現代整經技術及其發展趨勢

引言整經技術是將一定根數的經紗按工藝設計規定的長度和幅寬，以適宜的、均勻的張力平行卷繞在經軸或織軸上的工藝過程。整經工序使得經紗卷裝由筒子變成經軸或織軸，若所制成的是經軸，則再通過漿紗工序形成織軸。若所制成的是織軸，則提供給穿經工序，為構成織物的經紗系統作準備，是織前準備的關鍵工序之一。

　　目前整經技術發展迅速，集機、電、液、氣及計算機技術于一體化，充分體現設備的高速化、整經質量的高質化、控制技術的自動化和生產品種的高適應化。目前高水平的整經機主要有瑞士Benninger（貝寧格）、德國Sucker－Muller－Hacoba（祖克－米勒－哈科巴）、德國KarlMayer（卡爾·邁耶）等。本文將圍繞分批整經設備的主要技術特點以及發展趨勢進行討論。

　　1整經卷繞分批整經時，片紗密度較稀（一般為4～6根/cm），為使經軸成形良好，分批整經按很小的卷繞角卷繞，接近于平行卷繞方式，對卷繞過程的要求是整經張力和卷繞密度均勻、適宜，卷繞成形良好。現代分批整經機上伸縮筘能左右往復移動，引導紗線平行地均布在整經軸表面，并且互不嵌入，便于退繞。

　　根據紗線直徑及紗線排列密度，伸縮筘動程在0～40mm范圍內調整。在伸縮筘到導紗輥以及導紗輥到整經軸卷繞點之間存在著自由紗段，因為自由紗段的作用，整經軸上每根紗線卷繞點的左右往復動程遠小于伸縮筘動程，一般為2～5mm。部分分批整經機在結構設計上作了改進，縮短了自由紗段長度，使伸縮筘往復運動的導紗功效準確地傳遞到整經軸上，提高了經紗排列的均勻性。為保持整經張力恒定不變，整經軸必須以恒定的表面線速度回轉，于是隨整經軸卷繞半徑增加，其回轉角速度逐漸減小，而整經卷繞功率恒定不變，因此整經機的整經卷繞過程應具有恒線速、恒張力、恒功率的特點。

　　1.1摩擦傳動的整經軸卷繞交流電動機通過傳動帶使滾筒恒速轉動，整經軸擱在導軌上并受水平壓力的作用緊壓在滾筒表面，接受滾筒的摩擦傳動。由于滾筒的表面線速度恒定，所以整經軸亦以恒定的線速度卷繞紗線，達到恒張力卷繞的目的。這種傳動系統簡單可靠、維修方便，但存在制動過程經軸表面與滾筒之間的滑移造成的紗線磨損、斷頭關車不及時等弊病，隨著整經速度提高，情況會進一步惡化，因此高速整經機不采用這種傳動方式，如國產1452型。

　　1.2直接傳動的整經軸卷繞這是目前高速整經機普遍采用的傳動方式。這種整經機的經軸兩端為內圓錐齒輪，它工作時與兩端的外圓錐齒輪嚙合，接受傳動。采用經軸直接傳動后，隨經軸卷裝直徑逐漸增加，為保持整經恒線速度，經軸轉速應逐漸降低，這種對經軸的調速傳動可以采用3種方式：調速直流電動機傳動；變量液壓馬達傳動；變頻調速電機傳動。

　　1.2.1調速直流電機傳動直流電機直接傳動整經軸卷繞紗線，壓輥緊壓在整經軸表面施加壓力，并將紗線速度信號傳遞給測速發電機。機構采用間接法恒張力控制，它以紗線的線速度為負反饋量，通過控制線速度恒定來間接地實現恒張力的目的。

　　1.2.2變量液壓馬達傳動紗線經導紗輥卷入由變量液壓馬達直接傳動的整經軸，在電動機的拖動下，變量油泵向變量液壓馬達供油，驅動其回轉。串聯油泵將高壓控制油供給變量油泵和變量液壓馬達，控制它們的油缸擺角，以改變液壓馬達的轉速。

　　1.2.3變頻調速傳動由交流電機傳動整經軸卷繞紗線，根據所設計的整經線速度，由電位器設定一個模擬量，實際的整經線速度經測速發電機測出作為反饋取出一個模擬量，經過A/D轉換，PLC運算后輸出一個模擬調節量，送入FVR變頻器，從而控制交流電機速度，隨著經軸直徑的增大，線速度反饋量隨之增大，經過PLC運算后送入到FVR，控制電動機速度不斷下降，使整個整經過程中線速度保持恒定。由于變頻調速系統具有調速精度高、響應快、性能可靠等特點，目前高速整經機普遍采用變頻調速傳動方式。

　　2整經筒子架整經筒子架的基本功能就是放置整經所用的筒子。筒子架一般還有紗線張力控制、斷紗自停與信號指示等功能，這些功能對提高整經速度、質量、生產效率有著重要影響。

　　2.1筒子架分類

　　2.1.1按筒子紗退繞方式分按筒子紗線退繞的方式分，筒子架可以分為軸向退繞式和切向退繞式兩種。軸向退繞的整經筒子為圓錐筒子，經紗軸向退繞時筒子不需回轉，這有利于整經速度及整經質量的提高，并可使筒子卷裝容量增加，因而得到廣泛采用。切向退繞的整經筒子為有邊筒子，筒子需繞錠座回轉退繞出經紗，由于筒子回轉慣性大，退繞啟動時紗線突然張緊，張力猛增；而停動時，紗線松弛，張力銳減，這種方式整經質量差，筒子容量也受限制，因此不適于高速整經。

　　2.1.2按更換筒子的方式分整經筒子架可分為連續整經式和間斷整經式兩種。連續整經式筒子架又稱為復式筒子架，從復式筒子架上引出的每根紗線是由兩只筒子（工作筒子和預備筒子）交替供應的，預備筒子的紗頭與正在退繞的工作筒子的紗尾接在一起，在工作筒子上的紗線退繞完畢時，預備筒子自動進入退繞工作狀態，成為工作筒子。這種整經方式的換筒工作是在整經連續生產過程中進行的，更換筒子不需停臺。間斷整經式筒子架上引出的每根紗線是由一只筒子供給的，筒子上的紗線用完時，必須停車進行換筒，也稱為間歇整經方式。間斷整經式筒子架又分為固定式和活動式兩種，前者引出的每根紗線是由一組筒子架上的筒子供給的，筒子上的紗線用完時，由人工逐個換筒，停臺時間較長，對整經機械效率有顯著影響；而后者引出的每根紗線是由兩組筒子架（工作筒子架和預備筒子架）交替供應的，工作筒子架上的筒子退繞完畢時，整經機短暫停車，通過人工或自動化操作，預備筒子架與工作筒子架相互換位，預備筒子架進入退繞工作位置，成為工作筒子架，原來的工作筒子架退出工作位置，被換上新的滿筒，轉為預備筒子架。就換筒停臺時間而言，活動式筒子架介于固定筒子架和復式筒子架之間，比固定式筒子架大大縮短。此外，活動式筒子架與復式筒子架相比還具有如下優點。

　　1）有利于高速整經。復式筒子架上，紗線從工作筒子跳到預備筒子時，經紗張力發生突變，突變量隨整經速度的提高而增加，通常紗線張力增加1倍以上，引起紗線斷頭。

　　2）可減少翻改品種產生的筒腳紗，而復式筒子架在翻改品種時，產生大量筒腳紗。

　　3）有利于減少筒子架占地面積。在筒子卷繞直徑與整經根數相同的情況下，采用復式筒子架將使筒子架長度增加1倍以上。

　　4）有利于均勻整經片紗張力。由于活動式筒子架較短，筒子架不同區域引出的紗線其長度差異就減少，從而各紗線之間張力差異也減小。同時，在絡筒定長條件下各筒子的退繞直徑相等，對均勻片紗張力有利。　　

　　5）有利于提高整經機械效率。筒子架長度縮短，工人在斷頭處理時（特別是處理后排紗線斷頭）所走的路程也就縮短，斷頭處理的停臺時間減少，機械效率提高。

　　2.1.3按筒子架的外形分筒子架可分為V形筒子架和矩形筒子架（矩－V形亦屬矩形）兩種。在V型筒子架上紗線離開張力裝置后被直接引到整經機伸縮筘上，這為換筒和斷頭處理帶來方便，并使得筒子架不同區域引出的紗線對導紗通道的摩擦包圍角差異很小，有利于片紗張力均勻。由于紗線所受的導紗摩擦作用較弱，因此特別適合于低張力的高速整經。此外，V形筒子架上同排張力器的工藝參數可以統一，便于集中管理。它的主要缺點是占地面積較大，雖然長度方向比矩形筒子架縮短20%，但寬度卻增加1倍以上。矩形筒子架的特點剛好與V形筒子架相反。

　　2.2幾種新型筒子架

　　2.2.1循環鏈式筒子架循環鏈式筒子架如圖1所示。這種筒子架的特點是成V形，安裝的筒子架兩側各有一對循環鏈條，這鏈條可使一排排的筒子錠座立柱圍繞環形軌道移動，將用完的筒子錠座從筒子架外側的工作位置，運送到內側的換筒位置，而將事先裝好的滿筒送至工作位置。筒子架內側有較大的空地，可以存放筒子和運筒工具。采用這種筒子架，可大大節約換筒時間。循環鏈式筒子架有利于提高整經的片紗張力均勻程度，并十分適宜于在低張力的高速整經中使用。圖1循環鏈式筒子架

　　2.2.2分段旋轉式筒子架分段旋轉式筒子架如圖2所示，筒子架以3排筒子錠座立柱為一個回轉單元。停車時啟動電動機1，通過鏈條驅動蝸桿、蝸輪傳動副

　　2、3及各單元的主立柱回轉，使內側的滿筒4轉過180°至外側工作位置，外側的空筒5轉到內側換筒位置。由于換筒時間縮短，整經機械效率得到提高。

　　2.2.3組合車式筒子架組合車式筒子架如圖3所示，由若干輛活動小車1和框架組成，車底下裝有輪子，能自由地移動。整經所需的一批筒子裝在若干輛活動小車上，每輛活動小車兩側為筒子錠座，所容納的筒子排數和層數不盡相同，一般可容納約80～100只筒子。紗線從筒子上引出后，經過導紗瓷板2和張力架3引向機頭。每個筒子架活動小車的數量可根據實際需要選定，但備用活動小車數量至少應等于工作小車數。換筒前，先將裝載滿筒的小車推到筒子架旁，待筒子架上的紗線用完時，啟動鏈條裝卸裝置，從筒子架框架后部撤出帶有筒腳的小車，并將滿筒小車裝入到工作位置，這種換筒方式縮短了停臺時間，提高了整經機械效率。但是，備用的小車數量多，設備價格高，并且占地也大。

　　組合車式筒子架3整經張力裝置整經時為了使經軸獲得良好成形和較大的卷繞密度，在整經筒子架上一般設有張力裝置，給紗線以附加張力。設置經紗張力裝置的另一目的是調節片紗張力，即根據筒子在筒子架上的不同位置，分別給予不同的附加張力，抵消因導紗狀態不同產生的張力差異，使全片經紗張力均勻。值得指出的是隨著整經速度的提高，因導紗部件和空氣阻力附加給紗線的張力已能滿足整經要求，故有些整經機不再專門配置張力器，附加張力通過導紗部件作微調。

　　3.1墊圈式張力裝置圖4所示為幾種墊圈式張力裝置。圖4（a）為最傳統的墊圈式張力裝置，該裝置通過改變張力圈4的質量來調節紗線張力，張力裝置的輸出張力波動較大。雙柱壓力盤式張力裝置如圖4（b）所示，它主要通過改變雙柱之間的氧化鋁張力柱8的位置來改變紗線包圍角，從而起到調節紗線張力的作用。雙張力盤式張力裝置如圖4（c）所示，它是一種設計比較合理的張力裝置，第1組張力盤起減震作用，第2組張力盤控制紗線張力。紗線在張力器出口處有包圍角，盡量避免筒子退繞造成的紗線張力波動的進一步擴大。減震環和彈簧加壓方式使累加法張力裝置中的動態附加張力波動減少到最小程度。在圓盤驅動齒輪的作用下，兩只底盤慢速回轉，防止了飛花、雜物的積累，保證張力裝置正常工作。這種張力裝置由于輸出張力波動較小，適應高速整經。1-瓷柱；2-張力盤；3-絨氈；4-張力圈；5-紗線；6-擋紗板；7-壓力盤；8-張力柱；9-導紗鉤；10-立柱；11-調節軸；12-導紗眼；13、13`-上張力盤；14、14`-下張力盤；15-減震環；16、16`-從動輪；17-主動齒輪；18-加壓彈簧。圖4幾種墊圈式整經張力裝置

　　3.2HH型羅拉張力裝置此類裝置有兩個橡膠羅拉，一個固定，另一個活動。兩羅拉均有免修防塵軸承，紗線通過導紗眼進入羅拉夾，并以90°的偏轉角通向機頭，紗線張力來源于張力彈簧對活動羅拉的壓力。兩羅拉均由紗線帶動，羅拉周邊速度與紗線速度一致，以減少張力裝置對紗線的磨損。為降低磨損，固定橡膠羅拉可用鋁制羅拉代替。該張力裝置適用于線密度在180dtex以上的經紗，所有的單絲和人造短纖維均可處理，最大工作速度為800m/min。

　　3.3FB型細紗張力裝置該類裝置用來處理很細的紗線，導紗機構是一個絞盤羅拉，有幾圈紗線繞于其上，羅拉在退繞紗的帶動下轉動，由于絞盤羅拉的特殊設計，繞于其上的幾圈連續經紗彼此沒有干擾，這樣就減少了紗線摩擦。紗線的張力通過一個可移動的表面涂有橡膠的羅拉作用于絞盤羅拉軸產生，并通過中央彈簧調節大小，張力范圍可調性很大，本裝置對經紗無磨損。該張力裝置適用于線密度在10～830dtex之間的經紗，可加工所有傳統種類的紗線，最大工作速度為800m/min。

　　3.4T型盤式張力調節裝置該類張力裝置可在高速條件下處理線密度范圍寬廣的經紗。經紗通過進口紗眼、一組導紗盤和出口紗眼，在偏轉45°后導入，由于以一定的角度導入導紗盤，所以塵埃的產生傾向降低了。兩導紗盤周期性順著經紗運動方向被驅動，以防止盤面對經紗的磨損而產生的任何沉淀，紗盤內的任何沉積物都可能提高上張力盤，從而使紗線張力下降。通過質量平衡角桿，所需紗線張力可以用具有平直特性曲線的彈簧來調節。盤式張力裝置適用于線密度在100dtex以上的經紗，如果采用具有不同表面結構的盤，則所有已知的連續長絲和短纖維均可加工，其最大工作速度為1200m/min。T型盤式張力器屬摩擦盤型張力器，因為其獨特的設計，當加工短纖維紗線時飛花會積聚在張力器的內面及外面，利用此專利設計的內部間隙性除塵系統可防止飛花積聚在張力器上。

　　3.5電磁阻尼張力裝置有些新型整經機上配置了電磁張力裝置（圖5），它利用可調電磁阻尼力對紗線施加張力。紗線包繞在一個轉輪上（轉輪半徑R），轉輪由軸承支承，其摩擦阻尼力距很小。轉輪內設有電磁線圈，產生電磁阻尼力距（F×r）施加給轉輪。通過改變線圈電流參數即可調節紗線張力的大小（T0、T1分別為紗線進入和離開張力裝置的張力，v為紗線速度，ε為轉輪回轉角速度）。

　　3.6導紗棒式張力裝置這種張力裝置的設置主要是為了調節片紗的張力均勻程度（圖6），筒子架每排設有一套導紗棒式張力裝置，紗線自筒子引出后，經過導紗棒1、2，繞過紗架立柱3，再穿過自停鉤4而引向前方。通過調節導紗棒2的位置來調節導紗棒1、2間的距離大小，從而調節紗線對導紗棒的包圍角來改變和控制經紗張力，它只能調節整排經紗張力，不能調節單根經紗的張力。圖6導紗棒式張力裝置

　　4其它裝置

　　4.1斷頭自停裝置一般筒子架上每錠都配有斷頭自停裝置，整經斷頭自停裝置的作用是當經紗斷頭時，立即向整經機車頭控制部分發信號，由車頭控制部分立即發動停車。高速整經機對斷頭自停裝置的靈敏度提出了很高要求，要求在800～1200m/min整經速度下整經斷頭不卷入經軸，從而方便擋車工處理斷頭。因此為盡早檢測，斷頭自停裝置安放在整經筒子架的前部，斷頭自停裝置還帶有信號指示燈。當紗線發生斷頭時，自停裝置發信號關車，同時指示燈指示斷頭所處的層次位置，便于擋車工找頭。整經斷頭自停裝置主要有電氣接觸式和電子式兩種。

　　4.2加壓裝置整經加壓是為了保證卷繞密度的均勻、適度，保證卷裝成型良好。加壓方式有機械式、液壓式和氣動式。以液壓式壓輥加壓機構為例，如圖7所示。自重為P的壓輥1對整經軸2施加壓力N，壓輥裝在壓輥臂3上，繞O點轉動，壓輥臂的另一端A上裝有拉力彈簧，彈簧拉力F對O的力矩用以平衡壓輥對O的重力矩，在壓輥臂上還施加著由壓輥加壓油缸和制動器所產生的恒定力矩M。通過機構參數的合理選擇，使整經過程中加壓壓力N數值幾乎不變，這種加壓裝置為恒壓力加壓裝置。為適應不同品種紗線的卷繞，可調節加壓油缸（汽缸）中的壓力，使力矩M變化，從而改變加壓壓力。圖7液壓式壓輥加壓機構

　　4.3制動裝置目前，高速整經機一般具備三輥同步制動。由于線速度很高，新型分批整經機的設計速度普遍達到1200m/min，為使發生經紗斷頭后能迅速制停，不使斷頭卷入經軸，機上配備高效的液動或氣動制動系統。為了防止制動過程中測速輥、壓輥與經紗發生滑移造成測長誤差和經紗磨損，在高速整經機上普遍采用測速輥、壓輥和經軸三者同步制動，其中壓輥在制動開始時迅速脫離經軸并制動，待經軸和壓輥均制停后壓輥再壓靠在經軸表面。制動方式有液壓式、氣壓式和電磁離合器式。液壓制動系統的制動力大，制動效果好，在紗線卷繞直徑達1200mm、卷繞速度1200m/min的條件下，制動距離僅為4m。不過液壓系統加工要求高，工作油的泄漏會污染紗線和工作環境。氣壓制動雖不引起污染，但制動效果略遜，并需配備壓縮空氣系統。部分整經機還備有倒紗裝置，倒紗長度達10m，對減少倒斷頭疵點更為有利。

　　5貝寧格分批整經機主要技術特點貝寧格分批整經機是國內引進數量最多的整經設備，其最新機型采用著名的V型筒子架，該筒子架采用鏈條回轉集體換筒，集體生頭但不接頭，因此換筒時間非常短。V型筒子架上能顯示正在工作的筒子個數，如果和車頭設定的工作筒子個數不符，則機器會及時提示擋車工；筒子架上一旦有筒子紗斷頭，將會有指示燈顯示斷頭發生在哪一排哪一層，方便擋車工及時處理斷頭，提高生產效率。該機在紗線通道上無任何導向元件，可使紗線自由運行，實現低張力高速運行。筒子架上前后區經紗張力差異是依靠預張力桿改變包圍角來縮小，可將單紗張力差異縮小到最小。

　　同時，預張力桿另一個作用是，當筒子高速退繞停車重新開車時，能將小辮子解開后再進行高速退繞。交錯的紗筒布置優化了空間利用，在紗線質量允許的前提下，可以勝任1200m/min的高速，生產率大大提高。每根紗穿過OPTOSTOP轉向單元，對每根紗有2個小孔間歇吹風，并對每根紗進行光電斷頭檢測。機器運轉時轉向單元打開，機器停車時轉向單元合攏，即使在高速下，粗支紗和長距離也不會引起松紗。在車頭配有防并紗機構，使經軸上紗線進行平行卷繞。對壓輥采用間接加壓，保證經軸呈圓柱形成型。采用大制動盤液壓制動，剎車制動可靠。

　　6分批整經技術的發展趨勢　

　　6.1高速、大卷裝新型高速整經機的最高整經速度達1200m/min。隨著織機幅寬的增加，整經機的幅寬也相應增加，幅寬可達2.4m，特殊規格可達2.8m。整經軸邊盤直徑為800～1200mm。

　　6.2完善的紗線質量維護取消滾筒摩擦傳動，采用變頻調速技術直接拖動整經軸，保持紗線恒線速、恒張力卷繞，并以壓輥加壓控制整經軸的卷繞密度。由于均勻適宜的卷繞密度以及大大減少了紗線的摩擦損傷，減少了紗線毛羽，使紗線的原有質量得到維護。

　　6.3均勻的紗線整經張力普遍采用單式筒子架，實行筒子架集體換筒，提高了片紗張力均勻程度。為縮短換筒工作停臺時間，使用了高效率的機械裝置或自動裝置。采用各種形式的新型張力裝置，如雙張力盤式、羅拉式、電子式張力裝置等，減小紗線的張力波動和各紗線之間的張力差異。電子式張力裝置還具有自動調整整經張力的功能。

　　6.4均勻的紗線排列伸縮筘作水平和垂直方向的往復移動，引導紗線均勻排列，保證整經軸表面圓整。6.5良好的勞動保護整經機上裝有光電式或其它形式的安全裝置，當人體接近高速運行區域時，立刻關車，以免人身和機械事故發生。部分整經機裝有車頭擋風板，保護操作人員免受帶有纖維塵屑的氣流干擾。

　　6.6集中方便的調節和顯示整經機主要工藝參數的調節、產量的顯示、機械狀態指示以及各項操作按鈕均集中安裝在操作方便的位置，利于管理。

　　6.7改善紗線質量，提高紗線的可織性可織性是紗線能順利通過織機加工而不致起毛、斷頭的重要性能。在分批整經新技術中，都反映出改善紗線原有質量，提高紗線可織性的發展趨向。

　　此外，在部分長絲分批整經機上還裝有毛絲檢測裝置和靜電消除裝置。靜電消除裝置利用尖端放電原理。由高壓發生器獲得的高壓，經高壓電纜送到電極管針尖上，使針尖周圍空氣電離所產生的正、負離子與紗線上所積累的負的或正的靜電荷中和，從而達到消除靜電的目的。去除毛絲、消除靜電是提高無捻長絲可織性的重要技術措施。