趙仁兵 冉美玲 王可平 解建軍 張同華

（1.重慶金貓紡織器材有限公司，重慶，401336；2.西南大學(xué)，重慶，400715）

我國(guó)是一個(gè)紡織大國(guó)，全國(guó)共有紗錠1.3億錠左右。隨著紡織行業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，紡紗裝備的自動(dòng)化、智能化、高速化、無(wú)人化，新型紡紗技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)步伐快速化，纖維品種及功能多樣化，減少用工、降低生產(chǎn)成本等現(xiàn)象日益突出。集體落紗的發(fā)展是近幾年環(huán)錠紡細(xì)紗自動(dòng)化、智能化、減少用工的一個(gè)典范，但目前采用集體落紗的細(xì)紗機(jī)只有1 000萬(wàn)錠左右，90%以上細(xì)紗機(jī)仍采用人工落紗，人工成本高[1]。評(píng)價(jià)集體落紗質(zhì)量的因素很多，留頭率就是其中之一。

近幾年，老式細(xì)紗機(jī)改為集體落紗[2]，由于沒(méi)有升降功能及夾紗器等，落紗后留頭率較低，造成成本增加。為了提高集體落紗留頭率，大多數(shù)紡織企業(yè)的焦點(diǎn)都集中在設(shè)備的自動(dòng)化、智能化改造[3-4]，錠子的提升[5-6]、日常維護(hù)、強(qiáng)化管理、優(yōu)化工藝等方面也取得了很多效果。但是較少?gòu)匿摻z圈、鋼領(lǐng)的使用上去考慮對(duì)留頭率的影響。因此，本文以鋼絲圈鋼領(lǐng)的受力為出發(fā)點(diǎn)，探討鋼絲圈鋼領(lǐng)的選配對(duì)集體落紗留頭率的影響。

1 鋼絲圈鋼領(lǐng)受力分析

提高留頭率的關(guān)鍵是保證落紗停車(chē)前及落紗開(kāi)車(chē)后，短時(shí)間內(nèi)紗線(xiàn)的繃緊狀態(tài)，防止紗線(xiàn)從鋼絲圈中脫出或斷頭。在紡紗過(guò)程中，鋼絲圈鋼領(lǐng)的受力如圖1所示。其中，Tw為卷繞張力，Tt為氣圈底部紗線(xiàn)張力，N為鋼領(lǐng)的支承力。在集體落紗停車(chē)時(shí)，Tw、Tt、N趨于零，鋼領(lǐng)板停止運(yùn)動(dòng)后，主軸滯后停止運(yùn)轉(zhuǎn)，由于紗線(xiàn)本身存在一定的捻度及自身重力，且鋼領(lǐng)對(duì)鋼絲圈的支承力很小或?yàn)榱悖瑑烧吲艿缼缀鯚o(wú)接觸，這樣就會(huì)造成紗線(xiàn)存在松弛現(xiàn)象，導(dǎo)致紗線(xiàn)從鋼絲圈中脫出，從而造成留頭率過(guò)低。停車(chē)后紗線(xiàn)滑出鋼絲圈的狀態(tài)如圖2所示。

圖1 鋼絲圈鋼領(lǐng)受力示意圖

圖2 停車(chē)后紗線(xiàn)滑出鋼絲圈

在紡紗過(guò)程中，鋼絲圈的外傾角、前傾角、超前角不斷變化[7-8]。如果鋼絲圈鋼領(lǐng)接觸面不匹配，選配不當(dāng)，鋼絲圈可能楔住，如圖3所示。如外傾角過(guò)大，鋼絲圈外腳容易碰鋼領(lǐng)外壁；外傾角過(guò)小，鋼絲圈內(nèi)腳碰鋼領(lǐng)內(nèi)壁，增加紗線(xiàn)斷頭幾率。如前傾角過(guò)大，就會(huì)減小紗線(xiàn)通道，造成紗線(xiàn)斷頭，同樣影響留頭率。

圖3 鋼絲圈在鋼領(lǐng)上的傾角

鋼絲圈鋼領(lǐng)表面不光滑或者不耐磨損，如圖4和圖5所示。在紡紗的過(guò)程中，其摩擦力增加，導(dǎo)致Tw、Tt增加，造成紗線(xiàn)斷頭。同時(shí)，磨損的表面可能割斷紗線(xiàn)，也會(huì)造成紗線(xiàn)斷頭。另外鋼絲圈磨損后，強(qiáng)度發(fā)生一定的下降，鋼絲圈開(kāi)口有變大的趨勢(shì)，同樣會(huì)造成紗線(xiàn)從鋼絲圈中滑出，造成留頭率的降低。

圖4 鋼絲圈表面粗糙

圖5 鋼絲圈表面磨損

2 鋼絲圈鋼領(lǐng)的選配對(duì)留頭率的影響

2.1 鋼絲圈開(kāi)口

由以上分析可知，如果鋼絲圈開(kāi)口過(guò)大，除容易飛圈外，紗線(xiàn)容易從鋼絲圈中滑出，造成斷頭，降低留頭率。如果鋼絲圈開(kāi)口過(guò)小，鋼絲圈腳容易接觸鋼領(lǐng)的內(nèi)外壁，鋼絲圈容易被楔住，造成楔住斷頭，同樣影響留頭率。

2.2 鋼絲圈重心及寬度

鋼絲圈重心太高，寬度過(guò)小，鋼絲圈受到的力矩增加，鋼絲圈容易楔住。重心太低，鋼絲圈紗線(xiàn)通道狹小，除容易惡化毛羽等指標(biāo)外，由于紗線(xiàn)很容易與鋼絲圈鋼領(lǐng)摩擦，致使鋼絲圈散熱慢及紗線(xiàn)斷頭，影響留頭率。

2.3 鋼領(lǐng)

傳統(tǒng)鋼領(lǐng)對(duì)落紗留頭率影響較小，表面上看甚至沒(méi)有影響，除非鋼領(lǐng)表面被磨損，從而影響鋼絲圈的運(yùn)行，造成紗線(xiàn)張力變化，增加紗線(xiàn)斷頭，如圖6所示。但是，如果鋼領(lǐng)的內(nèi)深較淺，鋼絲圈運(yùn)行過(guò)程中的外傾角過(guò)小，其內(nèi)角容易接觸鋼領(lǐng)內(nèi)壁，增加運(yùn)行阻力或楔住，從而增加紗線(xiàn)斷頭，降低留頭率。通過(guò)分析紗線(xiàn)落紗時(shí)，紗線(xiàn)從鋼絲圈開(kāi)口中滑出的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，如果改變鋼領(lǐng)的局部結(jié)構(gòu)，在集體落紗后，能主動(dòng)阻止紗線(xiàn)從鋼絲圈開(kāi)口中滑出，那么紗線(xiàn)留頭率將會(huì)大大提升。因此我們生產(chǎn)了集體落紗專(zhuān)用鋼領(lǐng)，通過(guò)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，有效地防止紗線(xiàn)從鋼絲圈中滑出，從而提升了留頭率。

圖6 鋼領(lǐng)表面磨損

2.4 制造精度

制造精度主要體現(xiàn)在鋼絲圈鋼領(lǐng)的一致性上。目前集體落紗很多都是長(zhǎng)車(chē)，如果鋼絲圈鋼領(lǐng)的加工精度不高，批量一次性較差，即鋼絲圈開(kāi)口尺寸、片材寬度、圈形、鋼領(lǐng)跑道形狀等相差較大，就會(huì)造成少數(shù)錠子中紗線(xiàn)張力波動(dòng)，增加紗線(xiàn)斷頭，停車(chē)時(shí)紗線(xiàn)滑出，降低落紗后的留頭率。

2.5 鋼絲圈鋼領(lǐng)耐磨性

如果鋼絲圈鋼領(lǐng)耐磨性較差，磨損的表面容易割斷紗線(xiàn)，造成斷頭，尤其在落紗后重啟時(shí)，由于鋼絲圈表面被磨損造成較多的斷頭，影響留頭率。另外，鋼絲圈內(nèi)腳及紗線(xiàn)通道被磨損，整個(gè)鋼絲圈的強(qiáng)度受到一定影響，造成鋼絲圈開(kāi)口有變大的趨勢(shì)，致使紗線(xiàn)從鋼絲圈中滑出，降低了留頭率。

3 鋼絲圈鋼領(lǐng)選配的注意事項(xiàng)

對(duì)于集體落紗，鋼絲圈鋼領(lǐng)的選配與一般紡紗選配基本相同，主要有以下注意點(diǎn)。

一是在保證紡紗質(zhì)量及鋼絲圈不被楔住的情況下，鋼絲圈開(kāi)口尺寸盡量較小，鋼絲圈寬度不宜過(guò)大；二是在保證紗線(xiàn)通道通暢的情況下，鋼絲圈重心不宜過(guò)高，這樣有助于鋼絲圈的平穩(wěn)運(yùn)行；三是選用特殊結(jié)構(gòu)的集體落紗專(zhuān)用鋼領(lǐng)；四是選用制造精度高、一致性好的鋼絲圈鋼領(lǐng)，它可以很大程度提升鋼絲圈在鋼領(lǐng)上運(yùn)行的平穩(wěn)性，穩(wěn)定紡紗張力，減少紗線(xiàn)斷頭，一定程度上提高落紗留頭率；五是選用耐磨性較好的鋼絲圈鋼領(lǐng)，如C系進(jìn)口合金材料，d系高耐磨合金材料等。

4 鋼絲圈鋼領(lǐng)合理選配使用效果

山東某紡織企業(yè)為差異化紡紗，試驗(yàn)所紡品種為莫代爾14.8 tex，合理選配前選用BSJM1EL gc 6/0#型鋼絲圈、DPG1-4254型鋼領(lǐng)，錠速16 500 r/min，留頭率94%～96%，留頭率指標(biāo)不能達(dá)到內(nèi)控要求。為提高集體落紗留頭率，選用TPJM1EL gc 6/0#型鋼絲圈、JDPG1-4254CHg T型鋼領(lǐng)，錠速17 000 r/min，留頭率提高到98.5%～99%，斷頭率減少了30%～50%。

5 結(jié)語(yǔ)

集體落紗是細(xì)紗機(jī)發(fā)展的必然趨勢(shì)，留頭率的高低是體現(xiàn)集體落紗質(zhì)量好壞的指標(biāo)之一。鋼絲圈鋼領(lǐng)選配對(duì)其有著重要的影響，尤其是集體落紗專(zhuān)用鋼領(lǐng)，它對(duì)老式長(zhǎng)車(chē)改為集落或新式長(zhǎng)車(chē)（帶升降功能及夾紗器）提高留頭率都有很大的作用?？傊?，提高集體落紗留頭率，鋼絲圈鋼領(lǐng)選配應(yīng)遵循：鋼絲圈開(kāi)口不宜過(guò)大，片材不宜過(guò)寬，重心不宜過(guò)高；鋼領(lǐng)選用集體落紗專(zhuān)用鋼領(lǐng)；鋼絲圈鋼領(lǐng)選用高精密高耐磨，可確保留頭率提升到98.5%～99%。