Desarollo de las máquinas de texturación.

COLABORACIONES -- Desarrollo de las máquinas de texturación"' por M. J. Denton 1. Máquinas de falsa torsión La Feria de Maquinaria Textil aportó un gran contingente de niáquinas de texturación de falsa torsiím. por lo qiie bien podría Ilamársele «Año de la niaqiiinaria para la Texturación». pues el 60 yo de los fabricantes de estas máquinas exhibieron hiisos de este tipo. de los cuales un 10 :(, lo hacían por primera vez. También se esperaba que la iiiayoría de los fabricantes exhibieran dispositivos de la zona de estiraje para las niáquinas existentes o nuevas máquinas diseñadas incluyendo zona de estiraje. Sin embargo, solamente la casa Spinner Osakeyhtic, que obtiivo un gran éxito con su máquina 156 VK en el año 1967 en Basilea, cxhibiíj iina niáquina con el dispositivo de zona de estiraje. Texturación por estiraje (falsa torsión) En la máquina Spinner de texturación por estiraje. el dispositivo está acoplado en su parte superior y. así, su altura total es de casi 8 nietros incluyendo la fileta. El acoplamiento de esta zona de estiraje ha convertido a esta máq~iina de alimentación por tensión a alimentación positiva, donde un anillo de acero opera como un dispositivo para torsión. Aunque otros fabricantes no exhibieron este dispositivo, la casa Sotexa entregó folletos en los que describía e ilustraba este dispositivo para sus máqiiinas FTl6S y SW16. Este dispositivo puede adquirirse con la máquina o, si se prefiere, puede acoplársele más tarde, sin necesidad de hacer modificación alguna a la niáquina. Se dice que ARCT posee la niáquina de texturación por estiraje tipo FT490 que, según rumores, estará en el mercado próximamente. Por supuesto. ARCT no aclaró detalles sobre esta máquina. También se cree que la casa Barniag ultima la fabricación de esta máquina. Leesona y Giudici están trabajando sobre esta niáqiiina y Scraggs invitaba a sus clientes más interesados, a visitar su fábrica en Macclesfeld para que así pudieran ver los recientes desarrollos, no solaniente en esta niáquina sino también en la «HT-SPTNn de alta velocidad, la cual se lanzará al i-iiercado el próximo año. Filetas Si bien hace unos años niiiy pocas máquinas tenían filetas. hoy en día la mayoría de ellas llevan filetas debido al mayor tamaño de las bobinas suministradas por los fabricantes de fibras. De las máquinas disponibles en este momento, solariiente Klinger CMG 550 S *. Fujiloft *, Heberlein FZ25 * y Autotwist, Turbo Unitwist, Spinner VK150 y Berliner SDF280 no tienen fileta de pie. (1) lhtr artíci~ln ha nido p~~hlirndn rn rI nTrxtilr Institutr and Indiistry, Novieniltrr 1971 y eetr nolitin Iin 9iiIo niitori~n<ln pnrn 411 trsclurciiin y riIi<Min. No rxhil>idan en I'nrin. - 29 - Los operarios nornialnientc prefieren estas filetas de pie no solaiiicntc por el taiiiaño de las bobinas sino por su facilidad de iiiancjo. ARCT Iia preferido este sistenia desde hace niiicho tienipo y todas sus niáquinas posccn estas filetas: dcl niismo niodo esta firma prefiere niontar las bobinas de alinientacicín y las de enroIlaniiento sobre la niisiiia fileta. La mudada se realiza iiiás fáciliiicntc con cstc sistenia y tanibién se facilita el acoplaniiento del sistenia de iiiiidaciím sciiiiaiitoniático. Sistenia de alimentación El sistenia de aliiiientacihn consistc en rodillos. tensores. ctc.. sitiiados antes y (lespiiés del calentador y del hiiso y tienc tres fiincioncs principales: 1 :l Control:ir la velocidad del hilo a través de la iiiáqiiina. 2:' Controlar la tensicin (Icl hilo qiie pasa sobre el calentador y a través del hiiso y 3:' El rodillo dc aliiiientación o el tensor antcs del calentador actúa coiiio iin dispositivo para-torsión. El sistciiia de alinientación de tcnsión antes del calentador ha desaparecido. Solariicntc las iiiáqiiinas Spinncr Osakeyhtic (sin zona de estirajc) y Klingcr CMG 550 S niantienen este sistenia de tensión. Sin enibargo. Heberlcin ha introducid(i iin tcnsor histéresis iiiiantado a sil iiiáqiiina Aiitotwist TZ3 1. En las iiiácliiinas donde se ncccsitan los riiccanisiiios de priiiiera aliiiientaciRn positiva. sc piiedcn usar las aliiiientaciones capstan, contacto de dos cilindros (cuíla) y aliiiicntacicín correhuelas (Apron). Anterioriiiente. algiinas niáqiiinas utiliirahin el sistciiia de alinientación capstan y ello daba como rcsiiltado la foriiiacicín de iin aliiia en el filamento. debido a la baja presión sobre el hilo de torsión. Este sistenia de alimentación ya no es usado por ningún fabricante. Es más práctico usar el sistema de alimentación por cuña en combinación con capstan y el sistenia de alinientación correhuelas. El sistema de alimentación por cuña logra su objetivo y la acción del para-torsión mediante alta presión sobre una longitud de hilo relativamente corta, por lo que es preferido por la niayoría 1 ig 2 1 n iiinqiiinn soirxa \\\ 16 de los fabricantes excepto ARCT, Barmag y Leesona los cuales iitilizan el sistenia de alinientación por correhuelas. El sistema de alimentación en la máquina Spinner de textilración por estiraje es de cuña y capstan antes del prinier calentador. Scraggs tiene el sistenia de primera alinientación por correhuelas en la nihqiiina Super-Set conio una alternativa al sistenia de cuña. El sistema de aliiiientación por correhuelas ejerce una presión moderada sobre tina longitud del hilo coniparativaniente larga y al ser niás flexible hay niuy pocas probabilidades de que se produzcan dificultades en la alineación. Por el contrario el sistenia de cuña, probablemente produce la migración niás rápida de los filanientos dentro del hilo y aparentemente parece tener más ventajas por su senLa segunda parte del sistema de alimentación, después del huso, estira el hilo sobre el calentador y a través del huso. Debido a ello, la tensión del hilo entrante es, en este punto. elevada y lo es aún mucho más que la del hilo saliente. Lo dicho es particularniente cierto cuando el hilo es sobrealimentado a través del segundo calentador o sobre tina bobina blanda para post-tratamiento de vaporización. A este respecto. es interesante señalar que Ixesona. que Lisa cuña/capstan en sil máquina 556. prefiere usar correhiielas en su niáquina 571 con acoplamiento de post-trataniiento. - 31 - Dada la alta tensión en el hilo después del huso. parece sorprendente que una cuña o correhuela sencilla pueda ejercer suficiente presión en este plinto. Casi la mitad de los fabricantes exhibidores consideran que no son necesarias niiichas vueltas en algiinas de sus niáquinas. La fábrica italiana Giudici, cuya niáquina GHF con dos calentadores niereció iiiucha niás atención de lo que en principio parecía, ha acoplado una zona de estiraje de doble cuña o una zona de relajación después del hitso o antes del segundo calentador. Esta zona fija de estiraje antes de la fijación. característicíi única de Giudici, ha sido patentada, y se afirnia que iiicjora las características del voluiiien del hilo. En las niáquinas con dos calentadores, el tercer sistenia de alinieníación contribuye al control de la velocidad excesiva a través de sil segiindo calentador y también la alinientación de la bobina de enrollaniiento. Noriiialiiiente no hay altas variaciones en la tensión de este alimentador, y una cuña o correhuela sencilla plicden considerarse conio adecuada. Solariiente Leesona acopla iina cuña/capstan en esta posición en su niáquina 571. Sotexa es una fábrica que ha progresado considerableniente en estos últinios años y sus niciquinas han recibido nluchos elogios en ITMA. En la niáqiiina SW16. han introducido una doble alinientación entre el segiindo calentador y la bobina de enrollariiiento. Esta alinientación extra, siiiiilar a la de las iiiáquinas ARCT. no está solaniente diseñada para facilitar al desarrollo del rizado en cl hilo sino quc asegura, al propio tiempo. un control más preciso de la velocidad y tensión del hilo de aliinentación sobre la bobina de enrollaniiento. Todos los rodillos de aliiiientaciím de Sotexa están equipados con una cuña de carga por resorte. la cual se abre niecánicaniente cuando se origina un retorcimiento de hilos. Calentadores primarios Debido al auniento de la velocidad del hiiso. los calentadores han aunientado por lo general sil longitud. El tiempo de calentaiiiiento es sunianiente iiiiportante (.liando se trabaja con nylon y solaiiientc la niáqiiina Hcberlein FZ27 (iina iiicjora de la FZ25) ofrece el calentador con iiienos de iin nietro de longitiid. Se ha podido deniostrar en el Shirley lnstitute y en algiinas fábricas. que la fijación del hilo no es coiiipleta aunqiie el ticnipo de calentaiiiiento sea iiiás de 1 scgiindo. La velocidad de 300 iiietros de hilo por niinuto con el nivel de torsión noriiial, corresponde a tina longitiid de 3 nietros de calentador. Tal longitud no piicdc lograrse fáciliiiente, por lo que debe encontrarse tina solución; en cualqiiier caso tiene que considerarse la longitud del calentador en relacicín con la velocidad del huso y a partir de aquí el potencial de la velocidad del huso de las niáqiiinas. Debido a que nornialiiiente pueden acoplarse a la iiiáqiiina husos de altas velocidades sin cariibiar de diseño. se jiistifica la coniparación directa de las longitiides de los calentadores de diferentes iiiáqiiinas. aunque deba recordarse que el perfil de la tciiiperatura del calentador tiene alguna influencia sobre la velocidad del calentaiiiiento y la velocidad de fijación. Parece que los calentadores pesados presentan ventajas cuando el perfil de la teniperatiira es considerado como un efecto del enfriamiento del hilo en la parte inicial del calentador. Sin enibargo. en la práctica. los perfiles de la teniperatiira de ]os calentadores individiiales pueden darse coi110 satisfactorios a través de la distribiici()n adecuada de la resistencia del calentaniicnto. Tal y conio se esperaba, las iiiáquinas diseñadas especialiiiente para torsión por fricción tienen los calentadores iiiás largos; la Spinner (2.5 iiietros, que presenta el niás largo) seguido por Turbo Unitwist (2.3 iiietros). La niáquina Fujiloft alcanza una longitud de 2,8 metros de calentador, a través de varios pasajes en su longitud de 980 mm. Las máquinas con husos tipo clavija, la Barmag FK5 tiene el calentador de n-iayor longitud: 1,4 metros; la primera mita.d es del tipo convección y la segunda mitad es del tipo contacto como se muestra en la Fig. n." 3. Cada posición del calentador tiene una varilla telescópica que facilita la enhebración del hilo. Plai Por 4 b' Fig. 3 Diagrama del calentador de Barmag FKS. Se acepta por lo general, que el primer calentador de contacto proporciona mejor transferencia de calor que los calentadores de convección y todos los fabricantes excepto Berliner montan calentadores de este tipo en sus nuevos modelos de máquinas (Hebrrlein FZ 27 presenta el calentador de convección y puede considerarse como una mejora del modelo FZ 25). El inconveniente friccional del calentador de contacto es muy escaso debido a que el hilo fuertemente torcido es conducido por encima del calentador por el efecto de espiral producido por el hilo que está girando rápidamente. El contacto con el calentador controla asimismo la tendencia a formar un balón. La mayoría de los calentadores de contacto exhibidos en ITMA eran todavía del tipo platina ranurada. La curvatura del calentador de Spinner ha sido aumentada para evitar el encarrilamiento. Otros eran del tipo menos convencional, como el calentador de dos zonas de Barmag (descrito anteriormente). Dicen que Sotexa con su calentador tipo «helicoidal», combina las ventajas del calentamiento por convección y contacto. El hilo se desplaza a lo largo de un trayecto recto a través del tubo del calentador, en contacto con una cresta helicoidal introducida en el tubo desde el exterior, de tal forma que la cresta llegue hasta el centro del tubo a lo largo de su longitud y mantenga el hilo en dicha posición. La ARCT presenta el primer calentador tubular y el contacto del hilo con la pared es asegurado por medio de la curvatura del tubo. Con todos los calenta- - 33 - dores tubulares se puede esperar que parte del calor transferido al hilo por los mismos será mediante convección y conducción por contacto. El calentador de contacto de la máquina Turbo es un tubo calentado por vapor alrededor del cual pasa el hilo por el trayecto helicoidal, tal como ocurre en la máquina Klinger AMI. El control de la temperatura de los calentadores, sean del tipo individual o tipo block, es de la mayor importancia, pero es imposible imponer la regularidad del control de temperatura y el perfil de la temperatura de calentador a calentador sin tener experiencia del funcionamiento de la máquina. Sin embargo, el control del calentador ha llegado a un nivel elevado en casi todas las ináquinas y la coniprobación de la temperatura es facilitada por los sistemas de explor2ción mediante gráficos y sistema automático de señalización. Es algo sorprendente que ninguno de los grandes fabricantes jamás hayan aprovechado las ventajas de las propiedades de autoregulación del vapor a alta presión. Este ha sido aplicado con éxito por Turbo en su máquina Duotwist y también en la máquina Unitwist. La trayectoria direccional del hilo sobre el primer calentador no tiene gran efecto sobre el funcionamiento de la máquina. El trayecto hacia abajo, como en las máquinas Barmag, Berliner, Fuji, Heberlein, Sciagg Superset y Spinner en particular, asegura que el hilo pase por un aire relativamente frío antes de pasar a través del huso, lo que puede resultar algo ventajoso. Zonas de enfriamiento Se ha indicado que la «fijación» ocurre en el enfriamiento y no en el calentamiento, y que un enfriamiento incompleto antes de destorcer afectará la eficacia del proceso. Esto es particularmente importante en las máquinas diseñadas para procesar poliéster, y parece que la mayoría de los fabricantes se han dado cuenta de ello. ARCT ofrece el enfriamiento para sus máquinas consistente en una serie de guías que dirigen el trayecto del hilo desde la parte superior del calentador tubular hasta el fondo del calentador, volviendo a subir hasta el huso dando una longitud regulable del enfriamiento de hasta dos metros. ARff declara que habían encontrado que la fricción con las guías de esta zona de enfriamiento y los incrementos consecuentes en la tensión del hilo en el huso pueden tornarse ventajosos debido a que el exceso de alimentación puede utilizarse en la primera zona del calentador, dando así hilos de alto volumen. Por esta razón, incorporan diábolos en el trayecto de enfriamiento en todas sus máquinas donde el trayecto es relativamente recto. Usando un trayecto doblado en el calentador de la máquina FR5, Barmag ha podido aumentar la longitud a 200 milímetros de enfriamiento y en la serie FK4 hasta 600 mm. sin tener ningún incremento significativo en la altura de dicha máquina. La Scragg Superset actual presenta una larga zona inclinada de enfriamiento cuya mínima longitud es de 812 mm. Va equipada con unas aletas separadoras para evitar la interferencia de un hilo con otro. En la máquina Giudici TG4F el trayecto de calentamiento se desliza de abajo hacia arriba y el trayecto de enfriamiento hacia abajo enfrente del calentador; con lo que la zona de enfriamiento puede ser tan extensa como el calentador. Sotexa hace enfriar en muchas de sus máquinas el hilo sobre la misma longitud que la del calentador, y el hilo, en este caso, pasa por los tubos donde el aire frío es succionado en dirección contraria a la del hilo. El mismo sistema de ventilación absorbe aire en los tubos del calentador en la misma dirección del hilo, extrayendo así el humo producido por los hilos quemados en los calentadores. Husos Es sorprendente que de los ocho fabricantes de las máquinas que emplean husos del tipo clavija a falsa torsión, solamente seis de ellos (Barmag, Berliner, Giudici, Leesona, Scragg y Sotexa) ofrecen husos fabricados por FAG (Fag Kugelfischer Gedrg Schafer y Co.) Esta fábrica exhibió una completa gama de husos magnéticos de dos rodillos diseñados para máximas velocidades de 250, 400, 600 y 800 mil revoluciones por minuto, encontrándose ya este último de 800 mil revoluciones por minuto en el mercado. FAG también presentó un huso sin hilo que opera a un millón de revoluciones por minuto. Heberlein fabrica sus propios husos y los ofrece en forma de dos rodillos con una velocidad de seiscientas mil revoluciones por minuto. Además, ofrece un dispositivo acoplado para sus husos, para medir con facilidad las velocidades sin necesidad de moverse a lo largo de la máquina con un dispositivo manual. Heberlcin estima que, con los dispositivos acoplados, se pueden comprobar en 15 minutos las velocidades de 160 husos de una máquina, lo que supone una economía de 165 minutos respecto al dispositivo manual. ARCT fabrica sus propios husos, pero se dispone igualmente a suministrar sus máquinas equipadas con husos de Heberlein. Su máquina FT480 de dos calentadores, está equipada con husos magnéticos de un rodillo, el único huso de este tipo exhibido en ITMA. Leesona sigue usando en sus máquinas el huso chidrodinámico de bolas» para una velocidad de quinientas mil revoluciones por minuto, y también es posible utilizar los husos de FAG como alternativa. Se puede doblar el rendimiento de esta máquina con un coste relativamente pequeño empleando husos dobles en lugar de sencillos. La máquina de huso doble es conocida por 556D. Uno de los problemas que preocupa a todos los fabricantes de las máquinas convencionales de falsa torsión, es el ruido producido por los husos y las partes mecánicas móviles. Barmag fue la única casa que presentó un equipo con reducción de ruido en sus máquinas. Scragg también posee equipo y el resto de los fabricantes están trabajando sobre este importante problema. Una de las ventajas de la torsión por fricción es la de producir escaso ruido y ello ha merecido muchos comentarios en ITMA por parte de clientes y exhibidores. Los principios de algunos de estos están ilustrados en la Fig. n." 4. Tres de los exhibidores, Giudici, Spinner y Fugi, exhibieron husos de fricción en exposiciones anteriores. El diseño del huso de estos fabricantes no ha cambiado. ARCT, en si1 máquina FT482, mostró un huso de fricción superficialmente idéntico al de Giudici, consistente en dos pares de casquillos de fricción vertical, puestos lateralmente. El hilo pasa de abajo hacia arriba a través del primer par, bajando por el segundo y volviendo otra vez arriba a través del primero. En Sotexa, el juego es muy compacto y consiste en tres casquillos, uno puesto encima de otro, de tal forma que el del centro es desplazado horizontalmente con respecto a los otros dos. Los tres casquillos pueden alinearse verticalmente para facilitar el enhebramiento del hilo. El huso de fricción de la Ba.rmag no tiene casquillos. Este huso consiste en nueve ruedas planas dentadas y produce alta fricción en su parte periférica. Hay tres ejes verticales y cada uno lleva tres de estas ruedas acop1adri.s. El hilo pasa de arriba a abajo a través de estos tres ejes, de tal forma, que el hilo esté en contaco con la superficie periférica de cada rueda. FAG ofrece ahora un huso de fricción que se puede acoplar directamente en lugar del huso magnético de dos rodillos convencionales. Este consiste en unos casquillos gemelos verticales y el hilo pasa a través de dos guías que no están alineadas con los casquillos. La guía puede alinearse con los casquillos para facilitar el enhebramiento del hilo. \ - \\I AR CT, Giudici : Sotexa 4: Fig. 4 Principios de lorsión por fricción El dispositivo Macotex, para texturización de los filamentos por falsa torsión en máquinas para medias sin costura, con cuatro alimentadores, también utiliza husos con casquillos para torsión. Este fue exhibido por I.S.M., Billi S.P.A. y Soles S.R.L. De todos los husos de fricción exhibidos, el que atrajo la máxima atención fue el de la máquina Turbo Unitwist ilustrada en la Fig. n.O 5. En este huso, el hilo abierto de P.U. VISTA LATERAL VISTA FRONTAL Fig. 5 Iluso de fricción por torsión de ln miquina Unitwist pasa a través de la V de la cuña y entre un rodillo de poliuretano de fricción y un rodillo de acero inoxidable. Debido a que la fricción del hilo con el poliuretano es relativamente alta y la del hilo con el rodillo de acero inoxidable es relativamente baja, la torsión es introducida por el poliuretano y el hilo resbala sobre el rodillo. El rodillo corre lentamente sobre el poliuretano para que el desgaste sea uniforme. La superficie de fricción del dispositivo es muy grande y por ello, probablemente, tendrá una vida muy prolongada en comparación con el dispositivo de casquillos y discos. También es el único huso de fricción que coge el hilo. La máquina Autotwist T*21 de Heberlein fue la única en ITMA que usa el principio de torsión por atrapamiento. La Turbo Duotwist no estaba en la exposición, aunque se encuentre aún disponible en su versión modificada. Segundos calentadores Como resultado del trabajo realizado en el Shirley Institute, hemos expresado nuestra opinión sobre el hecho de que en una máquina con dos calentadores para producir hilos de poliéster fijado en una amplia gama, es necesario que el trayecto del hilo en la segunda zona de fijación tenga que realizarse de arriba abajo sin estar en contacto con el calentador largo. Al exponer esta idea, la tendencia era la de usar el calentador corto con el hilo en contacto. Además de la evidencia del resultado práctico, teníamos a nuestro favor otras tres razones: l." Debido a que el hilo se encuentra a muy baja tensión en el segundo calentador, pequeñas diferencias de fricción entre una y otra placa del calentador pueden tener alguna influencia sobre la relajación del hilo en el calentador y, por lo tanto, sobre las propiedades del hilo, 2." Debido a que el hilo tiene mucho más volumen y a que no se halla girando, sólo unos pocos filamentos pueden ser calentados por contacto y la mayoría lo serán por radiación o convección. Por esta razón, es aconsejable un calentador sin contacto. 3." Debido a la poca tensión del hilo, es preferible que el trayecto sea de arriba abajo. La longitud del calentador no es necesariamente un criterio absoluto para la fijación del hilo, si bien la mayoría de los fabricantes desean asegurar un calentamiento uniforme con una máxima eficacia. Las primeras máquinas de Heberlein tenían calentadores cortos del tipo contacto. Por desgracia, no introdujo modificación alguna al modernizar su maquinaria en los segundos calentadores, por cuanto si bien los tejedores europeos están dispuestos a aceptar hilos fijados especialmente con alta torsión y con altas características de volumen, los tejedores británicos no los aceptan. Leesona ha acoplado en su máquina 571 un segundo calentador de contacto con el trayecto hacia abajo, pero éste es solamente de 530 mm. ARCT insiste que en su máquina está optimizado el diámetro del tubo del calentador de convección, pero usan un trayecto hacia arriba y, al mismo tiempo, el calentador puede ser más corto para la producción de los hilos fijados con muy pocos volúmenes, que hasta ahora eran preferidos por los tejedores ingleses. Las máquinas de ARCT tienen muy buena reputación por la consistente calidad del hilo, de la que el fabricante dice que es la consecuencia de la uniformidad del perfil de la temperatura y el sofisticado sistema de sus calentadores. Barmag presenta un trayecto hacia abajo y el calentamiento de convección en caja abierta; han incrementado la longitud del segundo calentador desde 0,75 metros en la máquina FK4C hasta un metro en la máquina F45C. Cuando la máquina Scragg Superset fue lanzada al mercado, su fabricante proclamó que era ésta la primera máquina diseñada específicamente para hilos de poliéster post-tratamiento. Esta máquina, que posee una alta reputación internacional, tiene al segundo calentador tubular de un metro de largo del tipo convección y con el trayecto hacia abajo. El calentamiento por convección y el trayecto hacia abajo es también usado por Giudici (1 metro) y Sotexa (1,2 metros). Berliner (0,9 metros) ha optado por el trayecto hacia arriba. Spinner dice que el segundo calentador estará disponible, para la máquina VK150, en un futuro próximo, por lo que será la única de huso tipo fricción con dos calentadores. La máquina TRS de Ratti está diseñada para torsión y post-tratamiento en seco del hilo como operación aparte.