CN1005029B - 卷绕方法 - Google Patents

Abstract

一种用于纱线卷绕的方法，特别是在初纺或拉伸化纤成为筒状交叉卷绕时，其横动速度保持在预定卷绕绽了转速与双动程数之比的上限和下限之间变化。该方法的改进在于将卷绕横动速度调制为幅度小于０．５％，频率每分钟大于５次，调制幅度最好小于０．２％，频率最好大于每分钟１０次。可以根据卷绕过程中不同的干扰如振动、噪音、筒子表面形状等情况，在横动速度方面进行调整。横动速度的调制保证了顺利完成卷绕。

Description

卷绕方法

本发明系纱线的卷绕方法，尤指纺纱和牵伸机上化学纤维长丝的卷绕方法。

化学纤维纱线是用热塑材料制成的。工业生产主要使用聚酯（聚对苯二甲酸乙二酯）和聚酰胺（尼龙6和尼龙6.6）。化学纤维长丝是由许多根单丝组成的，所以也称复丝。

如果这种复丝化纤长丝在卷绕的时候采用非常高的速度，就会形成所谓带状问题。

高速卷绕时，筒子的成形是在筒管圆周速度不变和横动速度不变的情况下进行的。这样，卷绕此一卷绕锭子的转数与横动双动程数之比（ns/DH），在卷绕动程中不断降低，同时，卷绕锭子的转速也随着筒子直径的增大而下降。此时，如果卷绕比采用整数或采用与下一个整数卷绕比不同的某个大分数，就会形成带状卷绕。此处，分母是一个小整数的分数称为“大分数”，例如1/2、1/3、1/4。

在精确卷绕中，筒子成形用横动速度来实现，而横动速度又与锭子转数直接成比例。这就是说，精确卷绕时的卷绕比（卷绕锭子的转数与横动速度的双动程数之比）是预先设定的，并在卷绕动程中保持不变，而横动速度随作为比例因数的卷绕比与锭子转数成比例地下降。精确卷绕法成形的筒子与高速卷绕法成形的筒子相比具有很多优点，主要是预先设定卷绕比可以避免形成带状。

分阶段精确卷绕与精确卷绕的区别是：卷绕比仅在卷绕动程内设定的阶段保持不变，卷绕比用阶跃式提高横动速度的方法以阶跃形式逐段下降。

这就是说，分阶段精确卷绕中，每个阶段（级）内进行一次精确卷绕，在此精确卷绕中，横动速度与锭子转速成比例地下降。每个阶段以后，横动速度又以阶跃式重新提高，从而产生一低卷绕比。这里，必须事先计算出每个阶段应该保持的卷绕比並将此卷绕比编入程序。

在DE-AS2649780中介绍的采用分阶段精确卷绕的方法中，一个卷绕动程以内只设定了少量的几个卷绕比作为整数卷绕比，并采用输入纱线间距的方法用计算机进行调整。因为同时进行纱线拉力的调节，所以才有这种可能性。但如果情况不是这样，则所选定的横动速度的变化一定要小，以使纱线拉力保持在一定的界限内。为此，设定了横动速度的上限值和下限值，横动速度只允许在界限以内变化。上下限值之间的幅度要窄，窄到横动速度的变化不致引起纱线张力发生非允许性变化。同时必须避免用带状现象去调整卷绕比。事先计算依次进行调整的卷绕比时一定要认真精确，如有怀疑，一定要进行试验，验证事先计算的卷绕比在实用中是否真正不导致产生带状现象。

现在证实，如能极为准确地计算出依次进行调整的卷绕比，一个好的精确卷绕从理论上讲也能成立，但在筒子表面仍然不时形成菱形状态的环形隆起。事先计算的卷绕比再准确，也克服不了这种现象。

现在发现，为了达到最佳纱线分布的目的，不仅需要准确计算卷绕比，而且必须准确地保持此卷绕比;担任测量转数和保持锭速和横动速度之间的比例关系的电气和电子测量和调节技术有助于解决这些问题並提高经济效益。

为了达到足够的准确度，要采用同步马达拖动横动装置。

本发明的任务是，开发即使电子、电气和机械装置由于技术上的原因还不能使事先优化计算和编入程序的卷绕比保持准确，也能制造直径大质量好的高级筒子的分阶段精确卷绕法。

本发明对此所作答案的优异之处表现在有意识制造卷绕比的不准确性。利用本发明的技术，使非预想的不准确性保持恒定并具有导致正确数值的相同的阶段方向，从而使由于卷绕比不准确而引起的纱线分布在数量上和阶段方向上的缺陷保持稳定。例如，横动装置的拖动比程序中设定的快，但比程序中设定的时而快，时而慢，呈恒定状态。利用本发明所开发的波动式的不准确性，有意识地使纱线分布产生缺陷，这种缺陷在数量和阶段方向上是不恒定的。这样，不仅排除了这种缺陷的后果，还完全排除了纱线分布的缺陷。

本发明建议调制卷绕比的调制宽度A要小到使横动速度的变化不大于计算并编入程序的横动速度值的±0.5%。也即卷绕比的调制宽度基本上小于1%，最好小于0.5‰。同时还证实，调制宽度取决于卷绕比，基本上等于按横动速度计算出来的调制宽度。

本发明所给定的调制宽度是用下列公式计算的：

A＝（KO-KU）×2/Ko+KU＝KO-KM/KM＝KM-KU/KM

式中

K＝卷绕比

KM＝精确卷绕阶段的平均卷绕比

KO＝卷绕比的上限值

KU＝卷绕比的下限值。

要尽量避免调制宽度大于0.5%，否则就不能保证导致上述的那种带状临界卷绕比。

调制最好呈周期性波动。波动的频率每分钟要大于5，以每分钟大于10为优。经验证明，当波动频率每分钟大于30时，就能排除全部上述卷绕不良。

可以将调制限制在根据经验卷绕时出现问题、特别是形成隆起的那段卷绕动程内，也可以根据卷绕装置上发生的干扰进行调制。应当指出，隆起的形成也能导致卷绕装置的摆动和噪声。卷绕装置上一经出现这种干扰，即被传感器采集，传感器出口信号即接通调制。在本发明的其他构成中，还设有连续扫描，筒子表面如有隆起，调制即启动。

试验证明，纱线参数，尤其是参数中的纤度、横动速度、筒子长度和整个筒子厚度等均对提高卷绕动程中卷绕比的调制宽度乃至改善纱线分布的质量有影响。

下面是本发明的实用举例。

图1表示筒子成形直径为100至450mm时卷绕比的变化曲线。

图2是分阶段精确卷绕的典型横动图。横坐标表示筒子直径D，纵坐标表示横动速度VC。图示纱线在直径为100mm的筒子上卷绕完成后筒子直径达到450mm的情况。

按本发明加在横动速度上的波动甚微，图中无法画出。

图3是化纤卷绕机及其控制机构的剖面图。

现在首先用图3介绍一下卷绕机。

纱线1以恒速V经横动导纱器3而运行，此横动导纱器经往复螺纹辊2的作用而作往复运动，运动方向与纱线运行方向垂直。导纱器3旁边是沟槽辊4，沟槽辊属横动装置，纱线被导至沟槽辊上往复运行的无头沟槽内，在横动中呈部分缠绕状态。7表示筒子，6表示能自由转动的筒锭（锭子）。驱动辊8与筒子7的圆周接触，驱动辊8以恒定的圆周速度被驱动。还要指出，驱动辊和横动装置为一方，卷绕锭和筒子为一方，它们相互作相对的径向运动，因而锭子6和驱动辊8之间的轴距能随筒子直径的增大而变化。往复螺纹辊2和沟槽辊4是用三相马达（例如异步马达）9拖动的。在拖动中，螺纹辊2和沟槽辊4是用拖动皮带10相联的。驱动辊8用同步马达11以恒定圆周速度驱动。另外，筒子的拖动也可用拖动筒锭6的马达，其转数控制的要求是，筒子直径增大时，筒子的圆周速度保持恒定。三相马达9和11的电源是变频器13和12。拖动筒子的同步马达11接在变频器12上，变频器12供给可调频率f2。异步马达9用变频器13拖动，变频器13与计算机15相连。计算机15的输出信号20受输入的制约。

不断输入的数据为：用测量传感器18采集的筒锭6的转数;与计算机串接的可编程序控制器19的输出信号在筒子动程中精确卷绕的各个阶段先后运行的卷绕比就是输入到这个可编程序控制器的。

另一优点是，随机横动速度以及双动程数用测量传感器17扫描并输入到计算机内。计算机进行设定值/实际值的比较，并把由异步马达9拖动的横动装置的横动速度调节在设定值上。经测量传感器18随机测得的筒锭6的转数被卷绕比除就是横动速度的设定值，每个卷绕阶段的卷绕比事先计算并经可编程序控制器19输入到计算机15内。

计算机15的主要任务是执行横动速度设定值的判断。

在判断中，计算机首先经程序存贮器（即程序发生器）19获得本发明所指的事先计算好的並已存贮的理想卷绕比。计算机从这些理想卷绕比的每个数值和从横动速度的输出值中（例如从上限值OGC中）随机计算出一个“理想”锭子转数。根据横动速度输出值所计算出的“理想”卷绕比事先计算出的锭子转数也可以输入到计算机内，从而使这项运算不再由计算机执行。“理想”锭子转数值必须与测量传感器18采集並计算的随机锭子转数进行比较，当计算机判定锭子转数一致时，它就把程序发生器19设定的横动速度输出值作为输出信号20规定为变频器13的设定值。在此之后的卷绕动程中，计算机减少这个横动速度设定值，减少的情况与连续测得的在筒子圆周速度恒定下随筒子直径的增大面呈双曲线式下降的锭子转数成比例。在精确卷绕的这个阶段，设定的“理想”卷绕比保持稳定，一俟计算机判定随机测得的锭子转数与用下一个作为“理想”设定卷绕比计算出的“理想”锭子转数相同，则作为输出信号20再次给定作为设定值的横动速度输出值，随后是精确卷绕的又一新阶段（级）。

由于纱线对筒子的喂入速度是不变的（例如化纤纺丝），因此尽管筒子直径不断增加，筒子的表面速度也必须保持恒定，所以在卷绕动程中筒锭的转数呈双曲线式下降。另外，为了使筒子成形良好，筒子上的纱线张力必须保持在一定的范围内。为此，横动速度必须保持在设定的狭窄的上限（OGC）和下限（UGC）范围内。这里，在卷绕动程也即直径结构的每个阶段P内设定一个规定的理想卷绕比K（常数），並编入程序。在一个卷绕阶段P内，恒定的卷绕比K意味着横动速度与锭子速度成比例地下降。横动速度的这种下降只允许持续到接近横动速度的下限值UGC为止。如图1所示，意味着已经达到了卷绕比的上限值OGK。此时横动速度必须以阶跃式重新提高到其上限值OGC。横动速度的这种阶跃式提高就是图1所示的卷绕比K阶跃式下降到它的下限值（UGK）。

由此得出，在上述结构中，横动速度的上限值是一个恒定的数值，此值在卷绕动程中连续不断地进行新的调整。当这个数值与随机锭子转数以比例关系接受事先计算的理想值时，此值就被调整。相反，横动速度的下限仅表示横动速度最大允许下降的计算值，实际上很少出现或根本达不到，只在计算上限值时才起作用。另外，此方法也可反用，即以相反的道理进行控制。可以把横动速度的下限值设定为实际经常启动的界限值，把上限值规定为横动速度向上的最大阶跃值。此上限值与瞬时锭子转数以比例关系偶而具有事先计算的理想值时，此阶跃实际上才被启动，即在例外情况下才被启动。

如上所述，纱线张力只能在一定范围内波动，致使横动速度界限值OGC（上限值）和UGC（下限值）之间的范围很窄。这就进一步表明，两个相互先后排列的卷绕阶段P1和P2的二个卷绕比K1和K2必须相互紧靠在一起。尽管如此，选择相互先后排列的卷绕比时，必须避免发生带状危险。这样，供选择最佳卷绕比的数量相对而言就很局限，不可避免地出现K1的优化卷绕比非常靠近另一个易导致隆起的不良卷绕比的现象。例如，曾选用4.08631作为K1的卷绕比，准确保持此卷绕比，能达到良好的筒子成形。在实验室进行的卷绕比模拟试验中，卷绕成形也收到了同样良好的效果。但实际运行却证实，虽然事先准确计算了卷绕比，但仍出现了很严重的隆起。对锭子转数和横动速度进行测量所得的结果表明，卷绕比实际为4.08696。虽然此微小的偏差仅0.015%，但却使筒子成形很坏，这是实际执行的卷绕比偏离预先计算并调整的优化卷绕比所引起的。按本发明，不需提高测量数据采集的准确度和横动速度调节的准确度，而把卷绕比调成第一次确定的4.08631，并把此设定值在理论的正弦曲线内调制。此外，相应的横动速度的设定值在调制频率为每分20的情况下在0.005%的幅度内发生正弦波形变化。

通过此项电子和电气的简单而有效的措施能够完全排除隆起，使卷绕成形达到完美无缺的程度。它表明，用提高调制频率的方法能改善筒子成形。

在卷绕比处于7.1227和1.3599之间的卷绕动程中，卷绕比每次下降时调制宽度均匀地提高0.1‰，结果筒子成形良好。

为了达到这种横动速度调制的目的，可编程序控制器19内另装了一个程序，用于横动速度的正弦形调制。在卷绕动程中，此程序能提供一个恒定或变化的增长着的调制振幅。这里，按本发明，调制宽度以小于0.1%为优最好小于0.5%。必须强调指出，调制振幅要尽量选窄些，只有这样才能改善筒子成形的质量。这里还要考虑，必须使卷绕比相互之间靠得很近，以避免纱线张力发生不允许的变化和获得良好的筒子成形。卷绕比之间的差额越小，选择的调制宽度也越小。横动速度偏差一般小于平均横动速度的±1%。

Claims (6)

1、一种纱线卷绕法，尤指将新纺制和牵伸的化学纤维分阶段精确卷绕成圆筒形交叉筒子的卷绕方法，

在用这种方法进行的卷绕过程中，精确卷绕的每个阶段的横动速度随锭子转速成比例地下降，然后又以阶跃式上升，达到预先设定的较小卷绕比（锭子转速/双动程数），

其特征在于：设定的横动速度采用平均值，允许不断出现循环式偏差，倘若此偏差小于0.5%并以大于每分钟5周的频率不断循环的话。

2、根据权利要求1，本方法的特征为：卷绕比的调制宽度基本上小于0.1%，最好小于0.5%。

3、根据权利要求1、2或3，本方法的特征为：调制频率大于每分钟10周，以大于每分钟30周为优。

4、根据权利要求1的方法，其特征为：调制与来自卷绕装置的干扰，诸如摆动和噪声等相关。

5、根据权利要求1的方法，其特征为：调制与筒子表面所接触到表面的结构相关。

6、根据权利要求1的方法，其特征为：调制宽度在卷绕动程中增大。