五棉條異步輸入和三級分梳的轉(zhuǎn)杯紡紡紗方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬紡織行業(yè)的轉(zhuǎn)杯紡紗領(lǐng)域
【背景技術(shù)】
[0002] 轉(zhuǎn)杯紡成紗的基本原理為：棉條由喇叭口經(jīng)給棉板和給棉羅拉的握持，給棉羅拉 轉(zhuǎn)動輸送棉條送至分梳區(qū)；分梳區(qū)高速旋轉(zhuǎn)的分梳輥對棉條進行開松剝?nèi)?、梳理分離、混 合，使其變?yōu)橄嗷シ蛛x、平行排列的單纖維并進入輸棉通道；在氣流作用下，纖維流經(jīng)由輸 棉通道進入轉(zhuǎn)杯，在高速旋轉(zhuǎn)紡杯的離心力作用下，纖維在凝聚槽內(nèi)進一步疊加混合，由母 紗引出并經(jīng)阻捻器加捻后形成紗線。
[0003] 專利"一種轉(zhuǎn)杯紡混色成紗方法及裝置與產(chǎn)品"（申請?zhí)朇N201410190891. 1)及 "一種轉(zhuǎn)杯紡混色成紗裝置"（CN201420229715.X)通過控制喂給羅拉速度，以連續(xù)恒量喂 入、或者分段變量喂入兩根或兩根以上的熟條，變混紡比形成具有單色或者多色纖維混合， 以實現(xiàn)紡紗線密度恒定而調(diào)整混紡比的效果。但該發(fā)明存在兩個問題：第一，在發(fā)明中只是 在概念上提出通過耦合牽伸實現(xiàn)線密度恒定的混色及段彩紡紗，并未給出耦合牽伸實現(xiàn)線 密度恒定的條件下如何改變混合比及混色比。同時，未給出具體的實施方案及實施例。第 二，該專利申請仍使用傳統(tǒng)的單一分梳輥，當三根棉條同時喂入時，原有的分梳牽伸系統(tǒng)不 能充分地完成對多根棉條剝?nèi)?、梳理、混合和分解牽伸，由此會?dǎo)致纖維叢分解不充分，造 成堵分梳輥和堵轉(zhuǎn)杯情況發(fā)生，紡紗易出現(xiàn)斷頭及粗節(jié)、棉結(jié)等缺陷。同時，耦合喂入的各 根棉條雖然總量恒定，但各棉條喂入量存在差異，較短的分梳區(qū)導(dǎo)致纖維橫向混合的機會 也不多，因此導(dǎo)致混色效果不理想。
[0004] 目前轉(zhuǎn)杯紡中可以實現(xiàn)混紡比恒定而線密度變化的主要有專利"轉(zhuǎn)杯紡竹節(jié)紗的 方法和紡紗裝置"（授權(quán)號CN00137211. 4)，它的原理是異步電機和步進電機，經(jīng)差動器、絲 桿和蝸輪，驅(qū)動喂給羅拉，通過步進電機在智能控制器控制下執(zhí)行下列操作：從高速減至低 速；持續(xù)運行一段時間；加速至高速；持續(xù)運行一段時間，轉(zhuǎn)杯紡制一段竹節(jié)紗。該專利可 以生產(chǎn)變線密度的紗線，但無法改變紗線混紡比。
[0005] 生產(chǎn)線密度和混紡比均變化的紗線，需要喂入的兩根或兩根以上粗紗能夠分別在 線控制各自的喂入量，并且在分別改變各粗紗喂入量的同時還要使總的粗紗喂入量也能得 到控制，目前尚無專利能實現(xiàn)這種紗的生產(chǎn)。生產(chǎn)線密度和混紡比均不變化的紗線，主要問 題是，不能在轉(zhuǎn)杯紡細紗工序?qū)崿F(xiàn)兩種以上纖維以任意比例進行混紡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決上述問題，本發(fā)明在機構(gòu)上對傳統(tǒng)轉(zhuǎn)杯紡紗機進行了改進。一種三級分 梳及多組分喂入的轉(zhuǎn)杯紡紗方法的裝置，包括紡紗系統(tǒng)和電腦控制系統(tǒng)，紡紗系統(tǒng)包括喂 給分梳機構(gòu)、凝聚加捻機構(gòu)、卷繞成型機構(gòu)，其特征在于喂給分梳機構(gòu)包括五個回轉(zhuǎn)自由度 的組合式給棉羅拉、三級分梳輥，所述的五個回轉(zhuǎn)自由度的組合式給棉羅拉的五個羅拉的 速度比可調(diào)。所述凝聚加捻機構(gòu)包括輸棉通道、轉(zhuǎn)杯和引紗裝置；卷繞成型機構(gòu)包括引紗卷 繞機構(gòu)。所述的電腦控制系統(tǒng)包括PLC可編程控制器、伺服驅(qū)動器、伺服電機，所述的五個 回轉(zhuǎn)自由度的組合式給棉羅拉、三級分梳輥由伺服電機驅(qū)動。所述的回轉(zhuǎn)自由度的組合式 給棉羅拉包括軸、軸承、空心軸、第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、第四齒輪、第五齒輪，墊圈、 第一活動羅拉、第二活動羅拉、第三活動羅拉，第四活動羅拉、第五活動羅拉，所述第一到第 五齒輪、第一到第五活動羅拉圍繞同一軸線轉(zhuǎn)動，第一到第五齒輪分別驅(qū)動第一到第五活 動羅拉。所述的三級分梳輥由第一分梳輥、第二分梳輥和第三分梳輥平行排列組成。所述 的三級分梳輥的轉(zhuǎn)速逐級遞增，第一分梳輥的轉(zhuǎn)速為1500-3000rpm，第二分梳輥的轉(zhuǎn)速為 3000-6000rpm，第三分梳輥的轉(zhuǎn)速為6000-12000rpm。，所述三級分梳輥的梳針密度逐級增 大。
[0007] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種使用上述裝置進行轉(zhuǎn)杯紡紗的方法，包括給棉、 分梳、凝聚加捻、引紗卷繞，其特征在于：所述給棉采用五個回轉(zhuǎn)自由度的組合式給棉羅拉 非同步喂入分梳區(qū)，所述分梳采用三級分梳輥。
[0008] 通過本發(fā)明配置設(shè)計的組合羅拉和三個分梳輥，可將五根棉條（或五種不同原料 的條子、或五種色彩的條子，下簡稱五組份），經(jīng)組合式給棉羅拉非同步地喂入轉(zhuǎn)杯紡分梳 區(qū)，經(jīng)三級分梳輥的逐級開松、梳理、取向、混合、及分解牽伸，將五根棉條逐步分解為束纖 維并進一步分解為單根纖維。在離心力和氣流的作用下，從分梳輥上脫離和轉(zhuǎn)移的連續(xù)單 纖維流進入高速旋轉(zhuǎn)的紡杯。纖維流在轉(zhuǎn)杯離心力作用下又凝聚成須條，再經(jīng)阻捻器加捻， 由引紗羅拉導(dǎo)出形成轉(zhuǎn)杯紡紗線。在紡紗過程中，通過電腦程序控制伺服驅(qū)動系統(tǒng)，使具有 五個自由度的給棉羅拉非同步地分別將五根棉條喂入分梳區(qū)，通過調(diào)控五個給棉羅拉的喂 入量和喂入比，就可以動態(tài)配置該轉(zhuǎn)杯紡最終成紗的線密度及五個組份的混紡比，生產(chǎn)竹 節(jié)紗、段彩紗、段彩竹節(jié)紗、配色紗。
[0009] 第一分梳輥的轉(zhuǎn)速較低，這樣可以保證多根棉條喂入量差異較大時，各棉條中纖 維受到分梳輥的梳理次數(shù)總量都在合理的范圍內(nèi)，減少纖維的損傷；第二分梳輥的轉(zhuǎn)速高 于第一分梳輥，經(jīng)過第二分梳輥的梳理，纖維的縱向取向得到優(yōu)化，橫向轉(zhuǎn)移混合進一步優(yōu) 化；第三分梳輥是高速分梳輥，纖維經(jīng)過第三分梳輥不僅得到更好的梳理與轉(zhuǎn)移，并且速度 得到提升，到達進入梳棉通道的離心力要求，可以順利有序的進入轉(zhuǎn)杯成紗。通過上述多級 剝?nèi)　㈤_松、除雜、分梳牽伸、轉(zhuǎn)移，順利完成將棉條分解成棉網(wǎng)、棉網(wǎng)再分解成束纖維、束纖 維在分解成單纖維的超大牽伸功能，提升了轉(zhuǎn)杯紡分梳區(qū)的功能，具有柔性、高效、高產(chǎn)的 效果。
[0010] ⑵本發(fā)明專利在機械創(chuàng)新設(shè)計的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了相應(yīng)的紡紗數(shù)學(xué)模型和程序算 法，通過機電一體化的伺服控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了隨機調(diào)控轉(zhuǎn)杯紡成紗的線密度及混紡比。在具 體的實施例中，進行了如下四種紗線的紡紗：
[0011] ①線密度恒定而混紡比變化的紗線，如具有漸變色彩或分段色彩的等線密度段彩 紗；
[0012] ②混紡比恒定而線密度變化的紗線，如竹節(jié)紗、大肚紗、點點紗等；
[0013] ③線密度和混紡比均變化的紗線，如段彩竹節(jié)紗、段彩大肚紗、段彩點點紗等；
[0014] ④線密度和混紡比不變化，但以任意比例混配的混紡紗或混配色紗。
【附圖說明】
[0015] 圖I:轉(zhuǎn)杯紡紗流程圖
[0016] 圖2 :三分梳輥轉(zhuǎn)杯紡粗紗梳理牽伸過過程圖
[0017] 圖3 :給棉羅拉傳動示意圖，圖3b為圖3a的右視圖
[0018] 圖4 :組合式給棉羅拉結(jié)構(gòu)圖
[0019] 圖5 :五組份異步二級牽伸紡紗控制系統(tǒng)圖
[0020] 圖6 :五組份異步輸入轉(zhuǎn)杯紡成紗系統(tǒng)控制模式圖
[0021] 1-1，1-2,1-3-分梳輥，1-4, 1-5-排雜口，1-6-給棉羅拉，1-7-棉條，1-8-加壓彈 片，1-9-給棉板，1-10-輸棉通道，1-11-阻捻器，1-12-轉(zhuǎn)杯，1-13-抽氣孔，1-14, 1-15-引 紗羅拉，1-16-紗線
[0022] 2-6, 2-7, 2-8, 2-9, 2-10-給棉羅拉，2-1，2-2, 2-3, 2-4, 2-5-棉條，2-11-給棉板， 2-12, 2-13, 2-14-分梳輥，2-15-纖維流，2-16-轉(zhuǎn)杯，2-17-紗線
[0023] 3a_5, 3a_6, 3a_7, 3a_8, 3a_9_ 羅拉，3a_l，3a_2, 3a_14, 3a_15, 3a_16_ 齒輪， 3a_3, 3a_4, 3a_10, 3a_ll，3a-12_ 過橋齒輪，3a-13-羅拉軸，3a_17, 3a_18, 3a-19-分梳輥， 3a-20-細紗；3b-l-齒輪，3b-2-羅拉，3b-3, 3b-4, 3b-5, 3b-6, 3b-7-齒輪。
[0024] 4-l，4-2,4-3,4-4,4-5-羅拉，4-6,4-7,4-13,4-14,4-17-齒輪，4-8,4-12， 4-16-鍵，4-9-固定軸套，4-10-螺釘，4-11-軸承，4-15-軸。4-1，4-2,4-3,4-4,4-5 五個活 動羅拉分別由齒輪4-6,4-7,4-13,4-14,4-17驅(qū)動。
【具體實施方式】
[0025] 文中所用公式代號的意義：
[0026] %1:給棉羅拉1的線速度；￥。2:給棉羅拉2的線速度；￥。 3:給棉羅拉3的線速度； %4:給棉羅拉4的線速度；V。5:給棉羅拉5的線速度；V1:分梳輥1的線速度；V2:分梳輥2的 線速度；V3:分梳輥3的線速度；V4:轉(zhuǎn)杯線速度；V5:引紗羅拉線速度；
[0027] P1:棉條A的線密度（克/米）；
[0028] P2:棉條B的線密度（克/米）；
[0029] P 3:棉條C的線密度（克/米）；
[0030] P 4:棉條D的線密度（克/米）；
[0031] P5:棉條E的線密度（克/米）；
[0032]P:成紗線密度（克/米）；
[0033] P 11:棉條A經(jīng)過分梳輥1的線密度（克/米）；
[0034]P 12:棉條A經(jīng)過分梳輥2的線密度（克/米）；
[0035] P 13:棉條A經(jīng)過分梳輥3的線密度（克/米）；
[0036] P14:棉條A在轉(zhuǎn)杯內(nèi)的線密度（克/米），
[0037] P 21:棉條B經(jīng)過分梳輥1的線密度（克/米）；
[0038]P 22:棉條B經(jīng)過分梳輥2的線密度（克/米）；
[0039] P 23:棉條B經(jīng)過分梳輥3的線密度（克/米）；
[0040] P24:棉條B在轉(zhuǎn)杯內(nèi)的線密度（克/米），
[0041] P 31:棉條C經(jīng)過分梳輥1的線密度（克/米）；
[0042]P 32:棉條C經(jīng)過分梳輥2的線密度（克/米）；
[0043] P33:棉條C經(jīng)過分梳輥3的線密度（克/米）；
[0044] P34:棉條C在轉(zhuǎn)杯內(nèi)的線密度（克/米），
[0045] P41:棉條D經(jīng)過分梳輥1的線密度（克/米）；
[0046] P42:棉條D經(jīng)過分梳輥2的線密度（克/米）；
[0047] P43:棉條D經(jīng)過分梳輥3的線密度（克/米）；
[0048] P44:棉條D在轉(zhuǎn)杯內(nèi)的線密度（克/米），
[0049] P51:棉條E經(jīng)過分梳輥1的線密度（克/米）；
[0050]P52:棉條E經(jīng)過分梳輥2的線密度（克/米）；
[0051] P53:棉條E經(jīng)過分梳輥3的線密度（克/米）；
[0052] P54:棉條E在轉(zhuǎn)杯內(nèi)的線密度（克/米），
[0053] E1:分梳輥1相對于給棉羅拉的牽伸比；
[0054] E2:分梳輥2相對于分梳輥1的牽伸比；
[0055] E3:分梳輥3相對于分梳輥2的牽伸比；
[0056] E4:轉(zhuǎn)杯相對于分梳輥3的牽伸比；
[0057] E5:引紗羅拉相對于轉(zhuǎn)杯的牽伸比；
[0058] E:轉(zhuǎn)杯紡總牽伸比，等于引紗羅拉相對于給棉羅拉的牽伸比。
[0059] 下標1，2, 3,4, 5分別代表組分A，組分B，組分C，組分D，組分E。
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