用好鋼領(lǐng)鋼絲圈技術(shù)初探

繆定蜀

(蘇州市紡織工程學(xué)會(huì)，江蘇 蘇州 215004)

?綜合述評(píng)

用好鋼領(lǐng)鋼絲圈技術(shù)初探

繆定蜀

(蘇州市紡織工程學(xué)會(huì)，江蘇 蘇州 215004)

針對(duì)紗線(xiàn)結(jié)構(gòu)和纖維品種呈多樣化發(fā)展，紡紗技術(shù)變化巨大對(duì)鋼領(lǐng)、鋼絲圈的制造與使用提出更高要求的現(xiàn)狀，通過(guò)對(duì)高品質(zhì)鋼領(lǐng)、鋼絲圈的研發(fā)意義、配套發(fā)展趨勢(shì)、國(guó)內(nèi)外技術(shù)及使用差距等方面的分析，說(shuō)明要全面、系統(tǒng)用好鋼領(lǐng)、鋼絲圈，關(guān)鍵在于針對(duì)不同品種、不同紡紗技術(shù)、不同號(hào)數(shù)、不同紡紗條件等進(jìn)行正確配置，優(yōu)選型號(hào)規(guī)格，適當(dāng)磨合，合理配套。指出：要改變思路，創(chuàng)新發(fā)展，實(shí)行高標(biāo)準(zhǔn)制造，采用精細(xì)化工藝和現(xiàn)代化管理才能用好鋼領(lǐng)、鋼絲圈；未來(lái)鋼領(lǐng)、鋼絲圈的發(fā)展方向?yàn)檫m應(yīng)性強(qiáng)、高速、紡紗穩(wěn)定、質(zhì)量?jī)?yōu)異、壽命長(zhǎng)，傻瓜化；做好配套設(shè)計(jì)，方可滿(mǎn)足細(xì)紗機(jī)高速、優(yōu)質(zhì)、大卷裝的現(xiàn)代化生產(chǎn)要求。

鋼領(lǐng)；鋼絲圈；高速；熱處理；表面處理；配套；磨損；走熟期；衰退

1 研發(fā)高品質(zhì)高速鋼領(lǐng)鋼絲圈的意義及趨勢(shì)

我國(guó)紡織產(chǎn)品結(jié)構(gòu)正由中低檔向高品質(zhì)、多樣化、細(xì)號(hào)紗方向發(fā)展?！笆濉逼陂g，國(guó)家將通過(guò)“增品種、提品質(zhì)、創(chuàng)品牌”戰(zhàn)略加大產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高產(chǎn)品檔次和質(zhì)量。鋼領(lǐng)、鋼絲圈對(duì)布面外觀(guān)質(zhì)量的影響幾乎“一錘定音”，高品質(zhì)高速鋼領(lǐng)、鋼絲圈配套研發(fā)滯后成為紡紗新技術(shù)運(yùn)用的短板，主要存在5方面的問(wèn)題：① 不適應(yīng)集聚紡、賽絡(luò)紡、包芯紡、色紡等紡紗技術(shù)的高要求；② 不適應(yīng)紡制多種纖維的高要求；③ 不適應(yīng)紡紗過(guò)程更換鋼領(lǐng)、鋼絲圈周期短帶來(lái)的質(zhì)量與斷頭波動(dòng)；④ 不能達(dá)到因用工緊張而使保全揩車(chē)周期延長(zhǎng)至15 d的要求；⑤ 新鋼領(lǐng)、鋼絲圈磨合時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，影響紡紗效率及管理效率[1]。

未來(lái)鋼領(lǐng)、鋼絲圈配套研發(fā)的方向可以總結(jié)為適應(yīng)性強(qiáng)、速度高、紡紗穩(wěn)定、質(zhì)量?jī)?yōu)異、壽命長(zhǎng)、傻瓜化，旨在改變我國(guó)長(zhǎng)期使用低端鋼領(lǐng)，在紡紗運(yùn)行過(guò)程中鋼領(lǐng)粘結(jié)磨損、熱疲勞磨損、氧化磨損，造成其適應(yīng)性差、壽命短、紡紗時(shí)斷頭高、質(zhì)量差的問(wèn)題。適應(yīng)性強(qiáng)，指紡紗范圍廣，紡制29.2 tex～9.7 tex紗不用更換鋼領(lǐng)，翻改品種方便簡(jiǎn)單，還可用于紡紗質(zhì)量高的品種及特殊品種，如超特細(xì)號(hào)集聚紡、細(xì)號(hào)氨綸包芯紗等品種；速度高，指鋼領(lǐng)適應(yīng)錠子轉(zhuǎn)速在18 kr/min以上、鋼絲圈線(xiàn)速度超過(guò)38 m/s；紡紗穩(wěn)、質(zhì)量?jī)?yōu)、壽命長(zhǎng)，指運(yùn)用高科技合金材料制造，使鋼領(lǐng)的粘結(jié)磨損、熱疲勞磨損、氧化磨損趨于零，大大延長(zhǎng)其使用壽命；傻瓜化，即在鋼領(lǐng)、鋼絲圈制造中融入高科技元素，讓紡紗廠(chǎng)簡(jiǎn)單配套就能克服上述問(wèn)題。磨合期縮短或無(wú)磨合期，才能實(shí)現(xiàn)真正高速、高效生產(chǎn)[2-3]。

2 查找差距提升品質(zhì)

2.1 鋼領(lǐng)鋼絲圈配套研發(fā)制造

鋼領(lǐng)與鋼絲圈是一對(duì)摩擦副，其配合程度不僅直接影響壽命，而且影響紡紗速度與質(zhì)量。由于鋼領(lǐng)內(nèi)跑道是鋼絲圈運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道，內(nèi)跑道弧面上的波紋、毛刺不僅磨損鋼絲圈，而且摩擦高溫導(dǎo)致粘著磨損與熱疲勞，使紡紗張力不穩(wěn)，斷頭增加，因此要統(tǒng)籌配套設(shè)計(jì)鋼領(lǐng)與鋼絲圈，如研究二者的材質(zhì)、工藝、加工方式及動(dòng)態(tài)過(guò)程如表面摩擦因數(shù)、高速耐熱性、磨損類(lèi)型等，科學(xué)系統(tǒng)地制定設(shè)計(jì)方案[4]。

2.2 進(jìn)口鋼領(lǐng)鋼絲圈的高速穩(wěn)定可靠性

某生產(chǎn)高品質(zhì)紗線(xiàn)的企業(yè)認(rèn)為，由于國(guó)產(chǎn)器材批間質(zhì)量不穩(wěn)定，性能一致性差，使用壽命短，企業(yè)不惜高價(jià)進(jìn)口國(guó)外鋼領(lǐng)。進(jìn)口的鋼領(lǐng)能夠在高速條件下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，壽命達(dá)3 a以上(指鋼絲圈線(xiàn)速度38 m/s以上)，且一落紗中大小紗、管紗大小直徑的毛羽、棉結(jié)、常發(fā)性紗疵(IPI)、斷裂強(qiáng)度、斷頭以及紡紗張力均能處于平穩(wěn)狀態(tài)，而以棉結(jié)與毛羽CV值對(duì)布面實(shí)物外觀(guān)質(zhì)量尤為重要。瑞士立達(dá)公司Zenit型紅色鋼領(lǐng)以及ORBIT型錐面自潤(rùn)滑鋼領(lǐng)適應(yīng)超高速紡紗，即使錠子轉(zhuǎn)速達(dá)到25 kr/min，鋼絲圈在較長(zhǎng)的穩(wěn)定期內(nèi)也幾無(wú)磨損，且紡紗張力穩(wěn)定，成紗質(zhì)量?jī)?yōu)。國(guó)產(chǎn)器材，長(zhǎng)期以來(lái)由于無(wú)相應(yīng)高端鋼領(lǐng)與鋼絲圈配套，也未進(jìn)行長(zhǎng)期系統(tǒng)性試驗(yàn)驗(yàn)證，缺乏技術(shù)支撐，應(yīng)用受限[5-6]。

2.3 國(guó)產(chǎn)鋼領(lǐng)鋼絲圈配套使用規(guī)范化

高速紡優(yōu)質(zhì)紗必須“高配高”，若“高配低”，在以下情況使用時(shí)后果較為嚴(yán)重：普通國(guó)產(chǎn)鋼絲圈與進(jìn)口鋼領(lǐng)配套，鋼絲圈提前磨損；在紡制毛羽少的賽絡(luò)紗、集聚紗時(shí)；在細(xì)號(hào)紗減少斷頭、毛羽、棉結(jié)時(shí)，考慮使用壽命問(wèn)題。

福建長(zhǎng)樂(lè)某廠(chǎng)生產(chǎn)J T/C 65/35 14.6 tex 紗，原用金貓BC6型普通錐面鋼領(lǐng)配藍(lán)寶石BC6型鋼絲圈，使用壽命為15 d；當(dāng)改用BC6型軸承鋼錐面鋼領(lǐng)，仍配用原鋼絲圈，使用7 d紡紗斷頭劇增。究其原因：① 軸承鋼鋼領(lǐng)表面硬度大于普通鋼領(lǐng)，原鋼絲圈硬度偏低，耐磨性不理想；② 棉花長(zhǎng)度及短絨率差于去年，細(xì)紗紗疵高于上年約3倍，造成意外斷頭；③ 未裝空調(diào)，生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)相對(duì)濕度偏低。使用鋼領(lǐng)、鋼絲圈時(shí)，要考慮不同原料與環(huán)境。當(dāng)換上硬度搭配合適、耐磨性更好的金貓進(jìn)口線(xiàn)材制造的藍(lán)寶石鋼絲圈，問(wèn)題迎刃而解。

2.4 加強(qiáng)鋼領(lǐng)熱處理和表面處理研發(fā)

以德國(guó)布雷克公司(Br?cker)制造的100Cr6軸承鋼鋼領(lǐng)為例[7-8]，國(guó)產(chǎn)則是采用GCr15軸承鋼，兩者材料成分接近，國(guó)產(chǎn)鋼領(lǐng)硬度并不低，甚至高于國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品，而使用效果差異很大，表明通過(guò)提高硬度來(lái)增加耐磨性能不是唯一途徑，其表面自潤(rùn)滑性能同樣重要。布雷克鋼領(lǐng)金相組織為超細(xì)隱晶馬氏體，平均晶粒直徑為7.54 μm，而國(guó)產(chǎn)軸承鋼鋼領(lǐng)則為12.5 μm，而且金相組織晶粒度不均勻；布雷克鋼領(lǐng)表面有細(xì)密均勻的抗磨損涂層薄膜，可防止鋼絲圈微粒轉(zhuǎn)移和紗線(xiàn)斷裂，適應(yīng)高速運(yùn)行，而國(guó)產(chǎn)鋼領(lǐng)以鍍鉻、鍍鎳、鍍氟為主，不均勻，甚至有劃痕、裂紋。國(guó)外鋼領(lǐng)在精加工、熱處理及動(dòng)力學(xué)理論等方面做了許多突破性的研究與開(kāi)發(fā)，在鋼領(lǐng)的耐磨性、散熱性、抗楔性方面優(yōu)勢(shì)明顯。

國(guó)內(nèi)近年在磨損機(jī)理、潤(rùn)滑性等方面的研究也有較大進(jìn)展，新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)，不少新型鋼領(lǐng)應(yīng)運(yùn)而生，其幾何尺寸不亞于國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品；但需要進(jìn)一步探索鋼領(lǐng)、鋼絲圈配套形態(tài)、磨損性、穩(wěn)定性和表面處理工藝的效果，包括強(qiáng)度、表面粗糙度、穩(wěn)定性和耐久性[9]。據(jù)報(bào)道，西京學(xué)院采用先進(jìn)電弧增強(qiáng)磁控濺射鍍膜技術(shù)處理鋼領(lǐng)，效果很好。

3 開(kāi)發(fā)高品質(zhì)配套鋼領(lǐng)鋼絲圈

為了打破國(guó)外高端器材壟斷的局面，金貓紡器及時(shí)退出低端市場(chǎng)，跟進(jìn)高端產(chǎn)品研發(fā)，經(jīng)過(guò)多年技術(shù)積累和摸索，在2016年春節(jié)后推出GHJ型高耐磨黑金剛鋼領(lǐng)及高耐磨RFc型高速鋼絲圈，特別是GHJ型高耐磨黑金剛鋼領(lǐng)的歷史性突破，使新鋼領(lǐng)無(wú)需走熟期。這是基于以下技術(shù)保證：鋼領(lǐng)的圓度、平面度、平行度誤差均不大于0.01 mm，能有效地控制毛羽波動(dòng)；高耐磨性是電鍍鉻鋼領(lǐng)的2倍～5倍，高硬度合金滲透的深度達(dá)0.15 mm～0.20 mm，較過(guò)去精密電鍍鋼領(lǐng)提高了數(shù)倍，表面硬度與布雷克某產(chǎn)品相當(dāng)(金貓為83 HRC～84 HRC；布雷克為82 HRC～83 HRC)；應(yīng)用瑞士的淬、回火一體化爐進(jìn)行熱處理并改進(jìn)工藝，金相組織為耐磨性極好的多元化合物密集狀分布；GHJ型鋼領(lǐng)及配套R(shí)Fc型鋼絲圈的金相組織中，馬氏體晶粒度為2級(jí)～3級(jí)；經(jīng)精拋光的表面粗糙度Ra值不大于0.03 μm，達(dá)到國(guó)外高端鋼領(lǐng)表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)，最高預(yù)期使用壽命約為電鍍鋼領(lǐng)的5倍[10]。

與GHJ型黑金剛鋼領(lǐng)配套的RFc型鋼絲圈，紡紗速度不小于18 kr/min，且無(wú)需磨合即可直接開(kāi)高速，其技術(shù)保障在于：① 采用與知名品牌相同的進(jìn)口線(xiàn)材，硬度不小于620 HV0.2(與布雷克同類(lèi)產(chǎn)品相當(dāng))；② 獨(dú)到的熱處理淬火工藝，表面硬度與鋼領(lǐng)相得益彰；③ 表面粗糙度Ra值為0.02 μm，與鋼領(lǐng)的表面粗糙度基本相近；④ 鋼絲圈個(gè)體間質(zhì)量的差異不大于1%，而行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鋼絲圈個(gè)體間質(zhì)量的差異為±2.5%，也即紡1.94 tex紗用4.4 mg的鋼絲圈，100只鋼絲圈重量的個(gè)體差異不大于0.044 mg，這與紡紗條干均勻同理。

4 用好鋼領(lǐng)鋼絲圈

4.1 優(yōu)選鋼領(lǐng)鋼絲圈

我國(guó)紡紗企業(yè)多數(shù)產(chǎn)品檔次不高，對(duì)器材投入往往患得患失，鋼領(lǐng)沿用傳統(tǒng)保養(yǎng)思路，能延長(zhǎng)盡量延長(zhǎng)，萬(wàn)不得已才更換。須知紡紗企業(yè)的質(zhì)量要求、生產(chǎn)要素不盡相同，紡紗鋼絲圈的幾何尺寸須配合紗線(xiàn)生產(chǎn)工藝，另外，鋼領(lǐng)、氣圈環(huán)、導(dǎo)紗鉤和錠子的同軸度非常重要。一家知名企業(yè)紡制J 14.5 tex紗時(shí)用高耐磨鋼絲圈配另一企業(yè)產(chǎn)鋼領(lǐng)，每次更換鋼絲圈的第一天斷頭特別多，原因是鋼領(lǐng)跑道磨損，即使換進(jìn)口鋼絲圈都無(wú)法解決。由此可見(jiàn)，只有對(duì)必要的器材參數(shù)做到心中有數(shù)，優(yōu)選鋼領(lǐng)和鋼絲圈才能獲得最佳紡紗效果。

4.1.1 鋼領(lǐng)的選配(以平面鋼領(lǐng)為例)

a) 鋼領(lǐng)配套鋼絲圈

鋼領(lǐng)跑道高，紗線(xiàn)接觸到鋼領(lǐng)跑道，摩擦產(chǎn)生的熱量可能損傷鋼領(lǐng)，并造成紗線(xiàn)起毛，可使用特定紗線(xiàn)通道的鋼絲圈，或者使用跑道較低的鋼領(lǐng)。

b) 正確選擇鋼領(lǐng)規(guī)格

以鋼領(lǐng)直徑為基準(zhǔn)，5個(gè)影響因素分別為紗管長(zhǎng)度、線(xiàn)速度、錠子轉(zhuǎn)速、紡紗號(hào)數(shù)、捻度。根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)：錠速不高于16 kr/min時(shí)，采用長(zhǎng)度為205 mm的剛性好、抗撓強(qiáng)的塑料紗管為宜；錠速不低于19 kr/min時(shí)，采用聚碳酸酯紗管配鋁套管錠子為宜。

紗管長(zhǎng)度為鋼領(lǐng)直徑的5倍，最佳配合：鋼領(lǐng)直徑為38 mm，紗管長(zhǎng)度以180 mm～190 mm為宜；鋼領(lǐng)直徑為42 mm，紗管長(zhǎng)度以200 mm～210 mm為宜；鋼領(lǐng)直徑為45 mm，紗管長(zhǎng)度以210 mm～220 mm為宜。

當(dāng)鋼領(lǐng)直徑為51 mm/48 mm時(shí)，適紡號(hào)數(shù)為97.2 tex～23.3 tex，線(xiàn)速度為22 m/s～36 m/s，錠子轉(zhuǎn)速為9kr/min～14.5kr/min；當(dāng)鋼領(lǐng)直徑為45 mm/42 mm時(shí)，適紡號(hào)數(shù)為36.4 tex～9.7 tex，線(xiàn)速度為32 m/s～40 m/s，錠子轉(zhuǎn)速為14 kr/min～18.5 kr/min；當(dāng)鋼領(lǐng)直徑為40 mm/38 mm時(shí)，適紡號(hào)數(shù)為97.2 tex～7.3 tex，線(xiàn)速度為38 m/s～40 m/s，錠子轉(zhuǎn)速為18.5 kr/min～20 kr/min。

4.1.2 鋼絲圈的選配

依所紡纖維品種、號(hào)數(shù)及工藝確定鋼絲圈圈型和號(hào)數(shù)。鋼絲圈系列化是解決錠速變化和品種翻改時(shí)配套問(wèn)題的捷徑，其選用須考慮4個(gè)因素。

a) 鋼絲圈與鋼領(lǐng)選配

鋼絲圈圈型與鋼領(lǐng)內(nèi)跑道弧形應(yīng)吻合，尺寸應(yīng)與鋼領(lǐng)邊寬尺寸正確配合，拎頭輕、高速抗楔性好；鋼絲圈配大直徑鋼領(lǐng)時(shí)，線(xiàn)速度比配小直徑鋼領(lǐng)時(shí)要低，以防止速度過(guò)高燒毀鋼絲圈；鋼絲圈與鋼領(lǐng)接觸點(diǎn)位置要高，增大與鋼領(lǐng)的接觸面，提高散熱、耐磨性能；鋼絲圈與鋼領(lǐng)曲率半徑的比值以及鋼絲圈兩腳的傾角均以略大為宜，確?？剐ㄐ院?，走熟期短。

b) 紗線(xiàn)通道影響

鋼絲圈的紗線(xiàn)通道過(guò)小，其高速回轉(zhuǎn)時(shí)與鋼領(lǐng)接觸區(qū)域產(chǎn)生高溫，造成成紗毛羽及棉結(jié)增加和斷頭問(wèn)題；通常鋼絲圈質(zhì)心高，紗線(xiàn)通道寬大，適宜紡較粗號(hào)、速度偏低的紗線(xiàn)；反之，選用質(zhì)心稍低、傾側(cè)小的鋼絲圈紡細(xì)號(hào)高速紗線(xiàn)。

c) 鋼絲圈質(zhì)量與大小紗配置

當(dāng)大紗卷繞大直徑時(shí)，鋼領(lǐng)板處于最高位置，大號(hào)數(shù)鋼絲圈造成紡紗張力大，氣圈過(guò)小，增加紗線(xiàn)與筒管頂端碰撞摩擦，產(chǎn)生毛羽；當(dāng)小紗卷繞小直徑時(shí)，鋼領(lǐng)板處于最低位置，小號(hào)數(shù)鋼絲圈造成張力太小，氣圈脹大碰隔紗板起毛羽；因此，換新鋼絲圈時(shí)的號(hào)數(shù)需兼顧大小紗氣圈狀態(tài)。

d) 鋼絲圈與鋼領(lǐng)內(nèi)跑道的硬度配合

鋼絲圈要有足夠硬度，但比鋼領(lǐng)內(nèi)跑道硬度略低，并富有彈性、不易變形；PGl型合金鋼領(lǐng)由于磨損極微小，在翻改紡紗品種時(shí)(中、細(xì)號(hào)間)，只需選配相應(yīng)的鋼絲圈型號(hào)及號(hào)數(shù)，可不必調(diào)換鋼領(lǐng)仍能繼續(xù)紡紗。鍍鉻鋼領(lǐng)表面硬度高、表面粗糙度差，紡紗張力大且不穩(wěn)定，鋼絲圈易磨損；硬度低的鋼領(lǐng)雖然表面光潔，但使用中易被鋼絲圈磨出溝痕，使紡紗張力不穩(wěn)定，成紗毛羽增加，鋼領(lǐng)衰退快。

4.2 紡不同纖維品種對(duì)鋼絲圈截面的要求

4.2.1 在加工長(zhǎng)纖維原料或單纖維強(qiáng)力較低的合成纖維產(chǎn)品時(shí)，要求紗線(xiàn)通道順暢，對(duì)紗線(xiàn)磨損特別小，故采用圓形截面的OSS型鋼絲圈較理想。

4.2.2 以極高速加工短纖維細(xì)號(hào)棉紗(包括人造纖維和混紡品種)時(shí)，宜采用半圓形截面鋼絲圈以防止纖維損傷，減少成紗棉結(jié)，紡包芯紗選用OSS型。

4.2.3 如果希望精梳純棉紡出的紗表面光潔、毛羽少，最好采用矩形截面的鋼絲圈，如6903型效果最佳；賽絡(luò)紡純棉及粘膠宜選用卡特1UM/1UL hrwb型半扁圓形鋼絲圈。

4.2.4 當(dāng)加工純化纖，如粘膠、Tencel、純滌綸、腈綸與特細(xì)纖維時(shí)，宜選擇截面為圓形扁腳的鋼絲圈以增加與其鋼領(lǐng)的接觸面積，且圓形的圈身保護(hù)紗線(xiàn)通道中的纖維順暢通過(guò)。

4.2.5 弓形截面的鋼絲圈與鋼領(lǐng)內(nèi)跑道接觸面大，適合集聚紡、賽絡(luò)集聚紡及紡進(jìn)口澳棉、美棉等剛性強(qiáng)的纖維，也適紡純棉或粘膠19.4 tex～7.3 tex紗。

4.2.6 針織用紗捻度小，建議選擇散熱好、紗線(xiàn)通道寬暢的鋼絲圈，以有效穩(wěn)定紗線(xiàn)質(zhì)量、減少毛羽。

4.3 正確配置鋼領(lǐng)鋼絲圈運(yùn)行負(fù)荷

性能好的軸承鋼鋼領(lǐng)使用壽命在5萬(wàn)h以上，維護(hù)好鋼領(lǐng)是根本，為了防止鍍層鋼領(lǐng)過(guò)早損壞，建議參考負(fù)荷公式(1)，鋼領(lǐng)負(fù)荷與鋼絲圈線(xiàn)速度及質(zhì)量正相關(guān)，而與鋼領(lǐng)半徑負(fù)相關(guān)，防止鋼絲圈超速而發(fā)生熱磨損型飛圈、斷頭。為了防止非正常磨損，在新鋼領(lǐng)初始運(yùn)行階段應(yīng)檢查鋼絲圈磨損率和磨損形態(tài)，鋼絲圈磨損率大于20%，即為磨損嚴(yán)重，需降低錠速；非正常的鋼絲圈磨損，也應(yīng)降低錠速。

最大錠子轉(zhuǎn)速

(1)

式中：

L——鋼領(lǐng)負(fù)荷/mN；

D——鋼領(lǐng)內(nèi)徑/mm；

m——鋼絲圈號(hào)數(shù)/mg；

v——鋼絲圈線(xiàn)速度/(m·s-1)；

r——鋼領(lǐng)半徑/mm。

4.4 鋼絲圈號(hào)數(shù)的調(diào)節(jié)

4.4.1 紡紗條件改變

當(dāng)鋼領(lǐng)處于走熟期或衰退期、鋼領(lǐng)內(nèi)徑減小、錠速降低、紡紗動(dòng)程增大、原料品質(zhì)好、紗線(xiàn)強(qiáng)力增高等情況需加大鋼絲圈號(hào)數(shù)；用偏大內(nèi)徑鋼領(lǐng)紡制細(xì)號(hào)紗需加大鋼絲圈號(hào)數(shù)；同錠速時(shí)，小鋼領(lǐng)比大鋼領(lǐng)配置的鋼絲圈號(hào)數(shù)略大；出現(xiàn)飛圈問(wèn)題適當(dāng)加大鋼絲圈號(hào)數(shù)；小紗時(shí)斷頭高鋼絲圈號(hào)數(shù)應(yīng)大一些；無(wú)氣圈環(huán)較之有氣圈環(huán)需加大鋼絲圈號(hào)數(shù)。

4.4.2 紡紗纖維改變

化學(xué)纖維包括新型纖維，其強(qiáng)力、剛性、摩擦因數(shù)明顯高于純棉，鋼絲圈號(hào)數(shù)較紡純棉應(yīng)加大，例如滌綸、腈綸、錦綸、維綸以及再生lyocell纖維、竹纖維、粘膠及其混紡；中長(zhǎng)化纖較棉型化纖鋼絲圈號(hào)數(shù)加大；功能化、生態(tài)化、差別化、高仿真等新型纖維，尤其是高模量、高強(qiáng)度、高拉伸模量、高摩擦因數(shù)的纖維，例如原液著色纖維、芳香族聚酰胺纖維、陽(yáng)離子可染纖維、聚丙烯腈纖維、阻燃纖維、生物基纖維、再生化纖、碳纖維等，應(yīng)視情況加大鋼絲圈號(hào)數(shù)。

4.4.3 滿(mǎn)足特定紡紗及質(zhì)量要求

當(dāng)張力波動(dòng)甚至導(dǎo)致碰隔紗板影響成紗毛羽時(shí)，鋼絲圈應(yīng)適當(dāng)加大號(hào)數(shù)；紡?fù)?hào)的機(jī)織用經(jīng)紗的鋼絲圈號(hào)數(shù)比針織紗稍大；賽絡(luò)紗比同號(hào)純棉紗偏大；竹節(jié)紗比普通紗宜大1號(hào)～2號(hào)。

4.4.4 溫濕度改變

當(dāng)溫濕度偏低，氣圈大時(shí)，鋼絲圈號(hào)數(shù)加大；溫濕度均高，則減小。為防止冬季鋼領(lǐng)上車(chē)潮濕，需將其放置在與車(chē)間溫度相近的房間進(jìn)行適當(dāng)調(diào)理。

4.4.5 新鋼領(lǐng)至使用壽命周期

配用新鋼領(lǐng)時(shí)可用質(zhì)心較高、號(hào)數(shù)較小的鋼絲圈，待走熟后再逐漸加大號(hào)數(shù)。

4.5 關(guān)于鋼領(lǐng)與鋼絲圈磨合問(wèn)題

4.5.1 磨合的原因

新鋼領(lǐng)上車(chē)或者鍍層鋼領(lǐng)表面剝落，在高速、高壓、高溫、無(wú)潤(rùn)滑條件下易因高速干摩擦發(fā)熱磨損，出現(xiàn)燒圈、飛圈問(wèn)題。減小摩擦的方法，就是在新鋼領(lǐng)上車(chē)使用的初始階段，在其表面建立潤(rùn)滑膜。通過(guò)磨合的鋼領(lǐng)內(nèi)跑道經(jīng)過(guò)鋼絲圈運(yùn)行而鈍化，還可通過(guò)來(lái)自棉蠟、柔軟劑及纖屑逐漸積聚而形成所需的潤(rùn)滑膜，減少因張力波動(dòng)而使鋼絲圈運(yùn)行不穩(wěn)以至撞擊或直接磨損其表面。新鋼領(lǐng)的走熟期，是鋼絲圈磨損急劇增加的一個(gè)時(shí)期，不可操之過(guò)急。

4.5.2 調(diào)整走熟期的情況

鋼絲圈具有調(diào)節(jié)紡紗張力的功能，可平衡瞬間張力波動(dòng)，防止斷頭，因含蠟成分及粘纖中潤(rùn)滑劑含量不同，鋼絲圈的摩擦因數(shù)也有所不同，在0.08～0.12間變化，因此，不同纖維紡紗過(guò)程中紗線(xiàn)與鋼絲圈摩擦因數(shù)不同而改變鋼領(lǐng)走熟期。國(guó)產(chǎn)鋼領(lǐng)絕大部分需上車(chē)磨合，鍍鉻鋼領(lǐng)和高硬度合金鋼鋼領(lǐng)表面形成潤(rùn)滑膜需要更長(zhǎng)時(shí)間；對(duì)于集聚紡紗和環(huán)錠紡特細(xì)號(hào)紗(7 tex以下)同樣如此。紡制特細(xì)號(hào)紗及超細(xì)特紗時(shí)，如4 tex紗的成紗截面中纖維根數(shù)僅約為30根，因紗體纖維量少則鋼領(lǐng)與鋼絲圈間纖維潤(rùn)滑膜不足，為防止干摩擦而需要足夠磨合時(shí)間。

4.5.3 無(wú)需走熟期的情況

高速是現(xiàn)代環(huán)錠紡紗的一個(gè)重要標(biāo)志?？s短、簡(jiǎn)化鋼領(lǐng)尤其是新鋼領(lǐng)的走熟過(guò)程，使鋼領(lǐng)內(nèi)跑道在鋼絲圈很短時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后即形成一層潤(rùn)滑膜。

進(jìn)口品牌高性能鋼領(lǐng)用在紡大于9.8 tex純棉紗及其混紡紗時(shí)不需降速，也無(wú)需磨合走熟；但無(wú)走熟期不等于不更換鋼絲圈(只是不必降速)，紡制小于9.8 tex紗線(xiàn)集聚紡紗要降速10%，并更換5次鋼絲圈。由此可見(jiàn)，取消磨合的條件是鋼領(lǐng)、鋼絲圈制造技術(shù)的極致，即達(dá)到超高的表面粗糙度、自潤(rùn)滑性、耐熱性、耐磨性、抗粘著磨損、抗疲勞強(qiáng)度、防銹蝕性和防腐蝕性等。瑞士立達(dá)產(chǎn)Zenit型鋼領(lǐng)、金貓的GHJ型高耐磨黑金剛鋼領(lǐng)、高速高耐磨RFc型鋼絲圈，無(wú)走熟期，已在國(guó)內(nèi)多個(gè)廠(chǎng)家驗(yàn)證。

4.5.4 走熟期的磨合原則

布雷克規(guī)定的鋼領(lǐng)磨合程序原則：根據(jù)紡紗纖維品種、紗號(hào)和最終錠子轉(zhuǎn)速，在開(kāi)始約10次更換鋼絲圈時(shí)必須降速約85%。立達(dá)G32型細(xì)紗機(jī)具有設(shè)定的磨合程序。鋼絲圈號(hào)數(shù)選擇很重要(包括錠子不降速)，前3次更換鋼絲圈應(yīng)小1號(hào)～2號(hào)，后用正常號(hào)數(shù)紡3個(gè)紡紗周期，分別為正常壽命的25%，50%，75%，之后可以正常紡紗；如果紡化纖，可用更小的號(hào)數(shù)，以防止鋼領(lǐng)跑道過(guò)度負(fù)荷以及鋼絲圈過(guò)早磨損。

國(guó)內(nèi)企業(yè)磨合方法各異，鋼領(lǐng)磨合大體采用兩種方法，一是降速10%～15%，連續(xù)3 d～6 d更換，長(zhǎng)期效果好；二是不降速(根據(jù)品種定)，連續(xù)數(shù)日更換鋼絲圈，完成鋼領(lǐng)跑合。

4.6 鋼領(lǐng)鋼絲圈正確配套，滿(mǎn)足工藝質(zhì)量要求

4.6.1 鋼領(lǐng)鋼絲圈配套要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

由于紡紗車(chē)間原材料、環(huán)境、工藝、裝備設(shè)置等因素的影響，如高速紡紗通常根據(jù)鋼領(lǐng)型號(hào)和所紡品種選配鋼絲圈質(zhì)心低或圈型稍高、紗線(xiàn)通道寬的，適紡中細(xì)號(hào)紗。鋼領(lǐng)和鋼絲圈最佳組合需逐個(gè)品種進(jìn)行批量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：毛羽、棉結(jié)和斷頭率控制應(yīng)良好；鋼領(lǐng)、鋼絲圈壽命應(yīng)達(dá)到預(yù)期；根據(jù)氣圈狀態(tài)及大、中、小紗的斷頭分布情況調(diào)整鋼絲圈號(hào)數(shù)，即大紗斷頭高，鋼絲圈號(hào)數(shù)宜小，小紗斷頭高，鋼絲圈號(hào)數(shù)宜大；有變頻及慢速啟動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)需對(duì)鋼領(lǐng)、鋼絲圈相對(duì)平穩(wěn)度過(guò)走熟期進(jìn)行驗(yàn)證。

4.6.2 理清進(jìn)廠(chǎng)器材參數(shù)

要合理配套鋼領(lǐng)、鋼絲圈，并了解其材質(zhì)、處理方法、表面硬度、粗糙度、使用壽命等。同樣，器材制造廠(chǎng)家提供鋼絲圈時(shí)，需了解紗廠(chǎng)使用鋼領(lǐng)制造企業(yè)的相關(guān)信息。

4.6.3 最佳組合

最佳組合即要做到適當(dāng)?shù)膸缀涡螒B(tài)、紗號(hào)、速度配合，可參照4.3。在滿(mǎn)足鋼領(lǐng)內(nèi)跑道表面波峰波谷高度與均勻度前提下，保證鋼絲圈壽命周期內(nèi)始終運(yùn)行順暢，兩者滑動(dòng)面必須光潔平滑并定期清潔，盡量保證無(wú)磨損痕跡。

4.6.4 合理配套使用

鋼絲圈雖可適應(yīng)高速優(yōu)質(zhì)紡紗，但紡紗廠(chǎng)往往對(duì)鋼領(lǐng)配用較為隨意，例如金貓的新型BS型藍(lán)寶石與TP型黃晶鋼絲圈，紡紗廠(chǎng)配置的鋼領(lǐng)品種類(lèi)型數(shù)十種，配置最不理想的有3種情況：① 常見(jiàn)配中檔普通鋼材鋼領(lǐng)，表層經(jīng)C-N共滲或者滲硫，新鋼領(lǐng)經(jīng)拋光后的表面粗糙度Ra值可以達(dá)到0.1 μm，但上車(chē)半年以后的表面粗糙度降為約0.5 μm(布雷克以超過(guò)0.3 μm為報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn))，新圈型鋼絲圈可能提前磨損；② 配鍍鉻鋼領(lǐng)，因提高表面硬度而磨合時(shí)間長(zhǎng)，如使用不當(dāng)則較長(zhǎng)時(shí)間后鍍層不均勻，表面粗糙度變差，新鋼絲圈上車(chē)后磨損加快；③ 配國(guó)產(chǎn)軸承鋼鋼領(lǐng)，雖然硬度、精度明顯提高，但在濕度大的環(huán)境下易銹蝕，表面粗糙度差而影響紡紗性能。

4.6.5 新技術(shù)高品質(zhì)紡紗配套

賽絡(luò)紡紗、集聚紡紗及高品質(zhì)針織紗，對(duì)鋼領(lǐng)、鋼絲圈配套的穩(wěn)定性與可靠性要求更高，因?yàn)榭椢锝?jīng)過(guò)后道染色不能出現(xiàn)染色橫檔。當(dāng)鋼領(lǐng)、鋼絲圈質(zhì)量與配套不良時(shí)，將造成紗線(xiàn)毛羽差異過(guò)大，而毛羽較少的紗線(xiàn)經(jīng)過(guò)染色產(chǎn)生淺色橫斑。只有控制好細(xì)紗大小紗張力，減少鋼絲圈在高速運(yùn)行過(guò)程中的摩擦阻力、氣圈波動(dòng)，使毛羽控制在坯布允許的范圍，染色后布面顏色才會(huì)均勻。

4.7 判斷鋼領(lǐng)鋼絲圈衰退的方法

a) 毛羽檢驗(yàn)法——通過(guò)大小紗毛羽測(cè)試，對(duì)比各型號(hào)鋼領(lǐng)、鋼絲圈產(chǎn)生的毛羽數(shù)及差異，數(shù)值長(zhǎng)期變化小即好；

b) 目測(cè)手感法——磨損程度主要是通過(guò)接頭時(shí)拎頭手感、氣圈形態(tài)、瞬時(shí)斷頭、鋼絲圈磨損狀態(tài)推斷，要直接觀(guān)察鋼領(lǐng)磨損必須將車(chē)上的鋼領(lǐng)換下，進(jìn)行高倍金相組織觀(guān)察、手撿剔除等，有條件的企業(yè)可配備數(shù)字顯微硬度計(jì)；

c) 絲束熔斷法——氨綸包芯紗中的氨綸絲難過(guò)高溫關(guān)，如發(fā)現(xiàn)包覆紗中絲在未到預(yù)期階段已經(jīng)熔斷(約300 °C)，間接證明散熱與耐磨性差。

4.8 重視生產(chǎn)操作工的作用

生產(chǎn)中更換品種(粗號(hào)紗改細(xì)號(hào)紗)，更換配棉、鋼絲圈、鋼領(lǐng)，或者使用周期不當(dāng)，出現(xiàn)鋼絲圈和清潔器掛花，不僅增加紗疵與棉結(jié)的可能，還會(huì)增加毛羽數(shù)。如某廠(chǎng)紡CJ 14.6 tex紗時(shí)由于鋼絲圈和清潔器掛花，使3 mm以上毛羽分別增加235%、75%，因此，操作工要加強(qiáng)牽伸區(qū)清潔工作，反饋鋼絲圈掛花情況及氣圈張力情況。

5 結(jié)語(yǔ)

5.1 不同紡紗品種、技術(shù)、條件應(yīng)針對(duì)性?xún)?yōu)選鋼領(lǐng)、鋼絲圈，做好使用和管理工作，才能保證成紗質(zhì)量。

5.2 未來(lái)鋼領(lǐng)、鋼絲圈配套發(fā)展方向是適應(yīng)性強(qiáng)、高速、紡紗穩(wěn)定、質(zhì)量?jī)?yōu)異、壽命長(zhǎng)和傻瓜化。

5.3 趕超國(guó)外先進(jìn)技術(shù)時(shí)應(yīng)配套設(shè)計(jì)鋼領(lǐng)、鋼絲圈，把高科技融入器材產(chǎn)品，為紡紗廠(chǎng)提供適應(yīng)性廣、高效穩(wěn)定、長(zhǎng)壽簡(jiǎn)單的器材，滿(mǎn)足細(xì)紗機(jī)高速、優(yōu)質(zhì)、大卷裝的現(xiàn)代化生產(chǎn)要求。

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A Preliminary Study on the Technology of Wise Use of Rings and Travelers

MIAO Dingshu

(Suzhou Textile Engineering Society, Suzhou 215004,China)

Considering the fact that varieties of yarn structures and fibers lead to great changes of spinning technology with high requirement of manufacturing rings and travelers,analysis of the ring and traveler’s research significance,the development trend,the difference between the domestic and foreign technology and using of rings and travelers proves that good use of rings and travelers comprehensively and systematically mainly lies in the proper configurations for varieties of products,spinning technologies,counts,spinning conditions and optimization of specifications,proper running-in,and wise configuration ensure good use of rings and travelers.It is pointed out that future development of rings and traveles will be orientated with good adaptability,high speed,conformity of spinning process,excellent quality,long service life and mobilization.Good configuration meets the requirements of modern production with high speed,high quality and large package.

ring;traveler;high speed;heat treatment;surface treatment;configuration;wear;running-in cyc;failuer

2016-04-28

繆定蜀(1948—)，男，南京人，高級(jí)工程師，主要從事紡紗工藝、設(shè)備、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等方面的研究。

時(shí)間：2016-10-08 21:28

TS103.82+2； TS103.81+3

A

1001-9634(2017)01-0056-06

http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1131.TS.

20161008.2128.086.html