花式结节钩编捻线机的创新设计

　　【捻线机】

　　捻线机的作用是将纱或并合后的股纱加工成线型制品，供织造和针织用线。捻线机分为环锭捻线机、翼锭捻线机、倍捻捻线机。环锭捻线机的卷绕成形机构大多与环锭细纱机相同。钢领板由成形凸轮传动作短动程升降，每次升降后位置上升一定高度，使管线绕成圆锥形交叉卷绕的卷装。传统的花式捻线机与一般捻线机的主要不同处在于喂纱部分。纺制的花式线种类不同，喂纱部分结构和运动也不同。

　　本期我们就花式钩编捻线机、FA721型捻线机的机构设计、纱线断头解决、控制系统等问题进行专门讨论，希望对纺织用户企业解决生产中遇到类似问题有所帮助。

　　近年来，我国花式纱、线、丝、带的生产量呈几何级数递增，其应用领域及后加工手段已经由原来以横机加工针织服装为主，逐渐转变为由剑杆织机、钩编、经编、缝编加工服装面料和家用装饰品为主。

　　目前国际上尚无统一的花式纱线分类方法，根据其加工方法的不同，大致可分为以下几类：普通纺纱系统加工的花式线，如链条线；用染色方法加工的花色纱线，如彩虹线；用花式捻线机加工的花式线，其品种繁多，如利用芯线与饰线喂入速度的不同和变化，可加工螺旋线；还有特殊形式的花式线，如雪尼尔线等。这里重点介绍一款生产2针线、4针线等多针线或包芯线、结子线的专业化生产设备——花式结节钩编捻线机的设计。

　　合理配置解决老机改造问题

　　花式钩编线是通过舌针对固定位置输入的纱线进行成圈钩编形成的，若在舌针钩编形成轨迹的对称中心或在纱线的喂人过程中进行间断式张力控制，则会形成包芯钩编线或花式结节钩编线。为避免钩编线表面形成无规律的纱节、堵纱或断针现象而影响正常生产，就要使花式钩编线的成形准确而稳定，在运行过程中不能有振动现象产生。花式钩编线形成以后，应从钩编区导出形成一定的卷装形式，在导出过程中要保证其张力和捻度。另外，在卷绕装置中应设置合理的导纱形式，使形成的卷装均匀无压线，容易退绕。

　　在钩编线生产过程中，如果发生纱线断头，应设置合理的断纱停车机构以促使钩编和卷绕部件停止，防止机件损坏；在纱线喂入端和钩编线卷绕端应设置合理的张力控制构件；另外，对纱线高速旋转所产生的气圈应合理进行控制，防止相邻纱圈产生碰撞而断线。

　　在以往生产4针线的老机改造过程中，主要存在以下问题：钩编凸轮表面粗糙度高，存在舌针高速运行时的挡针现象；采用导向槽和定位螺钉控制凸轮位置，因存在间隙，对正困难、易移位卡针；上下凸轮间隙无法保证；舌针的初始钩编位置在装配过程中单锭试验，装配调整时间长。

　　目前市场上半机械化生产的钩编装置中，存在两种传动形式：一种是钩编芯锭旋转，另一种是钩编外壳旋转。钩编芯锭旋转由于每一次成圈过程钩编线都会随同芯锭旋转一周，所以会在形成的钩编线上产生一个捻回；传动芯锭回转力臂较小、惯性力小，在采用带传动的形式下，如果发生堵纱现象会使传动带打滑，防止舌针损坏。钩编外壳旋转采用槽筒机构卷绕形式，对于外表比较光滑的长丝类钩编线易产生卷绕摩擦力不足的现象；外壳传动力臂较大，惯性力大、易断针。综合以上分析，钩编头的传动形式选用钩编芯锭旋转，在此基础上对钩编头内部的结构形式进行改进设计，而对形成的捻度需选择合理的卷绕装置和卷绕速度进行控制。

　　因为钩编装置选择的是钩编芯锭旋转的运动方式，所以卷绕装置选用与芯锭同轴线旋转的锭子传动方式，锭子的转向和转速应与钩编芯锭相同，使钩编线导出过程中由于钩编端和卷绕端同向同速运动不会产生捻度。

　　张力控制装置的选择。纱线导人部分需使导入的纱线保持在一定位置，使舌针能顺利将纱线引入编织区，并在编织过程中具有一定的张力。因此在纱线导人端应加装张力控制装置。

　　断纱自停装置的选择。断纱自停机构分机械式和电子式两大类，为提高设备自动化程度使结构简单可靠，选用电子式。经过上机实验最终确定将断纱自停设置在钩编线导出端。

　　传动结构的分析及确定

　　各部分装置的运动应协调可靠，在方案确定过程中主要考虑以下几方面。

　　钩编头芯锭运动与卷绕装置锭子运动采用相同的传动结构，使两部分运动方向和转速都相同。钩编运动和卷绕运动的传动源应与断纱自停机构相联系，采用单锭控制，当纱线断头时保证两部分运动同时停止。卷绕导纱部件参考捻线机和细纱机的形式选用独立运行机构，不受其他机构影响，可保证各锭导纱运动一致稳定，控制容易。各结构运动速度调整及离合考虑采用电气控制，简化机械结构，运行可靠。

　　花式结节钩编捻线机的整体设计研究分成两大部分，一是钩编头传动和卷绕锭子传动的设计，二是钢领板升降机构及传动的设计。

　　钩编头传动和卷绕锭子传动设计。原传动过程有以下问题：每锭都配有一个电动机，成本高、耗电大；槽筒传动，当纱线出现断头时停电动机，槽筒部分需整体停车，钩编头与卷绕筒子不能同步制动，影响生产率；纱线光滑引起纱筒与槽筒间的相对打滑，卷装质量受到影响，络卷张力不稳定。为使传动结构合理、可靠，在本设备中采用传统捻线机的龙带传动结构，只使用一台电动机传动多个锭子，而钩编芯锭和卷绕锭子通过电磁离合器同步传动，每组钩编与卷绕装置互不影响，单独控制。

　　通过电动机轴上固装的电动机皮带轮传动龙带，龙带依靠摩擦带动龙带传动轮及固装其上的离合器主传动轴旋转，如果电磁离合器处于通电状态，则通过离合器带动上箱传动轴及主传动轮旋转，然后靠平带传动分别经过上下两路过渡传动轮把运动传递到钩编头和卷绕锭子上。当断纱自停装置检测到纱线断头时，通过电气控制部分将离合器断电脱开，钩编部件与锭子同时停止运动，将断纱接上后可通过钩编头一侧的开关送电至离合器，钩编头和锭子重新开始工作。为保持一定的传动摩擦力，除需对龙带进行张紧外，龙带对龙带传动轮应保持一定的包角。从传动结构上考虑，龙带一正一反绕过龙带传动轮能够保证包角，相邻的两组钩编头和卷绕锭子转向相反。

　　卷绕导纱机构传动设计

　　为使卷绕筒子能够得到合理的卷装结构，采用钢领板升降式导纱机构，通过控制升降速度的变化规律达到不同的卷装螺旋线节距。

　　升降电动机采用摆线减速电动机，通过PLC控制电路实现正反转及转速的调整，从而达到对不同卷装要求的导纱动程和导纱速度进行控制。

　　升降电动机输出轴端安装丝杠，丝杠转动带动与之配合的螺母沿丝杠轴线移动，丝杠每转动一圈通过螺母带动升降滑车、提升杆在水平方向移动，而提升杆又通过安装在其上的升降皮带以及钢领板升降架带动钢领沿锭子轴线移动同样的距离。如此便通过调整电动机转速来获得不同的钢领板升降速度。

　　导纱动程通过安装在丝杠一端的光电编码器计数丝杠转动的圈数确定。将丝杠旋转的圈数反馈给电气控制装置PLC，丝杠达到设定圈数时，PLC会通过判断控制使电动机反方向旋转，从而实现钢领板的升降运动，运动轨迹按照卷绕成形要求实现程序控制。

　　离合器上下箱体轴向配合面有一定的锥度，在配合时可自动定心，而上下箱体加工时轴承安装孔与配合锥面有较高的同轴度要求，这样就由上下箱体的安装保证上下轴承安装孔的同心度。在装配过程中采用定位套筒来对离合器底座的安装位置进行校正，保证离合器安装位置正确。

　　钩编和卷绕部件传动通过电磁离合器进行控制，实现钩编头的灵活独立控制，断纱处理时不需要整机停车，整机机械结构更简单化，探测离合性能更稳定可靠，离合时间短，操作简便灵活，生产效率提高。

　　钢领板升降运动采用单独电动机作为动力源，通过丝杠螺母及升降传动带传递运动，简化了常规捻线机上笨重的升降结构。钢领板升降速度及方向由PLC控制变频器参数设定驱动电动机实现转速及方向变化，调整比较方便，而且可根据不同的卷装要求任意设定参数值，方便灵活。

　　整机采用传统捻线机上的龙带传动结构，通过电磁离合器单独控制钩编和卷绕锭子转动与断开，结构紧凑，启动平稳，如发生过载皮带打滑，可避免机械结构损坏，更换筒管或断纱启动可通过各套独立开关进行启停操作。

　　我们对钩编头结构和加工工艺都进行了改进，使端面配合可靠，装配调整容易，针踵运动灵活，避免跳针和断针现象的发生。在导纱杆上布置4个导纱瓷嘴，可分别穿引芯线和钩编线，并可在钩编之前调整上下位置，方便引线调整和操作。

　　为了保证纱线输入端张力稳定，纱线振动量小，将断纱自停部分设置在钩编头下方的纱线输出端，在纱线输入端安装张力控制装置，以保证输入纱线张力稳定。当断纱接好后，由独立的钩编头按钮开关控制，控制信号输入到PLC，实现电磁离合器的动作。