倍捻技術(shù)
近幾年,我國(guó)棉紡企業(yè)的生產(chǎn)和加工能力有所增長(zhǎng),產(chǎn)品的檔次與附加值在不斷提升,企業(yè)對(duì)各種性能的設(shè)備(如倍捻機(jī)等)的需求越來越強(qiáng)烈。在我國(guó)紡織企業(yè)使用倍捻機(jī)的歷史還不到成熟期,上個(gè)世紀(jì)80年代初有少量進(jìn)口,90年代以后市場(chǎng)需求升溫,國(guó)內(nèi)有些紡機(jī)企業(yè)開始嘗試生產(chǎn)長(zhǎng)、短纖維倍捻機(jī)。但是,應(yīng)該看到,一些企業(yè)對(duì)倍捻機(jī)、倍捻技術(shù)的應(yīng)用還處于“霧里看花”,因此,有必要對(duì)倍捻機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、使用功能、市場(chǎng)價(jià)格等作全面、深入的了解,這樣才能知己知彼,應(yīng)對(duì)復(fù)雜紛繁的市場(chǎng)變化。
1990年以后,我國(guó)出現(xiàn)了采購(gòu)長(zhǎng)絲倍捻機(jī)的熱潮,先后從日本、意大利、法國(guó)、南韓等國(guó)家進(jìn)口了很多長(zhǎng)絲倍捻機(jī)。同時(shí),國(guó)內(nèi)有十幾家紡機(jī)廠加緊研究和生產(chǎn)長(zhǎng)絲倍捻機(jī),再加上蘇拉(sayrer)集團(tuán)幾年前在蘇州工業(yè)園建立了獨(dú)資短纖維倍捻機(jī)的組裝廠,隨后意大利薩維奧短纖維倍捻機(jī)也在山東成立了組裝廠與蘇拉倍捻機(jī)展開競(jìng)爭(zhēng),很快國(guó)內(nèi)也有將近5~6家紡機(jī)廠生產(chǎn)短纖維倍捻機(jī),市場(chǎng)逐漸升溫。盡管這幾年倍捻機(jī)的市場(chǎng)需求量逐步增加,但因其價(jià)格昂貴,能否炒熱還有待時(shí)間的證明。
業(yè)內(nèi)人士指出,倍捻機(jī)的機(jī)電一體化的進(jìn)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他紡織機(jī)械,如無梭織機(jī)、自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)、漿紗機(jī)等設(shè)備,因其自身的特性,現(xiàn)在它的機(jī)電一體化程度還只是處在起步階段。下面分別就倍捻機(jī)的關(guān)鍵零部件及機(jī)構(gòu)作一介紹。
倍捻錠子
倍捻錠子是倍捻機(jī)的心臟和關(guān)鍵,倍捻機(jī)與環(huán)錠捻線機(jī)最大的不同在于錠子。普通錠子每一旋轉(zhuǎn)只能增加一捻回,而倍捻錠子每旋轉(zhuǎn)一次即可產(chǎn)生二個(gè)捻回。這就使得在錠速相同的條件下,捻回?cái)?shù)增加一倍。如普通環(huán)錠捻線機(jī)的錠速為15000r/min的話,它產(chǎn)生15000個(gè)捻回,而倍捻機(jī)的錠速同樣是15000r/min,則它產(chǎn)生的卻是30000個(gè)捻回。這就使倍捻機(jī)速度和產(chǎn)量幾乎可以增加一倍。這也就是“倍捻”兩個(gè)字的來源。倍捻是捻線機(jī)的一個(gè)重大突破,沒有這個(gè)創(chuàng)造發(fā)明,就沒有現(xiàn)今的倍捻機(jī)。倍捻機(jī)的錠子完全不同于普通錠子,它比普通錠子復(fù)雜,有加捻盤、儲(chǔ)紗筒、張力器等零部件,這些是普通錠子所沒有的。當(dāng)然它同時(shí)也采用了普通錠子的零部件如錠桿、錠盤、錠座、軸承等。倍捻錠子采用上述兩類零部件組合而成,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜可見一斑。復(fù)雜的結(jié)構(gòu)給維修操作帶來很大困難,特別是人工生頭操作費(fèi)時(shí)費(fèi)工。每次接頭的時(shí)間是普通環(huán)錠的2~3倍,有時(shí)甚至于更長(zhǎng)。這對(duì)于長(zhǎng)絲(特別是簾子線)來說,問題不大,因?yàn)殚L(zhǎng)絲斷頭率很低。而對(duì)于短纖維來說,卻是致命的,成為影響倍捻機(jī)在短纖維方面大面積推廣的原因之一。氣動(dòng)穿紗裝置的發(fā)明,大大節(jié)約了生頭時(shí)間,每次生頭接頭的時(shí)間幾乎接近于環(huán)錠的水平,為推廣倍捻機(jī)創(chuàng)造了條件。
其次,是倍捻錠子的張力器,這個(gè)東西很小,也很簡(jiǎn)單,但它的作用很大。對(duì)于出現(xiàn)捻不勻現(xiàn)象則是由張力器功能不足引起。目前倍捻機(jī)錠子產(chǎn)生的捻不勻部分得到了控制。當(dāng)然倍捻機(jī)所產(chǎn)生的捻不勻,這些相對(duì)于張力器所產(chǎn)生的捻不勻是比較小的(在允差的范圍之內(nèi))。
倍捻錠子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),決定了錠子的使用壽命。早期的倍捻錠子是在普通錠子的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上演變而成的,它沿用了普通錠子的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)零部件如錠桿、錠膽、錠盤、錠腳、錠子軸承等,只是為了適應(yīng)倍捻工藝的需要稍作改變。倍捻錠子的使用壽命只能達(dá)到或接近普通錠子的使用壽命。眾所周知,普通錠子的使用壽命一般為2~3年時(shí)間,錠子到了不能使用的時(shí)候,可輕易地把它換掉,因?yàn)殄V子是標(biāo)準(zhǔn)化、大量生產(chǎn)的產(chǎn)品,它的價(jià)格很便宜。但是倍捻錠子每錠的價(jià)格約是普通錠子的10倍以上。棉紡織廠用了很多的資金買了倍捻機(jī),為了維持它們的正常運(yùn)轉(zhuǎn),又不得不買新的倍捻錠子來進(jìn)行維護(hù)。這種易損件的支付代價(jià)也是十分巨大的,使得紡織廠對(duì)于采用先進(jìn)技術(shù)的倍捻機(jī)望而卻步。經(jīng)過不斷努力,一種拋棄了傳統(tǒng)錠子的結(jié)構(gòu)模式,更加適合于倍捻錠子承載能力的、能夠延長(zhǎng)使用壽命的新的倍捻錠子終于產(chǎn)生了。據(jù)介紹,這種新型的錠子使用壽命超過了普通的錠子(一般可以達(dá)到5年以上),而且可以在修復(fù)后繼續(xù)使用。這是一個(gè)非??上驳倪M(jìn)步,但并不是所有的倍捻機(jī)制造廠都提供這種新型倍捻錠子,所以使用前必須有所選擇的采購(gòu)。倍捻錠子的轉(zhuǎn)速基本維持在1500r/min左右,沒有什么提高。而自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)卷繞速度已超過了2000m/min。噴氣織機(jī)的入緯率也已達(dá)2000m/min。這些指標(biāo)的提高,意味著產(chǎn)量和技術(shù)水平的提高。倍捻錠子的滾動(dòng)軸承是制約其速度提高的關(guān)鍵因素。設(shè)想倍捻錠子的滾動(dòng)軸承能不能來一次革命,應(yīng)采用其它結(jié)構(gòu)的軸承,如氣流紡紗機(jī)的紡杯軸承采用空氣軸承那樣。人們期待經(jīng)過紡機(jī)廠的不斷努力、創(chuàng)新,這一夢(mèng)想一定能夠變成現(xiàn)實(shí)。
倍捻錠子的傳動(dòng)
倍捻錠子的傳動(dòng)與環(huán)錠細(xì)紗機(jī)或捻線機(jī)一樣采用錠帶傳動(dòng)或龍帶傳動(dòng)兩種方式。對(duì)于倍捻錠子的傳動(dòng)來說,龍帶和錠帶各有優(yōu)缺點(diǎn),一段時(shí)間內(nèi)頗有爭(zhēng)論。但現(xiàn)在看法已經(jīng)趨向一致,全部為龍帶傳動(dòng)。過去長(zhǎng)絲倍捻機(jī)全部采用龍帶傳動(dòng),如伏克曼(Volkman),日本村田、津田駒、法國(guó)的ACBF,意大利拉蒂等長(zhǎng)絲倍捻機(jī)都采用龍帶傳動(dòng)。因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維修操作方便,制造成本較低,能滿足長(zhǎng)絲倍捻錠子傳動(dòng)的要求。爭(zhēng)論發(fā)生在短纖維倍捻機(jī)上。當(dāng)時(shí)意大利的薩維奧(savio)、德國(guó)哈密耳(Hamel)、法國(guó)維爾度(verdol)采用的是錠帶傳動(dòng)。而德國(guó)伏克曼、日本的村田等采用的是龍帶傳動(dòng)。近幾年,哈密耳、伏克曼兩個(gè)倍捻機(jī)廠被蘇拉集團(tuán)收購(gòu),只生產(chǎn)伏克曼的倍捻機(jī)型號(hào),不生產(chǎn)哈密耳的倍捻機(jī)。而堅(jiān)持了幾十年的薩維奧的倍捻錠子也由錠帶傳動(dòng)改為龍帶傳動(dòng)。錠帶與龍帶之爭(zhēng)劃上了一個(gè)圓滿的句號(hào)。最近兩年,生產(chǎn)倍捻機(jī)由普通電機(jī)改為變頻電機(jī)。這一改進(jìn)無疑受到使用廠的歡迎,因?yàn)楦倪M(jìn)符合技術(shù)進(jìn)步的方向,為使用廠帶來許多方便和好處。當(dāng)今市場(chǎng)所需加工的品種規(guī)格很多,更換皮帶輪只能變換4~5種錠速,難以滿足需要。而且更換皮帶輪操作比較麻煩,停機(jī)影響生產(chǎn)不說,更換不當(dāng)還會(huì)影響龍帶的張力,影響錠子與錠子之間的錠速差異,進(jìn)而影響錠子之間捻不勻。而這種改進(jìn)所需費(fèi)用不大,僅增加1%~2%成本。值得一提的是這三個(gè)廠都采用選購(gòu)的方式,而標(biāo)準(zhǔn)供應(yīng)仍是更換帶輪有級(jí)變速。為此,建議改成隨機(jī)標(biāo)準(zhǔn)供應(yīng)。
以上諸多改進(jìn)的確見效,但是我們認(rèn)為不應(yīng)該到此為止。十幾年前細(xì)紗機(jī)就在搞電錠,即不需要龍帶或錠帶,每個(gè)錠子由一特種電機(jī)單獨(dú)傳動(dòng)。由于細(xì)紗機(jī)錠距比較?。s75~90mm)而且當(dāng)時(shí)還是用恒速電機(jī),所以一直未能推廣應(yīng)用。受自動(dòng)絡(luò)筒槽筒由集體長(zhǎng)軸傳動(dòng)改為一個(gè)槽筒一個(gè)變頻電機(jī)無級(jí)變速傳動(dòng)的啟發(fā),建議倍捻錠子由每錠變頻電機(jī)無級(jí)變速傳動(dòng),徹底撇開龍帶或錠帶傳動(dòng)。這個(gè)設(shè)想已在某些倍捻機(jī)上見到過。這是徹底的革命,帶來好處太多了。因?yàn)辇垘У膲勖?,張力輪軸承的壽命都不長(zhǎng),一般不超過5年必須更換。而且這些零件的價(jià)格也不便宜,更換時(shí)也影響生產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)這種改進(jìn),從技術(shù)角度上講是成熟的,難度不大,增加成本不會(huì)很多,這種改革符合技術(shù)進(jìn)步的方向。
超喂機(jī)構(gòu)
超喂機(jī)構(gòu)是倍捻機(jī)所獨(dú)有的。其超喂盤的形狀、尺寸及材料經(jīng)過幾十年的研究已經(jīng)比較完善。超喂盤的轉(zhuǎn)速必須適應(yīng)不同纖維品種、粗細(xì)的需要。超喂盤速度的變化可以獲得不同的超喂量,這對(duì)于紗線的張力與成形筒子的成形狀態(tài)影響很大,也就是說,超喂量將影響倍捻機(jī)的運(yùn)行是否正常。目前超喂量的變化是靠調(diào)換齒輪或鏈輪來達(dá)到,而且必須停車才能進(jìn)行調(diào)節(jié),不能在機(jī)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行無級(jí)變速調(diào)節(jié),我們認(rèn)為應(yīng)該做到在機(jī)無級(jí)變速調(diào)節(jié)。據(jù)介紹,蘇拉新近推出的電子控制齒輪箱(又稱凸輪箱)可以做到這一點(diǎn)。這種電子控制齒輪箱要增加倍捻機(jī)總價(jià)的1%~2%。為了適應(yīng)當(dāng)今多品種、少批量加工紗線的需要,使用廠會(huì)認(rèn)可的。這種電子控制齒輪箱符合技術(shù)發(fā)展方向,是“機(jī)電一體化”在倍捻機(jī)上的一種體現(xiàn),對(duì)于使用廠有很大好處。一旦推廣以后制造成本不一定會(huì)增加,可能還會(huì)降低。因?yàn)闇p少了許多交換齒輪。劍桿織機(jī)就是一個(gè)明顯的例子,原來的卷取機(jī)構(gòu)都是交換齒輪改為單獨(dú)變頻電機(jī)無級(jí)變速電子控制以后,制造成本反而下降。
摩擦滾筒
倍捻機(jī)上沒有自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的槽筒,而有摩擦滾筒及往復(fù)導(dǎo)絲器。機(jī)構(gòu)雖然不同卻都是成形機(jī)構(gòu)的重要零件。過去摩擦滾筒的速度及導(dǎo)絲器往復(fù)速度的改變,都是采用變換齒輪箱可無級(jí)變速,節(jié)約了兩種機(jī)構(gòu)中的交換齒輪,更加有利于制造成本的節(jié)約。
倍捻機(jī)成形機(jī)構(gòu)的防疊裝置一般都是機(jī)械式。如果采用電子控制的齒輪箱完全有條件改為電子防疊的。自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的電子防疊機(jī)構(gòu)可以借鑒。
成形機(jī)構(gòu)
成形機(jī)構(gòu)中的摩擦滾筒、導(dǎo)絲器、超喂羅拉都是采用長(zhǎng)軸集體傳動(dòng)?,F(xiàn)在應(yīng)該考慮去掉落后的集體才能符合電子信息時(shí)代的潮流。使機(jī)械式倍捻機(jī)一躍成為電子控制式倍捻機(jī),更好地滿足使用廠的各種不同的需求。
技術(shù)改造與市場(chǎng)需求并存人們?cè)诮陙韺?duì)倍捻機(jī)做了許多改進(jìn)工作,已有了顯著的進(jìn)步:(1)改進(jìn)了倍捻錠子的結(jié)構(gòu),以延長(zhǎng)其使用壽命和降低噪音;(2)發(fā)明了氣動(dòng)紗裝置,減少手工操作時(shí)間,有利于操作;(3)龍帶傳動(dòng)的電機(jī)改成變頻控制,實(shí)現(xiàn)了錠子無級(jí)變速以適應(yīng)不同紗線品種的需要;(4)推出了電子控制齒輪箱,實(shí)現(xiàn)了交叉角、超喂量、摩擦滾筒速度等參數(shù)電子控制,以適應(yīng)各種工藝參數(shù)的快速變換,也提高了這些參數(shù)的精確度;(5)在龍帶傳動(dòng)中采取防止噪音等措施。
伴隨著這些進(jìn)步,短纖維倍捻機(jī)的市場(chǎng)需求也正逐步增加。短纖維倍捻機(jī)是需求量最大的倍捻機(jī)(不包括簾子線倍捻機(jī),因?yàn)檫@種倍捻機(jī)非常特殊)。改革開放以來,我們國(guó)家進(jìn)口了許多倍捻機(jī),以長(zhǎng)纖維倍捻機(jī)居多,短纖維掊捻機(jī)進(jìn)口數(shù)量有限,主要用于純滌綸縫紉線的加工、精毛紡紗的加工。但專家指出,即使在這些領(lǐng)域內(nèi)也不是全部采用倍捻機(jī)來取代環(huán)錠捻線機(jī),因?yàn)楸赌頇C(jī)與環(huán)錠捻線機(jī)相比占地面積大、耗電量大,而且價(jià)格過于昂貴,造成企業(yè)投入與產(chǎn)出比不平衡,經(jīng)濟(jì)效益不很顯著。如今市場(chǎng)發(fā)生了很大變化,市場(chǎng)上愈來愈需要高質(zhì)量的無接頭、光澤好、毛羽少、強(qiáng)力高的股線。近幾年,棉紡與色織行業(yè)購(gòu)買倍捻機(jī)的廠家多起來了。一般來說,棉紡廠大約有5%~10%的捻線機(jī),全國(guó)約有幾百萬錠。這種捻線機(jī)價(jià)格昂貴,改造起來還力不從心,價(jià)廉質(zhì)優(yōu)的倍捻機(jī)自然成了廠家的另一選擇。但是否能出現(xiàn)人們預(yù)期的火熱程度,現(xiàn)在還是未知數(shù)。
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