1、第 51 卷 第 11 期2023 年 11 月Cotton Textile Technology段彩纱双通道集聚纺吸风槽形状的优选杨岩岩 郭明瑞 高卫东(江南大学,江苏无锡,214122)摘要:为了提高两组分集聚纺段彩纱成纱质量,对双通道集聚纺吸风槽的形状、结构参数及负压设置进行了研究。设计了 Y 形、V 形、倾斜 Y 形及不对称 Y 形 4种双通道集聚吸风槽,采用有限元气流场模拟并分析流场特征,对初步选定的 Y 形槽与 V 形槽的双槽间距、集聚点单槽高度、槽口宽度进行结构参数优化;通过纺制不同混纺比两组分段彩纱,对槽形及集聚负压进一步进行优选和试验验证。结果表明:Y 形槽和 V 形槽在流场
2、压力和速度分布上有明显优势,有助于纤维须条的集聚;双槽间距为 16 mm、槽口宽度为 1.3 mm、总高度为 19.2 mm的 V 形槽流场分布更有利,所纺纱线强伸性能、毛羽指标改善,综合性能优于其他槽形,与数值模拟结果一致;集聚负压过小和过大都不利于纤维须条的汇聚,负压为 2 700 Pa时,可有效集聚纤维须条,且能耗水平较低。关键词:段彩纱;两组分;双通道纺纱;集聚纺;集聚槽;数值模拟;负压中图分类号:TS103 文献标志码:A 文章编号:1000-7415(2023)11-0007-08Optimization of segment colored yarn double-channel
3、 condensed spinning suction shapeYANG Yanyan GUO Mingrui GAO Weidong(Jiangnan University,Wuxi,214122,China)Abstract In order to improve the quality of two components condensed segment colored yarns,the shape,structural parameters and negative pressure settings of suction in the double-channel conden
4、sed spinning were studied.Four types of shapes for suction in the double-channel condensed spinning including Y-shaped,V-shaped,inclined Y-shaped and asymmetrical Y-shaped were designed.The flow field characteristics were analyzed by finite element airflow simulation.The structure parameters of orig
5、inal selected Y-slot and V-slot like double chutes gauge,single chute height of condensed point and chute width were optimized.By spinning two components segment colored yarn with different blending ratios,slot shape and condensed negative pressure were further optimized and verified by experiments.
6、The results showed that Y-slot and V-slot had obvious advantages in flow field pressure and velocity distribution.It was beneficial to fiber sliver convergence.V-slot with double slot gauge of 16 mm,slot width of 1.3 mm and total height of 19.2 mm was more beneficial to flow field distribution.The t
7、ensile properties and hairiness index of spun yarn were improved and the overall performance is better than other slot shapes,which was consistent with the numerical simulation results.Too small and too large of condensed negative pressure were not good to fiber sliver convergence.When the negative
8、pressure was 2 700 Pa,fiber sliver could be efficiently condensed and the energy consumption level was lower.Key Words segment colored yarn,two-component,double-channel spinning,condensed spinning,condensed channel,numerical simulation,negative pressure段彩纱作为一类特殊的花式纱线,多采用经过技术改造的环锭细纱机纺制,纱线在长度上可以实现色彩的交
9、替变化,彩色片段长度及分布的任意组合1,其独特的风格和色彩变化的可设计性,使服装面料具有鲜明的外观效果和丰富的色彩,能满足人们对个性和时尚的追求,产品附加值较高2。目前,双通道环锭纺技术在花式纱产品开发上具有较大优势3。现有双通道环锭纺技术主要包括双通道后罗拉型、双通道长短胶圈型和OSID码基金项目:国家自然科学基金项目(52003105);江苏省博士后科研资助计划项目(2020Z140B)作者简介:杨岩岩(1996),女,在读硕士研究生;高卫东,通信作者,教授,收稿日期:2023-06-02】【7第 51 卷 第 11 期2023 年 11 月Cotton Textile Technolog
10、y双通道单牵伸区型4。由于双通道集聚纺有两个并行的牵伸区,在纺制两组分段彩纱时,现有集聚纺的单斜槽将限制纤维须条的集聚,不能稳定成纱,而赛络纺用双槽在两根纤维须条交替输出时,两根纤维束头、尾端无法横向汇聚成纱。目前,利用有限元法研究集聚纺流场问题已经被较多的学者应用5。本研究基于双通道等隔距单牵伸区型环锭纺纱技术6,以两组分段彩纱为研究对象,针对目前双通道纺纱技术使用常见的单斜槽时,两根纤维须条汇聚过程不稳定、纺纱容易断头、须条集聚需要较大负压的问题7,对集聚吸风槽(简称集聚槽)进行优化。利用 ANSYS Workbench 有限元软件对集聚区流场进行数值模拟,讨论集聚区流场分布与纱线的特性关
11、系。通过纺纱试验,研究不同槽形下两组分段彩纱成纱质量及不同负压下纤维须条集聚情况,优选集聚槽形状,优化负压参数和纺纱工艺,提高成纱质量。1 双通道单牵伸区集聚纺纱原理双通道等隔距单牵伸区型环锭纺纱装置克服了双通道后罗拉型纺纱装置对纤维须条控制力弱、双通道长短胶圈型纺纱装置存在牵伸隔距差异大的问题。该装置取消了中罗拉,只有一个胶圈牵伸区,后上胶辊也为双通道胶辊,后罗拉双列并置分别与前罗拉形成各自的牵伸通道,基纱须条和饰纱须条都只经过一个牵伸区,且牵伸隔距相同。双通道单牵伸区集聚纺装置如图 1 所示,两个后罗拉可以单独控制,分别与前罗拉形成牵伸区,可以通过调节伺服电机来控制两根粗纱不同的牵伸比,也
12、可以通过调节两个后罗拉交替喂入时间来控制段彩的长度。纺纱过程中,两根粗纱分别喂入后罗拉,经牵伸区独立牵伸后在前罗拉钳口输出,通过改造后的集聚槽汇聚,以单束纤维输出、加捻成纱。两组分段彩纱主要有渐变和跳变两种形式,如图 2所示。采用双通道单牵伸区集聚纺时对集聚装置的流场和集聚槽形状有特别的要求,这是由于两根纤维须条经过独立牵伸,在前罗拉钳口以较大间距输出,且两根须条长度方向上存在线密度的变化,甚至是断续状态,在气流集聚区需要将这种复杂状态的两根纤维须条横向汇聚和纵向搭接,以保证顺利成纱和纱线质量。2 集聚槽形状优选集聚区的流场分布,即集聚槽的形状和尺寸将会直接影响纱线的质量8。有限元法数值模拟是
13、研究流体力学的有效手段,被广泛应用于集聚纺流场的研究911。本研究对比多种集聚槽形状,分析不同槽形的负压气流作用对纤维须条集聚效果的影响因素和变化规律。2.1集聚纺流场几何模型建立为了建立准确的气流场三维几何模型,首先,实测试验用双通道环锭细纱机集聚纺装置的几何参数,然后利用 SolidWorks软件建立集聚区流场模型。由于首先采用有限元法优选双通道槽形,故可以忽略集聚区纤维须条和网格圈对气流场的影响,气流场模型如图 3所示。集聚区气流场形态主要由前胶辊和集聚输出胶辊的结构、相对位置以及异形管形态决定。为了避免胶辊与罗拉相切位置的微小流场几何形态不利于有限元网格划分,所以将该部分模型进行简化,
14、该区域远离集聚槽,对集聚槽附近流场影响较弱,对分析不同槽形气流场特征不会产生明显影响。以异形吸风管横截面底边中点为坐标原点,坐标轴方向如图 3所示,X 轴与横截面底边重合,Y 轴垂直于异形吸风管底面,Z 轴垂直于异形吸风管横截面。输出胶辊空隙均受到负压气流的1粗纱;2双通道胶辊及胶圈;3前胶辊;4输出胶辊;5细纱;6输出罗拉;7负压管;8前罗拉;9后罗拉;10传动轴;11同步带。图 1双通道单牵伸区集聚纺装置示意图(a)两组分渐变(b)两组分跳变图 2两组分段彩纱示意图】【8第 51 卷 第 11 期2023 年 11 月Cotton Textile Technology作用,将其设置为压力入
15、口,异形管一侧设置为压力出口。2.2槽形设计基于双通道环锭纺技术纺制两组分段彩纱的成纱原理,其集聚槽形应为双槽形,且集聚槽尾端需汇合为一体,故从双槽形入手。以 Y 形槽为例对集聚槽特征进行描述,如图 4 所示。表征双通道集聚槽的主要参数包括:集聚槽总高度 H0(固定 19.2 mm)、双槽间距 D、集聚点位置 P 及单槽高度 H 和槽口宽度 B。本研究旨在比较双槽最大间距、集聚点位置和槽口宽度的集聚槽所形成流场中压力与速度的分布规律,优选集聚槽形状。2.2.1集聚槽形状针对成纱过程的特点,首先尝试设计了 4 种不同形状的集聚槽,有 Y 形、V 形、倾斜 Y 形及不对称 Y 形,如图 5所示。考
16、虑到双槽集聚特点,选取双槽部分某一平行于 Z轴并紧贴集聚槽表面的一条直线作为分析流场的特征线。2.2.2不同间距由于经过牵伸的两根须条以较大间距进入集聚区,将两束纤维须条横向汇聚,集聚槽间距会影响须条弯曲程度,进而对须条运行稳定性和成纱质量产生影响。为了比较集聚槽双槽间距 D 对纤维集聚效果的影响,考虑到罗拉宽度等因素,D分别设置为 16 mm、13 mm 和 10 mm。2.2.3不同集聚点集聚点的位置影响双槽与单槽的比例,决定了两束纤维汇合的早晚,以及汇合后单束纤维的集聚状态。因此将 Y形槽根据集聚点的不同设置为 3个梯度,分别为 Y1、Y2和 Y3,对应集聚点下方的单槽高度H分别为9.6
17、 mm、6.4 mm和3.2 mm。2.2.4不同宽度在前期试验以及优选槽形的基础上,结合现有集聚纺槽形的参数,将槽口宽度B设置为1.0 mm和1.3 mm,分析相同形状不同宽度的槽形气流速度大小和压力分布规律。2.3集聚区气流数值仿真几何模型生成后,对模型进行网格划分,网格单元尺寸设为 0.4 mm,生成网格后,导入 Fluent进行边界条件的设置。在流场中,压力入口处于大气状态,气压设为 101 325 Pa,根据负压大小设置压力出口,负压会影响纤维汇聚形态和成纱质量,本研究将负压均设置为 2 300 Pa。由于集聚区内气体为湍流,所研究模型气体为不可压缩气流12,所以采用分离式求解器,算
18、法采用常用的1压力出口;2压力入口 1;3压力入口 2;4压力入口 3;5压力入口 4;6压力入口 5;7输出胶辊;8异形吸风管。图 3集聚区流场结构示意图图 4集聚槽示意图(a)Y形槽 (b)V形槽(c)倾斜 Y形槽 (d)不对称 Y形槽图 5集聚槽形状】【9第 51 卷 第 11 期2023 年 11 月Cotton Textile TechnologySIMPLE 算法,收敛精度选择 10-5,启动求解器导入网格模型进行求解计算。2.4模拟结果分析2.4.1流场横向汇聚方向气流速度比较集聚区气流速度分布对纤维的运动产生直接影响,对于气流式集聚纺技术,扁平带状纤维须条在集聚区受气流作用横向
19、汇聚,减少了加捻区边缘纤维数量,增加了纤维的伸直平行度,这是集聚纺提升纱线质量最主要的原因。所以重点分析集聚槽双槽区域横向汇聚方向气流场速度。4 种不同形状集聚槽在 Z 轴方向的速度分量如图 6 所示。对于不同形状的槽形,负压气流所产生的速度也略有不同。图中纵坐标数字表示 Z轴方向上气流速度的大小,正负表示气流速度的方向,横坐标表示 Z 轴坐标即集聚槽横向位置。集聚区气流在横向位置的流速和分布决定其对纤维须条的有效汇聚作用强度。从图 6 可以看出,V 形槽所能达到的峰值流速最大,倾斜 Y 形槽的峰值流速最小,Y 形槽和不对称 Y 形槽集聚槽较为接近且略小于 V 形槽。故后续试验主要针对 Y形槽
20、和 V形槽进行参数优化。2.4.2双槽不同间距气流速度比较两组分段彩纱纺制过程中两束纤维须条以较大间距进入气流集聚区,将其横向汇聚是一个必要环节,而气流集聚纺对纤维须条运动方向大范围改变主要依靠集聚槽走向来实现,在集聚槽之外的区域横向汇聚气流较弱。选取不同间距 Y形集聚槽双槽部分的两条直线来分析集聚区速度分布规律,集聚槽间距分别为16 mm、13 mm、10 mm,单槽高度 H 为 9.6 mm,槽口宽度为 1.0 mm。线1为距集聚槽顶点 1 mm(X=9.55 mm)位置,线 2距集聚点 1 mm(X=2 mm)位置,如图 7所示。在集聚槽两侧接近 2 mm 区域,图 7所示红色区域的气流
21、仍具有较大流速,超过该范围集聚气流速度明显衰减。线 1、线 2在 Z轴方向的速度分量分别如图 8、图 9所示,图中竖线为辅助线条,表示集聚槽两侧边缘位置。从图 8 可以看出,线 1 在 Z 轴方向上从左往右,气流在集聚槽左侧边缘约 2 mm 处开始产生横向速度,并快速增大,在槽口边缘附近达到峰图 6Z轴方向的速度分量图 7集聚槽 Z轴方向气流分析位置示意图 8线 1在 Z轴方向的速度分量图 9线 2在 Z轴方向的速度分量】【10第 51 卷 第 11 期2023 年 11 月Cotton Textile Technology值,往槽中心处逐渐减小,气流在槽中心附近换向,在靠近集聚槽右侧边缘处增
22、加至峰值,超出集聚槽右侧边缘时线 1 在 Z 轴方向的气流快速减小,范围约为 2 mm。沿着线 1,双集聚槽的 Z向气流形态相似,都是由两侧向槽中心对流,对纤维起集聚作用。同理,从图 9 可以看出,线 2 距离集聚点较近速度分量在槽口边缘达到最大值,沿着集聚槽两侧逐渐降低,说明气流从两侧流入集聚槽内部,但是,随着集聚槽间距的减小,速度分量极值点略有不同。上述结果表明,双集聚槽对纤维束的有效作用范围不超过集聚槽边缘两侧各2 mm。数值模拟结果表明,在同样负压条件下,双槽间距为 16 mm 的集聚槽早于其他槽集聚达到峰值且最大,无论是刚汇入集聚槽的线 1 还是两根纤维即将汇聚的线 2 位置,双槽间
23、距为 16 mm 的集聚槽比 13 mm 和 10 mm 的流速更高,更有利于纤维的集聚,可以推断出双槽间距为 16 mm 的集聚槽纺纱具有更高的强度。由于采用的双通道纺纱装置的两个牵伸通道中心间距为 17.5 mm,所以为保证输出须条在集聚区的有效作用范围内,双槽最大间距理论上不能小于 13.5 mm。考虑到实际纺纱过程各参数调控精度,需将双槽最大间距进一步放大,因此本研究所选双槽间距为 16 mm 较为合理。2.4.3不同集聚点压力云图分布比较图 10 表示了不同集聚点位置的集聚槽所形成流场在异形吸风管表面的压力分布,双槽间距为 16 mm,槽口宽度为 1.0 mm。根据纤维须条运行路径分
24、析可知,集聚点位置靠上时,须条沿集聚槽运行,其倾斜角度较大,纤维弯曲幅度大,维持纤维须条沿集聚槽稳定运行所需要的流场压力越大;当集聚点位置靠下时,纤维须条沿集聚槽运行所走路径较为平直,无明显拐点,此时维持纤维须条沿集聚槽稳定运行所需流场压力较小。从图10 可以看出,在给定同样总负压条件下,不同集聚点位置集聚槽负压大小无明显影响,所以集聚点位置靠下更有利于纤维须条稳定汇聚。2.4.4不同槽口宽度压力云图分布比较V 形槽不同槽口宽度的压力云图如图 11 所示,双槽间距为16 mm。从图11可以看出,1.3 mm宽度的槽口比 1.0 mm 宽度的槽口所形成流场的负压峰值更大,且高压区域面积也较大,对
25、维持纤维须 条 稳 定 运 行 更 有 利,可 以 更 好 地 实 现 横 向汇聚。3 试验方案基于双通道单牵伸区集聚环锭纺装置纺制多种两组分段彩纱,结合模拟结果,分别对集聚槽总高度 19.2 mm、集聚槽宽度 1.3 mm、双槽间距16 mm 的 3种 Y 形槽(Y1槽、Y2槽、Y3槽,单槽高度 H 分别为 9.6 mm、6.4 mm 和 3.2 mm)和 V 形槽进行纺纱试验。原料均采用定量为 4.2 g/10 m的黑、白两色纯棉粗纱,纺制细度为 25 tex不同混纺比的两组分段彩纱,捻系数均为 360,锭速为9 000 r/min。3 种 Y 形槽和 V 形槽负压均采用2 300 Pa,
26、黑色纯棉与白色纯棉纺纱混纺比分别为 10 90、30 70、50 50、70 30、90 10。根据所纺纱线性能和质量指标优选槽形。随后在最优槽形的基础上采用高速摄像技术观察纤维须条集聚效(a)Y1槽(H 为 9.6 mm)(b)Y2槽(H 为 6.4 mm)(c)Y3槽(H 为 3.2 mm)(d)V形槽图 10不同集聚点压力云图分布(a)槽口宽度 1.0 mm (b)槽口宽度 1.3 mm图 11不同槽口宽度压力云图分布】【11第 51 卷 第 11 期2023 年 11 月Cotton Textile Technology果,再进一步优选负压参数。采用 YG020A 型单纱强力仪测试纱线
27、强度,测试速度 500 mm/min,预加张力 0.5 cN/tex,每个试样测试 30 次;USTER TESTER5 型条干仪测试纱线条干均匀度和疵点,每个品种测试 5管,测试速度 400 m/min,测试时间 1 min;采用 ZWEIGLE HL400型毛羽仪测试纱线毛羽,每个品种测试 5管,测试速度 400 m/min,测试长度 100 m。所有样品在标准条件下放置24 h后进行测试。4 结果分析4.1强伸性能对比不同槽形纺制不同混纺比纱线的断裂强度和断裂伸长率测试结果如图 12、图 13所示。可以看出,两组分混纺比对段彩纱成纱强伸性能有明显影响,当两组分比例接近时成纱质量较优,这是
28、因为此时两通道牵伸倍数接近,有利于两根粗纱的均匀牵伸。试验的 3种 Y 形槽与 V 形槽的本质区别主要是双槽汇聚点位置的差异,结果表明:V 形槽的强伸性能最好。可能是V形槽的汇聚点最低,两束纤维在V形槽底的圆弧位置汇聚,这一过程更有利于纤维伸直平行,从而提高了纱线强伸性能。4.2毛羽对比毛羽测试结果如图 14所示,可以看出 V 形槽纺纱 3 mm 以上有害毛羽(S3毛羽根数)比 Y 形槽的少,且随着两组分段彩纱的比例变化,毛羽数也随着变化,呈现先减后增的趋势,在混纺比为50 50 时最小。根据模拟结果显示,V 形槽的横向气流速度稍大,来自侧面的负压气流增加横向集聚力,减少了纤维须条的宽度,促进
29、了纺纱三角区的消除,有利于毛羽的减少。4.3条干均匀度和棉结对比条干均匀度和棉结测试结果如图 15、图 16所示。相较于其他槽形,V 形槽的纱线条干略优,随着集聚点位置下移纱线条干变优,且棉结数量更少。由于槽形的改变,纱线的均匀度得到改善,气流速度的增加使纱线边缘纤维转移,纱体中纤维分布更均匀,从而提高纱线的条干均匀度。同时V形槽所纺纱线的棉结数量更少,主要是因为 V 形槽比较平直,纤维须条无明显拐点,在运行过程中纤维头端折弯勾结数量较少,减少棉结的形成。图 12纱线断裂强度对比图 13纱线断裂伸长率对比图 14纱线 S3毛羽根数对比图 15纱线条干 CV 对比】【12第 51 卷 第 11
30、期2023 年 11 月Cotton Textile Technology4.4不同负压集聚情况从上述试验结果可知,V 形槽成纱质量较好,采用高速摄像机进一步拍摄 V 形槽在不同负压下纤维须条的集聚状态,观察须条形态和宽度的差异,为优选负压参数提供借鉴。所拍摄图片基于 Phantom LAB110 型 高 速 摄 像 机,拍 摄 帧 率1 000帧/s,采样间隔为 0.5 ms,曝光时间 100 s。纺纱品种混纺比为 50 50,负压分别为 2 300 Pa、2 700 Pa、3 100 Pa、3 500 Pa,其余纺纱条件相同,结果如图 17所示。由图 17 可以看出,随着负压的增大,纤维束
31、的集聚效果有所提升,当负压超过一定范围,纤维束的集聚效果变差。当负压为 2 300 Pa 时,纤维束宽度较宽,集聚效果不理想;当负压增大至2 700 Pa时,纤维束集聚效果明显提升,在负压进一步升高至 3 100 Pa 时,纤维束的集聚效果同样较为理想,但与 2 700 Pa时相比区别不明显,当负压进一步增大至 3 500 Pa 时,纤维束集聚效果反而变差。这是因为负压增大到一定程度后,垂直于纤维运行平面的气流压力过大,纤维与网格圈之间的摩擦阻力增大,导致横向集聚气流不能有效对纤维须条进行集聚。综上,V形槽在 2 700 Pa负压下可以有效对纤维须条集聚,且能耗水平较低。5 结论本研究基于双通
32、道单牵伸区集聚环锭纺装置纺制两组分段彩纱,根据成纱原理对集聚槽形态的要求,探究了不同槽形、集聚槽参数和负压对两组分段彩纱成纱质量的影响。结果表明:根据数值模拟试验,Y 形槽和 V 形槽在流场压力和速度分布上有明显的优势,有助于纤维须条的集聚;双槽间距为 16 mm、槽口宽度为 1.3 mm、总高度为19.2 mm 的槽形流场分布更有利。通过对成纱性能对比,得出 V 形槽所纺纱线综合性能优于其他槽形,与数值模拟结果的分析结论比较一致,集聚负压存在最优值,负压过小和过大都不利于纤维须条良好集聚,说明集聚区的流场分布与纱线性能有明显的关系。因此,采用双通道单牵伸区集聚环锭纺装置纺制两组分段彩纱时,配
33、置 V 形集聚槽有利于提高成纱质量。参考文献:1徐舒曼,陈倩,易洪雷,等.等线密度段彩纱纺纱工艺 设 计 与 分 析J.现 代 纺 织 技 术,2015,23(4):13-16.2陈伟雄,易洪雷,薜元.等线密度环锭纺段彩纱成纱方法及装置:201010616326.9 P.2011-04-27.3刘梅城.3 种纺纱方法在花式纱开发中的应用分析J.棉纺织技术,2022,50(12):47-53.4刘梅城.多通道环锭纺纱技术解析 J.棉纺织技术,2020,48(3):32-38.5LIU Xiaoyan,LIU Xinjin.Numerical simulation of the three-dim
34、ensional flow field in four pneumatic compact spinning using the finite element method J.Textile Research Journal,2015,85(16):1712-1719.6郭明瑞,高卫东.一种单牵伸区的等隔距双通道环锭纺纱装置:202210155862.6 P.2022-11-22.7郭明瑞,李沛赢,孙丰鑫,等.双色变换段彩纱成纱(a)2 300 Pa (b)2 700 Pa(c)3 100 Pa (d)3 500 Pa图 17不同负压下集聚区纤维须条形态图 16纱线棉结对比】【13第 51
35、卷 第 11 期2023 年 11 月Cotton Textile Technology原理及其共混段长度与强度的影响因素 J.纺织学报,2019,40(5):30-35.8HAN Chenchen,WEI Mengyuan,XUE Wenliang,et al.Numerical simulation and analysis of airflow in the condensing zone of compact-siro spinningJ.Textile Research Journal,2015,85(14):1506-1519.9YANG Yanan,SUN Xiaoxia,LI
36、Zhimin,et al.Investigation into four-roller compact spinning with air damper for improving yarn performanceJ.Textile Research Journal,2021,92(1/2):232-241.10 YANG Jianping,WANG Jun,BU Honggang,et al.Mechanical analysis on constant cross-section segment of fiber band in condensing zone during compact
37、 spinningJ.Journal of the Textile Institute,2012,103(2):117-123.11 FU Ting,YANG Jianping,CHENG Guangwei,et al.Mechanical modeling of an arc-shaped suction slot for compact spinning and analysis of additional twists J.Textile Research Journal,2017,88(21):2499-2505.12 钱成,刘燕卿,刘新金,等.四罗拉集聚纺纱系统纤维运动数值模拟与分析
38、 J.纺织学报,2020,41(3):39-44,55.超细特纯棉精梳纱的棉结控制方法为了降低 2.0 tex2.5 tex 纯棉精梳纱的棉结,我们主要采取了以下措施。(1)短绒率以 28 mm 以下短纤维为标准,原棉含水率控制在 7.0%7.5%,含糖量应小于 2.5级,这样才有利于超细特纯棉精梳纱的纺制。(2)采用“双精梳工艺”,即在传统纺纱工艺流程的基础上增加了一道条卷、精梳工序,其目的是为了在精梳工序除去更多的短纤维及有害纤维,防止棉条中的短纤维在牵伸过程中不受控制产生“移距偏差”,使成纱不匀率增大。(3)在梳棉工序采用长绒棉专用针布生产,给棉板高度可适当抬高 2 mm4 mm,增加刺
39、辊的分梳长度,刺辊与给棉板隔距在保证给棉罗拉不绕花的情况下偏大掌握,确保短纤维的充分排除及纤维的良好转移。(4)在精梳工序去除 28 mm 以下的纤维较为困难,一方面采取“双精梳工艺”;另一方面增加精梳机“方口”钳板,锡林的齿密度由原来 1、2、3 排列为 22 850 针改为 2、3、3 排列为 35 620 针,在不增加额外技改成本的前提下,通过改变锡林排列增加锡林总齿数。增加顶梳密度,由 28 齿/cm变 为 30 齿/cm(或更密),达到提高精梳梳理效果,提高纤维洁净度和梳理度,加大短绒清除的目的。(5)在粗纱工序重点控制牵伸过程中牵伸棉结的形成。首先将粗纱架高度下降 15 cm 左右
40、,导条罗拉由光面罗拉改为沟槽式导条罗拉,使得定量较轻的棉条积极喂入牵伸区,减少意外张力牵伸;其次根据粗纱定量适当缩小喂入喇叭口、钳口、集合器、加捻器的规格口径,最大限度地减少牵伸区纤维控制不良及纤维散失现象,粗纱成形机构由铁炮改为变频调节,确保粗纱成形。(6)在细纱工序降低棉结的措施:一是细纱车速采用变频控制,并在细纱牵伸的前区和后区增加附加摩擦力界,使用碳纤上销并附加前、后压力棒来控制牵伸区中少量的浮游纤维;二是减小钢领板升降过程中产生的惯性力,采取提高始纺位置、降低叶子板高度等;粗纱退绕时采用恒张力吊锭,减少意外张力;根据成纱黑板板面状态及时调整钢丝圈型号,钢领、钢丝圈的优选尤为重要。(7)在络筒工序从管纱退绕到槽筒卷绕成形,摩擦点多达 6 处,在每一个摩擦点上都会产生一定的摩擦力,因此产生棉结、棉粒的几率将会大大增加。采取措施:一是减小纺纱过程中的纺纱张力;二是清除各纺纱通道的棉蜡等,保持纺纱通道光洁滑爽;三是在不影响成形的情况下偏小掌握各处气压。通过以上措施的实施,有效降低了 2.0 tex2.5 tex纯棉精梳纱的棉结,得到了用户的认可,为超细特棉纱批量生产积累了一定的经验。山东魏桥纺织股份有限公司魏家坤 李金财 马敬宝革新改造】【14