四棉條異步輸入和三級分梳的轉杯紡紡紗方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明屬紡織行業的轉杯紡紗領域
【背景技術】
[0002] 轉杯紡成紗的基本原理為：棉條由喇叭口經給棉板和給棉羅拉的握持，給棉羅拉 轉動輸送棉條送至分梳區；分梳區高速旋轉的分梳輥對棉條進行開松剝取、梳理分離、混 合，使其變為相互分離、平行排列的單纖維并進入輸棉通道；在氣流作用下，纖維流經由輸 棉通道進入轉杯，在高速旋轉紡杯的離心力作用下，纖維在凝聚槽內進一步疊加混合，由母 紗引出并經阻捻器加捻后形成紗線。
[0003] 專利"一種轉杯紡混色成紗方法及裝置與產品"（申請號CN201410190891. 1)及 "一種轉杯紡混色成紗裝置"（CN201420229715.X)通過控制喂給羅拉速度，以連續恒量喂 入、或者分段變量喂入兩根或兩根以上的熟條，變混紡比形成具有單色或者多色纖維混合， 以實現紡紗線密度恒定而調整混紡比的效果。但該發明存在兩個問題：第一，在發明中只是 在概念上提出通過耦合牽伸實現線密度恒定的混色及段彩紡紗，并未給出耦合牽伸實現線 密度恒定的條件下如何改變混合比及混色比。同時，未給出具體的實施方案及實施例。第 二，該專利申請仍使用傳統的單一分梳輥，當三根棉條同時喂入時，原有的分梳牽伸系統不 能充分地完成對多根棉條剝取、梳理、混合和分解牽伸，由此會導致纖維叢分解不充分，造 成堵分梳輥和堵轉杯情況發生，紡紗易出現斷頭及粗節、棉結等缺陷。同時，耦合喂入的各 根棉條雖然總量恒定，但各棉條喂入量存在差異，較短的分梳區導致纖維橫向混合的機會 也不多，因此導致混色效果不理想。
[0004]目前轉杯紡中可以實現混紡比恒定而線密度變化的主要有專利"轉杯紡竹節紗的 方法和紡紗裝置"（授權號CN00137211. 4)，它的原理是異步電機和步進電機，經差動器、絲 桿和蝸輪，驅動喂給羅拉，通過步進電機在智能控制器控制下執行下列操作：從高速減至低 速；持續運行一段時間；加速至高速；持續運行一段時間，轉杯紡制一段竹節紗。該專利可 以生產變線密度的紗線，但無法改變紗線混紡比。
[0005] 生產線密度和混紡比均變化的紗線，需要喂入的兩根或兩根以上粗紗能夠分別在 線控制各自的喂入量，并且在分別改變各粗紗喂入量的同時還要使總的粗紗喂入量也能得 到控制，目前尚無專利能實現這種紗的生產。生產線密度和混紡比均不變化的紗線，主要問 題是，不能在轉杯紡細紗工序實現兩種以上纖維以任意比例進行混紡。

【發明內容】

[0006] 為了解決上述問題，本發明在機構上對傳統轉杯紡紗機進行了改進。一種三級分 梳及多組分喂入的轉杯紡紗方法的裝置，包括紡紗系統和電腦控制系統，紡紗系統包括喂 給分梳機構、凝聚加捻機構、卷繞成型機構，其特征在于喂給分梳機構包括三級分梳輥和四 個回轉自由度的組合式給棉羅拉，所述的四個回轉自由度的組合式給棉羅拉的四個羅拉的 速度比可調。所述凝聚加捻機構包括輸棉通道、轉杯和引紗裝置；卷繞成型機構包括引紗 卷繞機構。所述的電腦控制系統包括PLC可編程控制器、伺服驅動器、伺服電機，所述的四 個回轉自由度的組合式給棉羅拉、三級分梳輥由伺服電機驅動。所述的四個回轉自由度的 組合式給棉羅拉包括軸、軸承、空心軸、第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、第四齒輪，墊圈、第 一活動羅拉、第二活動羅拉、第三活動羅拉，第四活動羅拉，所述第一齒輪、第二齒輪、第三 齒輪、第四齒輪、第一活動羅拉、第二活動羅拉、第三活動羅拉、第四活動羅拉圍繞同一軸 線轉動，第一到第四齒輪分別驅動第一到第四活動羅拉。所述的三級分梳輥由第一分梳 輥、第二分梳輥和第三分梳輥平行排列組成。所述的三級分梳輥的轉速逐級遞增，第一分 梳輥的轉速為1500-3000rpm，第二分梳輥的轉速為3000-6000rpm，第三分梳輥的轉速為 6000-12000rpm。，所述三級分梳輥的梳針密度逐級增大。
[0007] 本發明的另一個目的是提供一種使用上述裝置進行轉杯紡紗的方法，包括給棉、 分梳、凝聚加捻、引紗卷繞，其特征在于：所述給棉采用四個回轉自由度的組合式給棉羅拉 非同步喂入分梳區，所述分梳采用三級分梳輥。
[0008] 通過本發明配置設計的組合羅拉和三個分梳輥，可將四根棉條（或四種不同原料 的條子、或四種色彩的條子，下簡稱四組份），經組合式給棉羅拉非同步地喂入轉杯紡分梳 區，經三級分梳輥的逐級開松、梳理、取向、混合、及分解牽伸，將兩根棉條逐步分解為束纖 維并進一步分解為單根纖維。在離心力和氣流的作用下，從分梳輥上脫離和轉移的連續單 纖維流進入高速旋轉的紡杯。纖維流在轉杯離心力作用下又凝聚成須條，再經阻捻器加捻， 由引紗羅拉導出形成轉杯紡紗線。在紡紗過程中，通過電腦程序控制伺服驅動系統，使具有 四個自由度的給棉羅拉非同步地分別將四根棉條喂入分梳區，通過調控四個給棉羅拉的喂 入量和喂入比，就可以動態配置該轉杯紡最終成紗的線密度及四個組份的混紡比，生產竹 節紗、段彩紗、段彩竹節紗、配色紗。
[0009] 第一分梳輥的轉速較低，這樣可以保證多根棉條喂入量差異較大時，各棉條中纖 維受到分梳輥的梳理次數總量都在合理的范圍內，減少纖維的損傷；第二分梳輥的轉速高 于第一分梳輥，經過第二分梳輥的梳理，纖維的縱向取向得到優化，橫向轉移混合進一步優 化；第三分梳輥是高速分梳輥，纖維經過第三分梳輥不僅得到更好的梳理與轉移，并且速度 得到提升，到達進入梳棉通道的離心力要求，可以順利有序的進入轉杯成紗。通過上述多級 剝取、開松、除雜、分梳牽伸、轉移，順利完成將棉條分解成棉網、棉網再分解成束纖維、束纖 維在分解成單纖維的超大牽伸功能，提升了轉杯紡分梳區的功能，具有柔性、高效、高產的 效果。
[0010] ⑵本發明專利在機械創新設計的基礎上，構建了相應的紡紗數學模型和程序算 法，通過機電一體化的伺服控制系統，實現了隨機調控轉杯紡成紗的線密度及混紡比。在具 體的實施例中，進行了如下四種紗線的紡紗：
[0011] ①線密度恒定而混紡比變化的紗線，如具有漸變色彩或分段色彩的等線密度段彩 紗；
[0012] ②混紡比恒定而線密度變化的紗線，如竹節紗、大肚紗、點點紗等；
[0013] ③線密度和混紡比均變化的紗線，如段彩竹節紗、段彩大肚紗、段彩點點紗等；
[0014] ④線密度和混紡比不變化，但以任意比例混配的混紡紗或混配色紗。
【附圖說明】
[0015] 圖1:轉杯紡紗流程圖
[0016] 圖2 :三分梳輥轉杯紡粗紗梳理牽伸過過程圖
[0017] 圖3 :給棉羅拉傳動示意圖，3b為3a的右視圖
[0018] 圖4 :組合式給棉羅拉結構圖
[0019] 圖5 :四組份異步二級牽伸紡紗控制系統圖
[0020] 圖6 :四組份異步輸入轉杯紡成紗系統控制模式圖
[0021] 1_1，1_2,1-3-分梳混，1 -4，1-5-排雜口，1-6-給棉羅拉，1 -7-棉條，1-8-加壓彈 片，1-9-給棉板，1-10-輸棉通道，1-11-阻捻器，1-12-轉杯，1-13-抽氣孔，1-14, 1-15-引 紗羅拉，1-16-紗線
[0022] 2-5, 2-6, 2-7, 2-8-給棉羅拉，2-1，2-2, 2-3, 2-4-棉條，2-9-給棉板，2-10, 2-11， 2-12-分梳輥，2-13-纖維流，2-14-轉杯，2-15-紗線
[0023]3a_5, 3a_6, 3a_7, 3a_8_ 羅拉，3a_l，3a_2, 3a_12, 3a_13_ 齒輪，3a_3, 3a_4, 3a_9， 3a-10-過橋齒輪，3a-ll-羅拉軸，3a-14, 3a-15, 3a-16-分梳混，3a-17-細紗；3b-l-齒輪， 3b-2-羅拉，3b-3, 3b-4, 3b-5, 3b-6-齒輪。
[0024] 4-1，4-2,4-3,4-4-羅拉，4-5,4-6,4-12,4-15-齒輪，4-7,4-11，4-14-鍵，4-8-固 定軸套，4-9-螺釘，4-10-軸承，4-13-軸。4-1，4-2,4-3,4-4四個活動羅拉分別由齒輪4-5， 4-6,4-12,4-15 驅動。
【具體實施方式】
[0025] 文中所用公式代號的意義：
[0026] %1:給棉羅拉1的線速度；￥。2:給棉羅拉2的線速度；￥。 3:給棉羅拉3的線速度； %4:給棉羅拉4的線速度；V1:分梳輥1的線速度；V2:分梳輥2的線速度；V3:分梳輥3的線 速度；V4:轉杯線速度；V5:引紗羅拉線速度；
[0027] P1:棉條A的線密度（克/米）；
[0028] P2:棉條B的線密度（克/米）；
[0029] P3:棉條C的線密度（克/米）；
[0030]P4:棉條D的線密度（克/米）；
[0031]P:成紗線密度（克/米）；
[0032]P11:棉條A經過分梳輥1的線密度（克/米）；
[0033] P12:棉條A經過分梳輥2的線密度（克/米）；
[0034]P13:棉條A經過分梳輥3的線密度（克/米）；
[0035]P14:棉條A在轉杯內的線密度（克/米），
[0036]P21:棉條B經過分梳輥1的線密度（克/米）；
[0037] P22:棉條B經過分梳輥2的線密度（克/米）；
[0038]P23:棉條B經過分梳輥3的線密度（克/米）；
[0039]P24:棉條B在轉杯內的線密度（克/米），
[0040]P31:棉條C經過分梳輥1的線密度（克/米）；
[0041]P32:棉條C經過分梳輥2的線密度（克/米）；
[0042]P33:棉條C經過分梳輥3的線密度（克/米）；
[0043] P34:棉條C在轉杯內的線密度（克/米），
[0044] P41:棉條D經過分梳輥1的線密度（克/米）；
[0045] P42:棉條D經過分梳輥2的線密度（克/米）；
[0046] P43:棉條D經過分梳輥3的線密度（克/米）；
[0047] P44:棉條D在轉杯內的線密度（克/米），
[0048]E1:分梳輥1相對于給棉羅拉的牽伸比；
[0049]E2:分梳輥2相對于分梳輥1的牽伸比；
[0050] E3:分梳輥3相對于分梳輥2的牽伸比；
[0051] E4:轉杯相對于分梳輥3的牽伸比；
[0052]E5:引紗羅拉相對于轉杯的牽伸比；
[0053]E:轉杯紡總牽伸比，等于引紗羅拉相對于給棉羅拉的牽伸比。
[0054] 下標1，2, 3,4分別代表組分A，組分B，組分C，組分D。
[0055] ⑴三分梳輯分梳工藝的設計：
[0056] 針對多