第五節 細紗卷繞及其成形機構
一、細紗卷繞
1.卷繞方式
短動程圓錐形交叉卷繞形式，如圖1-7所示。截頭圓錐形的大直徑即管身的最大直徑dmax(比鋼領直徑約小3mm)；小直徑d0就是筒管的直徑；每層紗的繞紗高度為h，一級為46mm；管紗成形角γ／2為12.5°～14°。圓錐形卷繞的優點是細紗易于從圓錐形表面上退繞。其缺點是退繞時直徑變化較為劇烈，在退繞速度較大時易脫圈；搬運儲運時如被污染，油紗分散影響細紗的長度較長。
圖1-7 細紗管圓錐形交叉卷繞
2.卷繞要求
卷繞緊密，層次分清，不相糾纏，后工序軸向退繞時不脫圈，并便于運輸和貯存等。
3.卷繞過程
細紗卷繞過程分兩步完成：先完成管底卷繞，然后進行管身卷繞。
（1）管底卷繞。在紗管底部卷繞時，為了增加管紗的容紗量，每層紗的繞紗高度和級升均較管身部分卷繞時為小。從空管卷繞開始，繞紗高度和級升由小逐層增大，直至管底卷繞完成，才轉為常數，進行管身的卷繞，即h1<h2<h3＜…<hn=h；m1＜m2＜m3＜…＜mn=m。
（2）管身卷繞。為了層次分清，不相互糾纏，防止退繞時脫圈，一般向上卷繞時繞得密些，稱為繞紗層；向下卷繞時繞得稀些，稱為束縛層(此種成形凸輪為正裝)。這樣在兩層密繞的紗層間有一層稀繞的紗層隔開。
4.卷繞過程對各部件運動要求
（1）升降牙決定鋼領板一升降所需的時間，也即決定卷繞密度，升降牙愈大，鋼領板升降速度愈快，卷繞密度愈小。
（2）撐頭牙決定鋼領板每一升降卷繞層的級升。
（3）成形凸輪的升弧與降弧所對應的圓心角之比，就是鋼領板上升和下降的時間比，升弧和下降弧的曲線設計是依據鋼領板升降速度的變化規律。
（4）鋼領板的短動程升降，一般上升慢、下降快；每次升降后應有級升；應完成管底成形。
圖1-8 FA506型細紗機卷繞成形機構
二、卷繞成形機構及其作用
國產FA系列細紗機的卷繞成形機構屬于牽吊式成形機構。所謂牽吊式是利用鋼絲繩牽吊鋼領板與導紗板升降運動。老機的卷繞成形機構是利用擺軸和擺臂杠桿機構傳動鋼領板和導紗板升降運動，稱為擺臂式卷繞成形機構。前者機構稍復雜，后者較為簡單。FA506型細紗機卷繞成形機構如圖1-8所示。
1.鋼領板短動程升降機構和成形凸輪
因卷繞同一層紗各處卷繞直徑不同，為了保持等圈距圓錐形卷繞，鋼領板的升降速度須與卷繞直徑成反比，由成形凸輪來控制一次短動程升降中的速度變化。
傳動過程如圖1-8所示：成形凸輪1→成形擺臂2→左端輪3→鏈條3′→鏈輪5→上分配軸4（正反往復）→牽吊輪6→牽吊滑輪7→牽吊帶8→左右鋼領板做短動程升降。
當成形凸輪與轉子的接觸從小半徑轉向大半徑時，鋼領板上升；由大半徑轉向小半徑時，鋼領板下降。成形凸輪每一回轉，鋼領板升降一次。成形凸輪升弧和降弧對應的圓心角之比，就是鋼領板升降的時間比。鋼領板升降時間與升降速度成反比，即鋼領板上升慢、時間長時，凸輪升弧對應的圓心角大，鋼領板下降快、時間短時，凸輪降弧對應的圓心角小。如果鋼領板上升與下降的速比為1∶3，則成形凸輪升弧對應的圓心角為270°，降弧對應的圓心角為90°。
2.導紗板短動程升降機構
傳動過程如圖1-8所示：鏈輪9→鏈條12→鏈輪10→下分配軸11→鏈輪13→鏈條13′→鏈輪15→牽吊輪16→牽吊滑輪18→升降拉桿19→導紗板作短動程的升降運動。
3.鋼領板和導紗板的逐層級升機構
鋼領板和導紗板的級升運動是由級升輪Z(又稱成形鋸齒輪或撐頭牙)控制的，傳動過程如圖1-8所示：成形擺臂2上升→小擺臂20上升→推桿21上升→撐爪22推動撐頭牙Z。
成形擺臂2下降使撐爪在撐頭牙上滑過；當成形擺臂2向下擺動時，撐爪22就在撐頭牙上滑過，所以在成形擺臂2升降擺動中，撐頭牙做間歇轉動，通過蝸桿23、蝸輪24傳動卷繞鏈輪17間歇轉動一個角度，再通過鏈條3′、鏈輪14和3，使鏈輪5間歇轉動一個角度，于是就在鋼領板、導紗板的短動程升降運動中產生逐層級升運動。顯然，每次鏈條縮短的長度或鋼領板的升距取決于撐頭牙的齒數和撐爪每次撐過的齒數。撐頭牙的齒數和撐爪每次撐過的齒數，應根據所紡細紗的線密度和鋼領直徑加以選擇或據其進行調節。
4.管底成形機構
FA系列細紗機的管底成形采用凸釘式，如圖1-8所示。在鏈輪5上裝有管底成形凸釘，在凸釘處，鏈輪5的半徑較大。當卷繞管底時，與凸釘接觸的鏈條3′，隨成形擺臂2上下運動同樣距離。由于鏈輪5的轉動半徑較大，而使上分配軸4、吊輪6做較小的往復轉動，結果使鋼領板升降動程較卷繞管身時為小。當鏈條3′逐層縮短、鏈輪5間歇轉動使凸釘脫離與鏈條接觸時，鋼領板的每次升降動程和級升才達到正常，完成管底成形。
5.鋼領板、導紗板重量平衡機構
鋼領板、導紗板重量平衡機構的作用是：平衡鋼領板和導紗板的升降重量，以抵消大部分升降負荷，減輕成形凸輪所受的作用力。FA系列細紗機設計中用牽吊式結構，用彈簧扭桿取代了笨重的重錘平衡，如圖1-9所示。
在上分配軸的右端固裝鏈輪1，通過車頭垂直鏈條拖動平衡凸輪2，在平衡凸輪同軸固裝有小輪3，小輪3通過鏈條與扇形板4相連，扇形板固裝在彈性扭桿5的端部，扭桿另一端固定不轉。由于扭桿的扭轉而產生扭轉力，使扇形板4與小輪3間鏈條、平衡凸輪2上的垂直鏈條產生一定拉力，對鋼領板6、導紗板7等部分重量起到平衡作用，從而減輕成形凸輪8所受的作用力。從能量轉換的原理來分析，當鋼領板和導紗板等部件下降時，扭桿的扭角增加，即鋼領板和導紗板等部件的位能轉化為扭桿的扭轉變形能。這樣就能減輕車頭垂直鏈條的拉力，從而減輕轉子對成形凸輪的壓力。當鋼領板和導紗板等部件上升時，扭桿的扭角逐漸減小，也就是扭桿所儲蓄的彈性位能逐漸釋放出來，幫助鋼領板等部件上升，即扭桿的變形能轉換為鋼領板等部件的位能。這同樣減輕了車頭垂直鏈條的拉力，從而減輕了成形凸輪對轉子的壓力。但是，平衡機構并不需要，也不應該全部平衡掉鋼領板等整套升降部件的總重量，只需平衡部分重量，否則，下降時鏈條過分松弛，必然使鋼領板產生嚴重的打頓現象，影響成形。彈性扭桿平衡既減輕了機器重量，又能使機身內部簡潔，因此在國產新型細紗機上均得到采用。在FA506型、FA507型等細紗機上采用雙扭桿平衡。
圖1-9 扭桿平衡式升降運動
1—鏈輪 2—平衡凸輪 3—小輪 4—扇形板 5—扭桿 6—鋼領板 7—導紗板 8—成形凸輪