整经筒子架介绍

    整经工序所用的纱线卷装形式一般为络纱工序提供的筒子，整经筒子架的基本功能就是放置这些整经所用的筒子。整经筒子架通常简称为筒子架，能由筒子架引出的最多整经根数称为筒子架容量。筒子架一般还有纱线张力控制、断纱自停与信号指示等功能，这些功能对提高整经速度、质量、生产效率有着重要影响。
　　一、筒子架分类
　　筒子架有多种类形，可以按下列特征分类。
　　(一)按筒子纱退绕方式分
　　］按筒子纱线退绕的方式分，筒子架可以分为轴向退绕式和切向退绕式两种。轴向退绕的整经筒子为圆锥筒子，经纱轴向退绕时筒子不需回转，这有利于整经速度及整经质量的提高，并可使筒子卷装容量增加，因而得到广泛采用。切向退绕的整经筒子为有边筒子，筒子需绕锭座回转退绕出经纱，由于筒子回转惯性大，退绕起动时纱线突然张紧，张力猛增，而停动时，纱线松驰，张力锐减，这种方式不宜于高速整经，整经质量差，筒子容量也受限制。
　　(二)按更换筒子的方式分
　　整经筒子架可分为连续整经式和间断整经式两种。连续整经式筒子架又称为复式筒子架，从复式筒子架上引出的每根纱线是由两只筒子(工作筒子和预备筒子)交替供应的，预备筒子的纱头与正在退绕的工作筒子的纱尾接在一起，在工作筒子上的纱线退绕完毕时，预备筒子自动进入退绕工作状态，成为工作筒子，原来工作筒子的空筒管被取下，装上满筒子，成为新的预备筒子，这种整经方式的换筒工作时在整经连续生产过程中进行的，更换筒子不需停台。间断整经式筒子架上引出的每根纱线是由一只筒子供给的，筒子上的纱线用完时，必须停车进行换筒，也称为间歇整经方式。间断整经式筒子架又分为固定式和活动式两种，前者引出的每根纱线是由一组筒子架上的筒子供给的，筒子上的纱线用完时，由人工逐个换筒，停台时间较长，对整经机械效率有显著影响；而后者引出的每根纱线是由两组筒子架(工作筒子架和预备筒子架)交替供应的，工作筒子架上的筒子退绕完毕时，整经机短暂停车，通过人工操作或自动化，预备筒子架与工作筒子架相互换位，预备筒子架进入退绕工作位置，成为工作筒子架，原来的工作筒子架退出工作位置，被换上新的满筒，转为预备筒子架。就换筒停台时间而言，活动式筒子架介于固定筒子架和复式筒子架之间，比固定式筒子架大大缩短，除此之外，活动式筒子架与复式筒子架相比，活动式筒子架有如下优点：(1)有利于整经高速。复式筒子架上，纱线从工作筒子跳到预备筒子时，经纱张力发生突变，突变量随整经速度的提高而增加，通常纱线张力增加一倍以上，引起纱线断头；(2)减少翻改品种产生的筒脚纱；复式筒子架在翻改品种时，产生大量筒脚纱；(3)有利于减少筒子架占地面积。在筒子卷绕直径与整经根数相同的情况下，采用复式筒子架使筒子架长度增加一倍以上；(4)有利于均匀整经片纱张力。由于活动式筒子架较短，筒子架不同区域引出的纱线其长度差异就减少，从而各纱线之间张力差异也减小。同时,在络筒定长条件下各筒子的退绕直径相等，对均匀片纱张力有利；(5)有利于提高整经机械效率。筒子架长度缩短，工人在断头处理时(特别是处理后排纱线断头)所走的路程也就缩短，断头处理的停台时间减少，机械效率提高。
　　(三)按筒子架的外形分
　　筒子架可分为V形筒子架和矩形筒子架(矩-V形亦属矩形)两种。在V型筒子架上纱线离开张力装置后被直接引到整经机伸缩筘，这为换筒和断头处理带来方便，并使得筒子架不同区域引出的纱线对导纱通道的摩擦包围角差异很小，有利于片纱张力均匀。由于纱线所受的导纱摩擦作用较弱，因此特别适合于低张力的高速整经。V形筒子架上同排张力器的工艺参数可以统一，便于集中管理。它的主要缺点是占地面积较大，虽然长度方向比矩形筒子架缩短20%，但宽度方面却增加一倍以上。矩形筒子架的特点与V形筒子架相反。
　　二、几种常用筒子架
　　(一)固定式筒子架
　　固定式筒子架属于间断整经式筒子架，经纱呈轴向退绕，外形为矩形，如图2-3所示，
　　图2-3固定式筒子架
　　1－支架2－张力架3－移动手轮
　　装载筒子的支架１是固定的，每根纱线始终由一只筒子供应，张力器和导纱架２可沿其轨道作横向移动，张力架和导纱架的移动由筒子架后部的手轮３控制。在正常工作时，张力架到筒子顶端的距离可根据筒子直径而定，并可以随着筒子直径减小，随时改变张力架的位置，以获得理想的退绕状态。换筒时可用手轮３将两侧的张力架向外移动，形成较宽的工作通道，便于操作。采用固定式筒子架，由于筒子定长并且换筒发生在同一时间，于是所有筒子退绕直径相同，加之筒子架长度较短，因此整经时全片经纱张力较为均匀。但更换筒子需较长时间的停车，工作效率较低。这种整经筒子架要求每只筒子的绕纱长度一致，即络筒时要定长，否则增加倒筒脚的工作量。这种筒子架适用于纱线特数细、批量小、品种多的产品。
　　(二)复式筒子架
　　复式筒子架属于连续整经式筒子架，经纱呈轴向退绕，外形多为矩-V形。图2-4(a)所示为工作筒子和预备筒子的配置情况。图2-4(b)所示为筒子架的矩-V
　　图2-4复式筒子架
　　1、2－左、右筒子架3－立柱4－锭座5－张力装置6－导纱瓷板7－工作筒子8－预备筒子
　　形外形，这种外形可缩小筒子架前后位置距离不同引起的张力差异。纱线从张力器引出后经多道导纱瓷板引导，再进入整经机伸缩筘。矩-V形复式筒子架具有换筒不停车的优点，但由于筒子架的筒子容量扩大一倍，使得筒子架长度大大增加，筒子架不同区域引出纱线之间在引纱长度、导纱部件件数、摩擦包围角等方面存在较大差异，容易引起片纱张力不匀。它对于质量要求不高的中、粗特纱线的大批量整经生产较为适宜。
　　(三)活动式筒子架
　　活动式筒子架既实现集体换筒，使所有筒子退绕直径相同，又不致因换筒停车时间过长，有的活动式筒子架为将换筒停车时间尽量缩短，还配备了自动剪纱器和自动打结器，使活动式筒子架得到完善。活动式筒子架一般有如下几种形式。
　　1．循环链式筒子架
　　循环链式筒子架如图2-5所示。这种筒子架的特点是成V形，
　　图2-5循环链式筒子架
　　安装的筒子架两侧各有一对循环链条，这链条可使一排排的筒子锭座立柱围绕环形轨道移动，将用完的筒子锭座从筒子架外侧的工作位置，运送到内侧的换筒位置，而将事先装好的满筒送至工作位置。筒子架内侧有较大的空地，可以存放筒子和运筒工具。采用这种筒子架，大大节约换筒时间。循环链式筒子架有利于提高整经的片纱张力均匀程度，并十分适宜于在低张力的高速整经中使用。
　　2．分段旋转式筒子架
　　回转立柱式筒子架如图2-6所示，筒子架以三排筒子锭座立柱为一个回转单元。停车时
　　图2-6分段旋转式筒子架
　　1－电动机2、3－蜗杆、蜗轮传动副4－预备筒子架5－工作筒子架
　　启动电动机，通过链条驱动各单元的主立柱回转，使内侧的满筒转过180°至外侧工作位置，外侧的空筒转到内侧换筒位置。由于换筒时间缩短，整经机械效率得到提高。
　　3．组合车式筒子架
　　组合车式筒子架如图2-7所示，由若干辆活动小车和框架组成，车底下装有轮子，能
　　图2-7组合车式筒子架
　　1－活动小推车2－导纱瓷板3－张力架
　　自由地移动，整经所需的一批筒子装在若干辆活动小车上，每辆活动小车两侧为筒子锭座，所容纳的筒子排数和层数不尽相同，一般可容纳约80～100只筒子。每个筒子架活动小车的数量可根据实际需要选定，但备用活动小车数量至少等于工作小车数。换筒前，先将装载满筒的小车推到筒子架旁，待筒子架上的纱线用完时，启动链条装卸装置，从筒子架框架后部撤出带有筒脚的小车，并将满筒小车装入到工作位置，这种换筒方式缩短了停台时间，提高了整经机械效率。但是，备用的小车车数量多，设备价格高，并且占地也大。
　　三、整经张力装置
　　整经时为了使经轴获得良好成形和较大的卷绕密度，在整经筒子架上一般设有张力装置，给纱线以附加张力，设置经纱张力装置的另一目的是调节片纱张力，即根据筒子在筒子架上的不同位置，分别给以不同的附加张力，抵消因导纱状态不同产生的张力差异，使全片经纱张力均匀。值得指出的是随着整经速度提高，因导纱部件和空气阻力附加给纱线的张力已能满足整经的要求，故有些整经机上不再专门配置张力器，附加张力通过导纱部件作微调。
　　整经张力装置的工作原理一般为累加和倍积两种方法的综合，图2-8所示为几种常用的
　　图2-8几种常用的整经张力装置
　　1－瓷柱2－张力盘3－绒毡4－张力圈5－纱线6－挡纱板7－压力盘
　　8－张力柱9－导纱钩10－立柱11－调节轴12－导纱眼13、13`－上张力盘
　　14、14`－下张力盘15－减震环16、16`－从动轮17－主动齿轮18－加压弹簧
　　张力装置。图2-8(a)表示了常见的垫圈式张力装置，该装置通过改变张力圈4的重量来调节纱线张力，张力装置的输出张力波动较大。双柱压力盘式张力装置如图2-8(b)所示，它主要通过改变双柱之间的氧化铝张力柱8的位置来改变纱线包围角，从而起到调节纱线张力的作用。双张力盘式张力装置如图2-8(c)所示，它是一种设计比较合理的张力装置，第一组张力盘起减震作用，第二组张力盘控制纱线张力。纱线除了在张力器出口处有包围角外，尽量地避免了倍积法张力原理，于是筒子退绕造成的纱线张力波动不被进一步扩大。减震环和弹簧加压方式使累加法张力装置中的动态附加张力波动减少到最小程度。在圆盘驱动齿轮的作用下，两只底盘慢速回转，防止了飞花、杂物的积累，保证张力装置正常工作。这种张力装置的输出张力波动较小，适应高速整经。图2-9所示为垫圈式张力装置与双张力盘式张力装置输出张力的对比。
　　图2-9两种张力装置输出张力对比
　　1－垫圈式张力装置2－双张力盘式张力装置
　　图2-10电磁张力器
　　有些新型整经机上配置了电磁张力装置，如图2-10所示，它利用可调电磁阻尼力对纱线施加张力。纱线包绕在一个转轮上，转轮由轴承支承，其摩擦阻尼力距很小。转轮内设有电磁线圈，产生电磁阻尼力距施加给转轮。通过改变线圈电流参数即可调节纱线张力的大小。
　　此外，还有导纱棒式张力装置，这种张力装置的设置主要是为了调节片纱的张力均匀程度，如图2-11所示，筒子架每排设有一套导纱棒式张力装置，纱线自筒子引出后，经过导
　　图2-11导纱棒式张力装置
　　1、2－导纱棒3－纱架立柱4－自停钩
　　纱棒1、2，绕过纱架立柱3，再穿过自停钩4而引向前方。通过调节导纱棒2的位置来调节导纱棒1、2间的距离大小，从而调节纱线对导纱棒的包围角来改变和控制经纱张力，它只能调节整排经纱张力，不能调节单根经纱的张力。
　　四、整经断头自停装置
　　一般筒子架上每锭都配有断头自停装置，整经断头自停装置的作用是当经纱断头时，立即向整经机车头控制部分发信号，由车头控制部分立即发动停车。高速整经机对断头自停装置的灵敏度提出了很高要求，要求在800～1000m/min整经速度下整经断头不卷入经轴，从而方便挡车工处理断头。因此为尽早检测，断头自停装置安放在整经筒子架的前部，断头自停装置还带有信号指示灯。当纱线发生断头时，自停装置发信号关车，同时指示灯指示断头所处的层次位置，便于挡车工找头。整经断头自停装置的作用原理主要有电气接触式和电子式两种。
　　(一)电气接触式断头自停装置
　　电气接触式自停装置有两种常见的形式。第一种自停装置十分简单，纱线断头后经停片因自重下落，接通导电梗1、2，使控制回路导通发动关车，如图2-12(a)所示。这种自停装置容易堆积纤维尘埃，引起自停动作失灵。
　　图2-12电气接触式断头自停装置
　　1、2－电极棒3－绝缘体4－经纱5－经停片6－自停钩
　　7－铜片8－铜棒9－指示灯10－架座11－杆12－分离棒
　　第二种自停装置的断头信号传感元件是自停钩6。纱线断头时自停钩下落，铜片7上升，使铜棒8接通并发动关车，如图2-12(b)所示。这种装置带有胶木防尘盒，有一定的防飞花尘埃作用，但结构比较复杂。
　　接触式电气自停装置的电路导通元件接触表面会氧化，接触电阻增加，长期使用后自停装置灵敏度会下降。断头关车失灵是这类自停装置的常见故障。
　　(二)电子式断头自停装置
　　电子式整经断头自停装置又可分为光电式和电容式两种。光电式电气自停装置具有较高的断头自停灵敏度和准确率，该装置采用红外线发光二极管作为发射源，接收部分采用与发光管波长接近的光敏三极管。由成对的红外线发射器和接收器在每一层纱线下部形成一条光束通道。当纱线未断时，经停片由纱线支承于光路上方，光束直射光敏管上，光敏管将光信号换成高电位输出信号。当纱线断头时，经停片下落挡住光路，光敏管输出低电平信号，发动关车并指示灯亮。
　　电容式整经断头自停装置的感测部分为一V形槽电容器，整经机正常运行时，纱线紧贴V形槽底部运动，由于纱线运行及表面不平整的抖动，电容器产生的电信号类似“噪声信号”，一旦发生经纱断头，这种“噪声信号”消失，控制电路立即发动关车。