粗纱机的传动和工艺计算

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第五节 粗纱机的传动和工艺计算

一、粗纱机传动系统与变换齿轮的作用 (一) (一) 粗纱机的传动系统

⒈粗纱机的传动工艺要求 对粗纱机传动系统的工艺要求可以归纳为一下几点:

(1)粗纱机的恒速机件,如牵伸罗拉、导条罗拉、锭子及筒管的恒速部分,都应由主轴直接传动。 (2)粗纱的变速机件,如升降龙筋及筒管的变速部分,都需由变速机构来传动。

(3)粗纱机的锭子是恒速,改变捻度是由改变前罗拉输出速度来实现的。但前罗拉速度的改变必须与筒管的卷绕线速度一致,因此,改变捻度时,前罗拉输出速度、筒管卷绕速度和升降龙筋的升降速度必须同时改变,以保证卷绕规律不被破坏。

⒉粗纱机的传动系统 粗纱机的传动系统因机型而异,现以由机电化向智能化的过渡机型——FA425型粗纱机为例,其传动系统如图6-5-1所示。

图6-5-1 FA425型粗纱机

CCD—传感器 SR—继电器 SQ—行程开关 YC—电磁离合器 UC—控制单元

锭翼 导条罗拉 主电机 主轴 捻度牙 前罗拉 牵伸牙 后罗拉 (变频) 差动装置——摆动装置——筒管 后牵伸牙 中罗拉

卷绕电机 卷绕齿轮 换向齿轮 升降齿轮 升降轴 龙筋(变频)

从图6-5-1中可知,FA425型粗纱机有两个传动系统,主电机传动恒速部分,卷绕电机传动变速部分,由工业计算机通过5个控制单元实现各运动机件的同步匹配。

⒊粗纱机的变换齿轮 为了保证粗纱的产质量,需根据机型特点和所纺品种对粗纱机进行工艺设计,设计的主要内容有牵伸倍数、捻系数和卷绕密度等。根据工艺设计对各种参数调整的需要,粗纱机上设有牵伸、捻度、卷绕、升降、成型和升降渐减等变换齿轮,使各参数具有一定的调整范围。二十世纪生产的

粗纱机机型很多,但其传动系统中各变换齿轮的配置却基本相同,故工艺计算方法也大同小异。在智能型粗纱机上,仅有牵伸变换齿轮,而其他工艺参数则可通过触摸屏直接设定输入。粗纱机的变换齿轮有:

(1)捻度齿轮 捻度齿轮可以改变粗纱的捻度,所以俗称捻度牙。改变捻度,即改变了锭子与前罗拉的速比,当锭速不变时,前罗拉速度随捻度的增大而减小,所以改变捻度即改变了粗纱机的产量。

(2)牵伸齿轮 牵伸齿轮可以改变粗纱机的总牵伸倍数及纺出粗纱定量,因此又叫轻重牙。牵伸齿轮可分为主牵伸牙和后区牵伸牙,用于改变各牵伸区的牵伸倍数。

(3)升降齿轮 升降齿轮用于调节粗纱在筒管轴向排列的疏密程度,改变升降齿轮的齿数,即改变了升降龙筋的升降速度和粗纱的卷绕圈距。

(4)卷绕齿轮配置在变速机构与升降齿轮、差动装置之间,用于调节空管上开始的卷绕速度。一般不作调整,只是在改换纤维品种(或筒管直径、粗纱定量改变较大时),方作调整。

在配有铁炮无级变速装置和成型装置的粗纱机上,还配有成型齿轮和升渐减齿轮。成型齿轮位于成型装置至铁炮皮带的传动路线上,用于调节铁炮皮带每次移动的距离,即决定筒管卷绕转速和龙筋升降速度逐层降低的数量;升降渐减齿轮由成型棘轮传动,其大小决定升降龙筋每次升降的动程,即确定粗纱两端的成形锥角,故又称角度牙。 二、工艺计算

(一) (一) 速度计算 ⒈主轴转速n0(r/min)

n0?5178?nm1?0.6538nm1 (6-5-1)

式中:nm1——主电动机转速(r/min)。

⒉锭子转速ns(r/min)

78?54?32

⒊前罗拉转速nf(r/min)

nf?51?Z1?87?Z3?4078?Z2?86?91?58ns?51?47?47?nm1?0.8358nm1 (6-5-2)

?nm1?0.005?T

T

T

Z1?Z3Z2T

?nm1 (6-5-3)

式中:Z1 /Z2 ——捻度变换齿轮齿数,有79/94、94/79种; 

TT

 Z3——捻度变换齿轮齿数,其范围为30~60。 (二)牵伸倍数和牵伸变换齿轮的计算

1.牵伸倍数

(1) 总牵伸倍数E

E?83?104??d26?Z??df?332Z4h4 (6-5-4) 式中:dh——后罗拉直径(28.5mm);  df——前罗拉直径(28.5mm);

TT

 Z4——总牵伸变换齿轮齿数,有26~71; (2) 后区牵伸倍数e

e?33?60??d3Z?26??d?82.14Z5h5 (6-5-5)

TT

式中:Z5——后牵伸变换齿轮齿数,其范围为45~70;

 d3——中罗拉直径与皮圈厚度之和(28.5+1.4×2×0.8)。

(3)导条辊至后罗拉间的张力牵伸

62??dh33??dd?喂条张力牵伸倍数=1.0709

式中:dd——导条辊直径(50mm)。 2.牵伸变换齿轮

(1)总牵伸变换齿轮Z4 Z4与总牵伸倍数E成反比,欲求Z4时,先根据喂入棉条定量及拟纺粗纱定量,计算出所需的实际牵伸倍数,再用配合率求出机械牵伸倍数E,然后代入式(6-5-4 ) 中即可。在熟条定量不变的情况下,翻改纱特时,可按下式计算Z4:

Z4 4式中:Z4——原有总牵伸齿轮齿数;

Z4——拟改总牵伸齿轮齿数;

Z??E?E?gg? (6-5-6)

E——原有总牵伸倍数; E′——拟改总牵伸倍数; g——原有粗纱定量; g′——拟改粗纱定量。

(2)后牵伸变换齿轮Z5 Z5可改变粗纱的牵伸分配。由式 (6-5-4)得:

(6-5-7)

由上式可知,后区牵伸倍数与后牵伸变换齿轮齿数成反比。工艺上一般先确定后牵伸倍数 e,再由式(6-5-7)求出后牵伸变换齿轮Z5的齿数。

例:熟条定量为20g/5m,拟纺粗纱定量为5.5g/10m,设牵伸配合率为1.04,求Z4和Z5

20?10Z5?82.14e解: 实际牵伸倍数=5.5?5

Z4?3327.56?43.9?7.27

机械牵伸倍数=7.27×1.04=7.56

 则 取Z4=44

?60.84T

T

1.35令e = 1.35,则 取Z=61

修正机械总牵伸倍数E及后区牵伸倍数e:

Z5?82.14E?33244?7.545

61

(三)捻度和捻度变换齿轮的计算

⒈捻度 粗纱的计算捻度为单位时间内锭翼的回转数与前罗拉输出长度之比,以每米或每分米内的捻回数表示,而习惯上以前罗拉一转时锭翼转数与前罗拉周长之比计算。设粗纱捻度为Ttex(捻/10cm),则

前罗拉一转的锭翼转数e?82.141.3465 Ttex=

?前罗拉周长

?1000f58?91?86?Z2?47?4740?Z3?87?Z1?54?32??d

?1862.28Z213 (6-5-8)

TTTT

当Z2/Z1=94/79时,捻度常数=1862.28×(94/79)=2215.88,适用于纺棉。当Z2/Z1=79/94时,捻度常数=1862.28×(79/94) =1565.11,适用于化纤混纺。当捻度常数确定后,即可根据不同的捻度变换齿轮齿数求得捻度。

ZZTtex?捻度常数Z3 (6-5-9)

⒉捻度变换齿轮

(1) (1) 捻度变换齿轮的确定 由式(6-5-9)可得:

Z3?捻度常数Ttex (6-5-10)

确定Z3时,需先根据原料品质、粗纱定量、细纱机牵伸型式、细纱用途等条件,确定所纺粗纱的捻系数,再用式(6-3-3)计算粗纱捻度Ttex ,然后代入式(6-5-9)即可。

(2)翻改品种时的捻度变换齿轮计算 由式(6-5-10)知,Z3与捻度Ttex成反比;又因当捻系数不变时,捻度Ttex与粗纱线密度的平方根成反比,所以得:

?Z3Z3?Ttex?Ttex??TtexTtex (6-5-11)

式中:Z3 ——原用捻度变换齿轮齿数;

Z3'——拟改捻度变换齿轮齿数; Ttex ——原用捻度(捻/m); tex——拟改捻度(捻/m); Tt——原纺粗纱线密度;

t——拟改粗纱线密度。

例:所纺粗纱定量为5.5g/10m,求Z3。 解:由表6-3-1选定粗纱捻系数为96,则

Tt?5.5?100010?550T?T? (tex)

96550?10?40.93Ttex??tTtex?10?

Z2(捻/m)

取

Z1?9479,捻度常数为2215.88,则

Z3?2215.8840.932215.8854?54.13 取Z3为54

T

修正计算捻度为:

 (捻/m)

(四)筒管轴向卷绕密度和升降变换齿轮的计算

⒈筒管轴向卷绕密度 筒管轴向卷绕密度P是指粗纱沿筒管轴向排列的稀密程度,简称圈密度,以每厘米内的卷绕圈数表示。计算时,可以升降轴一 转时筒管的卷绕圈数Nw与升降龙筋的升降高度h(cm)之比求得,即

hz?a 

式中:Z——升降齿轮的齿数;

a——升降齿轮每转过一齿升降齿条升降的高度。已知升降齿轮的模数为2.5mm,则齿条每次移动

的高度为2.5π=0.7853Cm。

根据图6-5-1可知,筒管轴向卷绕密度可以下式计算:

P?Z8?36?47?49?21?36Z7Ttex??41.034P?nw?nw

?Z6?1?19?47?56?4931485?56?4743?32?1025?2.5??

?40.5356Z8ZZ76 (6-5-12)

TTTT

式中:Z8/Z7——升降成对变换齿轮齿数,有50/22、45/27;

TT

 Z6——升降变换齿轮齿数,其范围为15~31。

TT

当Z8/Z7=50/22时,轴向卷绕常数=40.5356*50/22=92.1264

当Z8/Z7=45T/27T时,则轴向卷绕常数=40.5356*45/27=67.5593

因为Z8、Z7两齿轮的中心距不变,所以使用时两齿轮成对调换,两齿轮齿数之和为72。 2.升降变换齿轮

(1)升降变换齿轮的确定 升降变换齿轮Z6可以改变粗纱沿筒管轴向排列的稀密程度,一般称为高低牙。从式(6-5-12)可得:

P (6-5-13)

由于P与粗纱直径有关,粗纱线密度越小,直径越小,P值越大, 所以要确定Z6的齿数,应先根据所纺粗纱线密度求出P值,再代入式(6-5-13)即得Z6。

根据实践经验,P与粗纱线密度Tt有如下关系:

Z6?轴向卷绕密度P?CTtex (6-5-14)

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