托盤式自動絡筒機管紗生頭裝置分析

鄧小紅，趙 欣，祁軍霞，盧振青

(青島紡織機械股份有限公司，山東 青島 266042)

1 引言

絡筒作為紡紗的最后一道工序和織造的前道工序，有承上啟下的作用，在紡織生產(chǎn)過程中占有重要的地位。絡筒工序為用工率比較高的工序，隨著勞動力成本的上升，使用自動供紗代替部分擋車工工作，即選用托盤式自動絡筒機，成為紡織企業(yè)的必然選擇。

托盤式自動絡筒機是指具有管紗集中喂入系統(tǒng)(簡稱CBF)的自動絡筒機，經(jīng)人工或機械把細紗機落下的管紗倒入管紗集中喂入箱體內(nèi)，由管紗喂入系統(tǒng)機構自動送入單錠。其中，生頭機構的性能和效率是整個管紗喂入系統(tǒng)的關鍵。

2 生頭原理簡介

通常情況下，管紗表面一般包覆著包纏紗和管腳紗[1](有部分有生頭紗外露，此處不做重點討論)，其中管腳紗纏繞在管紗底部，在正式生頭之前進行處理。管紗生頭主要完成挑頭和生頭兩個動作，挑頭是對包纏紗進行操作，挑出或者挑斷；生頭是將已經(jīng)挑出的一定長度的紗線頭放入紗管中心孔，完成生頭的管紗進入單錠完成退繞工作。整個生頭裝置結構見圖1，主要包括挑頭單元、旋轉(zhuǎn)壓頭單元、紗線頭吸嘴單元、紗線頭檢測及剪斷單元和擺動導紗器單元。

圖1 管紗生頭組件示意圖注：1-挑頭單元；2-旋轉(zhuǎn)壓頭單元；3-紗線頭吸嘴單元；4-紗線頭檢測及剪斷單元；5-擺動導紗器單元

3 挑頭結構動作及特點

3.1 挑刀結構

挑頭時，管紗托盤在步進電機作用下旋轉(zhuǎn)，根據(jù)紗線品種確定旋向。以Z捻紗線為例，從上往下看為管紗順時針旋轉(zhuǎn)(S捻紗線旋向相反)。挑刀結構如圖2所示，在管紗旋轉(zhuǎn)同時挑刀從上往下運動，管紗旋轉(zhuǎn)過程中，挑刀插入包纏紗，將紗線頭挑出或挑斷。調(diào)整氣缸的流量進而調(diào)節(jié)挑刀的上下運動速度，要求紗管旋轉(zhuǎn)速度大于挑刀向下運動速度[2]，下降過程中，在壓簧作用下，挑刀頭部平面正壓在管紗表面，挑刀運動如圖3所示，這樣挑出包纏紗時，不會破壞內(nèi)部的紗線。現(xiàn)在常見的另一種挑頭結構，挑刀從側(cè)面緊貼管紗，這種結構需嚴格保證挑刀相對于管紗的位置，當有傾斜角度時，可能出現(xiàn)無法挑頭或者刀片頭部插入紗線內(nèi)部的情況，從而損壞內(nèi)部纏繞的紗線。

圖2 挑頭結構示意圖注：1-挑刀；2-挑刀壓簧；3-導向槽板(左)；4-導向槽板(右)；5-挑頭運動氣缸；6-位置傳感器

圖3 挑刀相對管紗運動示意圖

3.2 導向帶槽凸輪

挑刀上下的往復運動由氣缸完成。氣缸行程可由浮動接頭進行調(diào)節(jié)，上下極限位置處設置有傳感器，運動路徑是通過挑刀部件兩側(cè)的導向帶槽凸輪實現(xiàn)，結構如圖4所示，一側(cè)凸輪控制向下運動路徑，另一側(cè)凸輪控制回程，簡單可靠。

圖4 左右導向槽板示意圖

3.3 托盤旋轉(zhuǎn)結構

托盤選擇的結構如圖5所示，當管紗到達挑頭位置后，氣缸推動從動輪壓緊托盤，該從動輪、主動輪和固定從動輪一起壓緊托盤，電機主動旋轉(zhuǎn)帶動托盤旋轉(zhuǎn)。安裝時，調(diào)整壓緊輪的位置，必須保證壓緊輪與托盤的接觸點在兩個位置固定輪接觸點的中心，保證托盤受力均勻。為保證紗管旋轉(zhuǎn)時的穩(wěn)定性，旋轉(zhuǎn)壓頭始終壓緊紗管頂部可自動找正紗管中心。

圖5 管紗托盤旋轉(zhuǎn)控制示意圖注：1-主動輪；2-固定從動輪；3-活動從動輪；4-托盤制動桿

4 生頭結構動作及特點

4.1 彎管吸嘴

生頭結構如圖6所示，采用彎管吸嘴側(cè)面負壓吸取紗線頭，側(cè)向吸風有兩大作用，一是部分管紗通過尾紗處理后，纏繞較松的紗線頭無需挑頭，可直接吸出紗線頭進行生頭；二是對于挑頭成功的管紗，紗線沿切向方向(紗線退繞所需克服摩擦力最小的方向)被吸出，如圖7所示。挑刀完成一次動作后，電機立刻反向旋轉(zhuǎn)退繞紗線，預留出相應長度的紗線頭(如果退繞后未能檢測到紗線，可重復挑頭動作，重復次數(shù)根據(jù)工藝要求設置)。

圖6 生頭機構示意圖注：1-彎管吸嘴；2-活動風門及氣缸；3-紗尾剪斷部件；4-擺動導紗器

圖7 管紗側(cè)面吸風示意圖

4.2 紗線頭預留長度及剪斷

紗線傳感器檢測到紗線后，管紗沿著擺動導紗器到達生頭工位，鎖緊機構對托盤鎖緊，導紗器中心是生頭工位的管紗中心，此位置擺動導紗器壓在管紗頂部，保證紗線的有效張緊，有效防止辮子紗的產(chǎn)生。紗尾剪斷部件對紗線頭進行剪切，上部紗線(圖6所示A段紗線)被吸走，活動風門關閉。同時，下風門打開，紗線頭(圖6中B段紗線)吸進紗管中心孔內(nèi)，完成管紗生頭。剪刀位置可調(diào)，根據(jù)紗線種類(彈性)保證(圖6所示B段紗線)預留紗線的長度。調(diào)整好以后位置固定，保證紗線預留長度的一致性。

在整個生頭工序中，挑頭與生頭工作同時進行，無需設置兩工位之間的等待，簡單可靠。同時，通過托盤制動桿與活動從動輪聯(lián)動，如圖5所示，可保證在一個管紗完成生頭之后下一個管紗連續(xù)進入生頭工序。

5 結語

影響托盤式自動絡筒機生頭效率的主要因素有管紗的挑頭機構、生頭裝置、挑頭與生頭裝置之間的管紗輸送及管紗的質(zhì)量等。本文從自動絡筒機最關鍵的生頭裝置入手，詳細介紹了托盤自動絡筒機的生頭特點，分析了挑頭同時配合側(cè)吸風嘴的結構及工藝優(yōu)勢。通過生產(chǎn)實踐證明，采用這種生頭方式，對于常見品種的紗線，可以有效提高生頭成功率和生頭效率，從而提高整個CBF的性能。