【技术连载】《纺纱学》— 后加工-4

四

络纱张力及张力装置

为了卷绕成具有一定密度且成形良好的筒子，络纱时纱线必须具有一定张力，且大小应符合工艺要求。张力过大会使纱线的弹性、伸长、强力等物理机械性能受到损失，影响纱线质量和增加后工序的断头率，张力过小则筒子密度和卷绕容量减少，成形松软不良，断头后纱线容易嵌在纱圈内部，寻头不易，在后工序退绕时，纱圈有可能成批地脱落下来，引起脱圈或断头，造成大量回丝。所以在满足筒子卷绕密度、良好成形以及断头自停装置正常工作的要求下，络纱张力以小为宜，并要求减少张力波动。

1. 张力装置

络纱过程中除了气圈作用和导纱部件的摩擦所引起的张力外，还必须采用张力装置来产生和控制络纱张力。张力装置是决定络纱张力的主要因素，张力装置加压的大小可根据工艺要求进行调节。一般不超过原纱断裂 强度的15%。

图8-2-19所示为常用的圆盘式张力装置。上下圆盘1通过缓冲毡块2上的张力垫圈3的重量来获得压力，纱线在两盘之间通过时受摩擦阻力作用而附加张力，增减垫圈的重量可调整络筒张力；图8-2-20为弹簧圆盘式张力装置，圆盘由微型电动机单独传动，纱线在圆盘与压纱板间通过，压纱板受圈簧扭力压向圆盘，拨动指针可调节压力 大小，面板上压力刻度自1至10逐渐增加。这种张力装置的优点是可以吸收振动，张力较均匀，调节张力极为方便。但由于压板是静止的，因此纱线容易受磨而发毛。

图8-2 -19 圆盘式张力装置

在奥托康纳338、络利安自动络筒机上，为防止纱线对固定张力盘的定点磨损，采用电磁式张力装置，张力盘由单独电动机驱动积极回转。纱线从张力装置的两个张力盘之间通过，张力盘的转动方向与纱线运行方向相反，从而防止了灰尘微粒的集聚和张力盘的磨损乃至被纱线磨出沟槽。压板受电磁力作用压向圆盘，纱线张力可在电脑上集中调控，保持张力均匀。而村田自动络筒机上采用了栅栏式张力装置，纱线从由交错配置、静态的陶瓷器件组成的纱路中运动；利用纱线对陶瓷器件的包围角及摩擦作用来稳定络纱张力。

2.均匀络纱张力的装置

(1)气圈破裂器也称气圈控制器：在奥托康纳338、络利安自动络筒机上都装有气圈破裂器，其作用前文已述。

(2)气圈高度控制器：Pac21自动络筒机上采用。通过控制气圈的高度来稳定气圈段的退绕张力，与栅栏式张力装置相配套，稳定络纱张力。

图 8-2 - 2 0 弹簧圆盘式张力装置

1一圆盘 2—压纱板 3—面板 4—指针 5—弹簧 6—纱线

图8-2 - 21纱线张力控制系统

(3)张力传感器：在奥托康纳338中用于控制纱线张力的主要元件是纱线张力传感器。它被安装在锭位纱路中清纱器的后边，对卷装处的纱线实际张力做连续直接测量。各锭位的张力大小能通过测试仪直接显示。图8-2-21为奥托康纳338自动络筒机纱线张力控制系统示意图。其工作原理是：当动态的纱线张力作用在传感器表面(一种活塞探头)时，活塞因纱线张力大小而改变光路的光通量，此时，传感器产生的电信号发生变化，这样通过张力装置电磁线圈的电流发生变化，最终使张力装置对运动纱线的压力做相应的变化。通过张力传感器将该值传到张力控制系统实现对纱线张力的控制，使瞬间纱线张力稳定一致，真正实现络纱的精密卷绕，把卷绕密度稳定在一定水平上。

纱线张力控制装置不仅能防止管纱管底退绕时张力的增加，同时也能通过加压来补偿在加速期间的较低张力。这种装置对管纱从管顶至管底退绕过程中所发生的张力波动提供了可靠的补偿。

五

清纱装置

由于管纱还带有粗节、尘屑、杂质等疵点，在络纱过程中纱线的退绕还可能发生脱圈等弊病，所以，在络纱机上采用清纱装置，清除纱线上粗节、尘屑、杂质等疵点。在络纱过程中除杂的要求是：合理清除杂质以改善纱线质量，保持纱线的弹性，尽量减少伸长，减少毛羽和条干变形， 并降低络纱时的断头。清纱装置有电子式和机械式两大类。

1. 机械式清纱装置 有板式和梳针式两种，机械式清纱装置适用于普通络筒机络制清纱要求低的品种。板式清纱装置还用作 自动络筒机上的预清纱装置，可防止纱圈和飞花等带入， 其间距较大，一般为纱线直径的4～5倍。

2. 电子式清纱装置 与机械式清纱器相比，电子清纱器大大地提高了切除的准确性和清除效率，它对纱疵的粗度和长度两个方面进行检测，不但能清除短粗节，又能清除长粗节、双纱、 长细节等，并可根据工艺要求调整各纱疵通道的灵敏度和参数长度设定值；即切除范围。同时，电子清纱器的检测头不与纱线直接接触，不会损伤和刮毛纱线，在高速络筒时仍能保持较高的 清除效率，因此电子清纱器被广泛用于自动络筒机上。

电子清纱装置已有40多年的发展历史，它经历了三个发展阶段，即第一代普及型、第二代高产型和第三代电脑型。当前，大多配备第二和第三代电子清纱装置，不仅工艺性能好，而且功能全、操作简单、故障率低、一致性好，能够保证质量。

电子清纱装置按其检测方式可分为光电式和电容式两种。

(1)光电式电子清纱装置：光电式电子清纱装置的检测头由红外发光管和光敏三极管组成，安装在自动络筒机纱路中捻接器之前或之后，被检测纱线处在光路上。检测头检测的是纱线通过纱路时的光通量，由于光敏检测头响应区间在红外区间，从而避开了环境光源的干扰。其工作原理如图8-2-22所示，光电检测系统检测到的纱线线密度变化信号由运算放大器和数字电路组成的可控增益放大器进行处理，主放大器输出的信号同时送到短粗节、长粗节、长细节三路鉴别电路中进行鉴别，当超过设定值时，将触发切刀电路切断纱线，清除纱疵，而且通过数字电路组成的控制电路能储存纱线平均线密度信号。光电式电子清纱装置检测信号与纤维种类和空气湿度无关，但对扁平纱疵可能漏切。

(2)电容式电子清纱器：电容式电子清纱器的工作过程如图8-2-23所示。检测头由两块金属极板组成的电容器构成，它是根据纱线在极板间通过时改变电容器的电容量，使得与电容器两极相连的线路中产生变化电流，从而表征了纱线的粗细变化。无纱时，极板间全部是空气，电容量最小；进纱后，因纤维介电常数比空气大，电容量增大，而增加的大小与极板间纱线的重量成正比，从而实现对纱线的条干情况进行检测。除了检测头外，其他部分的原理与光电式电子清纱装置类似，纱疵通过检测头时，信号电压超过鉴别器的设定值，则发动切刀切断纱线，清除纱疵。电容式电子清纱装置检测信号与纱疵形状无关，但与纤维种类和空气湿度有关。

图8-2-22 光电式电子清纱器工作图 图8-2-22 电容式电子清纱器工作图

第三代电脑型电子清纱装置具有速度跟踪功能，能自动进行纱速补偿，在锭子启动、慢速阶段也能正确地检测，从而实现所谓的全程检测，不再有漏检的纱段。如奥托康纳338自动络纱机上的电子清纱器已成为卷绕过程中的重要部件用以监测和保证纱线质量，形成一体化的清纱器，其清纱性能在电脑屏幕上可精确设定，如纱疵超过极限值清纱器指令切断纱线并向卷绕部件发出信号以中断卷绕。奥托康纳338电子清纱器的位置，放在捻接器之上，对捻接质量进行监测，捻接质量也由清纱器单独监控，捻接纱接头归类于一档清纱类型。上蜡装置一般放在电子清纱器上面，以消除上蜡对电子清纱器的干扰。这种电子清纱器可自动调节适合各种速度监测及检查各种卷绕速度下的纱线质量，不因启动和正常卷绕速度差异变化而产生误切。该机上吸头已配有传感器，可将纱疵全部吸出经电子清纱器切除，不会漏切。

电子清纱器不仅负担清纱及质量监测任务，还有统计功能，可记忆、贮存并报告生产运行状况及疵点分级，完成纱疵分级任务。

(3)纱疵样照和清纱特性线：为了正确使用电子清纱器，电子清纱器制造厂须提供相配套的纱疵样照和相应的清纱特性线及其应用软件。

在制造厂提供不出可靠的纱疵样照的情况下， 一般采用瑞士乌斯特(Uster)纱疵分级样照。该公司的纱疵样照把各类纱疵分成23级，如图8-2-24所示。

图8-2 - 24 CMT—Ⅱ 纱疵分级

样照中对于短粗节纱疵，疵长在0.1～1cm 的 称 A 类，在1～2cm 的称 B 类，在2～4cm 的称 C 类，在4～8cm 的称 D 类；纱疵横截面增量在+ 100%～+150%的为第1类，在+150%～+250% 为第2类；在+250%～+400%为第3类，在+400%以上的为第4类。这样，短粗节总共分成16级(A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4、C1、C2、 C3、C4、D1、D2、D3 和 D4)。对于长粗节，共分成3级。纱疵横截面增量在+100%以上，而疵长 大于8cm 的称双纱，归入E 级； 纱疵横截面增量在+45%～+100%之间，疵长在8～32cm之内的称长粗节，归入F 级； 纱疵横截面增量在+45%～+100%之间，疵长大于32cm 的也称长粗节，归入G 类。 对于长细节，共分成4级。 纱疵横截面的减量在-30%～-45%,疵长在8~ 32cm的定为H₁级； 减量相同于H₁ 而疵长大于32cm 的定为I₁级； 纱疵横截面减量在-45%~-75%,疵长在8～32cm 的定为H₃级； 减量相同于H₂, 而疵长大于32cm 的定为I₂级。

清纱特性线是在纱疵样照上，用直线或某种曲线表示出的清纱特性。清纱特性是指某种清纱器(机械式或电子式)所固有(设计)的清除纱疵的规律性。清纱特性线决定了该清纱器对纱疵的鉴别特性。

为了合理地确定电子清纱器的清纱范围，使用厂应拥有所用清纱器的清纱特性线，包括短粗节、长粗节、长细节清纱特性线。有了纱疵样照及清纱器的清纱特性线，就可根据产品的生产需要，合理选择清纱范围，以期达到既能有效控制纱疵，又能增加经济效益的目的。

图9-25所示为不同种类清纱器的各种清纱特性线。

①为平行线型：不管纱疵的长短，只要粗度达到并超过设定门限 DA值时，就一律予以清除。机械式清纱器的清纱特性线是典型的平行线型。

图9 - 25 清纱特性线

②为直角型：纱疵粗度(D 或S)和长度(L) 同时达到并超过设定门限 DA (或 SA)和 LA 时，纱疵被清除。两个设定门限中有一项达不到的纱疵，都予以保留。直角型清纱特性可用于清除长粗节和双纱，但不适用于清除短粗节。

③为斜线型：在设定门限D、与 L、两点连线上方的粗节、棉结都予以清除。但纱疵长超过L、的粗节不论粗度大小也都一律清除。如瑞士洛菲FR 一60型光电式电子清纱器，在清除棉结时就用这种斜线型清纱特性。

④为折线型：用三根直线把清除纱疵范围划分成I 、Ⅱ 、Ⅲ区，每区的直线有不同的斜率。

折线型清纱特性可用于短粗节、长粗节和长细节通道。如瑞士洛菲 FR—600 型光电式电子清纱器中的LD 型就用这种折线型清纱特性。

⑤、⑥为双曲线型。凡达到及超过设定门限 DA×LA(或 Dp×Lp) 这一设定常数的纱疵，都予以清除。曲线⑥比曲线⑤上移了距离 Y。如 Pl—12型的短粗节通道及国产 QSR—I 和 QSR—Ⅱ型的清纱特性线就是这种类型。

⑦为指数型：清纱特性线为一指数曲线，即以指数曲线来划分有碍纱疵和无碍纱疵。指数曲线特性与纱疵的频率分布接近，所以能较好地满足清纱工艺要求。如瑞士乌斯特UAM—C系列和 UAM—D系列中的短粗节S、长粗节L 和长细节T这三个通道是指数型的清纱特性曲线。

⑧为组合型：组合型由曲线与直线相组合，或由曲线与曲线相组合。图中I区为双曲线型清纱规律，Ⅱ区为直线型清纱规律，曲线和直线的交点正好是粗度和长度的门限设定值。如日本 KC—50型电容式电子清纱器的短粗节通道就是这种曲线和直线相组合的清纱特性。

编辑：纺织大学堂

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