连续态超细金属长丝的加捻合股方法与设备与流程

本发明属于金属丝加捻合股技术领域，涉及一种连续态超细金属长丝的加捻合股方法与设备。

背景技术：

近年来，随着产业用纺织织物的飞速发展，金属织物作为纺织织物的一个重要分支，广泛应用于生物医药、交通运输、过滤催化和航空航天等领域。

目前，金属织物主要由金属丝经纬向相互交织或线圈圈套织造形成，由于金属丝材料本身具有较大的刚度和较低的伸长率，使得金属丝难以弯曲成圈直接编织，因此，在加工生产金属织物时，必须使金属丝直径尽可能的小，直径越小金属丝的刚度越小越容易编织，但是单根金属丝太细又会造成其强力不足，导致其难以满足纺织工艺的要求，难以直接用作织造用纱，因此，在实际加工生产金属织物的过程中，往往需要将多根超细金属丝进行加捻合股，使得所得到的金属丝股线既具有足够机械强度，又具有良好的柔性和弹性，从而满足纺织织造工艺的要求。

针对纺织纤维自身强力较小，容易断裂需要加捻合股才满足现代纺织机械设备加工工艺要求的这一问题，研究人员做了大量研究，如专利cn103757766b公开了一种加捻装置，通过加捻和绕线机构的转速差实现羊毛的加捻，满足羊毛沿纵向人工手撕后加捻的需要，该装置可以实现连续加捻且捻数稳定，但并不能用来加捻超细金属丝；专利cn102296400b公开了一种金属丝包缠弹力丝的电磁屏蔽纱及其生产设备和生产方法，电磁屏蔽纱包括弹力丝，弹力丝外侧缠绕有包覆纱段，包覆纱段包括金属丝以及包覆在金属丝外侧的短纤维须条，该专利将短纤维须条与金属丝在前罗拉钳口外侧复合，形成短纤维须条包覆金属丝的包覆纱段，然后再与出前罗拉钳口的弹力丝在加捻作用下复合形成包覆纱段缠绕在弹力丝外侧的电磁屏蔽纱，最终制备了一种既具有较好延展性和弹性又具有电磁屏蔽功能的复合纱，但该方法所用的加捻合股设备主要为环锭纺细纱机，环锭纺纺纱机主要适用于大量的短纤维的纺织织造，而金属丝是连续态的长丝，对有限根数的连续态的金属丝进行环锭纺加捻并合时，因为金属丝本身的刚度以及单丝直径都要比普通纺织纤维大得多，所以金属丝在加捻过程中会产生较大的内应力，并且由于空间的束缚，连续态的金属丝不容易通过轴向空间位置的变化来释放内应力，因此，最终形成的金属丝股线具有较大的残余扭矩，其外观呈现出螺旋状自扭结形态，在织造过程中，相邻纱线容易勾结扭缠在一起，根本无法进行纺织织造。

因此，研究一种能够使金属丝股线具有良好的柔性、弹性和力学性能且金属丝本身在加捻合股过程不发生扭转的连续态超细金属长丝的加捻合股方法与设备具有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现有技术中存在的问题，提供一种能够使金属丝股线具有良好的柔性、弹性和力学性能且金属丝本身在加捻合股过程不发生扭转的连续态超细金属长丝的加捻合股方法与设备。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

连续态超细金属长丝的加捻合股方法，两根以上金属丝加捻合股，金属丝包括含金属材质的复合丝，所述金属丝自身不扭转，上述方法所得到的金属丝股线主要由金属单丝一层一层的捻合在股线中轴线的周围组成，相邻捻层的捻向相反或相同，所述股线中轴线主要由1根以上金属单丝组成，最终所得的金属丝股线内部结构均匀紧密，从而导致其柔性、弹性和力学性能优良。

作为优选的技术方案：

如上所述的连续态超细金属长丝的加捻合股方法，所述金属丝的张力控制在5～12g。

如上所述的连续态超细金属长丝的加捻合股方法，所述两根以上金属丝是指3～7根。

如上所述的连续态超细金属长丝的加捻合股方法，所述金属丝的直径或其横截面外接圆直径为10～500μm。

如上所述的连续态超细金属长丝的加捻合股方法，所述金属丝为不锈钢丝、镀镍不锈钢丝、镀金钼丝、钼丝、钨丝、铜丝、镍钛合金丝、聚氨酯涂层铜丝、聚酰亚胺涂层铜丝或聚酰亚胺涂层钼丝，本发明特别适用于各类高刚度(刚度＞60n/m)低延伸(延伸率为1～50％)类金属丝，如镀镍不锈钢丝等。

如上所述的连续态超细金属长丝的加捻合股方法，所述加捻合股方法制得的股线，其股线细度为20～1200μm，股线强度为1800～3000mpa，股线伸长率为1～50％，应力残余率<5％，股线柔软且易弯曲，股线柔软且易弯曲结圈半径降低40％以上。

本发明还提供了一种与上述加捻合股方法相适应的加捻合股设备，包括管状筒体和放线盘，所述管状筒体与所述放线盘分离，所述分离是指管状筒体与放线盘不联动，本发明中放线盘通过轴承与管状筒体相连，管状筒体转动时，放线盘不转，与常规加捻合股设备相比，本发明的加捻合股设备使得超细金属丝退绕时放线盘只存在自转，而不会随着中心轴线回转，不会产生退绕扭矩从而使得加捻后的股线内部结构均匀紧密。

作为优选的技术方案：

如上所述的连续态超细金属长丝的加捻合股设备，主要由管状筒体、放线盘、阻尼张力装置、牵引装置、导轮、张力摆杆、滑轮、收线盘、空心导管、电机、传动带、轴承、中心轴、机架、驱动轴和挡板组成，管状筒体为一端开口结构，侧壁上开有窗口，用于方便放置放纱盘，管状筒体的两端外壁套有轴承，轴承安装在机架上，管状筒体的封闭端与驱动轴连接，驱动轴通过传送带与电机连接；

管状筒体的内部由多块挡板分隔成多个相同大小的不相连通的容置空间，沿管状筒体的内壁开设有多个连通管状筒体开口的空心导管，每个空心导管连通一个容置空间；

每个容置空间内都有一个放线盘，放线盘安装在芯轴上，芯轴底座上安装有阻尼张力装置，芯轴底座的两端嵌入中心轴内，中心轴为多个在水平面上间隔排列的轴，中心轴安装在驱动轴上或挡板上，中心轴与安装孔为间隙配合，安装在驱动轴上的中心轴从驱动轴穿出后固定在机架上；

管状筒体的出口处沿走丝方向依次设有牵引装置、导轮、滑轮、张力摆杆和收线盘。

使用本发明的加捻合股设备加工金属长丝时，管状筒体由电机通过传送带带动高速旋转，管状筒体带动空心导管同步高速旋转，从而实现在金属丝自身不扭转的条件下进行加捻合股。

如上所述的连续态超细金属长丝的加捻合股设备，主要由管状筒体、放线盘、牵引装置、导轮、张力摆杆、滑轮、收线盘、空心导管、电机、传动带、轴承、中心轴、机架、封板、驱动轴和挡板组成，管状筒体为中空结构，管状筒体的两端内部安装有轴承，轴承固定在机架上，管状筒体的两端由轴承和封板共同进行封闭，封板上设有通孔，金属单丝穿过的通孔为管状筒体的出口，管状筒体的非出口端与驱动轴连接，驱动轴通过传送带与电机连接；

管状筒体的内部由多块挡板分隔成多个相同大小的不相连通的容置空间，沿管状筒体的内壁开设有多个连通管状筒体出口的空心导管，每个空心导管连通一个容置空间；

每个容置空间内都有一个放线盘，放线盘安装在芯轴上，芯轴固定在中心轴上，中心轴为一根水平放置的轴，一端从驱动轴穿出后固定在机架上，另一端从不同的挡板中穿出，中心轴与安装孔为间隙配合；

管状筒体的出口处沿走丝方向依次设有牵引装置、导轮、滑轮、张力摆杆和收线盘。

如上所述的连续态超细金属长丝的加捻合股设备，所述空心导管圆周均布在管状筒体的内壁上，所述空心导管的两端采用光滑耐磨小口径处理，所述导轮和滑轮的表面为陶瓷材料，所述张力摆杆的张力范围为5～50g。

有益效果：

(1)本发明的连续态超细金属长丝的加捻合股方法，减小了放线盘张力，减小了加捻合股过程中各股金属丝间的摩擦，可有效抑制加捻合股过程中金属丝断头现象的发生，从而提高了金属丝股线的可纺性。

(2)本发明的连续态超细金属长丝的加捻合股方法，加捻合股过程中金属丝自身不发生扭转，从而使得最终形成的金属丝股线内部结构均匀紧密，提高了金属丝股线的柔性、弹性和力学性能。

(3)本发明的连续态超细金属长丝的加捻合股设备，传动部件采用陶瓷材料，减小了对金属丝的摩擦损伤，提高了设备的使用寿命且使得最终形成的金属丝股线外观平直光洁，内部紧密均匀。

(4)本发明的连续态超细金属长丝的加捻合股设备，可以根据金属丝的不同细度，釆取不同的股线节距和捻线速度，从而进一步优化金属丝的柔性、弹性和力学性能。

(5)本发明的连续态超细金属长丝的加捻合股设备，放线盘芯轴走线优化，可以根据不同放线盘尺寸设置最佳的重心高度，通过轴芯和管壁内分别走线，使得各股单丝的捻向角度和缩捻程度一致，从而进一步提高了加捻股线的结构均匀性。

附图说明

图1为本发明的加捻合股设备1的内部结构示意图；

图2为本发明的加捻合股设备1的剖面图；

图3为本发明的加捻合股设备2的内部结构示意图；

图4为本发明的加捻合股设备2的剖面图；

其中，1-放线盘，2-阻尼张力装置，3-金属单丝，4-管状筒体，5-牵引装置，6-导轮，7-张力摆杆，8-滑轮，9-收线盘，10-空心导管，11-金属丝股线，12-电机，13-传动带，14-轴承，15-中心轴，16-机架，17-封板，18-驱动轴，19-挡板。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

一种连续态超细不锈钢长丝的加捻合股方法，首先将3根直径为10μm的不锈钢丝进行加捻合股，加捻合股过程中不锈钢丝自身不扭转且张力控制在5～7g范围内，最终制得不锈钢丝股线，其中不锈钢丝股线的细度为20μm，强度为1800mpa，伸长率为20％，应力残余率为0.5％，股线柔软且易弯曲结圈半径降低70％。

与上述加捻合股方法相对应的一种连续态超细金属长丝的加捻合股设备的内部结构图如图1所示，主要由管状筒体4、放线盘1、牵引装置5、导轮6、张力摆杆7、滑轮8、收线盘9、空心导管10、电机12、传动带13、轴承14、中心轴15、机架16、封板17、驱动轴18和挡板19组成，管状筒体4为中空结构，管状筒体4的两端内部安装有轴承14，轴承14固定在机架16上，管状筒体4的两端由轴承14和封板17共同进行封闭，封板17上设有通孔，金属单丝3穿过的通孔为管状筒体4的出口，管状筒体4的非出口端与驱动轴18连接，驱动轴18通过传送带13与电机12连接，其中导轮6和滑轮8的表面为陶瓷材料，张力摆杆7的张力范围为5～50g；

管状筒体4的内部由多块挡板19分隔成多个相同大小的不相连通的容置空间，沿管状筒体4的内壁开设有多个连通管状筒体4出口的空心导管10，每个空心导管10连通一个容置空间，该加捻合股设备的剖面图如图2所示，空心导管10圆周均布在管状筒体4的内壁上，空心导管10的两端采用光滑耐磨小口径处理；

每个容置空间内都有一个放线盘1，放线盘1安装在芯轴上，芯轴固定在中心轴15上，中心轴15为一根水平放置的轴，一端从驱动轴18穿出后固定在机架16上，另一端从不同的挡板19中穿出，中心轴15与安装孔为间隙配合；

管状筒体4的出口处沿走丝方向依次设有牵引装置5、导轮6、滑轮8、张力摆杆7和收线盘9。

本发明的加捻合股设备加工金属长丝时，管状筒体由电机通过传送带带动高速旋转，管状筒体带动空心导管同步高速旋转，实现在金属丝自身不扭转的条件下进行加捻合股，最终制得外部平直光洁，内部结构均匀紧密的金属丝股线，从而获得柔性、弹性和力学性能优良的金属丝股线。

实施例2

一种连续态超细镀镍不锈钢长丝的加捻合股方法，首先将7根横截面外接圆直径为200μm的镀镍不锈钢丝进行加捻合股，加捻合股过程中镀镍不锈钢丝自身不扭转且张力控制在8～12g范围内，最终制得镀镍不锈钢丝股线，其中镀镍不锈钢丝股线的细度为1000μm，强度为2500mpa，伸长率为30％，应力残余率为2％，股线柔软且易弯曲结圈半径降低40％。

与上述加捻合股方法相对应的一种连续态超细金属长丝的加捻合股设备的内部结构图如图3所示，主要由管状筒体4、放线盘1、阻尼张力装置2、牵引装置5、导轮6、张力摆杆7、滑轮8、收线盘9、空心导管10、电机12、传动带13、轴承14、中心轴15、机架16、驱动轴18和挡板19组成，管状筒体4为一端开口结构，侧壁上开有窗口，用于方便放置放纱盘，管状筒体4的两端外壁套有轴承14，轴承14安装在机架16上，管状筒体4的封闭端与驱动轴18连接，驱动轴18通过传送带13与电机12连接，其中导轮6和滑轮8的表面为陶瓷材料，张力摆杆7的张力范围为5～50g；

管状筒体4的内部由多块挡板19分隔成多个相同大小的不相连通的容置空间，沿管状筒体4的内壁开设有多个连通管状筒体4开口的空心导管10，每个空心导管10连通一个容置空间，该加捻合股设备的剖面图如图4所示，空心导管10圆周均布在管状筒体4的内壁上，空心导管10的两端采用光滑耐磨小口径处理；

每个容置空间内都有一个放线盘1，放线盘1安装在芯轴上，芯轴底座上安装有阻尼张力装置2，芯轴底座的两端嵌入中心轴15内，中心轴15为多个在水平面上间隔排列的轴，中心轴15安装在驱动轴18上或挡板上，中心轴15与安装孔为间隙配合，安装在驱动轴18上的中心轴15从驱动轴18穿出后固定在机架16上；

管状筒体4的出口处沿走丝方向依次设有牵引装置5、导轮6、滑轮8、张力摆杆7和收线盘9。

本发明的加捻合股设备加工金属长丝时，管状筒体由电机通过传送带带动高速旋转，管状筒体带动空心导管同步高速旋转，实现在金属丝自身不扭转的条件下进行加捻合股，最终制得外部平直光洁，内部结构均匀紧密的金属丝股线，从而获得柔性、弹性和力学性能优良的金属丝股线。

实施例3

一种连续态超细钼长丝的加捻合股方法，采用同实施例1相同的加捻合股设备，首先将4根直径为15μm的钼丝进行加捻合股，加捻合股过程中钼丝自身不扭转且张力控制在5～6g范围内，最终制得钼丝股线，其中钼丝股线的细度为50μm，强度为3000mpa，伸长率为1％，应力残余率为1.3％，股线柔软且易弯曲结圈半径降低60％。

实施例4

一种连续态超细镀金钼长丝的加捻合股方法，采用同实施例1相同的加捻合股设备，首先将3根直径为27μm的金属丝进行加捻合股，加捻合股过程中镀金钼丝自身不扭转且张力控制在6～7g范围内，最终制得镀金钼丝股线，其中镀金钼丝股线的细度为80μm，强度为2900mpa，伸长率为2.2％，应力残余率为4％，股线柔软且易弯曲结圈半径降低55％。

实施例5

一种连续态超细钨长丝的加捻合股方法，采用同实施例1相同的加捻合股设备，首先将5根直径为40μm的钨丝进行加捻合股，加捻合股过程中钨丝自身不扭转且张力控制在7～8g范围内，最终制得钨丝股线，其中钨丝股线的细度为130μm，强度为2400mpa，伸长率为35％，应力残余率为3.5％，股线柔软且易弯曲结圈半径降低40％。

实施例6

一种连续态超细铜长丝的加捻合股方法，采用同实施例2相同的加捻合股设备，首先将3根直径为500μm的铜丝进行加捻合股，加捻合股过程中铜丝自身不扭转且张力控制在8～9g范围内，最终制得铜丝股线，其中铜丝股线的细度为1200μm，强度为2000mpa，伸长率为50％，应力残余率为1.8％，股线柔软且易弯曲结圈半径降低70％。

实施例7

一种连续态超细镍钛合金长丝的加捻合股方法，采用同实施例2相同的加捻合股设备，首先将3根直径为70μm的镍钛合金丝进行加捻合股，加捻合股过程中镍钛合金丝自身不扭转且张力控制在5～12g范围内，最终制得镍钛合金丝股线，其中镍钛合金丝股线的细度为180μm，强度为1800mpa，伸长率为50％的，应力残余率为2.0％，股线柔软且易弯曲结圈半径降低53％。

实施例8

一种连续态超细聚氨酯涂层铜长丝的加捻合股方法，采用同实施例2相同的加捻合股设备，首先将3根直径为80μm的聚氨酯涂层铜丝进行加捻合股，加捻合股过程中聚氨酯涂层铜丝自身不扭转且张力控制在5～8g范围内，最终制得聚氨酯涂层铜丝股线，其中聚氨酯涂层铜丝股线的细度为200μm，强度为2100mpa，伸长率为53％，应力残余率为3.2％，股线柔软且易弯曲结圈半径降低55％。

实施例9

一种连续态超细聚酰亚胺涂层长丝的加捻合股方法，采用同实施例1相同的加捻合股设备，首先将3根直径为100μm的聚酰亚胺涂层丝进行加捻合股，加捻合股过程中聚酰亚胺涂层丝自身不扭转且张力控制在5～10g范围内，最终制得聚酰亚胺涂层丝股线，其中聚酰亚胺涂层丝股线的细度为250μm，强度为2800mpa，伸长率为45％，应力残余率为3.8％，股线柔软且易弯曲结圈半径降低50％。

实施例10

一种连续态超细聚酰亚胺涂层钼丝的加捻合股方法，采用同实施例1相同的加捻合股设备，首先将3根直径为200μm聚酰亚胺涂层钼丝进行加捻合股，加捻合股过程中聚酰亚胺涂层钼丝自身不扭转且张力控制在5～10g范围内，最终制得聚酰亚胺涂层钼丝股线，其中聚酰亚胺涂层钼丝股线的细度为500μm，强度为2750mpa，伸长率为38％，应力残余率为3.6％，股线柔软且易弯曲结圈半径降低88％。

实施例11

一种连续态超细不锈钢丝和镀镍不锈钢丝的加捻合股方法，采用同实施例2相同的加捻合股设备，首先将2根直径为40μm的不锈钢丝和2根直径为40μm镀镍不锈钢丝进行加捻合股，加捻合股过程中不锈钢丝和镀镍不锈钢丝自身不扭转且张力控制在5～10g范围内，最终制得不锈钢丝和镀镍不锈钢丝复合股线，其中不锈钢丝和镀镍不锈钢丝复合股线的细度为120μm，强度为2900mpa，伸长率为33％，应力残余率为3.0％，股线柔软且易弯曲结圈半径降低75％。

实施例12

一种连续态超细不锈钢丝和铜丝的加捻合股方法，采用同实施例1相同的加捻合股设备，首先将2根直径为40μm的不锈钢丝和3根直径为50μm铜丝进行加捻合股，加捻合股过程中锈钢丝和铜丝自身不扭转且张力控制在5～10g范围内，最终制得不锈钢丝和铜丝复合股线，其中不锈钢丝和铜丝复合股线的细度为160μm，强度为2100mpa，伸长率为34％，应力残余率为3.2％，股线柔软且易弯曲结圈半径降低78％。

实施例13

一种连续态超细钨丝和铜丝的加捻合股方法，采用同实施例2相同的加捻合股设备，首先将2根直径为30μm的钨丝和3根直径为60μm铜丝进行加捻合股，加捻合股过程钨丝和铜丝中自身不扭转且张力控制在5～10g范围内，最终制得钨丝和铜丝复合股线，其中钨丝和铜丝复合股线的细度为200μm，强度为2800mpa，伸长率为36％，应力残余率为3.4％，股线柔软且易弯曲结圈半径降低82％。

实施例14

一种连续态超细钨丝、铜丝和镍钛合金丝的加捻合股方法，采用同实施例1相同的加捻合股设备，首先将2根直径为40μm的钨丝、1根直径为50μm铜丝和2根直径为100μm的镍钛合金丝进行加捻合股，加捻合股过程中钨丝、铜丝和镍钛合金丝自身不扭转且张力控制在5～10g范围内，最终制得钨丝、铜丝和镍钛合金丝复合股线，其中钨丝、铜丝和镍钛合金丝复合股线的细度为280μm，强度为2700mpa，伸长率为40％，应力残余率为3.5％，股线柔软且易弯曲结圈半径降低90％。

实施例15

一种连续态超细铜丝、镍钛合金丝和聚氨酯涂层铜丝的加捻合股方法，采用同实施例1相同的加捻合股设备，首先将2根直径为40μm的镍钛合金丝、2根直径为80μm铜丝和1根直径为60μm的聚氨酯涂层铜丝进行加捻合股，加捻合股过程中铜丝、镍钛合金丝和聚氨酯涂层铜丝自身不扭转且张力控制在5～10g范围内，最终制得铜丝、镍钛合金丝和聚氨酯涂层铜丝复合股线，其中铜丝、镍钛合金丝和聚氨酯涂层铜丝复合股线的细度为240μm，强度为2550mpa，伸长率为38％，应力残余率为3.6％，股线柔软且易弯曲结圈半径降低88％。