TF2005S型双宫丝自动缫丝机的特性及推广应用

俞 炳，朱建林，徐作耀

(1.杭州天峰纺织机械有限公司，杭州 311255；2.浙江理工大学 机械与自动控制学院，杭州 310018)

TF2005S型双宫丝自动缫丝机的特性及推广应用

俞 炳1，朱建林1，徐作耀2

(1.杭州天峰纺织机械有限公司，杭州 311255；2.浙江理工大学 机械与自动控制学院，杭州 310018)

针对双宫丝的特征及缫丝工艺条件，自主研发了TF2005S型双宫丝自动缫丝机。详细介绍了TF2005S型双宫丝自动缫丝机的主要机构特点。经推广使用，取得了良好的社会效益和经济效益。

双宫丝自动缫丝机；特性；创新；推广应用

随着中国自行设计研发的具有世界领先水平的自动缫丝机在全国推广应用后，给缫丝企业创造了可观的经济效益，也改变了缫丝企业生产设备的落后面貌。但是，这种自动缫丝机只能用于生产白厂丝，而与白厂丝出口创汇并驾齐驱的双宫丝缫丝设备还停留在20世纪30年代立缫阶段，缫丝企业充分认识到要改变双宫丝缫丝设备的落后面貌，增加经济效益，就要进行双宫丝自动缫丝机的研发。2005年，杭州天峰纺织机械有限公司成立开发小组，经过调研分析，拟订主要技术指标，进行总体结构设计，并针对双宫丝特征及其缫丝工艺条件的特性进行技术攻关，边设计、边制造、边试缫、边改进，历时3年有余，耗资几百万元，终于开发成功TF2005S型双宫丝自动缫丝机，并于2008年7月23日通过省级新产品鉴定，在全国推广应用并出口国外。

现就该机和主要机构装置特性评价及推广应用情况简介如下。

1 TF2005S型双宫丝自动缫丝机的特性

1.1 缫丝工艺路线的特点

双宫丝缫丝机的缫丝工艺路线是以每组中1台立缫机为单位，边索绪、边添绪，由人工来实现控制纤度、边缫丝边收集落绪茧的工艺路线。显然，若按此缫丝工艺路线来开发自动缫丝机的话，劳动生产率和自动化程度等都不能提高。为此，采用成熟的白厂丝自动缫丝机的缫丝工艺路线，即以整组为单位，先集中进行索绪、理绪，有绪茧由给茧机输送并完成给茧添绪，控制纤度、缫丝干燥成形，同时收集落绪茧并分离的工艺路线。

1.2 全机的结构特点及主要技术参数

由于双宫丝缫丝的绪下茧粒数多，一般为白厂丝绪下茧粒数的6倍，同时解舒丝长短，所需供茧量大，所以全机结构的纵向排列特点是：绪间距增大，每台绪数相应减少，而每组绪数的多少则要根据索理绪机设计的供茧能力来确定。全机的横向机构配置特点是：缫丝槽和捕集器槽的横向宽度增大，以容纳绪下茧粒数多的要求；缫丝槽汤面绪下茧与百灵台接绪翼间的高度距离增加，以保证众多的绪下茧能顺利离解；丝鞘装置上下两鼓轮间的高度距离增加，以保证缫制双宫丝时有足够长的丝鞘和足够多的捻数；每绪进行纤度自动检测、由巡回运行的给茧机完成给茧、添绪控制双宫丝纤度。

由此确定的主要技术参数是：绪间距200 mm，中央绪间距230 mm，每台绪数10绪，每台长度2 200 mm，每组绪数122绪、132绪、142绪。缫丝槽横向宽度284 mm，捕集器槽横向宽度110 mm，接绪翼距汤面高度170 mm，丝鞘上下两鼓轮间的高度距离295 mm。

1.3 全机传动系统的特点

全机传动系统的特点是：缫丝速度的变速传动、探索周期的调节、索理绪机的索理绪速度都采用了机电一体化的变频技术。

其主要技术参数是：缫丝速度15～250 r/min，变频无级调速；探索周期2～3s，变频无级可调；索绪体公转周期20～37.5 s，变频无级可调；索绪体往复次数40～60次/min，变频无级可调；锯齿片移动次数155～233次/min，变频无级可调。

1.4 全机电气控制系统的特点

采用微电脑操作控制系统，大屏幕液晶显示人机对话界面，触摸式操作平台，操作方便，自动化程度高。

由此，全机结构的特点是长机身、双面工作、集中索理绪、纤度自动检测、给茧机巡回、给茧添绪的形式。如图1、图2所示。

图1 TF2005S型双宫丝自动缫丝机纵向机构排列Fig.1 Longitudinal institution arrangement of TF2005S type automatic silk reeling machine for doupion silk

2 主要机构(装置)的特性

2.1 双宫丝纤度控制机构的特性

该机构是全机的核心，其性能的优劣是缫制双宫丝质量好坏的关键。

2.1.1 双宫丝纤度感知器

白厂丝现用感知器为短杠杆隔距式，也曾用长杠杆隔距式，基于双宫丝特征是糙块多，丝条通过短杠杆隔距间隙时易卡住，而长杠杆隔距式中隔距轮是全回转的，可以避免这个问题，故双宫丝采用长杠杆隔距式纤度感知器。通过试验，发现感知器的灵敏度下降。经过分析观察，是由于原有回转式感知器的丝条接触面积比较大，丝条上的糙块还会被感知器卡住，产生张力突增的缘故。所以对感知器、隔距片结构进行了改进设计，使回转糙块能顺利通过感知器，从而使丝条能够永远在感知器内运动而不跳出感知器，达到了正确感知。创新设计了双宫丝感知器隔距片(实用新型专利CN200949122)。

同时为了提高感知器灵敏度、减小感应杠杆支点的摩擦阻力矩,又创新设计了感知器芯轴(实用新型专利CN200949123)，从而保持细限纤度给定值不变，保证了双宫丝质量的稳定。

图2 TF2005S型双宫丝自动缫丝机横向机构配置Fig.2 Horizontal organization arrangement of TF2005S type automatic silk reeling machine for doupion silk

2.1.2 探索添绪机构

白厂丝的探索添绪机构是与短杠杆感知器配套的，本机采用长杠杆感知器，创新设计了新型探索添绪凸轮(实用新型专利CN2761632)，保证了感知器及给茧机与探索添绪机构同步，提高了给茧添绪效率，确保双宫丝质量。其同步的凸轮安装位置如图3所示。

图3 TF2005S型双宫丝自动缫丝机探索添绪凸轮安装位置Fig.3 Installation site of groping and adding end cam in TF2005S type automatic silk reeling machine for doupion silk

2.1.3 双捞给茧机

白厂丝采用的双爪给茧机，每次只捞添1粒。双宫丝缫丝的绪下茧粒数多，在一个探索周期内会产生多粒落绪，所以要求添2粒或以上的有绪茧。本机将原双头捞茧凸轮改进设计成两只并列的单头双捞凸轮。这样，每次捞茧时2只捞茧爪能同时捞茧，既能达到捞茧2粒或多粒的目的，又能达到绪绪连续添的目的。此外，还作了多项改进设计，如放大给茧盒尺寸以增加容茧量，改进给茧口以保证双、多捞顺利进行等，从而确保双宫丝质量。

2.2 新型停添装置的特性

双宫丝自动缫由于糙块的作用及缫制的纤度粗等原因，其缫丝张力特别大，常导致原白厂丝切断防止杆容易跳起而停，降低了运转率。因此创新设计了新型停添装置(实用新型专利CN2761631)，保证在丝故障产生时，停停添装置产生停，防止丝条断裂，而有糙块产生的张力突增就不会产生停，使运转率提高。

2.3 免穿式集绪器的特性

双宫丝特征是糙块多，丝条不光滑，缫制纤度粗，因此白厂丝集绪器就不能采用，要求双宫丝集绪器能够保留间隔式的糙块特征，除去连续不断的糙块特征，同时又能减少因集绪器易堵塞而造成丝条切断重穿瓷眼等操作，使劳动强度大幅度降低，劳动生产率提高。因此创新设计了能提高劳动生产力的免穿式集绪器(实用新型专利CN2761630)，使糙块能够通过挤压后再通过，保证糙块存在但挤压变小、变紧，也有利于纤度感知器的正确感知；而且是免穿式的，一旦有故障其操作简便，工人年龄大一点也能操作，劳动用工也易解决。

2.4 接绪装置和绪下茧流失防止装置的特性

2.4.1 双宫丝通丝管结合件

双宫丝自动缫接绪的是蓬糙茧，而白厂丝接绪要求不存在蓬糙茧，如果接上蓬糙茧，就会产生停或丝条切断，即使通过了也会影响生丝质量，为此发明了双宫丝通丝管结合件(实用新型专利CN201056593)，成功地使蓬糙茧、蛹衬等在回转翼下方不停地上下蹿动而不产生停，而缫制的双宫丝特征明显，糙块分布均匀，这样既有效地提高双宫丝特征，同时也提高了运转率、降低了劳动强度。

2.4.2 绪下茧流失防止装置

在双宫丝停过程中，由于绪下茧堆茧量大，茧子容易产生下沉，很容易被捕集器将绪头茧拖走。为此，创新设计了防绪下茧流失装置(实用新型专利CN201040779)。其工作原理是通过切断防止杆的作用，直接使防沉板启动，将绪头茧与捕集器隔开，有效防止绪头茧的流失，降低了缫折，提高了运转率。

2.5 落绪茧捕集装置的特性

双宫丝自动缫落绪茧量非常多，约为白厂丝的3～4倍。如果按照白厂丝落绪茧捕集装置进行捕集，落绪茧在中途就会产生堵塞，为此设计了大容量捕集器并增多捕集器的数量，同时创新设计了新型落绪茧捕集装置(实用新型专利CN2818506)、水流落绪茧收集装置(实用新型专利CN2885892)，使落绪茧能够通过捕集器的作用，在中途的落绪茧由出口进入管道，由水流输送到分离机进行分离，避免了中途堵塞，大大提高了落绪茧的输送分离能力。

2.6 大型索理绪机的特性

2.6.1 索绪机的特性

索绪机的索绪能力必须满足一组双宫丝自动缫丝机缫丝所需供缫茧量。由于缫制双宫丝的原料茧大都采用不能缫制白厂丝的差原料茧，解舒丝长特别短，所需供缫茧量估算约为白厂丝的3倍以上，因此设计大型索理绪机、提高索绪能力就需对其中的各种机构(装置)的结构进行技术攻关和创新。本机创新设计的多圈布置索绪装置(国家发明专利CN1687490)，如图4中9所示，能使每粒茧子在索绪槽里与索绪帚的接触机会增多并基本相同，具有高索绪能力和高索绪效率的特性，实现了4 000粒/min的供茧能力的突破。创新设计的水循环索绪装置(实用新型发明专利CN2837314)，具有高索绪效率的特性，而且利用水流提高茧子与索绪帚的接触机会的同时，不会增加绪丝量，而又具有降低缫折的特性。水流还能使内圈索绪体不容易产生茧子缠绕或茧子不动的弊害，保证索绪茧在索绪槽内顺畅移行，无死角滞留，达到水的动态平衡，因此也有利于提高索绪效率和降低缫折。

2.6.2 移茧机构

为了使新茧、落绪茧、无绪茧、有绪茧能够得到迅速输送，保证茧量不在运行过程中产生堆积，创新设计的索绪机新茧入口振动装置(实用新型专利CN201040778)，如图4中11所示，能使新茧加茧部的茧在输送过程中迅速均匀的进入索绪槽，保证每分钟供应的新茧用量，稳定了索绪槽的蒸气温度，避免产生过多的绪丝或回索茧。创新设计的落绪茧移茧装置(实用新型专利CN2876108)、板式移茧器(实用新型专利CN200952050)及移茧器升降装置(实用新型专利CN200949121)，能加快茧子移动速度，缩短茧子在索绪槽里停留时间，降低缫折。

2.6.3 理绪装置

在理绪装置方面，由于正绪茧、蓬糙茧、双宫茧上的绪丝根数不同、茧重不同，因此在加茧过程中，茧子向下运动的速度是不一致的，正绪茧下降速度快，蓬糙茧、双宫茧下降速度慢，而且无法控制其下降速度，导致茧子在加茧口不能同时进入给茧机，易漏茧，并增大缫折或加重工人劳动强度，为了使蓬糙茧能够加入给茧机，创新设计了蓬糙茧往复清理装置(实用新型专利CN200992595)，如图4中2所示，使理绪丝辫大幅度减少，提高了茧丝利用率。由此，创新设计的大型索理绪机如图4所示。

2.7 缫丝汤加温和缫丝槽保温装置的特性

传统的坐缫机和立缫机缫双宫丝都采用双宫茧进行高温缫丝，双宫丝特征明显。将差原料茧混合后，高温缫丝更是必要工艺条件。双宫丝的特征是由两方面形成，一方面是索绪茧添绪产生的添颣，另一方面是靠双宫茧不一次离解而产生的糙块。双宫丝自动缫丝机大量采用不能缫白厂丝的解舒丝长短的差原料茧，因添绪次数增多，就易形成添颣糙块，但不一次离解就只能通过高温缫丝来实现了，经研究发现，当缫丝汤温高于70 ℃以上就会产生不一次离解的现象，可以满足生产双宫丝特征的要求。自动缫丝机从未有过高温缫丝，因此创新设计了双宫丝自动缫高温缫丝装置及工艺(国家发明专利CN1847472)、缫丝汤加温装置(实用新型专利CN200949120)。采用缫丝汤加温装置加温、新型槽架可以使缫丝槽的温度保温效果提高，热散失量减少，特别在冬季使用时，能够大幅度节约为保温而消耗的热能，并将缫丝槽中的温水全部回用，从而保持缫丝槽缫丝汤温度不会下降，保证形成双宫丝特征始终稳定。

图4 TF2005S型双宫丝自动缫丝机索理绪机Fig.4 Groping and brushing end machine in TF2005S type automatic silk reeling machine for doupion silk

3 技术性能与优点

TF2005S型双宫丝自动缫丝机的技术性能及优点见表1和表2。

4 社会效益及推广应用情况

4.1 社会效益

1)改变了中国缫丝企业长期以来使用传统的立缫机来缫制双宫丝的设备陈旧、技术落后、手工操作多、劳动强度大、用工人数多、生产效率低、产品质量差等落后面貌。

2)能大幅度提高差原料茧充分利用的经济价值。一般解舒丝长短的差原料茧只能作绢纺原料，价值低，用于缫双宫丝后其价值大幅度提高，双宫丝自动缫所需原料成本明显比白厂丝的价格低，一般白厂丝的原料价格每吨比双宫丝的原料价格高1～2万元，同时白厂丝的缫折比双宫丝的缫折约大8 %～20 %，而丝的价格基本接近，所以采用该机能提高企业的经济效益。

3)可减少每组缫丝机的用工人数，有利于解决招工难的问题，同时从白厂丝自动缫操作中因年龄大、视力下降而退下来的员工，完全可以在双宫丝自动缫丝机中操作，从而提高了劳动生产率。

4)可满足国内外市场需求。长期以来，中国缫丝企业都采用双宫丝立缫机，双宫丝自动缫丝机处于空白，所以用该机来升级换代的数量约有700～1 000组设备。国际市场，如东南亚、非洲、印度的部分地区也有相当的需求。该双宫丝自动缫丝机无论从技术工艺、生产成本和市场前景上都有着无可代替的优越性、唯一性。

表1 技术性能指标Tab.1 Technical performance index

表2 双宫丝自动缫丝机与双宫丝立缫机对比Tab.2 The contrast of automatic silk reeling machine and multi-end reeling machine for doupion silk

4.2 推广情况

TF2005S型双宫丝自动缫丝机自研发成功至今，已售120多组，产品销往四川、重庆、广西、广州、陕西等主要双宫丝产区，并出口至泰国、印度等国家。

5 结 语

TF2005S型双宫丝自动缫丝机应用微机控制、变频调速技术，采用长杠机身双面工作、集中索理绪、感知器检测纤度、给茧机巡回添绪的方式，并针对双宫丝特征和工艺要求，创新设计双宫丝纤度控制机构，免穿式集绪器、新型接绪装置及落绪茧中途出口和高温缫丝技术等开发而成。已获国家发明专利2项，实用新型专利27项，具有自动化程度高、运行平稳、双宫丝特征明显稳定、产量高、质量好、生产环境改善、劳动强度降低等优点，填补了国内空白，总体技术处于国际先进水平。

[1] 徐作耀.TF2005S型双宫丝自动缫丝机的创新技术及使用效果[J].四川丝绸，2008(3)：10-13.

[2] 黄继伟.双宫丝特征及生产方法的研究[D].苏州：苏州大学，2009.

Characteristic and application of TF2005S type automatic silk reeling machine for doupion silk

YU Bing1, ZHU Jian-lin1, XU Zou-yao2
(1. Hangzhou Tianfeng Textile Machinery Limited Company, Hangzhou 311255; 2. College of Mechanical Engineering & Automation, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)

Matching the characteristics of doupion silk and process conditions of reeling silk, TF2005S type automatic silk reeling machine for doupion silk was developed. This paper detailly introduced the main mechanism features of the machine, By spread and exploitation of this type of machine, the result showed that it has achieved good social benefits and economic benefits.

Automatic silk reeling machine for doupion silk; Characteristic; Innovation; Spread and exploitation

TS142.221.32

B

1001-7003(2012)02-0028-05

2011-07-30；

2011-12-12

俞炳(1984－ )，男，技术科科长，主要从事自动缫丝机的创新研发工作。