孔勁松

（江蘇悅達紡織集團有限公司，江蘇鹽城 224005）

棉紡細紗機高速、高產化的認識與探討

孔勁松

（江蘇悅達紡織集團有限公司，江蘇鹽城 224005）

國產細紗機高速化是各紡紗廠提升效益的有效手段之一，本文結合公司實踐，從細紗機成紗機理上分析，找出影響細紗高速化的瓶頸，同時介紹了如何運用先進設備、工藝、器材和操作方法，并從新器材、新工藝、新技術應用、變頻十段錠速優(yōu)化、設備及器材維護制度的建立等方面加以解決，最終將細紗機高速化做細、做實、保精，從而保證國產細紗機真正實現高速化，為紡紗企業(yè)帶來可觀的經濟效益。

細紗機；高速化；制約；措施

隨著紡織形勢的走低，棉紡紗線市場競爭越來越激烈。當前棉紡廠的首要任務就是提高生產效率、增加產量，因為這是提升各紡紗企業(yè)收益最直接的手段之一，然而提高單產最直接的方法又是細紗機實現高速化，這項工作雖然以前也一直在提，但沒有做到精細化、具體化，所以工作沒有多大成效；筆者個人認為在提升速度、產量的同時，還應節(jié)約消耗及成本，至少不能增加消耗和成本，在所有這些條件下，還要不斷地提高產品質量，聽起來這是很矛盾的，但又是必須的；對于紡紗企業(yè)來說最快的提速方法是應用先進的設備和器材，實現細紗機錠速的大幅提升，如國外一些進口細紗機能在一定程度上解決了以上難題，不但能提高車速、產量，而且還改進了產品質量，再如高速錠子和十段錠速工藝的應用等都是很好的實例。

1 當前國內各棉紡廠細紗機的現狀

據悉，我國當前有近1.2億紗錠。紡紗方式有普通環(huán)錠紡、緊密紡、賽絡紡及竹節(jié)紡紗等類型，其中環(huán)錠紡占絕大多數，而與環(huán)錠紡相比，有高速紡紗趨勢的是氣流紡紗和渦流紡紡等自由端紡紗方式。因此我國細紗機實行高速化、高產化、高質化之路還是任重而道遠的。我國當前大多數細紗機比較落后，一些中小紡紗企業(yè)還有許多老式細紗機，這種細紗機設備狀態(tài)不穩(wěn)定，只適宜紡一些中粗支紗，設備及器材更新、改造困難，更談不上提高車速和保證質量了；國產新型細紗機也占我國細紗機總量的一部分，這主要分布在一些大型企業(yè)和新近發(fā)展起來的企業(yè)之中，因為國產新型細紗機性能相對較優(yōu)、設備狀態(tài)較好，牽伸倍數加大，適合于生產一些中高支紗線，且價格相對便宜；而國際先進的豐田、立達和朗維細紗機只占國內細紗機的一小部分，盡管該設備有狀態(tài)穩(wěn)定，錠速大幅增加，質量較好等優(yōu)勢，但由于其價格昂貴，所以只是細紗機總量中的冰山一角。

2 真正高速的含義及要求

從目前來講，大部分紡紗企業(yè)一直在做的工作是提速，大多是在原有細紗錠速的基礎上，運用一些先進的設備和工藝，如立達、朗維細紗機的使用，如變頻十段錠速的運用，再如采用長車、細絡聯(lián)工藝；還有就是局部使用一些高速專件器材，如高速錠子、鋁合金鋼領和納米鋼絲圈等，所有這些手段只能使細紗機錠速的小幅提升，而且還不能在所有細紗機上進行，不能算是真正意義上的高速化。細紗機要達到高速的目的，就必須從主機的平穩(wěn)性、卷繞和加捻器材的高速適應性方面入手，然而細紗機的主機和器材上高速化又受到各種因素的制約，而且有些制約因素是嚴重的、無法避免的，從這個意義上講，現有國產細紗機機型實行高速的幅度是有限的；而真正意義高速應從設計理念上改變，避開各種不利因素，保證質量和能耗的基礎上，車速要有大幅的提高，真正達到高產的目的。

3 細紗機提速的制約因素

3.1紡紗廠管理人員意識差異

為什么這里將紡紗廠管理人員的意識放在制約因素的首位呢？原因很簡單，因為“人、機、料、法、環(huán)”中已表明人的因素是首要的，在實際生產中也確實如此，沒有合格的員工、沒有優(yōu)秀的技術人員，沒有卓識遠見的上層決策，要想實現細紗機高速化是不可能的。面對高速細紗機，各級管理人員的思維一定要轉變。

3.2主機的制約因素分析

與國際先進細紗機相比，國產細紗機在主機機架結構和穩(wěn)定性上較差，主要表現在以下幾個方面：

3.2.1 新型細紗機機架結構上一直沿用18錠一節(jié)的機架，36錠為一節(jié)龍筋，跨距為1260mm，而進口細紗機以24錠為一節(jié)龍筋，跨距只有840mm，同樣錠數下的支撐點多，所以高速下的穩(wěn)定性較好。

3.2.2 主軸上及主軸的滾盤是引起設備振動的原因之一，由于我國使用的是金屬滾盤，為了提升錠子速度，相應要加大電機速度和滾盤直徑，因此滾盤加工精度不達標，高速下會引起主軸較大的振動。

3.2.3 設備的安裝要求及方法是影響機架穩(wěn)定性的人為因素，這一點也不能忽視，由于各紡紗廠對設備安裝要求、驗收標準不一樣，方法也不盡相同，保全技術水平也有差異等等，所有這些均會導致細紗機安裝質量的高低和設備使用效果的好壞。

3. 3加捻、卷繞部位的制約因素分析

3.3.1錠子的制約因素

環(huán)錠細紗機的錠子是加捻和卷繞系統(tǒng)最關鍵的器材之一，也是當前細紗機提速最直接的器材元件。

錠子在高速轉動中因受到管紗重量、氣圈張力、空氣阻力、錠帶磨擦阻力的影響，使錠子在高速運轉中會出現異常、振動、磨損等問題，當然如果改進措施跟不上，錠子速度越高，其運行穩(wěn)定性將越差，錠間差異也越大。

3.3.2鋼絲圈的制約因素

鋼絲圈是環(huán)錠細紗機加捻和卷繞系統(tǒng)的又一關鍵器材，為什么這樣說呢？因為鋼絲圈雖然小，但在紡紗中的作用卻很大，不但承擔著給單紗加捻、卷繞成型，確保紗線有一定的強力，減少斷頭。同時鋼絲圈要在鋼領上跑動，損耗非常大。與鋼領摩擦時會產生巨大的熱量，當鋼絲圈旋轉超出一定的線速度時，鋼絲圈會急劇升溫而燒毀，產生飛圈現象，還有鋼絲圈的圈型、輕重對紗線斷頭和紗線質量影響也很大，應在鋼絲圈使用中加以重視。為保證生產過程中鋼絲圈保持正常運行，鋼絲圈運行的線速度必須控制在一定的范圍內，這就限制了紡紗速度的進一步提升。

3.3.3鋼領的制約因素

鋼領的直徑不但決定了管紗的卷裝容量，而且還對鋼絲圈的使用周期和效果直接產生影響，最終對紗線的毛羽等質量指標產生影響。在鋼絲圈運行速度和細紗錠距的雙重約束下，鋼領直徑不能過大，從而制約了管紗卷裝容量。

當然還有其它種種因素的制約，如錠盤直徑和材料的選擇，筒管的高低和重量的選用，錠帶的長短及滑溜的影響，吊錠的張力和靈活性的設定，氣圈大小差異、纖維原料的不同、器材保養(yǎng)的方法及生產環(huán)境的控制等因素的制約，但從影響當前細紗機高速化輕重程度來看，首先考慮的還是錠子、鋼絲圈和鋼領等主要器材元件。

4 細紗機提速時應采取的措施

4.1標準的制定

要想提速，首先我們要有錠速的內控標準，目前國內錠速高低都是各紡紗廠根據J20S標準折合產量和折合系數倒推出來的，因為這與各紗廠的經濟效益掛鉤，所以國家沒有強制執(zhí)行要求，在實際中各紡紗廠根據自己的生產情況而定。正常做法是從細紗斷頭、原料、紗支、捻度以及主機及器材周期和損耗上來決定，未提速前我公司錠速控制在14500～16000rpm，錠間差異控制在200rpm以內，提速后錠速控制在16000～17500rpm，錠間差異控制在100rpm以內。同樣還應從能源角度制定出用電、用料等能耗標準，有了這些可靠的標準，我們便有了確定的目標，也就有了改進的方向。

4.2設備的維護和器材的保養(yǎng)

4.2.1 根據設備狀態(tài)、維修保養(yǎng)工作內容和平揩車交接驗收技術要求，將責任分解落實到機臺責任人；同時加強對保全工的設備維修技術、電子知識的綜合培訓，提高其狀態(tài)維修保養(yǎng)的基本技能。

4.2.2 加強平、揩車的驗收管理，因平、揩車周期較長，根據主機及部件運轉時間及保全工人數情況確定較合理的作業(yè)計劃表，各部件的裝配必須嚴格按技術規(guī)范要求來做，確保精度質量達標，如卷繞部分的安裝，必須做到三平、三垂直、二準、二正、一活校。

4.2.3 加強重點檢查及維修工作，執(zhí)行狀態(tài)維修保養(yǎng)制度后，我們將原來常日班保全重點檢修工作改為點檢制，編制點檢卡和點檢周期，對重點部位加強維護，更有效地對設備和器材進行狀態(tài)檢修。

4.2.4 牽伸和卷繞元件是保證提速和成紗質量的關鍵器材，因此，其維修保養(yǎng)周期必須得到保證，如鋼領的回磨周期應根據品種、紗號及張力大小來具體確定，建議定在半年至1年左右為宜。

4.2.5 各器材的潤滑周期也是應該重視的，因為這不但影響器材的磨損、使用效果和紡紗質量，而且直接影響噸紗油品的消耗。車頭傳動系統(tǒng)及滾盤等用油較多的部位，其潤滑周期為6個月，錠帶輪的潤滑周期為3個月，我公司在潤滑油脂中加入適量減磨劑，降低了運轉時的溫度，延長潤滑周期、保護了高速運轉的元器件，最終節(jié)約了機物用料。

4.2.6新型技術的應用

推廣高速紡紗技術應視不同情況而定，新建的棉紡廠應考慮直接采用高速錠子，投資初期雖然成本有所增加，但總的回收期可縮短，總體效益相比其它類錠子要高。由于高速錠子上軸承小型化，下支承采用平面止推軸承、徑向滑動軸承結構，又采取防飛油等措施，因此具有良好的吸振性能、容易維護，同時紡錠軸承采取了自潤滑措施，有效提高其耐熱性、耐疲勞性，確保了錠子的高速化。另外變頻十段錠速工藝的應用，有效地解決了開車、停車時斷頭多的難題，也有利于細紗提速的實施和能耗的降低。所有這些新技術的應用是當前細紗機高速化的有效途徑。

5 細紗機高速后對質量的影響分析

細紗機提速后，產量提高是肯定的，但我們還應關注生產、消耗和質量等難題，這也是影響細紗機高速化最大的、最主要的障礙，這是因為細紗機高速后，由于前羅拉速度高，經過牽伸區(qū)的時間將縮短，如果牽伸控制不好，會對紗線品質產生影響，而且主機、器材如果運行不平穩(wěn)、磨損嚴重等都會引發(fā)紗線質量的惡化，這主要表現在紗線的斷頭、機械波、毛羽、條干等指標。

5.1錠速對產量和細紗斷頭的影響

錠子高速轉動時不穩(wěn)定性會增加，錠子高速回轉是紡紗張力和氣圈的動力源，錠子轉速不勻、振動、上下跳動等缺陷均會影響紡紗張力的穩(wěn)定。隨著錠速增加，成紗后的斷頭將會增加，其原因是：錠速提高后，鋼絲圈回轉所產生的離心力增加，紗線的張力也隨之增加，從而導致斷頭相應增加。我們發(fā)現細紗機安裝變頻前后同一品種的斷頭率有了明顯的下降，以JC40S為例，我們對一落紗中小紗、中紗、大紗階段的紡紗斷頭分別進行統(tǒng)計，安裝變頻器前，小紗為69根、中紗18根、大紗26根，折合細紗千錠時斷頭為21.15根；安裝變頻器后，一落紗中小紗為45根、中紗為10根、大紗為17根，折合細紗千錠時斷頭為12.5根。這樣不但大大提高了細紗機臺的效率，而且還減輕了運轉工人的勞動強度。

5.2錠速對細紗機械波的影響

細紗機錠速提升后，相應前中后羅拉轉速會加快，這對羅拉、皮輥、皮圈及卷繞器材的制作和安裝精度提出了嚴標準、高要求，一旦安裝和維護不到位，高速時各類傳動器件引發(fā)的機械波更易發(fā)生。如我們在紡制再生纖維素類紗線時，細紗機前中后車位條干值差異較大，達0.5～1個百分點。通過對比試驗分析后，我們認為原因可能是細紗機中后羅拉扭振引起了細紗機械波，因為當車速下降、隔距加大時問題便會得到解決。

5.3錠速對毛羽的影響

錠速加快，紗線的毛羽將會大幅增加。在一落紗中毛羽的分布和紗線張力一樣，管紗上層區(qū)域的毛羽會明顯比下層區(qū)域少，原因是紗線的氣圈形態(tài)不同，紗線所受的張力也不同，紗線與卷繞器材的摩擦效果便不同。

從上表可以看出，采用變頻技術和高速器材后有效保證了紗線的張力和氣圈形態(tài)，使毛羽值得到了有效控制，尤其是大小紗之間的差異及管間差異也有了明顯的改善，從而保證了管紗的毛羽錠間一致性，為后道生產出優(yōu)質的坯布打下良好的基礎。

5.4錠速對成紗條干的影響

通過實踐發(fā)現，錠速提高后對紗線的條干及粗細節(jié)有一定的影響，尤其是在紡制高支紗時應特別注意，否則會產生大量的細節(jié)而影響成紗的斷頭，在生產中如果合理優(yōu)化錠子曲線，使用新型器材（如帶壓力棒隔距塊），將會有效減少成紗的條干和粗細節(jié)（詳見表2），

表1 高速下采用新技術新工藝JC40S毛羽對比

表2 高速下采用新技術新工藝JC40S條干對比

確保提速后成紗質量的穩(wěn)定和生產的正常。

6 結束語

國產細紗機高速化之路任重而道遠，各棉紡企業(yè)應根據各自公司的細紗機型、需求和結構分布而定，不能泛泛而談。細紗機高速化應從細紗機成紗機理上分析，針對影響細紗高速化的瓶頸，如主機的平穩(wěn)性，器材元件高速適應性等方面，運用先進設備、工藝、器材和操作方法。從新器材、新工藝、新技術應用、變頻十段錠速優(yōu)化、設備及器材維護制度的建立等方面入手，在提速增產的同時，控制能耗、提升質量，否則一味地提速，其結果只能是得不償失。

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Understanding and Discussion about Cotton Spinning Speed and High Yield

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TS103.23

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投稿日期：2014-10-17