用好新型粗纱机的技术探讨.doc

用好新型粗纱机的技术探讨在ITMA99巴黎国际纺织机械博览会上首次展出德国Suessen公司研制的超大牵伸细纱机，其顶尖的制造技术和成纱质量对传统纺纱技术提出了新的挑战即现阶段还要不要继续研制新型粗纱机?企业有没有必要进一步使用好新型粗纱机? 众所周知，我国棉纺粗纱机的技术进步在过去几十年中相对传统纺纱的其它设备显得较为滞后。这其中有多道粗纱机改单程粗纱机，并受细纱机技术进步牵制的因素，也有受到上世纪五六十年代超大牵伸细纱机研制开发争论的干扰影响。我国棉纺工程技术人员早就提出过粗纱工序作为并条工序与细纱工序中间的过渡环节，认为并条再通过牵伸、加捻、卷绕等方式增加了新的不匀，当时乐观地认为只要细纱机搞成超大牵伸，粗纱工序在不太长的时间内取消。当前，我们面临着，一方面代表国际最新技术的粗纱机大量投放市场；另方面超大牵伸细纱机不仅国际上早已开发成功并投放市场，而且在国内有的厂家已捷足先登，在2003年全国传统纺环锭细纱机技术进步专题研讨会上宣称已研制出四皮圈牵伸的超大牵伸细纱机。技术进步是永无止境的，但任何事情要结合我国实情。我国目前环锭纺纱锭高达6000多万枚，占世界总量的三分之一以上，大部分设备不够先进，即使超大牵伸细纱机新技术的开发应用到推广也要经历相当长的过程，决非一朝一夕。况且，超大牵伸细纱机价格较高、占地面积大、管理维护要求高等条件局限于高档次的产品。既然远水救不了近火，就需把主要精力放在新一代研制开发的粗纱机上，这也是本人撰写此文的本意。下面就现代粗纱机的前后配置，如何开好，用好现有新一代粗纱机谈一些个人看法。1我国粗纱机使用现状 我国A字头竖锭式粗纱机例如A453、A456、A4154系列曾经历了三十多年的发展仍无技术上的突破。由于上述粗纱机结构上的缺陷，关车时牵伸，卷绕机构不同步产生的细节影响了成纱单强不匀率、重量不匀率和细纱断头率，而关车细节始终是粗纱机的症结。随着无梭织机对成纱质量及布面实物质量的要求，也随着品种档次和单产的提高，认识到粗纱质量的重要性，也证实了成纱质量及细纱断头率的80均由粗纱质量引起。为此，进入九十年代后，伴随着无梭织机大量引进，新型吊锭式粗纱机如日本丰田FLl6、西德Zinser660等粗纱机相继引进，我国也先后研制开发出新一代粗纱机，如FA413、FA422、TJFA458、FA31、ASFA411、EJ521等型号粗纱机已大量使用。 近几年还开发出取消铁砲、锥轮三自动、防细节、张力微调及成形等机构，采用计算机按输入的数学模型程序控制主电机与卷绕电机的变频器，使各电机按要求速度运行。如FA481、FA491、FA431等机型已投放市场。上述粗纱机的研制具有现代粗纺工程的特征，即实现高速度、高张力、大捻度、重定量、大牵伸。在质量上具有尽可能小的粗纱伸张率，达到Uster97公报5水平的粗纱条干Cv值，并满足细纱机牵伸要求，良好结构，趋于完美的高质量粗纱卷装。 在实际生产使用中，由于以悬锭粗纱机(铁孢居大多数)为主的各机械厂在设计上均重视粗纱张力引起的伸长及开关车出现的细节等影响后道质量的难点，大多厂家配以变频调速传动，有较好的慢速启动性能，使前罗拉纺出速度与卷绕速度同步下降，有利细节减少。有的厂在纺纱段设置张力检测器，使张力变化信号经计算机比较后的信号控制变频调速的主电机与伺服电机按要求运行，伺服电机通过减速器拖动锥轮皮带，实时移动要求的距离，使张力变化在大、中、小纱趋于一致。高效假捻器的使用使前后排锭间差异更为理想，纺纱张力更为稳定，在锭速1000转/分条件下台时断头在05根以内，基本上能实现高速、高产、高效率。对温湿度、原料适应性也明显好于传统竖锭式粗纱机。 有些厂家在选用悬锭式粗纱机时，以精梳纱产品定位时，为保证成纱质量的稳定性，选用一些关键的进口器材，如SKF1500L)型四罗拉双胶圈牵伸机构、317、315不处理软胶辊、德国西门子公司电子元件及控制开关，使粗纱条干能稳定在Uster公报510水平。 牵伸系统选用D型牵伸成为主流。其优点在于，除了克服原三罗拉双短胶圈主牵伸区既集中又牵伸而影响纱条牵伸的缺陷，还由于采用D型牵伸加捻的粗纱可达到前罗拉中心点，粗纱捻度传递均匀，有利于改善粗纱光洁度。 悬锭式粗纱机在生产实践中，由于机械整体制造精度、关键器材、工艺配置与国外同类机型尚存在一定的差距，反映在安装调试后投产的粗纱机磨合期较长，少则三个月，多则半年。该期间配件损坏率较高，粗纱断头率高，稳定性不够理想。从部分棉纺厂反映的情况看，对某些厂家粗纱机反映问题较多，主要归纳如下： 1)主传动轴与机头传动轴原用园筒式联轴器易磨损，更换不便。 2)万向节头处有异响，特别是在换向时更明显。有的万向轴上因卡簧槽浅造成卡簧脱出，使筒管传动轴不转造成坏车。 3)下清洁器梳刀梳集的废棉由真空吸入管内，但因总风力不足，加之风机位置设计在机尾，造成靠机头一端下绒花常堵塞在管内吸不走，影响清洁效果。 4)反映粗纱机卷装尺寸做不大，实际定长只能在2500米至3000米，再高则出现断头较高现象，未能发挥新型粗纱机高效率高产量的效果。但有的厂通过器材、工艺优选粗纱定长可达到4000米以上，有的甚至达到5000米。 从进口同类型粗纱机看设备安装调试磨合期一般十天左右，甚至更短。希望纺机制造厂能在制造材质、精度、可靠性、稳定性上狠下功夫，缩小与国外的差距。 当然，除了上述粗纱机本身的问题外，从考虑粗纱质量与细纱的单产、效率、质量等指标的相关性，则必须兼顾可能影响粗纱质量的前道工序的设备、工艺及因粗纱质量、工艺参数等影响后道工序即细纱机的成纱质量及工艺参数调正。也即要纺出高质量一流水平的纱线要从总体上考虑， 本文从以下几方面予以讨论。2新型粗纱机对前道工序的要求 鉴于现代粗纱机高速、高张力、大卷装等特点，在设计时采用的器材、工艺、质量要求等必须满足上述要求。由于在高速、高张力条件下实现大卷装粗纱则必须做到二点：首先在质量上做到前罗拉输出的粗纱条内在结构要良好(即须条伸直度、平行度、棉结、短绒、紧密度均要好)；条干均匀度要好(粗纱条干cv值35)；重量不匀率要低(粗纱重不匀率09)；强力差异要小，基本无纱疵夹人。其次，对卷绕部分有更高更可靠要求。不仅能适应重定量卷绕的同时，要求过纱通道有更小的阻力，且要求成形为大卷装时不冒纱，不塌肩，飞花不易附人。要做到以上指标，前道工序重点注意以下方面：21要有先进设备组成的前道工艺流程 粗纱机本身设备状况可靠性是最起码要求。此外，前道原料优选，设备选型，工艺、操作、空调的调正均满足粗纱机高速、高产、高效率配套要求。现代粗纱机对前道工序的设备配置上一般均采用全流程清梳联、中、高档精梳机、有导向皮辊、压力棒曲线牵伸的高速并条机。22并条机配有在线检测装置 生产实践告诉我们，并条机生产的不正常(例停车频繁、清洁不良等)必然影响到粗纱机生活不好做。对末道并条机讲，除了满足粗纱规定的定台定量供应外，必须强调二点：一是并条机牵伸系统上下罗拉要有良好的清洁系统，防止飞花或纱疵附入条子造成粗纱断头。二是应配备性能优良稳定的自调匀整系统，实行在线检测贝(例立达公司RSBD30C并条机)使末道并条机为粗纱机提供重不匀率低(号数稳定)，条干均匀度好、内在结构好的熟条。值得一提的是有的厂家忽视并条机的选用，仍用普通型并条机配置，从而使新型粗纱机生产效率低，卷装定长无法突破，与传统粗纱机几无优势可言，应当引起注意。23喂入粗纱机熟条定量可适当偏重 过去棉纺厂为提高各道制品的质量最常用的办法是轻定量、慢车速。作为并条工序讲，不仅要增加机台配置，降低劳动生产率，而且定量过轻，伸直度好的熟条经粗纱导条罗拉时将增加意外伸长。适当增加熟条定量还可在质量上进一步降低条子外不匀、改善条干，同时在工艺上更为适应新型粗纱机大牵伸倍数的实施。只有发挥和利用大牵伸倍数才能有利提高快速纤维与慢速纤维的比值，使通过加大牵伸提高快速纤维伸直平行度，利用较多数量纤维之间形成较强的磨擦力场，达到粗纱牵伸区纤维变速点的稳定，从而有利于粗纱质量进一步提高。末并条子定量可掌握在20克5米22克5米。3新型粗纱机与细纱工序的匹配 新型粗纱机提供给细纱机的粗纱制品与传统粗纱机不同之处是：卷装大；定量重；大捻度；紧卷绕。细纱工序对粗纱制品能否适应?有哪些相应要求，下面分别予以讨论。31巷装大对细纱工序的要求 卷装大首先在细纱上托锭改吊锭，其次，卷装大、份量重、高度高，瘦小的工人难以胜任。此外，使用吊锭退绕对成纱质量有多大影响，采取那些相应措施来改进。311吊锭的选用 大卷装粗纱目前广泛采用单层六列吊锭粗纱架，由于本身重量较过去增加一倍以上，除非采用积极式退绕，否则因牵拉都可能有一定伸长。特别是粗纱退绕仅靠上端悬挂的支点退绕，其回转时退绕张力为经向张力和轴向张力的合力。同时，在退绕至小纱时张力影响更大，因为小纱时除经向力的作用，还有使粗纱管在垂直平面发生摆动的力矩，尤其当吊锭因本身使用回转不灵时就出现小粗纱有较大幅度的前后摆动。在吊锭的选用上，不少使用厂家并未引起足够的重视，对吊锭的生产厂家、型号、本身质量选择不够了解。有的厂同时使用几种规格、几个厂家的吊锭；有些厂将用于传统粗纱改吊锭的DDl型用于大卷装的粗纱退绕上，使退绕出现明显的附加不匀，且吊锭损坏严重。为此，要求吊锭的选用要高质量有品牌的吊锭，并最好进口聚甲醛及聚酰材料。对吊锭质量要做到：回转部件例如上、下圈、保持架、钢球等零部件尺寸稳定、精度高、光洁度好。通过精细装配后回转灵活，间隙小，飞花不易附人。此外，支片开档要尺寸稳定，做到支片座外径与吊锭壳配合间隙尽量小，且支片锁紧可靠，无间隙晃动。 吊锭规格选择上，按国内企业及部分进口粗纱机卷绕要求看，FA系列，锭距194mm，卷绕135406ram；锭距220mm，卷绕152406mm，重量约22kg-25kg。FA421、TJFA458所用粗纱筒管规格：上口尺寸223mm，筒管长445mm，青泽660所用粗纱筒管上口尺寸252mm，筒管长450mm，推荐选用DD2-2200或DD6型。312细纱导纱杆的质量和位置 导纱杆的质量主要指表面耐磨性和光洁度。一般导纱杆要经表面镀铬处理并精细打磨后有较高光洁度。有的厂改造吊锭时仍用使用年久，表面生锈起斑的导纱杆，造成粗纱条不仅挂花起毛，且增加附加牵引力。即使在引进设备中例青泽319SL型细纱机，粗纱牵引退绕经由工程塑料制成的导纱挂钩，光洁度不如镀铬导纱钩，退绕效果不理想。 导纱杆位置高低如何确定?从部分厂家看定在吊锭粗纱筒管下端l3或12，机械厂也对此无统一规定。但问题的关键是放在那个位置退绕张力最小，成纱细节最少。从捻线机得到启示，轴向退绕张力明显小于径向退绕张力，当导纱杆位于粗纱管13或12位置时以径向退绕为主，退绕张力较大。而当导纱杆位置过低时，以轴向退绕为主易将纱条迤毛，甚至不能正常回转。退绕张力要兼顾大小纱，上下位置的退绕。退绕张力始终在径向轴向张力合力的适当夹角范围内。经试验证实，导纱杆位置放在粗纱筒管下端平齐或略低的位置，退绕张力较小。见下表。 注：0处指导纱杆位置与粗纱筒管下端平齐 至于导纱杆前后位置，要根据卷装尺寸定，不宜过分靠近粗纱，例135mm粗纱的导纱杆位置 距吊锭粗纱管中的位置取130mm左右，否则易引起粗纱条变形或断裂。32粗纱重定量、大捻度对细纱工序的工艺要求 粗纱定量重、捻度大对细纱牵伸能力和成纱质量有根本性的影响，与传统细纱机轻定量适中捻度相比有更高的要求。首先，粗纱加重定量，在纺制同等号数的细纱条件下，则要求细纱机有更高的牵伸倍数。同时，纤维量的增加则要求更大握持纤维的力，摇架加压有足够大的压力，并更可靠、更稳定。其次，捻度增加，在工艺上出现二种可能。一是粗纱捻回产生的摩擦力界在其横截面轴心处最强，离轴心愈远愈弱，由于纤维牵伸中的相对速度造成内外层位移，使纤维变速点不稳定，影响了对纤维运动的控制，这是需要在工艺设置上要引起注意的。另方面，却可以利用粗纱捻回的存在，加强和延伸后钳口摩擦力界，使纤维变速点尽量前移，加强对纤维运动控制。最能体现此工艺机理的是INAv型牵伸形式，它利用后罗拉重心提高到主牵伸区平面，且适当前移，后上罗拉沿后下罗拉后移一定角度，使喂入粗纱条贴附在后罗拉包围弧上，并受引导力作用不易翻滚和捻度传递，进而增强和扩展后钳口处摩擦力界，特别是进人中罗拉钳口纱条能在剩余捻回和引导力共同作用下以较紧密状态进入前区，使控制纤维能力大大加强，做到在相同成纱质量水平前提下可加大粗纱定量和捻度，具有较其他牵伸形式有更强的牵伸力和适应性。粗纱定量可从42克10米提高至60克10米，捻系数从105提高至120，纺纱号数由145tex至58tex。但纺高细号纱时，后区牵伸不宜过大，最好小于135倍，否则造成后区粗纱解捻过多，进入前区须条剩余捻回减少，不利于保持前区粗纱条良好园整度，削弱对浮游短纤的控制。 近些年，随着无梭织机高档面料对原纱质量要求的不断提高，由经验证明，原纱质量全面达到Uster公报25以上水平时，以布面显现粗节疵点和细节疵点区分的针织纱工艺和机织纱工艺界限就不再明显。不过，实际生产过程中多数厂家大捻度粗纱在细纱工艺上均配以较大后区隔距，较小后区牵伸，即遵循所谓针织工艺。 R2P牵伸机构在设计时就以采用气动加压摇架为主的重加压、强控制的针织工艺配置，较小后区牵伸使后区基本不产生位移牵伸，总牵伸由前区为主承担。因此，粗纱捻系数可在115左右，根据粗纱定量具体调节。 最后两种牵伸型式即HP板簧加压牵伸和SKF弹簧加压牵伸。从摇架加压压力看，前中后档压力较气动摇架为小(例HP-320 120160100140N，R2P 180140180N)承担的牵伸力小些。因此，在配置牵伸工艺时为缓解加压矛盾，通常细纱后区隔距较前二种牵伸型式为大，粗纱捻系数也不宜过大，掌握在110左右。 此外，配合大卷装、大捻度粗纱在细纱牵伸系统还采用一些对握持与控制纤维运动较可靠及稳定的最新器材。如铝衬超低硬度不处理皮辊；强度好、弹性好、通用性好的三位一体新型胶圈；中罗拉为高硬胶辊代替中铁辊；可自动张紧上圈、不易变形，回转稳定，滑溜率小的碳纤尼龙上肖等这些新材料、新器材的使用使产品档次更上一个新台阶。4开好、用好(新型)粗纱机 综上所述，鉴于新型粗纱机的特征必须达到既要高速、高效率，又要高产、高质量。为此，对喂入熟条质量指标要满足重不匀率尽量小，长片段不匀率尽量低才能使粗纱须条定量差异更小，且粗纱机整台纺纱张力波动小，减少了因喂入不良熟条造成的断头，最终满足粗纱大张力、大卷装、高捻度、紧卷绕的要求。具体讲要注意以下几点。41设备方面411粗纱机不管有无锥轮型式，都建议推广CcD粗纱张力检测装置，做到在线跟踪检测自控，以有效地自动控制粗纱张力。412有锥轮的粗纱机建议推广变频调速装置，对主电机进行软起动、点动和调速控制，可明显改善关车细节。同时，工艺调正便捷。413四罗拉粗纱机较三罗拉粗纱机对车间温湿度有更高的要求，要重视该工序温湿度调节，否则可能因两列快速罗拉增加纱疵积聚可能。414粗纱主要传动件要做到噪声小、可靠、适应高速运行，维修方便。如园筒式联轴器改为夹壳式联轴器，更换便捷。万向节改为十字轴使噪声更小、更可靠。415新型粗纱机极为重视随机清洁滤尘系统。要及时高效清除掉因高速产生的短绒、尘杂。对机身长，风机设置机尾端要保证足够大的风量，建议采用变截面风管。有条件增设上吹下吸的机上巡回清洁系统，使纱疵减至最低。42器材方面421要配备高质量悬锭锭翼，以解决卷绕阻力和飞花附人问题。国产锭翼要防止加工粗糙，表面未作防静电、消化处理。据了解，有些厂家生产的硅铝合金锭翼强度不够，损坏较多，使用寿命短。422粗纱皮辊通常选用中硬度例71一113双层胶辊。建议试用wRC-975表面不处理双层胶辊，该皮辊能适应江南黄梅、高温高湿季节，不易绕花、返花。423高效假捻器是新型粗纱优质、高产、大卷装简单易行、投资少的技术措施。假捻器质量优劣主要是增捻效果、使用稳定性及寿命。 增捻效果与所用材料、几何形状变化、表面凸起情况有关。塑料假捻器已淘汰。尼龙和橡胶增捻相近。橡胶类分天然和合成两种，手感柔软、弹性好，增捻效果略高于尼龙。外形看主要有梯形、园角形，增捻措施是通过增大假捻器上口径和高度达到加大加捻器边缘相对锭翼的滑移速度或加大纱条与假捻器接触摩擦面积。使用上也有将粗纱外排内孔比内排大些，使外排纱条与锭翼相对滑移速度大些，增加摩擦效能来减少内外排伸长差异。为增加动摩擦因数假捻器表面刻有一定数量(10条左右)倒三角形凸条。 使用寿命上尼龙假捻器最长，例青泽660粗纱机配置尼龙假捻器使用时间近十年，且纱条张力稳定，无跳动。橡胶类寿命为35年，且注意使用中不可用汽油类揩擦，防止过早老化。 由于新型粗纱机锭速较高，对假捻器园整度，差异度要求较高。在使用橡胶类假捻器时，有的厂反映园整度差，只与只有差异，造成假捻器摇头。因此，选择假捻器要慎重。 43工艺方面 431新型粗纱工艺采用重加压(15152020dan)较小后区牵伸倍数(108126)，罗拉隔距为(四罗拉D型牵伸)122340mm,以纯棉精梳146tex为例：前区隔距：712mm；中区隔距：2123mm；后区隔距：3540mm我厂对中区隔距放大2mm，细纱条干cv值反而有明显提高。 432为保证细纱吊锭退绕尽可能小的意外伸长，及粗纱机高速运行断头少，粗纱捻系数要高于传统粗纱510，同时配紧卷绕工艺。433粗纱胶圈钳口隔距不宜过小，使胶圈能灵活回转，以免造成条干不匀的粗纱。434总牵伸倍数掌握在8倍至85倍左右(传统粗纱机为7倍左右，尽量偏小；粗纱定量较传统定量高2530，即所谓重定量。5结语 针对新型粗纱机具有高速度、大张力、高捻度、大卷装的特征，必须从纺纱总体上统盘考虑配置。既要确保粗纱机本身装备精良，可靠，工艺先进，也要考虑前道工序工艺流程先进性，特别是要提供末道并条结构良好和高质量水平的熟条。此外，应兼顾细纱吊锭小张力退绕及细纱牵伸工艺合理性、适应性。从而达到纺纱生产的高质量、高效率、高水平。