加弹是生产差别化纤维的一个重要手段,*常见的品种是拉伸变形丝。这类纤维的共同特点是柔软,有伸缩陛、卷曲性和蓬松性。
而在拉伸变形后所绕成的卷装,基本上都是作为出厂包装,送往针织厂或机织厂去使用,所以在拉伸变形机的卷绕机构中,需要采取一系列必要的措施,制成稳定性高、退绕性能好的卷装。本文着重时沦拉伸变形卷装的重叠、动程渐短、凸边、胀边等问题,并就文献中提到的有关问题作进一步的分析。
重叠问题
目前,加弹机的卷绕速度已达1000m/min,并正在向152 0173 3840m/min以上的方向发展。拉伸变形机的卷绕机构中,卷装由摩擦辊摩擦传动,横动装置由独立的电机传动。根据卷绕速度关系式式中:α为卷绕升角;V1为卷装表面速度;V2为横动速度;H为卷绕动程;m为每分钟横动次数;dk为卷绕直径;n为卷装转速;i=n/m为卷绕比。
为了避开重叠,必须采取专门的防叠措施。它可以是机械式的,即将动程位置作缓慢的轴向小幅移动,不断改变丝圈卷绕位置;也可以是电气式的,比如在传动频率上叠加一个干扰频率,使横动速度时快时慢地变化,缓解重叠的症状,其中*常采用的是三角波扰动信号。
在文献中图1和图2上方的图形,就是为了防叠而没置的三角波扰动信号,它是一种周期性的无停顿的三角波(也可以是锯齿波等)。但采用三角波扰动信号,并不足“为了使动程修正效果达到*佳”。这不仅从下方图形的动程修正呈间断性、有停顿的趋势可以看出,还可以从图中纵坐标得以证明,因为DH正是横动运动速度(Trave motion speed)或双动程速率(Double strake rate)的意思。
动程渐短问题
低弹丝是一种柔软而富有伸缩性的长丝,卷绕时的张力不能太大,不能让其在卷装中处于完全的张紧状态,那样会影响丝的卷曲性能。因此,如做成直边形卷装,两端的换向丝圈稳定性较差,容易引起蛛网丝或脱圈。如把卷装两个端面制成倾斜角在5~15°之间的斜面,亦即横动动程自空管到满筒逐渐由长变短,情况就大为改善了。
动程渐短的机构由以下几部分组成:(1)L形摆杆——摆杆中心的转子嵌在一圆柱形凸轮的螺旋槽中,随凸轮转动而作往复运动;摆杆长臂上装着导丝器,引导长丝往复移动;摆杆短臂上的轮子嵌在一摇摆导轨中,随着导轨的转角不同而使导丝器的动程发生变化。
为了美化卷装外观,通常在空管时导轨转角*大,卷绕动程也达到*大值,此时,长丝往复移动并不完全等速。在满筒时,导轨呈水平状态,卷绕动程*短,等于凸轮动程,长丝往复移动等速,丝条铺放*为均匀。(2)导轨摆动装置,可以采用空间连杆机构,也可以采用平面凸轮机构;当卷绕直径dk不断增大,筒子跟着摆动时,导轨的转角逐渐减小,导丝动程跟着缩短。
应当指出,倾斜角的大小,与卷装的容量直接有关。倾斜角小,卷装容量大;倾斜角大,卷装容量减小。
凸边问题
长丝卷绕时,不论空管或满筒,大体上作等速往复移动,卷装上的卷绕密度也基本一致。但是,在卷装端部换向时,换向丝圈可近似地看作为一段圆弧,卷绕密度有所增大。久而久之,比起卷装的中部来,两端堆积了更多的丝量,形成了凸边。卷装动程的渐减,换向位置有微量移动,有助于减轻凸边。
防止凸边出现的*好办法就是减少丝圈到达卷装端部的次数,让一部分丝层的动程定期缩进某个数值,如FK6—700型机器,在端部的缩进值为10mm。当缩进的动程和不缩进的动程数量有一个合适的比例的时候,凸边情况便得以消除。
但在动程缩进的位置(如10 mm)处,因为有一部分换向丝圈转移于此而出现—个新的凸环,成型仍不够理想,这就是“一级动程修正”时的情况。近来。如FK6—900型、FK6—1000型和33H一1000型等一些机器,改进为“四级动程修正”,把缩进的动程分散在4个位置上(如13mm、11mm、9mm、7mm),消除了卷装中间出现凸环的可能性。德国巴马格公司新的AFK2型拉伸变形机,动程缩进进一步增加到“六级动程修正”,防凸效果更为理想。
由此可见,缩进动程是为了防止凸边,但不能够起到“防叠”、 “保证端面和表面的平整,并可使丝的密度增大”的作用。
胀边问题
拉伸变形丝卷绕时的卷绕张力虽然不大,但要获得成型良好的卷装,仍然要在一定的卷绕张力下进行。而且在卷绕时,卷装与摩擦辊之间需要有足够的接触压力,以带动卷装作正常转动。当卷装绕到一定厚度后,外部丝层对内部丝层的向心压力达到相当大的程度,使得卷装内部某一区域中的卷绕张力趋于消失。
在外部向心压力的作用下,这个区域中的丝层“无路可走”,只有沿卷装轴线方向向两端朝外胀出,形成一种光滑的鼓形或带台阶的鼓形,从而卷装成型受到破坏,严重的时候甚至会超出纸管的长度。因此,在卷绕时,让位于易胀出区域附近的卷绕动程预先设定得比正常动程更短一些,待卷装接近满筒状态时,内部丝层受挤向外胀出,而使卷装端面基本上呈一个斜面,把胀边消化掉,改善卷装的端面形状。
在等升角卷绕时,卷绕角α保持不变,即使采用了防止重叠的摆频扰动卷绕法等各种方法,其卷绕角α的平均值仍应视为是不变的。现在,为了克服胀边,在胀边易发区预先设定一个卷绕角α随卷绕直径dK变化的曲线,为简单起见可取折线,从卷装的空管到满筒之间取若干折点,如图1所示。在图1中,在卷装的空管直径do到满筒直径dh的卷绕直径dk之间取6个点,起点取得稍小于空管直径do,终点取得稍大于满筒直径dH。经过胀边修正的卷绕角α是在一个小范围内(大约1°左右)变动的。图1中的“2~3”这一区域是等角的,也可以设为不是等角的。
结论
通过以上的讨论分析,可以看出:
叠加三角波扰动信号是防止重叠的一种方法,并没有防止凸边的作用;
动程渐短能够防止出现蛛网丝、脱圈与疵点的发生;
缩进卷绕动程、减少卷装端部的丝圈数量,是防止凸边的有效措施,多级缩进比单级缩进好,卷装表面更加平整、外形更加美观;
减短卷绕张力过小区域的动程,可以隐匿卷装上出现的胀边,改善卷装端面的形状。
因此,必须分析清楚产生问题的原因,采取切实有效的措施,才能解决卷装成型不良的实际问题。