轉(zhuǎn)杯紡紡制竹節(jié)紗在理論上有多種方法,但實(shí)際上最成熟的已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的是瑞士Amsler—Iro公司GOE裝置所采用的給棉伺服變速方法,即采用微機(jī)控制瞬間超喂給棉產(chǎn)生竹節(jié)。上海新型紡紗技術(shù)開(kāi)發(fā)中心與上海新源科技公司聯(lián)合研制開(kāi)發(fā)成功的CNRS一1型轉(zhuǎn)杯竹節(jié)紗裝置也采用這種方式。在研制過(guò)程中發(fā)現(xiàn),竹節(jié)和基紗的長(zhǎng)度與設(shè)置值相差甚遠(yuǎn),竹節(jié)的粗度有時(shí)也會(huì)隨長(zhǎng)度的不同設(shè)置而有所差異。這一現(xiàn)象曾使我們懷疑是裝置的哪一部分出了問(wèn)題,但經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)是轉(zhuǎn)杯竹節(jié)紗的竹節(jié)長(zhǎng)度和粗度變化規(guī)律所致,以下就此作一淺述。
1轉(zhuǎn)杯竹節(jié)紗成紗過(guò)程分析
紡制竹節(jié)紗時(shí),由于轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速?zèng)]有變化,轉(zhuǎn)杯凝聚槽內(nèi)鋪設(shè)的纖維層數(shù)不變,細(xì)紗截面內(nèi)纖維數(shù)的增加是靠給棉伺服電機(jī)的增速,以加大給棉量增加每層纖維束內(nèi)的纖維量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。給棉伺服瞬間加速后,雖使給棉輸出達(dá)到紡制竹節(jié)所需的纖維量,但由于輸入的新增量纖維束還是要逐層疊加鋪設(shè),并在轉(zhuǎn)杯全周長(zhǎng)內(nèi)排列分布,故紗線(xiàn)的增粗是在轉(zhuǎn)杯全周長(zhǎng)范圍內(nèi)同時(shí)發(fā)生。由于紡紗是個(gè)連續(xù)的動(dòng)態(tài)過(guò)程,在新增量纖維輸入使細(xì)紗增粗的同時(shí),成紗亦在不斷地引出,故在從基紗一竹節(jié)轉(zhuǎn)換的初始階段,被剝離纖維層內(nèi)累積的增量纖維十分有限,紗截面內(nèi)纖維數(shù)量增加不多,竹節(jié)效果不明顯。隨著紡紗過(guò)程的延續(xù),隨后不斷被剝離的纖維層內(nèi)累積的增量纖維數(shù)逐漸增多,竹節(jié)也逐漸變粗,直至基紗一竹節(jié)轉(zhuǎn)換過(guò)程的結(jié)束,才連續(xù)紡出所設(shè)置粗度的竹節(jié)。由于轉(zhuǎn)杯內(nèi)原紡基紗時(shí)滯留的相對(duì)低量纖維
層的存在,故要實(shí)現(xiàn)從基紗一竹節(jié)全部纖維量堆積的轉(zhuǎn)換,必須待它們?nèi)勘粍冸x后才能完成,即經(jīng)過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)杯周長(zhǎng)周期才能實(shí)現(xiàn)從基紗一竹節(jié)的徹底轉(zhuǎn)換。同理,從竹節(jié)一基紗的轉(zhuǎn)換過(guò)程正好相反。無(wú)論是基紗一竹節(jié)還是竹節(jié)一基紗的轉(zhuǎn)換,都是一個(gè)平緩的漸變過(guò)程,轉(zhuǎn)杯紡所獲得的竹節(jié)呈兩頭細(xì)、中間粗、粗細(xì)平緩變化的長(zhǎng)竹節(jié)。
表1為計(jì)算說(shuō)明基紗一竹節(jié)轉(zhuǎn)換階段成紗增粗的漸變情況。
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2基紗與竹節(jié)相互轉(zhuǎn)換階段成紗粗度變化規(guī)律
以上是從轉(zhuǎn)杯紡成紗原理分析了成紗的粗度變化情況,下面進(jìn)一步深入探討這種變化規(guī)律。
2.1不考慮伺服電機(jī)升降速過(guò)程,轉(zhuǎn)換階段竹節(jié)粗度變化規(guī)律
不考慮伺服電機(jī)升降速過(guò)程,即認(rèn)為伺服電機(jī)瞬間完成高低速給棉速度切換,且不考慮任何機(jī)械間隙停頓和滯后等因素。同時(shí)假設(shè)棉條經(jīng)分梳輥充分分梳,完全及時(shí)剝離轉(zhuǎn)移,以單纖維束進(jìn)入轉(zhuǎn)杯均勻鋪設(shè);轉(zhuǎn)杯凝聚槽內(nèi)纖維層呈直角楔形堆積分布,且楔形幾何形態(tài)與纖維堆積量成正比,即與成紗線(xiàn)密度(號(hào)數(shù))成正比。
圖1為基紗一竹節(jié)轉(zhuǎn)換過(guò)程中纖維層楔形變化情況。△OANBN為基紗一竹節(jié)開(kāi)始時(shí)纖維層楔形狀態(tài),△OiAsiBi和△OsAsBs分別為任意時(shí)刻和基紗一竹節(jié)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí),轉(zhuǎn)杯凝聚槽內(nèi)纖維層楔形形態(tài)。
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由圖形幾何關(guān)系不難得出任意引紗長(zhǎng)度xli時(shí)的竹節(jié)粗度Hsli為:
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即在基紗一竹節(jié)漸變過(guò)程中,竹節(jié)粗度是原基紗粗度與增量粗度之和。增量粗度△Hsli隨著引紗長(zhǎng)度Xli的增加而增大,當(dāng)Xli=πDr,即一個(gè)轉(zhuǎn)杯周長(zhǎng)時(shí),竹節(jié)粗度Hsli達(dá)最大值Hs,即基紗一竹節(jié)轉(zhuǎn)換結(jié)束,進(jìn)入竹節(jié)粗度值紡紗。而增量粗度△Hsli正比于(Hs—HN),表明竹節(jié)與基紗的倍數(shù)越大,增量粗度增加越快。
同理,從圖2竹節(jié)一基紗轉(zhuǎn)換階段凝聚槽內(nèi)纖維層楔形變化,
也不難得出任意引紗長(zhǎng)度x2i時(shí)成紗粗度Hs2i為:
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式中:△Hs2i——竹節(jié)→基紗任意時(shí)刻減量粗度號(hào)數(shù)(tex);
x2i——竹節(jié)一基紗任意時(shí)刻引紗長(zhǎng)度(mm)。
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