一种制丝装置的制作方法

本发明涉及制丝技术领域，具体涉及一种制丝装置。

背景技术：

随蚕茧规模化、现代化和科学化养殖，蚕茧的烘茧、剥茧、煮茧等工序越来越自动化、流程化，随智能控制系统技术的革新，缩短制丝工艺流程越来越具有可行性。如图1所示，传统的自动制丝机包括若干绪制丝单元和卷绕组14，每绪制丝单元主要包括接绪器2、集绪器15、捻鞘结构4、探索结构5、防切断结构11、络交环7，卷绕组由若干小彧组成，这些小彧在轴向上依次相接从而共用同一个卷绕电机，每个小彧对应一个制丝单元，在卷绕组旁还设有停彧轮13，卷绕组的端部设有摩擦圆周面，摩擦圆周面与停彧轮相摩擦使小彧逐渐停止转动。一般在集绪器之前还设置制丝槽12，制丝槽中的蚕茧经接绪器剥茧后形成茧丝，然后经过集绪器整理后进入捻鞘结构捻成丝条，然后依次经过探索结构、防切断结构和络交环后缠绕在小彧上制成筒装丝。

由于小彧丝片在后续丝织准备中需要改制成筒装丝后才能使用，步骤繁琐，现有将筒子替代小彧的自动制丝机，筒子在轴向上依次相接形成卷绕组。与带小彧的自动制丝机相比，采用筒子自动制丝机可以减少返湿、复摇、编丝、打包、泡丝、络筒等诸多工序，具有降低生产成本，增大卷装容量，提高生成效率，改善丝条后加工条件等优点。

现有筒装丝自动制丝技术虽然具有诸多的优点，但还存在一些问题，包括：（1）筒子在轴向上依次相接共用同一个卷绕电机，各绪之间相互关联造成操作不够灵活，当某绪出现故障时不能及时取下丝筒，影响效率；（2）筒子与小彧相比直径较小导致形成的丝筒前后的直径差距明显，丝条的线速度在后期会越来越快，丝条卷绕时的张力也会越来越大，影响丝条质量，甚至造成断丝，而且丝筒上的外层丝挤压内层丝，产丝条条的滑移或嵌丝，丝筒成型不良；（3）筒子制丝卷绕时无法快速干燥，筒装丝含水量较高，丝条之间相互粘结，使筒装丝无法顺利退绕，产生跳丝脱圈等缺陷；（4）筒装丝缺少复摇、泡丝等工序，丝胶含量高，筒子直接缫制得到的丝条比较僵硬，往往不能满足后续加工需要。由于上述问题的存在限制了筒装丝自动制丝技术的推广，到目前为止筒装丝自动制丝技术还未广泛应用于制丝行业。

技术实现要素：

针对现有制丝装置中各绪制丝单元相互关联而影响效率的问题，本发明的目的在于提供一种制丝装置，各绪制丝单元分别设有单元筒，减少各绪之间的关联，使各绪的操作更加灵活，提高生产效率。

本发明提供如下的技术方案：

一种制丝装置，包括若干绪制丝单元，每绪制丝单元在茧丝或丝条的输送方向上由前向后依次设置有接绪器、电子清糙器、捻鞘结构、探索结构、络交环和卷绕丝条的单元筒，在制丝单元内还设有驱动单元筒转动的卷绕电机和控制器，卷绕电机和电子清糙器分别与控制器连接，单元筒的转轴与卷绕电机的输出轴连接，各绪单元筒的转轴相互平行布置，使单元筒在从制丝装置的一端向另一端的方向上依次平行排列。

本发明的制丝装置设有若干绪制丝单元，在每个制丝单元内均设有卷绕丝条的单元筒，以及控制单元筒卷绕的卷绕电机，这样各绪制丝单元之间独立工作，减少各制丝单元之间的联系，通过控制卷绕电机和转动电机的转速比，避免丝筒上的丝条外紧松内，当某绪制丝单元出现故障时可以及时停车取下丝筒而不影响其余制丝单元，操作更加灵活，生产效率得到提高。同时设置电子清糙器代替传统的集绪器，当丝条出现糙类故障而切断时可以及时停止制丝，丝条性质稳定，同时取代了丝条故障切断防止和停䈅机构，有利于提高制丝效率。

作为本发明的一种改进，制丝单元还包括调节丝条张力的调整结构，调整结构在捻鞘结构与探索结构之间布置，包括变径导丝辊、上鼓轮、下鼓轮、驱动变径导丝辊的转动电机、水平布置的连接杆和伸缩弹簧，变径导丝辊的直径由前端向后端逐渐减小，上鼓轮靠近变径导丝辊前端的上方布置，下鼓轮靠近变径导丝辊后端的下方布置，上鼓轮设有水平布置的中心转轴，上鼓轮的两侧分别设有穿过中心转轴的导轮及可使导轮滑动的导槽，连接杆的一端与中心转轴连接，连接杆的另一端与伸缩弹簧连接。

茧丝经捻鞘结构制成丝条后进入主动调整结构，其中丝条先贴合下鼓轮的表面输出后紧贴或缠绕在变径导丝辊的侧表面上，再贴合上鼓轮的表面输出到探索结构，然后过络交环卷绕在单元筒上。当丝条的张力过大时，丝条压紧上轮鼓，此时上轮鼓两侧的导轮沿导槽向前滑动，伸缩弹簧被压缩，同时丝条沿变径导丝辊的侧表面向前端滑动，改变与变径导丝辊的摩擦部位，从而提高丝条的输送速度，使丝条更靠近探索结构和上鼓轮之间的直线方向输出，避免丝条在单元筒上过紧缠绕，逐渐降低丝条的张力；当丝条的张力过小时，丝条变松弛，伸缩弹簧由压缩状态而伸开，同时丝条主动沿变径导丝辊的侧表面向后端滑动，改变与变径导丝辊的摩擦部位，从而降低丝条的输送速度，避免丝条输送过多而在单元筒上过松缠绕，逐渐增加丝条的张力，通过上述主动调整结构的改变控制丝条张力变化，通过变径导丝辊的收缩使丝条与变径导丝辊的不同部位摩擦，利用变径导丝辊不同部位半径的不同实现丝条速度的次级平稳调节，使调节范围更宽泛一些。

作为本发明的一种改进，变径导丝辊的侧表面设有弹性的乳胶层。这样丝条紧密贴合变径导丝辊的侧表面时会压在乳胶层上，乳胶层会发生轻微的凹陷变形，从而增大和丝条的接触面和摩擦力，丝条随变径导丝辊转动主动送丝，同时丝条在输送过程中不需要再缠绕在变径导丝辊上，防止变径导丝辊前后的丝条因丝路故障导致所受张力相差巨大的现象而影响丝条质量，保持变径导丝辊前后的丝条质量稳定。

作为本发明的一种改进，变径导丝辊的母线与轴线的夹角为25～40°。变径导丝辊的前后的半径相差合适，丝条根据导丝辊的收缩自由滑动，对送丝速度的调节效果明显且可控。

作为本发明的一种改进，转动电机与控制器连接。卷绕电机、转动电机和电子清糙器连接到同一个控制器，实现丝条卷绕、送丝及故障清除的同步与协调。

作为本发明的一种改进，制丝单元还包括上油辊，上油辊置于集绪器与捻鞘结构之间，上油辊所用油剂采用浓度8～10%的羟基硅油乳液。从集绪器输出的茧丝贴合上油辊的表面润滑后进入捻鞘结构，羟基硅油可以增强丝条的抱合，减少丝条间的粘结，有效防止丝条交缠，增加丝条的柔软性。

作为本发明的一种改进，制丝单元还包括张丝结构和毗邻张丝结构布置的红外干燥器，张丝结构设于探索结构和络交环之间，包括在竖直方向上交错布置的导丝鼓轮和鼓轮固定杆，红外干燥器设于检测器之前，红外干燥器与丝条的距离为10～20厘米，采用中红外线波长加热，灯管功率为300～400瓦。在丝条卷绕前进行红外快速干燥，减少丝条卷绕时的含水量，防止丝胶相互粘结、结块，张丝结构使丝条得到充分的干燥。

作为本发明的一种改进，红外干燥器前方距离丝条5厘米处的工作温度为80～90℃。保证丝条卷绕前回潮率小于40% 。

作为本发明的一种改进，制丝装置还包括制丝槽，制丝槽内的用水中含有浓度为2～3%的润丝助剂，包括缓冲液和渗透剂，其中缓冲液为磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液、磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲液、三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲液中的一种或几种，渗透剂为磺化蓖麻油、烷基苯磺酸钠、异辛醇磷酸酯中的一种或几种。通过在制丝槽中加入润丝助剂，软化丝胶，增加丝条的柔软性，可省略传统丝条生产过程中的泡丝工序，直接制成符合后加工工艺需求的筒装丝。

本发明的有益效果如下：

本发明的制丝装置，生产效率高，结构简化，可保证丝条卷绕过程中张力稳定，减少断丝，丝筒成型良好，避免滑丝、嵌丝现象出现。首先独立设置各制丝单元和单独的卷绕电机，，减少各绪之间的联系，并在每绪制丝单元中设置电子清糙器，提高生产效率和操作灵活性；其次通过调整结构作出改变使丝条张力保持适度。变径导丝辊的侧表面采用乳胶材质，增加丝条和变径导丝辊的接触面与摩擦力，实现有效的主动送丝，同时免去在变径导丝辊卷绕数圈的步骤，保持变径导丝辊前后的丝条质量稳定。再次上油辊增强了丝条的抱合，减少丝条间的粘结，提高丝条的柔软性，在制丝槽中加入润丝助剂，软化丝胶，省略后续泡丝工序。最后在丝条卷绕前设置红外快速干燥，减少丝条卷绕时的含水量，防止丝胶相互粘结、结块。通过上述过程实现丝筒上的丝条外松内紧、退绕顺利，无丝圈嵌套、滑移、脱圈等现象发生。

附图说明

图1是传统自动制丝机的结构示图。

图2是本发明的制丝装置的结构示图。

图3是变径导丝辊的横截面示图。

图4是图2中A局部在B-B方向上的剖视图。

图中：1、单元筒，101、转轴，102、卷绕电机，2、接绪器，3、电子清糙器，4、捻鞘结构，41、上捻鞘鼓轮，42、下捻鞘鼓轮，5、探索结构，51、探索鼓轮，52、纤度感知器，6、张丝结构，61、鼓轮固定杆，62、导丝鼓轮，7、络交环，8、调整结构，81、变径导丝辊，811、乳胶层，812、辊轴，82、上鼓轮，821、中心转轴，83、下鼓轮，84、导轮，85、导槽，86、伸缩弹簧，861、连接杆，87、转动电机，88、传动转轮，89、同步传动带，9、上油辊，10、红外干燥器，11、防切断结构，12、制丝槽，13、停彧轮，14卷绕组，15、集绪器，16、控制器。

具体实施方式

下面就本发明的具体实施方式作进一步说明。

如无特别说明，本发明中所采用的原料均可从市场上购得或是本领域常用的，如无特别说明，下述实施例中的方法均为本领域的常规方法。

如图2所示，一种制丝装置，包括相互独立的若干绪制丝单元，每绪制丝单元在茧丝或丝条的输送方向上由前向后依次设置有接绪器2、电子清糙器3、捻鞘结构4、探索结构5、络交环7和卷绕丝条的单元筒1，在制丝单元内还设有驱动单元筒转动的卷绕电机102和控制器16，控制器分别与电子清糙器和卷绕电机连接，单元筒的转轴101与卷绕电机的输出轴连接，各绪单元筒的转轴相互平行布置，使单元筒在从制丝装置的一端向另一端的方向上依次平行排列，其中捻鞘结构包括上捻鞘鼓轮41和下捻鞘鼓轮42，探索结构包括探索鼓轮51和纤度感知器52，制丝装置内还设有制丝槽12，制丝槽设置在接绪器前。

制丝单元内设有调节丝条张力的调整结构8，调整结构设于捻鞘结构与探索结构之间，调整结构包括变径导丝辊81、可转动的上鼓轮82和下鼓轮83、驱动变径导丝辊转动的转动电机87，以及水平布置的连接杆861和伸缩弹簧86，变径导丝辊的直径由前端向后端逐渐减小，使变径导丝辊呈锥台形，变径导丝辊的母线与轴线的夹角为25～40°，如图3所示，变径导丝辊的侧表面设有可弹性凹陷变形的乳胶层811，在变径导丝辊的后端设有传动转轮88，传动转轮穿过辊轴812与变径导丝辊同轴度刚性连接，传动转轮上套有同步传动带89，并经过同步传动带与转动电机的输出轴连接，使转动电机与变径导丝辊同步传动带传动，转动电机与控制器连接。上鼓轮靠近变径导丝辊前端的上方布置，下鼓轮靠近变径导丝辊后端的下方布置，丝条贴合下鼓轮的表面输出后紧贴变径导丝辊的表面，再贴合上鼓轮的表面进入探索结构，如图4所示，上鼓轮设有水平布置的中心转轴821，上鼓轮的两侧分别设有穿过中心转轴的导轮84及可使导轮滑动的导槽85，连接杆一端与中心转轴连接，连接杆另一端与伸缩弹簧连接。

制丝槽中的蚕茧抽丝后的茧丝经依次经过接绪器、电子清糙器整理后进入捻鞘结构中捻鞘成丝条，然后进入调整结构中，再进入探索结构中，依次经过探索鼓轮和纤度感知器后穿过络交环缠绕在单元筒上得到筒装丝。单元筒设置在卷绕车厢内，制丝过程中控制卷绕车厢的温度40～45℃使筒装丝的回潮率在13%～15%。由于变径导丝辊的侧表面上设有乳胶层，当丝条进入调整结构后，丝条先经下鼓轮引导后紧密贴合在变径导丝辊的侧表面上，乳胶层发生轻微的凹陷变形，实现主动有效送丝，丝条再通过上鼓轮输出。当丝条的张力过大时，丝条压紧上轮鼓，使上轮鼓两侧的导轮沿导槽向前滑动，伸缩弹簧被压缩，同时丝条沿变径导丝辊的侧表面向前端滑动，改变与变径导丝辊的摩擦部位，从而提高丝条的输送速度，使丝条在更靠近探索结构和上鼓轮之间的直线方向输出，避免丝条在单元筒上过紧缠绕，逐渐降低丝条的张力；当丝条的张力过小时，丝条变松弛，伸缩弹簧由压缩状态而伸开推动导轮向后滑动，同时丝条主动沿变径导丝辊的侧表面向后端滑动，改变与变径导丝辊的摩擦部位，降低丝条的输送速度，避免丝条输送过多而在单元筒上过松缠绕，逐渐增加丝条张力，通过上述主动调整结构的改变控制丝条张力变化。控制器与卷绕电机、转动电机和电子清糙器相连接，协同丝条卷绕、送丝及故障清除的同步与协调。

为防止丝条交缠，增加丝条的柔软性，制丝单元还包括上油辊9，上油辊置于集绪器和捻鞘结构之间，上油辊所用油剂采用浓度8～10%的羟基硅油乳液。从集绪器输出的茧丝贴合上油辊的表面润滑后进入捻鞘结构。为软化丝胶，制丝槽内的用水中含有浓度为2～3%的润丝助剂，包括缓冲液和渗透剂，其中缓冲液为磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液、磷酸氢二钠-磷酸二氢钾缓冲液、三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲液中的一种或几种，渗透剂为磺化蓖麻油、烷基苯磺酸钠、异辛醇磷酸酯中的一种或几种。

为快速干燥丝条，制丝单元内设有张丝结构6和红外干燥器10，张丝结构设于探索结构和络交环之间，包括竖直方向上交错布置的导丝鼓轮62和鼓轮固定杆61，红外干燥器毗邻张丝结构布置，红外干燥器设于检测器之前，红外干燥器与丝条的距离为10～20厘米，采用中红外线波长加热，灯管功率为300～400瓦，红外干燥器前方距离丝条5厘米处的工作温度为80～90℃。丝条经过张丝结构时被红外干燥器干燥，保证丝条卷绕前的回潮率小于40%。