离心式细纱机。该加捻卷绕单元的数量应根据实际生产时所用的锭子数量的需要确定。每个加捻卷绕单元都喂入控制机构、生头装置4、成形机构、离心锭13、络纱装置及其电气和气动控制系统组成。

其中每个加捻卷绕单元的喂入控制机构的气室，利用断头传感器8控制的电磁阀31控制启闭。断头传感器8设置在上、下导纱管5、11之间。

生头装置的假捻杯39利用喇叭口38和孔用挡圈42固定在轴套40内，并通过上、下两个O形圈40密封成气室。生头装置4的喇叭口38与假捻杯39之间的气室沿周壁切向设置入气孔D，假捻杯39周壁设置连通内孔的向下倾斜的通孔E。成形机构的上导纱管5的两个半圆形管利用竖轴7铰接，纺纱时闭合成管状将细纱9围在其中。络纱时两个半圆形管张开，将细纱9通过络纱装置的探杆10推向空筒管21的同时，利用电机驱动的槽筒19将细纱9卷绕在筒管21上。成形机构的下导纱管11伸入离心锭13的空心锭管内，并沿离心锭13的轴线上、下往复运动，使细纱9均匀地卷绕在离心锭13的离心罐内壁上。生头装置将通过气孔D切向进入其中的压缩空气，形成旋转并向下的气流，使前罗拉刚吐出的无强度的须条产生抱合力，并向下输送到离心锭13内，这样就代替了传统的人工生头，达到自动地连续纺纱的目的。

离心锭13为本机的核心部件，其作用是使进入高速旋转的离心锭13内的须条因离心力而贴在离心罐的罐壁上并获得捻度。离心锭13由离心罐和空心锭杆构成，空心锭杆的两端利用轴承组装在轴承座12的上、下轴孔中，轴承座12的上、下端部设置带有防护套筒的减震橡胶套(图中未示出)。离心锭13可采用整体式或分体组合式结构。离心锭13的传动方式有二种：其一是离心锭13直接装在特制的高速电机上，这样结构简单、噪音低、能耗少；另一种方式是通过龙带切向传动，这时要有专用轴承座12，其轴承可以用普通滚动轴承、陶瓷轴承、气浮轴承或磁浮轴承，为简化结构还可设计成轴联双列球轴承形式，以上可以根据用户使用要求选用。

喂入控制机构的阀体27由锁紧块29、30固定在摇架支杆28上，阀体27与下盖32组成气室。电磁阀31通电时压缩空气进入气室，使膜片33推动刹车杠杆35一端的活塞34移动的同时，带动刹车杠杆35绕轴36转动，将另一端的止动片压向后罗拉套26。喂入控制机构利用断头传感器8(采用纺纱机常用的电容、压电或红外线传感器)感知有否纱条通过。如发现无纱条通过，则发出信号使压缩空气带动本机构动作，粗纱1即停止喂入，以防止纤维缠绕、飞散，达到节约原料的目的。

成形机构的步进电机通过齿形带(图中未示出)使下导纱管11产生上、下往复的运动，这样细纱9就按预定形式被均匀地卷绕在离心锭13的离心罐内壁上。为了便于将细纱9从离心罐内取出，络纱时上导纱管5打开，就能方便地从离心罐中抽出成纱。

络纱装置由引头机构和卷绕机构组成。引头机构主要件为头部带有梳状物6的探杆10，它能从已打开的上导纱管5内抓取细纱9，使其通过槽筒19并推向空筒管21。卷绕机构是将电机和槽筒19设计成一体，绕组在心部是固定的(定子)，而外部的转子上装有槽筒19使细纱9成形良好地绕到空筒管21上。络纱时在引头机构将细纱9推向空筒管21的同时，空筒管21则被压到槽筒19表面随它一起旋转，转动的空筒管21取得纱头后就将细纱9从离心罐内抽出卷绕到自身上，完成络纱工步。因筒管表面局部带剌，故可以很容易地粘上细纱9而实现卷绕。

落纱装置2在总控制单元的指令下，能正确地定位在已络满纱的筒管21处，通过自动机构卸下满管，装上空管。满管落入位于机器中部的筒子输送带17上，送入车外储管箱中。

本机的电气和气动控制系统中的自动控制单元由总控制单元、落纱控制单元、加捻卷绕控制单元及通信中继单元等组成，完成纺纱和落纱的全自动控制。其框图见图4。总控制单元由常用的PLC、触摸屏、变频器及驱动元件组成。实现修改参数密码设定，工艺参数设定及罗拉调速控制；并以R5485通信方式与加捻卷绕控制单元进行双向数据通信。落纱控制单元由常用的PLC、控制元件、驱动元件及传感器等组成，在满管锭位处将满管取下换上空管。加捻卷绕控制单元由常用的单片微型计算机、通信单元及外设驱动元件组成，根据来自总控制单元的工艺参数，协调地完成准备——生头——纺纱——络纱——清理这一纺纱工艺循环，并反馈满管、故障等信息给总控制单元。通信中继单元实现总控制单元与加捻卷绕控制单元间的信息传输。

参见图1，将粗纱管上的粗纱1退绕喂入到带有喂入控制机构的牵伸装置3中。粗纱1经牵伸后成为须条进入生头装置4，因压缩空气进入时形成旋转且向下的气流迫使须条抱合产生强力，并向下输送(见图6)，经过开合式上导纱管5，断头传感器8和下导纱管11后，进入高速旋转的离心锭12中，由于离心力作用，纱头便贴在罐壁随离心锭12一起旋转，这样须条就加上真捻而成为具有一定强力的细纱9，随时卷绕到离心罐内，就此完成了生头动作。因离心锭12速度很高，故生产率也提高了。生头完成后进入纺纱工步，压缩空气不再通入生头装置，就只靠离心锭12的转动完成加捻、卷绕动作；又因步进电机驱使下导纱管11作上、下往复运动，且向下运动的距离大于向上运动的距离，细纱9就在离心罐内卷绕成所需的形状。当下导纱管11运动到下限位置，离心罐内装到设定长度或重量的细纱9时，单元控制器首先指令卷绕槽筒19旋转，准备进入络纱工步；随后双支撑20则夹持着空筒管21压向卷绕槽筒19(见图3)，这样筒管21也随之而转动。与此同时，因齿轮相联的探杆10随双支撑20一起相对转动，并穿过可绕竖轴7转动而打开的上导纱管5(见图3)，探杆10头部的梳状物6捕捉到细纱9，并使细纱9经槽筒19的沟槽到达筒管21表面，(这时再令粗纱1停止喂入牵伸装置)。筒管21局部表面的刺状物，取得到纱头后，就将离心罐内的细纱9络到自身上来，下导纱管11也同步上升回到原位。离心罐下端通过吸风管15上的圆口深入到风管中，风管上部还有另一出风口通向前罗拉(图上未示出)，以清洁其表面。当要开车时先接通风机(图上未示出)，使风管内产生负压。当络纱完成后，单元控制器指令制动器制动离心罐使之停转。在离心罐停下后，负压就将罐内的飞花、尘屑及断头后剩余的纱条吸走，定时清洁了离心罐，就可以准备下一工作循环。综上所述，本机的纺纱过程是按准备——生头——纺纱——络纱——清理，五个工步连续不断地循环进行的。如果中途发生断头则在断头传感器8感知到后，单元控制器就指令停止喂入粗纱，制动离心罐并作清洁工作，做好重新生头的准备工作。离心罐外围用圆形罩14封闭隔离周围介质，目的是减少气压损失和降低噪音。

对络满纱的筒管21，则由总控制单元指令落纱装置2前来落纱并将空的筒管21装到双支撑20中，准备好下一次络纱。满管则落到筒子输送带17上，被带到车身外的贮管箱中。护板18为防止筒管21掉到地上，22为落纱装置的运行轨道，16为机架。这样，本自动离心式细纱机实现了从粗纱喂入到落纱的全自动纺纱过程。

图5所示为喂入控制机构的结构示意图。后上皮辊23和后罗拉套26在牵伸摇架(图中未出)压力的作用下组成后拑口。后罗拉轴24由牵伸机构带动，轴衬25压配在后罗拉套26内，与后罗拉轴24组成轴承付。阀体27由锁紧块29和锁紧块30固定在摇架支杆28上，阀体27与下盖32组成气室。当电磁阀31通电时，压缩空气由C处进入气室后，藉助膜片33推动活塞34，刹车杠杆35绕轴36转动压向后罗拉套26，与摇架压力一起迫使后上皮辊23和后罗拉套26停转，粗纱就不再喂入牵伸装置了。当电磁阀31失电时，气室内的压缩空气排空，刹车杠杆35在片弹簧37的作用下恢复原位，脱离后罗拉套26，这时摇架压力将后上皮辊23和后罗拉套26一起压向后罗拉轴24，并一起旋转而向牵伸装置喂入粗纱。

图6为生头装置4的结构示意图，假捻杯39由喇叭口38和孔用挡圈42固定在轴套40内并由上、下两个O形圈41密封组成了气室，由电磁阀31控制的压缩空气由F处进入气室。假捻杯39上有二组小孔D和E，压缩空气通过D孔进入假捻杯39时形成旋转的涡流，通过E孔进入的气流则吹向下方。这样牵伸机构吐出的须条通过喇叭口38进入到假捻杯39内部时，就得到有一定抱合力的假捻而成纱条并向下进入到离心罐内。因此就实现了生头动作。

图7为落纱装置2的结构示意图，外缘为一凸轮形的送管盘43固定在由电机直接带动的送管轴44上，其上的凹口处可以承接由上方储存空管的空管箱(图中未表示)出口处落下的空筒管21。每次需要向机械手45装管时送管盘就旋转一周。将空管送至机械手45处，并由其外缘凸边将空管压入机械手内握持(因机械手的端部有固定和活动的二部份组成，它们之间有扭簧联结就象二个手指一样能握持也能从中取出空筒管)。左组合凸轮46，右组合凸轮48和换管凸轮47都一起固装在由电机直接带动的凸轮轴49上，每次落纱换管时凸轮轴49就旋转一周。左、右组合凸轮46、48都由径向部份G和轴向部份H组成，它们是左右对称布置的，现以右组合凸轮为例说明。右滚子50和右枢轴51是安装在活套于轴55的右支座52上的，活套在右枢轴上的右摇臂53的后部装有右滚子54。当凸轮轴转动时，右组合凸轮的径向部分推动右滚子使右支座及其上的一切附件绕轴55摆动，右摇臂的工作部份J就到达双支撑20处；而右组合凸轮的轴向部份则推动右滚子54，使右摇臂绕右枢轴旋转，其工作部份J就张开双支撑20一侧，相应地在左组合凸轮的作用下左摇臂56的工作部K同时张开双支撑20的另一侧；结果满管就从双支撑中落下到输送带18上实现了落纱。与此相配合，凸轮轴转动时换管凸轮就推动机械手45，在落纱后机械手45即送空管到达双支撑20的装管处，随着左右摇臂的回程其工作部份就不再张开双支撑20，这时双支撑20正好就将机械手45中的空筒管21握持，当机械手45回程时空筒管21就留在双支撑20中而实现了装管工作。

Claims (5)

1、一种自动离心式细纱机，包括机架和沿纵向排列在机架两侧的各粗纱架、带喂入控制机构的牵伸装置、各加捻卷绕单元及其传动机构、吸风装置、落纱装置、筒子输送装置、电气和气动控制系统，其特征在于：所述喂入控制机构的气室，利用断头传感器控制的电磁阀控制启闭，生头装置的喇叭口与假捻杯之间的气室沿周壁切向设置入气孔，假捻杯周壁设置连通内孔的向下倾斜的通孔，成形机构的上导纱管的两个半圆形管利用竖轴铰接，纺纱时闭合成管状将细纱围在其中，络纱时张开，将细纱通过络纱装置的探杆推向空筒管的同时，利用电机驱动的槽筒将细纱卷绕在筒管上，成形机构的下导纱管伸入离心锭的空心锭管内，并沿离心锭的轴线上、下往复运动，使细纱均匀地卷绕在离心锭的离心罐内壁上。

2、根据权利要求1所述的自动离心式细纱机，其特征在于：所述离心锭由离心罐和空心锭杆构成，空心锭杆的两端利用轴承组装在轴承座的上、下轴孔中，轴承座的上、下端部设置带有防护套筒的减震橡胶套。

3、根据权利要求1所述的自动离心式细纱机，其特征在于：所述喂入控制机构的阀体由锁紧块固定在摇架支杆上，阀体与下盖组成气室，电磁阀通电时压缩空气进入气室，使膜片推动刹车杠杆一端的活塞移动的同时，带动刹车杠杆绕轴转动，将另一端的止动片压向后罗拉套。后罗拉就停止转动。

4、根据权利要求1所述的自动离心式细纱机，其特征在于：所述断头传感器设置在上、下导纱管之间。

5、根据权利要求1所述的自动离心式细纱机，其特征在于：所述生头装置的假捻杯利用喇叭口和孔用挡圈固定在轴套内，并通过上、下两个O形圈密封成气室。

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