托盘式自动络筒机管纱生头装置分析

邓小红，赵 欣，祁军霞，卢振青

(青岛纺织机械股份有限公司，山东 青岛 266042)

1 引言

络筒作为纺纱的最后一道工序和织造的前道工序，有承上启下的作用，在纺织生产过程中占有重要的地位。络筒工序为用工率比较高的工序，随着劳动力成本的上升，使用自动供纱代替部分挡车工工作，即选用托盘式自动络筒机，成为纺织企业的必然选择。

托盘式自动络筒机是指具有管纱集中喂入系统(简称CBF)的自动络筒机，经人工或机械把细纱机落下的管纱倒入管纱集中喂入箱体内，由管纱喂入系统机构自动送入单锭。其中，生头机构的性能和效率是整个管纱喂入系统的关键。

2 生头原理简介

通常情况下，管纱表面一般包覆着包缠纱和管脚纱[1](有部分有生头纱外露，此处不做重点讨论)，其中管脚纱缠绕在管纱底部，在正式生头之前进行处理。管纱生头主要完成挑头和生头两个动作，挑头是对包缠纱进行操作，挑出或者挑断；生头是将已经挑出的一定长度的纱线头放入纱管中心孔，完成生头的管纱进入单锭完成退绕工作。整个生头装置结构见图1，主要包括挑头单元、旋转压头单元、纱线头吸嘴单元、纱线头检测及剪断单元和摆动导纱器单元。

图1 管纱生头组件示意图注：1-挑头单元；2-旋转压头单元；3-纱线头吸嘴单元；4-纱线头检测及剪断单元；5-摆动导纱器单元

3 挑头结构动作及特点

3.1 挑刀结构

挑头时，管纱托盘在步进电机作用下旋转，根据纱线品种确定旋向。以Z捻纱线为例，从上往下看为管纱顺时针旋转(S捻纱线旋向相反)。挑刀结构如图2所示，在管纱旋转同时挑刀从上往下运动，管纱旋转过程中，挑刀插入包缠纱，将纱线头挑出或挑断。调整气缸的流量进而调节挑刀的上下运动速度，要求纱管旋转速度大于挑刀向下运动速度[2]，下降过程中，在压簧作用下，挑刀头部平面正压在管纱表面，挑刀运动如图3所示，这样挑出包缠纱时，不会破坏内部的纱线。现在常见的另一种挑头结构，挑刀从侧面紧贴管纱，这种结构需严格保证挑刀相对于管纱的位置，当有倾斜角度时，可能出现无法挑头或者刀片头部插入纱线内部的情况，从而损坏内部缠绕的纱线。

图2 挑头结构示意图注：1-挑刀；2-挑刀压簧；3-导向槽板(左)；4-导向槽板(右)；5-挑头运动气缸；6-位置传感器

图3 挑刀相对管纱运动示意图

3.2 导向带槽凸轮

挑刀上下的往复运动由气缸完成。气缸行程可由浮动接头进行调节，上下极限位置处设置有传感器，运动路径是通过挑刀部件两侧的导向带槽凸轮实现，结构如图4所示，一侧凸轮控制向下运动路径，另一侧凸轮控制回程，简单可靠。

图4 左右导向槽板示意图

3.3 托盘旋转结构

托盘选择的结构如图5所示，当管纱到达挑头位置后，气缸推动从动轮压紧托盘，该从动轮、主动轮和固定从动轮一起压紧托盘，电机主动旋转带动托盘旋转。安装时，调整压紧轮的位置，必须保证压紧轮与托盘的接触点在两个位置固定轮接触点的中心，保证托盘受力均匀。为保证纱管旋转时的稳定性，旋转压头始终压紧纱管顶部可自动找正纱管中心。

图5 管纱托盘旋转控制示意图注：1-主动轮；2-固定从动轮；3-活动从动轮；4-托盘制动杆

4 生头结构动作及特点

4.1 弯管吸嘴

生头结构如图6所示，采用弯管吸嘴侧面负压吸取纱线头，侧向吸风有两大作用，一是部分管纱通过尾纱处理后，缠绕较松的纱线头无需挑头，可直接吸出纱线头进行生头；二是对于挑头成功的管纱，纱线沿切向方向(纱线退绕所需克服摩擦力最小的方向)被吸出，如图7所示。挑刀完成一次动作后，电机立刻反向旋转退绕纱线，预留出相应长度的纱线头(如果退绕后未能检测到纱线，可重复挑头动作，重复次数根据工艺要求设置)。

图6 生头机构示意图注：1-弯管吸嘴；2-活动风门及气缸；3-纱尾剪断部件；4-摆动导纱器

图7 管纱侧面吸风示意图

4.2 纱线头预留长度及剪断

纱线传感器检测到纱线后，管纱沿着摆动导纱器到达生头工位，锁紧机构对托盘锁紧，导纱器中心是生头工位的管纱中心，此位置摆动导纱器压在管纱顶部，保证纱线的有效张紧，有效防止辫子纱的产生。纱尾剪断部件对纱线头进行剪切，上部纱线(图6所示A段纱线)被吸走，活动风门关闭。同时，下风门打开，纱线头(图6中B段纱线)吸进纱管中心孔内，完成管纱生头。剪刀位置可调，根据纱线种类(弹性)保证(图6所示B段纱线)预留纱线的长度。调整好以后位置固定，保证纱线预留长度的一致性。

在整个生头工序中，挑头与生头工作同时进行，无需设置两工位之间的等待，简单可靠。同时，通过托盘制动杆与活动从动轮联动，如图5所示，可保证在一个管纱完成生头之后下一个管纱连续进入生头工序。

5 结语

影响托盘式自动络筒机生头效率的主要因素有管纱的挑头机构、生头装置、挑头与生头装置之间的管纱输送及管纱的质量等。本文从自动络筒机最关键的生头装置入手，详细介绍了托盘自动络筒机的生头特点，分析了挑头同时配合侧吸风嘴的结构及工艺优势。通过生产实践证明，采用这种生头方式，对于常见品种的纱线，可以有效提高生头成功率和生头效率，从而提高整个CBF的性能。