细纱机竹节纱改造工艺原理及竹节纱装置

      一、   概述
竹节纱特征是具有粗细分布不均匀的外观，是花式纱中种类最多的一种，有粗细节状竹节纱、疙瘩状竹节纱、短纤维竹节纱、长丝竹节纱等。竹节纱可用于轻薄的夏季织物和厚重的冬季织物。可用于衣着织物，也可用于装饰织物，花型突出，风格别致，立体感强。
纱线忽细忽粗，有一节叠出的称竹节。竹节纱的公称号数一般以基纱号数冠名，如C 14.5tex竹节纱是指竹节间距为正常纱的号数，而竹节处的号数要大。实际生产中在前罗拉变速纺竹节时，一般先设定好基纱的高速值和捻度值纺出正常的基纱号数后再设定低速值等竹节参数来生产竹节纱。
 
二、竹节纱生产原理
1、目前竹节纱常见的生产方式是前罗拉恒速，控制中、后罗拉超喂，形成与基纱有变化的粗节；一般细纱机中后罗拉的转速相对前罗拉来说要低得多，所以更容易控制，避免了因改变前罗拉转速而影响产量、捻度；且中后罗拉转速较低，变速时对机械本身的冲击磨损也小。无锡普莱特公司的ZNZ智能型数字式竹节纱生产装置便是这种类型，采用前罗拉跟随测速，并用伺服电动机控制中后罗拉，这种装置灵敏度高，适宜制作较精密的竹节纱。
具体竹节纱改造工艺：是将细纱机车头传动部分齿轮，前罗拉与中后罗拉衔接齿轮脱离，同时更换传动轴，加入厂家设计的104T齿轮，另一头安装51T齿轮，联接进口伺服电机同步轮。
这样使得前罗拉独立运转，中后罗拉则由伺服电机带动做变速运转。需要纺竹节纱时，通过外部触摸屏对话，输入要纺竹节纱的节长、间距及粗度，智能电脑自动完成运算。按照原来开车顺序便可轻松纺制竹节纱。
当需要纺制普通纱时，无需还原机械。只需在电脑输入“纺制正常纱”伺服电机即可按照指令，匀速运转。平纱支数也可通过电脑修改，不需要变化齿轮。更方便了工艺上单。
2、 竹节纱纱样分析和设计
对纺纱厂来说，如何准确测量竹节纱的三大参数：竹节长短、粗细和间距是竹节纱设计的关键环节。分析好竹节样布的主要条件：所选布样要足够大，要能看出整个竹节循环、竹节密度和织物风格；称纱线质量的电子天平精度要达到0．001 g以上。根据竹节纱布样需要测量和分析出的工艺参数主要有竹节粗度、竹节基纱细度、平均细度、竹节细度、竹节节距、竹节长度、捻度等，同时还要根据细度设计牵伸倍数和传动比、卷绕螺距、钢领、钢丝圈卷绕工艺参数等。
3、竹节纱经济效益
竹节纱技术适应高附加值织物的需求，且在生产过程中还能减少用棉等级，可为纺织企业带来可观的经济效益。竹节纱装置在各种细纱机上改造方便，纺竹节纱时，将轻重牙齿脱开，换上长轴用带轮带动中后罗拉，从而通过电脑程序控制中后罗拉的速度，达到按要求生产各种规格的竹节纱，无竹节定单时又可以纺常规纱。
 
三、竹节纱装置的选用说明
 
衷心感谢您购买了《ZNZ智能型竹节纱装置》！在使用本装置之前，请先熟读说明书，这样有利于您正确的发挥本装置的优良功能。
适用及纺制范围：无锡普莱特纺电科技有限公司研制的这一高新成果：ZNZ智能型竹节纱装置，系国内首创。适用于各种普通或中长纤维的纯纺或混纺。该装置主要是由一台控制器实现对一台细纱机的控制，纱支一般在5S～80S（英支）范围，可以纺制的品种为任意有/无规律，短中长，任意粗细，间距的竹节纱。其中最短竹节长度为2cm，最长任意；最短间距为2cm，最长任意；竹节粗度为1~6倍。
适配国产细纱机机型有：FA502﹑FA503﹑FA504﹑FA506﹑FA507﹑FA508、FA512﹑FA513﹑FA515、FA528等。
 
ZNZ系列智能竹节纱装置是普通伺服电机竹节纱装置的技术升级型产品，它包含了质量管理、生产管理、报警系统、工艺仓库管理系统、工艺参数智能设定系统以及随机纺纱、智能纺纱等全方位的强大功能。这些功能的真正实现，极大地方便了生产厂家，减少了翻改品种和纺纱过程中遇到的麻烦，提高了工作效率,为生产厂家创造更多的经济效益。
       目前，伺服电机是电机驱动中的领先产品。ZNZ系列智能竹节纱装置采用全数字进口伺服电机，闭环定位准确，瞬时高速启停，扭矩大，运行稳定，确定了ZNZ系列智能竹节纱装置的先进性、可靠性和稳定性。它进一步解决了竹节纱形状变异，提高了纺纱产量，扩大了适纺范围和品种。
 
ZNZ智能竹节纱装置已成为传统纺竹节纱装置的更新换代产品：
 
 
众所周知，每一阶梯的上升，代表着技术的不断更新，产品档次的提升。
 
ZNZ智能竹节纱装置的优势
1．采用位置控制方式
本装置采用伺服电机的高精度定位控制方式。它是以脉冲的方式来工作的，一个脉冲运行一个固定角度，360°后误差归0（在高精度的数控机床加工中都是采用这种控制方式）。
2. 前罗拉质量跟随技术
本装置的控制系统是将前罗拉和中后罗拉完全独立传动。它们之间是通过无触点的编码器来实现前罗拉与中后罗拉的完全跟随的，所以从开停车到纺纱过程中的所有细节都处于计算机的监控之下，并提供校正或报警。
3. 完善的质量报警系统
该功能是生产优质竹节纱的一个可靠保证，它提供了生产过程中的所有故障或其它不正常纺纱报警，包括：生产质量报警、电气故障报警、机械故障报警、设定参数不当报警和其它不正常纺纱报警。一经发现警情，计算机会自动启动警灯的声光报警系统。
4. 工艺仓库管理系统
每个工艺品种可以有最多为50组的工艺参数组数，供随意调用或存贮、修改。在连续不上电的情况下，工艺参数至少可以保存半年以上。
5. 智能专家工艺自设定系统
在今后相当长的一段时间内，这种纺纱方式将成为主要的纺纱方式。专家工艺自设定系统通过科学的计算，自动进行纺纱。也就是只需输入一组基本的纺纱要求，便可轻松纺出优质竹节纱。
6. 竹节两端曲线形状调整功能
竹节曲线的调整功能，也就是竹节曲线形状的选择功能。这个功能对于纺一些难度较高的品种来说，是具有相当实用性的。同时，该功能解决了竹节变形及瘦纱现象，并有利于竹节的加捻。
7. 漏纺（漏输）参数组自动停车报警功能：
当系统检查到内部纺纱过程中出现漏纺、漏输参数组时将自动停车报警，并显示原因。
8. 无竹节自动停车报警显示功能
当系统检查到在一段时间内，如果没有出现中后罗拉的加速过程，系统将自动停车报警，并显示报警内容。
9．可以进行两种速度开车和切换
两种速度开车，也就是可以低速和高速开车，或者变频器（二种速度）的任意切换，并都产生标准竹节，非常有利于高速生产、降低人工劳动强度，减少消耗。
 
常规细纱机竹节纱改造系统传动图如下：



 
 
四、纺织竹节纱重要参数设计与确定方案：
1、竹节粗度（倍率）：
①称重法（扭力天平）：第一步为切断称量，用剪刀剪出多个定长的竹节(去除节形部分)，称出质量，再剪出多个定长的基纱，称出质量，转换成相同的长度后相除，就可以得出节粗(倍率)参数值。
②实物比较：通过实际纺出的结果与样纱进行比对。比对时应注意尽可能让颜色、相对湿度等相同或相近。例如纱样是藏青色，可以用复写纸在纱样上上色，以求达到感官上的一致，竹节纱的节粗一般为基纱的2—3倍，竹节粗度越高，生产难度越高，反之，竹节粗度越小，效果越差。实际生产中，我们把样(布)纱按竹节部分和节距部分依次分段切断称量，折算成单位长度质量比，得出竹节部分粗度倍数，最后选定10组数值，在试纺后通过摇黑板的方法比较竹节粗度直观效果方式进行控制。
2、竹节长度：
主要采用测量法，从一个纱样或布样上测出多个竹节的长度，采集试样数量越多，分析越准确，一般逐次测量不少于20个竹节去掉一些相同的节长，然后对应节距取10组竹节长度，也可求得到平均节长。竹节长度一般设计大于20 mm。
注意：如果直接在布面上测量的节长、节距与实际结果相比，应考虑一个伸长率，具体方法可以拉出一根竹节（节距、节长），根据布面上的长度与拉出来后的实际长度作比较，求得伸长率。同时，节长与节距的伸长率可能不相同。
3、节距：
竹节节距决定布面竹节排列效果、排列密度及规律，一般设计节距大于20 mm。节距越短，生产难度越大，且测量竹节节距也应不少于20个。竹节节距太小会影响布面效果，最突出的是竹节在布面形成规律性条纹，即我们通常说的“规斑”疵布，生产中采用摇T形板的方法来加以监视。
4、竹节纱细度设计
一般竹节纱细度为基纱的细度，这是设计牵伸倍数的重要参数。但实际中控制竹节纱质量是通过对样纱做10次百米质量试验，取平均值烘干后折算成百米干质量得出竹节纱的综合细度(平均细度)，在生产中，日常控制成纱质量偏差按竹节纱综合细度的百米质量偏差控制，由于竹节纱节粗和节长细度差异很大，竹节纱的质量不匀也很大，为准确控制纱线的细度，竹节纱试验长度要长，应大于100 m，且组数不能太少。
5、牵伸：牵伸倍数等于粗纱细度除以细纱细度
6、传动比的确定，一般没有任何特殊要求，但必须坚持以下原则：

• 传动比一般选取大于15的传动比，以保证足够的传动力矩。
• 伺服电机的最高速度，也就是最粗部分，不能超过1800转/分。改变轻重牙不影响总牵伸。纺纱过程中，纱支的粗细就是中后罗拉喂棉量的多少来决定的，本装置是中后罗拉与前罗拉完全脱离开来的，任意改变前罗拉速度和轻重牙都不影响纱支的变化。只需输入修改后的实际参数既可，对纺纱支变化不大的只需输入牵伸值就可，不需要更换轻重牙。

7、捻度：
竹节纱捻度的设计是以原(基)纱为基础，根据粗纱的纤维长度与竹节粗度来选择，竹节纱的竹节部分比基纱部分捻度损失大，纤维间抱合力低，强力低，后加工过程中容易断头。因此竹节纱的平均捻度要高于同细度普通纱捻度10% ～20%，但要注意基纱处的捻度不能超过临界捻度。为了确保与竹节布样的风格一致，最好将竹节布样上的单纱拆下进行测量，得出实际捻度。
8、螺距:
竹节纱卷绕密度比较小，级升比正常纱快，所以应适当增大卷绕螺距，防止产生坏纱。
9、钢领、钢丝圈
钢领、钢丝圈一般在混合纱细度与最粗竹节部分细度之间选择，最终还要以实际纺纱效果、张力大小适宜为准。如纺CJ8.2 tex竹节纱，竹节参数和工艺设计如下：节长50 mm，节距650、450、250、170 mill，倍数2.1倍，平均细度9.1 tex，基纱细度8.2 tex。后区牵伸倍数1.3倍，设计捻系数387，隔距18 mm×38 mm，钳口2.5 mm，钢领PG1—4254，钢丝圈6903 16／0，前罗拉速度120 r／min，无规律(模糊方式)。
10、隔距块：隔距块的选择也应考虑到在混合纱支与最粗纱支之间。
 
五、纺竹节纱过程中可能遇到的问题
A．有些厂家在纺竹节纱时，往往只提供竹节纱的样品，大部分是经过筒子上下来的。也有一部分客户直接将细纱机上的纱管拿来做样品，因此，在测试参数时，要注意测量方法。最好将筒子车上倒好后测试，否则要注意节距、节长的方向一致性，顺序是相反的。
B．开车过程中，前罗拉仍然转动，突然中后罗拉不转，无任何报警，这个问题要查看主电源。一些厂家的地线不太可靠，导致系统不能正常工作所致。
C．开车过程中，传动比设定不当会引起断头。传动比的确定：（1）纺原（基）纱时，伺服电机的速度不宜低于100转；（2）一般选取大于15传动比，以保证足够的传动力矩；（3）电机的最高速度不能大于1800转/分。
 
六、纺竹节纱考虑的技术要求
A．在纺制特细特竹节纱品种时，为防止竹节处牵伸不开，出现粗节纱疵或出硬头现象，细纱的后区牵伸倍数设计要比纺同细度正常纱适当放大，一般后区牵伸倍数设定在1.3—1.4，过小容易牵伸不开，出硬头及不良坏纱。如竹节倍数达3倍以上时，应考虑前区隔距放大3mm左右。
B．纺竹节纱隔距块的选配应在平均号数与基纱号数之间。
C．前罗拉速度大小的设定与基纱号数、竹节粗度、竹节长度等参数有关。对于竹节较粗较长的竹节纱，为减少断头，降低强力不匀，前罗拉速度应适当低一些。要求前罗拉速度不能大于200转。
D．如采用100%长绒棉，为减轻摇架牵伸负荷，对罗拉隔距特别是后区隔距适当予以放大。由于竹节纱捻度分布的不均匀性，竹节部分捻度较小，竹节间距部分捻度较大，为了使竹节部分获得正常的捻度，使竹节较光滑，减少毛羽，提高强力，按机织纱设计，捻系数应在390左右。摇架压力设定比纺正常纱时要大，钳口结合平均细度与节纱细度参考设计。
E．钢丝圈的选配十分重要，钢丝圈重量在基纱号数与平均号数之间选择，圈形选择应优先考虑重心低通道宽畅型式，有时需要反复试验。日常使用中应适当缩短钢丝圈的拆调周期。
F．对于纺竹节纱，湿度稍为大一点，有利于减少长毛羽，这样在喷气织机生产时，断头会有明显降低，有利织机效率提高。
G．对于纺制竹节长、间距短、倍数粗的竹节纱，络筒工序的结头质量应引起重视，建议使用振荡片式退捻的捻结器，气压选在7～8bar为宜。
H. 调整电清工艺参数,竹节纱的设定，首先需要了解竹节的位置处于分级图中的哪个区域，可以通过分级数据功能来寻找竹节处于哪个分级，竹节所处分级区域的纱疵数据会特别高。首先需要设定通道清纱曲线应位于竹节区域之上，以避免竹节会被切除，然后再通过设定分级切纱，针对通道曲线以下非竹节区域而又需要切除的疵点进行清除，这样可到达既切除了希望清除的疵点而又保留了需要的竹节纱疵。
I.经济效益
竹节纱技术适应高附加值织物的需求，且在生产过程中还能减少用棉等级，可为纺织企业带来可观的经济效益。竹节纱装置在各种细纱机上改造方便，纺竹节纱时，将轻重牙齿脱开，换上长轴用带轮带动中后罗拉，从而通过电脑程序控制中后罗拉的速度，达到按要求生产各种规格的竹节纱，无竹节定单时又可以纺常规纱。
生产中发现，生产竹节纱的原料可比正常纱的原料等级适当降低，节约了原料成本，但在配棉过程中应注意，竹节纱的强力(特别是长竹节)较低，因此投料时应加人一些纤维强力大、成熟度好的原棉，以防因细纱断头增加而影响产量。
对于一些超短竹节纱（节长或节距明显低于纤维长度）的纺制，由于纤维在前区被拉伸形式的不同，可能导致实际出来的结果与输入参数之间存在着较大的误差。也就是节长变长、节粗不够的现象。同时随着粗度、长度的不同而不同；随着前区隔距的不同而不同。各厂家应注意这方面的校正工作。
本装置所有的工艺参数输入，都是按照标准的理论工艺算法来计算的。由于各个厂家的设备型号、车况及运行效率都不相同，所以，实际出来的结果，可能有微小差异，厂家必须对生产出的竹节纱进行检查校正，以实际结果为主。
 
七、注意事项
1．在不纺竹节纱或长时间停车时，必须关闭控制箱的电源。
2．伺服电机在正常运行时，一般存在发热为正常现象；如果工作环境较差温度偏高应积极通风散热。
3．在纺正常纱时请尽量不要使用高低速切换方式纺纱，尽量用一个速度纺纱。长期纺正常纱时，请不要用本装置纺纱，确保伺服电机的使用寿命。
4.对控制箱内部及伺服电机机体要经常保持清洁，以避免出现不该有的故障。
5.伺服电机用的～220V电源应取自车台电源的主回路上，否则若非正常关车会造成整车纱线断头。
6．420锭或以上细纱机一般选用3KW伺服电机，对于竹节纱设备改造，考虑选用无锡普莱特ZNZ全智能型竹节纱装置。
  
     
FA502细纱机竹节纱改造-ZNZ智能竹节纱设备现场