一种螺纹整束及尖端加捻的纺纱方法及纺纱装置
阅读说明：本技术 一种螺纹整束及尖端加捻的纺纱方法及纺纱装置 (Spinning method and spinning device for thread whole bundle and tip twisting ) 是由 徐卫林 许多 刘可帅 范航 杨旺旺 郭维琪 于 2020-12-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种螺纹整束及尖端加捻的纺纱方法及纺纱装置,本发明采用在旋转胶辊装置上压持第一集聚装置和第二集聚装置,利用其集聚槽轮表面螺纹齿峰刺入输入的散纤维、分束纤维,同时左右分设的右旋螺纹和左旋螺纹推动散纤维分别依次向中部的集聚槽和U型槽进行集聚,U型槽内高速旋转的尖端加捻装置表面摩擦带动下集束后的纤维发生扭转纠缠,纤维排列形成倾斜、相互之间捻合纠缠,在捻合尖端形成具有捻合强力的集束纤维,在输出辊装置牵伸后收集在卷绕装置上,实现了散纤维利用螺纹轴向推进形成集束,再通过高速旋转的摩擦使集束纤维直接捻合成型形成纱线；本发明纺纱效率高,大幅缩短前纺工序,操作简单,利于推广。(The invention relates to a spinning method and a spinning device for thread whole bundle and tip twisting, which adopts a first gathering device and a second gathering device which are pressed and held on a rotary rubber roll device, utilizes the thread tooth crest on the surface of a gathering sheave thereof to pierce input loose fibers and split fibers, meanwhile, the left-handed thread and the right-handed thread which are respectively arranged on the left and the right push the loose fibers to be respectively gathered to the gathering groove and the U-shaped groove in the middle part in sequence, the fibers gathered under the driving of the surface friction of the tip twisting device rotating at high speed in the U-shaped groove are twisted and entangled, the fibers are arranged to form inclination and mutual twisting and entanglement, bundling fibers with twisting strength are formed at the twisting tip end, and are collected on a winding device after being drafted by an output roller device, so that the loose fibers are axially pushed by threads to form bundling, and then the bundling fibers are directly twisted and formed into yarns through high-speed rotation friction; the invention has high spinning efficiency, greatly shortens the fore-spinning process, has simple operation and is beneficial to popularization.)
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，具体为一种螺纹整束及尖端加捻的纺纱方法及纺纱装置。
背景技术
环锭纺技术属于握持端纺纱，环锭纺纱过程中，纱管卷绕纱线时，带动钢丝圈绕钢领进行回转，对纱条进行加捻，传统的环锭纺纱加捻过程中，捻度由钢丝圈运动产生，捻度产生后自下而上传递到捻合点处。环锭纺技术因其原料适应性强、生产品种范围广、成纱质量高而被广泛应用，但也存在纺纱效率低、生产工序复杂以及质量控制难度大、前纺质量要求高等弊病。
新型纺纱是区别传统环锭纺纱的一种纺纱新技术，针对环锭纺纱速度受到细纱卷装限制，纺纱速度较低的致命问题，转杯纺纱技术和涡流纺技术应运而生。转杯纺纱、涡流纺纱技术与传统环锭纺纱比较：具有纺纱工序短，生产效率高、劳动用工省、加工成本低等优势，故得到快速发展。
转杯纺纱技术属于自由端纺纱，其纺纱原理是:棉条经给棉罗拉喂入输棉罗拉，将纤维梳理成平行排列的单纤维状态；平行排列的纤维经过输纤维通道进入转杯，被输送到转杯锥面内壁上，并滑入转杯的凝聚槽；纱线的加捻是由纱线倾斜的另一端绕纱线本身或纺杯轴线旋转而完成，纱线的旋转加捻使转杯凝聚槽内的纤维抱合在一起；加捻后的纱线经引纱管引出，经导纱和卷取装置绕成筒纱。与环锭纺纱相比，转杯纺纱的优势在于实现了纤维条的快速、短流程、自动化纺纱。然而，转杯纺纺纱技术在高品质、超高支纺纱发展方面不及环锭纺。
喷气涡流纺技术是利用高速旋转气流对加捻腔中倒伏在空心锭子入口的自由尾端纤维加捻包缠纱芯而成纱的一种技术。该技术采用压缩空气产生高速旋转气流，具有加捻效率高的特点，且实现了加捻与卷绕过程相分离，克服了固体件旋转加捻的缺陷，故可高速纺纱。同时成纱过程中，纤维头端离开前罗拉的钳口后在加捻腔入口负压的作用下形成头端自由端纤维，顺着导引针的引导滑入空心锭子入口处的纱尾芯部，此时不断喂入的纤维与运动着的纱尾相遇凝聚到纱尾上，纱条即连续加捻成纱。但成纱工艺上还存在一定挑战：提高须条的平行伸直度和须条开纤化，降低落棉率，增强自由尾端纤维自捻与内外转移效应，严控弱捻，是开发高品质喷气涡流纱的关键。
这些新型纺纱技术虽然克服了环锭纺纺纱效率低、难以实现大卷装的问题，但是依旧需要通过须条进行纺纱，在纺纱工序上并没有明显缩短、同时需要高质量的须条进行纺纱，这对前纺工序有很大的要求，难以实现散纤维直接成纱的革命性突破。
发明内容
针对上述存在问题，本发明的目的在于提供一种螺纹整束及尖端加捻的纺纱方法及纺纱装置，实现了散纤维利用螺纹轴向推进形成集束，再通过高速旋转的摩擦使集束纤维直接捻合成型形成纱线。
为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：
一种螺纹整束及尖端加捻的纺纱方法，所述纺纱方法为：散纤维先进行分束，分束后的散纤维由两侧逐渐向中间位置靠拢，形成集束纤维条，随后利用类似钢针状尖端表面摩擦带动集聚的集束纤维平行排列的结构产生改变，摩擦产生的切向组用力使得平直排列的集束纤维发生扭转倾斜，同时纤维内外摩擦扭转作用受力差异产纤维之间的抱合，形成具有捻合强力的纱线结构。
同时，本发明还提供一种用于实现上述一种螺纹整束及尖端加捻的纺纱方法的纺纱装置，所述纺纱装置包括：
旋转胶辊装置，所述旋转胶辊装置包括内部为空腔的旋转胶辊以及设置在所述旋转胶辊表面上的多个气孔，所述气孔与空腔相连通；
负压箱，所述负压箱通过设置有的负压管道与所述气孔相连通；
电机装置，所述电机装置与所述旋转胶辊相连，用于驱动其旋转；
第一集聚装置；
第二集聚装置，所述第一集聚装置和第二集聚装置沿纱线输送方向依次平行排列在所述旋转胶辊表面上，所述第一集聚装置和第二集聚装置分别与所述旋转胶辊相压持配合，分别形成用于纱线输出的第一集聚钳口和第二集聚钳口；所述第一集聚装置和第二集聚装置都包括集聚槽轮、支撑轴以及轴承，所述集聚槽轮通过所述轴承转动安装在所述支撑轴上，所述集聚槽轮包括位于中间的螺纹区以及位于所述螺纹区两侧的压持区，所述螺纹区包括相对对称布置的左旋螺纹和右旋螺纹，所述压持区内的压持平台高度与所述螺纹区的螺纹齿峰高度一致，其中所述第一集聚装置其上的集聚槽轮中间位置沿圆周方向还开设有一组集聚螺纹槽，所述第二集聚装置其上的集聚槽轮中间位置沿圆周方向还开设有一组U型槽；
尖端加捻装置，所述尖端加捻装置设置在所述第二集聚钳口中间位置上方，所述尖端加捻装置包括捻合尖端、连接轴干以及高速电机，所述捻合尖端通过所述连接轴干与所述高速电机相连，其中所述捻合尖端为类似钢针状的尖端结构，所述捻合尖端垂直伸入到所述U型槽内；
以及卷绕装置。
进一步地，所述尖端加捻装置的中轴线与第二集聚装置和旋转胶辊装置中心点连线呈85°～95°夹角。
进一步地，所述第一集聚钳口与第二集聚钳口位置相距15～50mm。
进一步地，所述尖端加捻装置的转速为10000r/min～200000r/min，所述的捻合尖端表面摩擦系数0.1～0.5，所述捻合尖端最宽部位直径为1～3mm。
进一步地，所述的第一集聚槽轮中部的集聚槽槽深为0.3mm-1mm，槽宽为0.3mm-1mm，第二集聚槽轮中部的U型槽槽深为3mm-6mm，槽宽为3mm-6mm。
进一步地，所述旋转胶辊装置的线速度为30～100m/min。
由于采用了以上技术方案，与现有技术相比，本发明的一种螺纹整束及尖端加捻的纺纱方法，其优点在于：
采用在旋转胶辊装置上压持第一集聚装置和第二集聚装置，第一集聚装置和第二集聚装置前后平行排列，并由集聚槽轮、支撑轴和轴承构成，利用其集聚槽轮表面螺纹齿峰刺入输入的散纤维、分束纤维，同时左右分设的右旋螺纹和左旋螺纹率先推动散纤维中部的集聚槽进行集聚，形成集束纤维，在凝聚区负压作用下转移进入第二重集聚，再由右旋螺纹和左旋螺纹推动集束纤维中部的U型槽进行集聚，从而克服了“纤维需要经过多道前纺工序形成粗纱须条后才能进行纺纱”的技术问题；U型槽内高速旋转的尖端加捻装置表面摩擦带动下集束后的纤维发生扭转纠缠，使得集束纤维平行排列的结构发生改变，摩擦产生的切向作用力使得平直排列的集束纤维发生扭转倾斜，同时纤维内外摩擦扭转作用受力差异产生纤维间的抱合，纤维排列形成倾斜、相互之间捻合纠缠，形成具有捻合强力的集束纤维，在输出辊装置牵伸后收集在卷绕装置上，从而克服了“各类新型纺纱技术机构复杂、能耗大”的技术问题；实现了散纤维利用螺纹轴向推进形成集束，再通过高速旋转的摩擦使集束纤维直接捻合成型形成纱线。本发明操作方便，无附加能耗、机构简单明了、易于推广使用。
附图说明
图1是螺纹整束及尖端加捻的纺纱方法示意图。
图2是旋转胶辊装置结构示意图。
图3是第一集聚装置结构示意图。
图4是第二集聚装置结构示意图。
图5是尖端加捻装置结构示意图。
图中：1-旋转胶辊装置，2-第一集聚装置，3-第二集聚装置，4-尖端加捻装置，5-电机装置，6-负压装置，7-散纤维，8-输出辊装置，9-纱线，10-卷绕装置，11-空腔，12-气孔，13-负压管道，15-集聚槽轮，16-支撑轴，17-轴承，18-螺纹区，19-压持区，20-螺纹齿峰，21-压持平台，22-右旋螺纹，23-左旋螺纹，24-集聚槽，25-U型槽，26-高速电机，27-连接轴干，28-捻合尖端。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
本实施例为针对传统环锭纺纺纱效率低、难以大卷装，转杯纺、涡流纺原料适应性差、纺纱能耗大、机构复杂的技术问题，进而提出的一种螺纹整束及尖端加捻的纺纱方法及纺纱装置，实现了散纤维利用螺纹轴向推进形成集束，再通过高速旋转的摩擦使集束纤维直接捻合成型形成纱线。
首先，本发明提供一种螺纹整束及尖端加捻的纺纱方法，所述纺纱方法为：散纤维先进行分束，分束后的散纤维由两侧逐渐向中间位置靠拢，形成集束纤维条，随后利用类似钢针状尖端表面摩擦带动集聚的集束纤维平行排列的结构产生改变，摩擦产生的切向组用力使得平直排列的集束纤维发生扭转倾斜，同时纤维内外摩擦扭转作用受力差异产纤维之间的抱合，形成具有捻合强力的纱线结构。
参照附图1至5所示，同时，本发明还提供一种实现上述螺纹整束及尖端加捻的纺纱方法的纺纱装置，其包括旋转胶辊装置1、第一集聚装置2、第二集聚装置3和尖端加捻装置4，其中旋转胶辊装置内部为空腔11，表面设有一圈气孔12，气孔12贯穿旋转胶辊装置表面连接至旋转胶辊装置内部空腔11，沿旋转胶辊装置轴向的一端设有负压管道13，负压管道13一端连接旋转胶辊装置1内空腔11，另一端外接负压装置6，沿旋转胶辊装置1轴向的另一端增设电机装置14，第一集聚装置2和第二集聚装置3压持旋转胶辊装置1表面，第一集聚装置2和第二集聚装置3的中轴线与旋转胶辊装置1保持水平，第一集聚装置2和第二集聚装置3呈前后布置、平行对称排列，第一集聚装置2与旋转胶辊装置1啮合形成第一集聚钳口，第二集聚装置3与旋转胶辊装置1啮合形成第二集聚钳口，第一集聚钳口与第二集聚钳口位置相距15～50mm，第一集聚装置和第二集聚装置分别由集聚槽轮15、支撑轴16和轴承17构成，集聚槽轮15通过轴承17安装在支撑轴16上，第一集聚槽轮和第二集聚槽轮的外径为6mm-12mm、内径为4mm-10mm，集聚槽轮15表面分设螺纹区18与压持区19，压持区19设置于螺纹区18两端，压持区19内压持平台21高度与螺纹区18内螺纹齿峰20高度保持一致，螺纹区18的左右两侧分别对称开设右旋螺纹22和左旋螺纹23，第一集聚槽轮2和第二集聚槽轮3表面的螺纹区的螺纹角度为30-60°，螺纹螺距宽度越小、螺纹槽深越大，对散纤维的接触式握持力越大，越易于对纤维的整束控制，螺纹螺距为0.3mm-1.5mm、螺纹槽深为0.3mm-3mm，螺纹区的齿峰与槽底均采用倒角为0.1mm-0.15mm圆弧在第一集聚装置2的集聚槽轮15中部沿圆周方向上开设有一组集聚螺纹槽24，其集聚螺纹槽槽深为0.3mm-1mm、槽宽为0.3mm-1mm，两端连接右旋螺纹22与左旋螺纹23，在第二集聚装置3的集聚槽轮15中部沿圆周方向上开设有一组U型槽25，U型槽槽深为3mm-6mm、槽宽为3mm-6mm，U型槽垂直于槽轮的中轴线，在第二集聚装置3与旋转胶辊装置1啮合形成第二集聚钳口中部增设尖端加捻装置4，尖端加捻装置的转速为10000r/min～200000r/min，包括捻合尖端28、连接轴干27和高速电机26，连接轴干27一端连接捻合尖端28，另一端连接高速电机26，其中尖端加捻装置4的捻合尖端28类似钢针状，且沿垂直于第二集聚装置3中轴线的方向置于第二集聚装置3的槽轮15中部的U型槽25内，捻合尖端表面摩擦系数0.1～0.5、最宽部位直径为1～3mm，捻合尖端28靠近U型槽25底部，尖端加捻装置4的中轴线与第二集聚装置3和旋转胶辊装置1中心点连线呈85°～95°夹角；
纺纱时，旋转胶辊装置1带动第一集聚装置2与第二集聚装置3转动，旋转胶辊装置的线速度为30～100m/min，平行排列的散纤维5喂入第一集聚钳口，通过第一集聚装置2上第一槽轮上的齿峰20刺入散纤维7，通过第一集聚槽轮15表面对称的右旋螺纹22与左旋螺纹23将散纤维7向第一集聚槽轮15中部的集聚槽24推动，使散纤维7在螺纹推动作用下形成集束，从第一集聚钳口输出的集束纤维进入由旋转胶辊装置1表面气孔12形成的凝聚区，经凝聚区的负压集聚保持集束纤维以条状转移、不脱散，并在负压下贴附于旋转胶辊装置1表面，便于在旋转胶辊装置1转动下带动集束纤维转移，转移后的集束纤维进入第二集聚钳口，同样通过第二集聚槽轮15表面对称的右旋螺纹22与左旋螺纹23将集束纤维向第二集聚槽轮15中部的U型槽25内推动，使集束纤维集中在U型槽25内，置于U型槽25内的捻合尖端在高速电机的带动下由连接轴杆带动其高速旋转，且在U型槽25内的集束纤维与第二集聚装置3形成包围弧，不断向U型槽25内集中的平行纤维在接触到高速旋转的捻合尖端28时，被捻合尖端28的表面摩擦带动下平行的集束纤维发生扭转纠缠，纤维排列形成倾斜、相互之间捻合纠缠，在捻合尖端的表面形成具有捻合强力的集束纤维，并由置于第二集聚钳口前端的输出辊装置8沿捻合尖端28轴向平行方向牵扯纠缠抱合的集束纤维，捻回纠缠的集束纤维沿轴向向捻合尖端28的最尖端牵引，通过输出辊装置8与旋转胶辊装置1的线速度差实现对集束纤维的牵伸，牵伸出的连续集束纤维尾部纤维仍在捻合尖端28的表面摩擦转动带动下扭转纠缠，其离心扭转力以及尾部纤维捻回抱合力的传递下，集束纤维中间部位扭转抱合紧密，使在捻合尖端表面捻合纠缠的纤维剥离牵扯而出形成连续纱线9，同时后来被推入集聚U型槽25的纤维再次纠缠成纱，形成“纤维集聚-捻合成纱-牵伸剥离”的平衡状态，所成纱线9最终被卷绕装置10收集。
具体实施例：
实施例，运用本发明专利的纺纱方法，将经过梳理后纤维排列平行顺直的纯棉散纤维通过螺纹整束及尖端加捻的纺纱工艺纺制成棉纱线，旋转胶辊装置以50m/min的线速度带动第一集聚装置和第二集聚装置同步旋转，第一集聚装置集聚槽轮内径为6mm、外径12mm，螺纹螺距为0.5mm、螺纹槽深1mm，第一集聚槽轮中部的集聚槽槽深为1.5mm、槽宽为1mm，集聚槽第二集聚装置集聚槽轮内径为4mm、外径8mm，螺纹螺距为0.5mm、螺纹槽深2mm，第二集聚槽轮中部的U型槽槽深为4mm、槽宽为3mm，纯棉散纤维依次通过呈前后布置、平行排列在旋转胶辊装置表面上的第一集聚装置和第二集聚装置，在第一集聚装置和第二集聚装置螺纹推动集聚作用下形成集束棉纤维条，再在尖端加捻20000r/min的高速旋转下带动其集束棉纤维条扭转包缠，同时输出辊装置以80m/min速度进行牵伸转移，使得最终成纱收集在卷绕装置上。因此，本发明显著提高了纺纱的生产效率。其技术方法虽简单，有效缩短了纺纱工序，减少了一系列前纺工序，并且其制造成本低廉，适于纺织行业推广应用。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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