提高细纱机车速的技术措施

倪俊龙/安徽华茂集团有限公司

 

适当提高细纱机的运转速度，可以有效提高细纱工序的台时单产，提升企业的经济效益，但前提是要保证设备良好的运转状态。提高细纱车速，应综合考虑以下几个方面的条件：

（1）应根据生产品种的不同，合理设置细纱机运行速度。

（2）千锭时断头根数应控制在合理的范围内，最好可以控制在5根以下，以保证值车工的看台能力。

（3）成纱质量应能够满足客户的要求，不能出现因提速而导致的产品质量明显恶化现象，如规律性条干（机械波）、毛羽大幅升高等问题。

1 影响细纱提速的根本因素

影响细纱机提速的根本因素，是提高车速后往往会造成千锭时断头根数明显升高，造成挡车工的劳动强度增大、风箱花和绒辊花增多，设备运行状态变差、生产效率降低，进而导致提速不增产、增产不增效等问题。因此，要想顺利提高细纱车速，必须解决好提速后断头增多的问题。

我们知道，细纱断头的根本原因是在生产过程中纱线的瞬时最低强力小于纱线受到的瞬时最大张力。细纱机提速后，一方面由于纤维在牵伸区内的运行速度加快，变速稳定性受到影响，容易造成粗细节、毛羽增多，从而影响纱线的瞬时强力，另一方面，由于牵伸、卷捻系统运行速度的增加，纱线上的瞬时张力波动幅度增加，因此在准备工作不充分的情况下盲目提速，往往就会造成断头率大幅升高的问题。

因此，要想在保证设备良好运转状态、不影响产品质量和断头率的前提下提高细纱车速，必须采取相应的技术措施，提升纱线的瞬时强力、减小纱线瞬时张力的波动幅度。

2 细纱提速的主要措施

2.1 优选专件器材，提高纱线强力

优选用专件器材，是实现环锭细纱机优质高产的关键。

2.1.1 牵伸专件器材

2.1.1.1 吊锭

对吊锭的要求是，无论大纱、中纱还是小纱，在粗纱退绕时，其阻尼需保持一致。过大，则吊锭回转迟钝，易造成拖断头；过小，则吊锭回转过于灵活，易造成粗纱自重滑落（俗称＂下面条＂）。目前市场上吊锭型号很多，关键在于合理选用与维护，一般DD2型吊锭用于中粗号纱，避免“下面条”问题；DD5型和DD6型吊锭更适合于中细号纱，可减少粗纱断裂问题。

2.1.1.2 罗拉

随着锭速的上升，对罗拉的要求也越来越高，各种波幅的机械波易出现，但机械波是综合反映，既与罗拉本身有关，也与罗拉的安装和维护保养有关。就罗拉本身质量来说，目前国产罗拉的质量完全能够满足细纱高速的要求。

2.1.1.3 胶辊胶圈

随着纺纱速度的提高，对胶辊、胶圈的适应性和耐磨性要求更高，在胶辊硬度的选择和涂料的处理上，既要满足成纱质量又要兼顾纺纱生产的要求，防止粘、缠、绕现象带来的断头和生活难做等问题。

2.1.2 卷捻专件器材

2.1.2.1 锭子

锭子是卷绕系统的核心部件，也是实现高速纺纱的关键器材。高速纺纱对锭子的基本要求有：

（1）运转平稳可靠，噪声低。一般在25kr/min时空锭振程不大于0.03mm，噪声不大于70dB。

（2）油耗少、易维护。以Novibra、TexParts为例，运行1年换油1次，相当于普通锭子补油23次。

（3）节能、低耗。锭盘直径由20.5mm缩小到19mm（18.5mm），甚至17mm，达到既提高锭速，又不增加主机能耗的目的。

高速锭子主要结构特点：

（1）釆用小直径上轴承和小直径锭盘，上轴承直径由7.8mm减小到6.8mm，甚至更小（5.8mm）。

（2）下轴承采用复合轴承，径向动压轴承与轴向平面止推轴承分别承受径向力和轴向力，锭尖由小球面改成大球面。

（3）采用迷宫式防尘、防飞油装置。

（4）采用双弹性锭胆结构。与进口锭子相比，目前国产高速锭子在结构设计方面并无太大的差别，但在加工工艺、原材料质量水平、产品零部件的检测与控制上尚有差距，导致产品的可靠性、稳定性及维护使用方面不及进口产品。

2.1.2.2 纱管

与其它专件器材相比，企业往往忽视纱管的作用，从定制纱管开始就不够重视，由于纱管与锭子配合且随锭子同速回转，需具有良好的动平衡性，避免高速时引起摇头、跳管等问题。一般要求纱管质量为：

（1）纱管套在标准锭子上，底孔与锭盘间隙不大于0.10mm，锭心孔与锭杆接触面积不小于85%。

（2）纱管在锭速18000r/min的锭子上运转时，顶端空管平均振程不大于0.15mm，满管平均振程不大于0.25mm，且中、下部振程小于顶端振程。

2.1.2.3 锭带

高速纺纱对锭带的要求有：

（1）耐磨性好、伸长率低，锭带出厂要求的伸长率不大于3‰。

（2）与锭盘接触面应既光滑又能保持一定的摩擦力。

（3）使用寿命长。日常生产中应注意做好锭带的维护工作，如要避免因锭带位置不正而造成的锭带磨损问题。

（4）锭带的接头要牢靠。

（5）长时间使用后，如果锭带伸长过大，要及时进行更换。

2.1.2.4 钢领钢丝圈

钢领、钢丝圈是能否实现高速纺纱的关键器材。当锭速达到20000r/min、钢领直径为38mm时，钢丝圈的线速度可达40m/s，钢领直径为42mm时，钢丝圈的线速度可达44m/s，如此高的速度对钢丝圈的耐磨性、散热性等提出了非常高的要求。细纱断头的统计分析表明，一般情况下由于钢丝圈磨灭、飞圈等导致的断头数占总断头数的1／3以上。

高速纺纱对钢领、钢丝圈的基本要求为：

（1）使用寿命长。

（2）走熟期短，断头少。

（3）成纱质量稳定，毛羽少。

钢领、钢丝圈的使用要求为：

（1）根据品种的不同，选用不同规格、型号的钢领、钢丝圈。

（2）要合理配套钢领、钢丝圈。

（3）加强日常使用管理。钢领使用一段时间后，需要对其进行检查，检查的主要内容包括内径的圆度、顶面的平面度、跑道的状态（要求无擦伤、碰痕、裂纹）、锈斑等。

2.1.2.5 气圈环

国内细纱机目前还有不少是短车，采取手工拔纱，加之锭速不高，因此一般都没有配置气圈环。事实上，气圈环通过把大气圈变成小气圈，可以有效降低纺纱张力，对减少断头、提高纺纱速度很有效，因此，目前长车高速细纱机都将气圈环作为必配件，并对气圈环的使用提出了明确的要求：

（1）气圈环要选择合适的规格和材质，加工质量要符合生产要求。

（2）要保证适宜的表面表面粗糙度，耐磨性要好，以保证气圈的稳定性和较长的使用寿命。

（3）要合理确定气圈环的安装高度，保证气圈在生产过程中保持适宜的形态。

（4）要加强维护管理，确保气圈环处于正常的工作状态。

2.1.2.6 导纱钩

导纱钩往往不被人们重视，仔细上车检查，会发现导纱钩存在不同程度的内孔不光滑，甚至起沟槽问题，这与导纱钩的表面处理方法有关。传统的处理方法是镀硬铬，硬度在650-750HV，不耐磨；近年来，采用氮化处理，表面硬度层均匀，硬度、表面粗糙度、耐磨性均得到改善。导纱钩可按以下方法选用：

（1）生产14.58tex以上的纱线，应选用孔径为2.5-3.5mm的导纱钩；纺14.58tex以下的纱线，应选用孔径为2.5mm的导纱钩；纺7.289tex以下的纱线，应选用孔径为2.0mm的导纱钩。

（2）生产纯棉纱，应选用硬度不小于900HV、耐磨层厚度不小于0.02mm的导纱钩；纺化纤或混纺纱，应选用硬度不小于1000HV、耐磨层厚度不小于0.045mm的导纱钩。

（3）生产中、粗号纱，应选用单圈导纱钩，纺细号纱，应选用多圈导纱钩。

2.2 提高设备运行状态，减小纱线张力波动

2.2.1 优选适宜高速的设备形式

选择不同的设备，一定程度上决定了纺纱生产的可纺速度。设备是基础，不同的设备制造企业设计生产的细纱机具有不同的特点，其结构型式、加工精度和工艺性能特点在一定程度上均会对纺纱速度产生决定性的影响。

（1）机架结构。为提高设备运行的平稳性，设备制造厂家不断对机架结构进行优化设计和改进，如采用钢管或型钢代替铸铁机架、提高中墙板钢性、取消锭盘采用轮带传动等，这些改进更加有利于设备高速运转，但笔者认为，切实提高各种部件的加工精度更有利于实现高速。有人认为进口设备是通过段与段组装来满足尺寸精度的，而国产细纱机是通过单个零件组装起来的，因此会导致精度难以保证，从而影响整个机架水平和尺寸的一致性，这种观点有待商榷。以丰田RX240型细纱机为例，设备安装也是由单个零件组装的，一台1200锭的细纱机涉及到107029个零件，但也未曾出现过一个螺孔因位置差异或孔径大小而需要重新加工的现象，这确实是值得国内纺机厂学习的。国产设备若不提高单个零件的加工精度，即使分段组装也不能保证机器高速运转的适应性。

（2）传动系统。首先，传动系统的设计要合理，各个部件受力要均匀，某纺机厂制造的细纱集聚纺长机，曾经直接采用原普通环锭纺细纱机的传动系统，结果由于系统受力增大而导致经常出现车头传动轴断裂、齿轮磨损加剧等问题。其次，材质性能和加工精度要保证，否则高速运转必然会产生机械波等问题，甚至会出现局部磨损严重的现象，导致设备不能正常运转。

（3）加捻卷绕机构。细纱机采用伺服电机和电子凸轮进行卷绕，有效改善卷装成形质量和大中小纱断头，保证龙筋与钢领板的平行及水平，如丰田细纱机通过使用Ｔ形丝杆直接带动钢领板升降，从而确保了钢领板与龙筋的绝对水平，有利于提高纺纱张力的稳定性。

（４）集体落纱机构。集体落纱细纱机由于采用了铝杆锭子，更加有利于高速，但如果集体落纱装置运行不稳定，会直接损伤锭子，导致断头多、毛羽高，反而会影响纺纱速度，因此应关注集体落纱装置的可靠性和稳定性。

2.2.2 加强设备的维护保养工作，提升设备运转状态

设备的维护保养是细纱机实现高速运行的可靠保证。随着装备制造精度以及纺织企业用工要求的提高，传统的设备维修模式正在发生改变，但通过设备维护保养来保证设备良好运行状态的目的始终没有改变。从适应高速的角度来说，在设备的维护保养上应该做好以下几项工作：

（1）设备大小修理或特保时，做好机架、车头和车尾的水平工作，随着细纱长机的推广，对地面水平也提出了很高的要求，应经常检查地面的状态，一旦发现有下沉、裂缝等问题，应及时重新校调设备的水平。

（2）结合小平车或特保做好钢领板高低水平的调校工作，确保钢领板在同一个平面上。

（3）保证钢领板升降轨道立柱的垂直度，确保两边的升降转子能够沿着立柱灵活运行，不卡死、不脱空。

（4）结合平揩车、翻改品种，做好锭子对中工作，保持钢领、锭子、导纱钩三同心。

（5）结合揩车做好清洁器隔距的校正工作，防止因隔距过小而引起断头或因隔距过大而无法清除积花。

（6）结合平车检验校准锭杆、锭盘的偏心弯曲度，认真校准锭子水平。

（7）加强锭子、筒管、锭带的日常检查工作，发现跳动、锭带过长或磨损的要及时更换。

（8）结合小平车或特保对锭带盘进行逐只检查，剔除不灵活的锭带张力盘，并进行加油。

（9）结合平车对吸棉笛管进行整形，清除笛管吸口的毛刺，巡查时要注意检查笛管吸棉口的位置，既要保证断头及时吸入，又要减少将正常纤维吸走的现象。

2.3 合理选配原料，提升纱线强力

原料选配不仅影响成纱质量，也是实现高速的必要保证。在纺纱过程中，当纱线动态强力小于动态张力时就会产生断头，因此，维持纱线必要的强力不仅是后道工序生产效率的需要，也是细纱正常生产的需要。从原料来说，棉纤维的长度、线密度和强度等指标对其成纱强力影响很大。

近年来，受各种因素的影响，我国棉花质量总体呈下降趋势，棉花的马克值（mic）越来越高，棉纤维的细度越来越粗，长度越来越短，单纤维强度越来越低；随着机采棉的逐步推广使用，原棉中短纤维率、含杂率上升，给配棉带来了很大的难度，并直接影响细纱断头和高速生产的实现，应引起关注。另一方面，受成本上升压力的影响，一些企业采取低配高纺，或以细绒棉代替长绒棉来生产9.7tex以上品种的措施，但由于强力偏低，难以实现高速生产，需要统筹兼顾，综合核算生产成本。

2.4 合理配置工艺参数，确保工艺上车

近年来，随着“重定量、大牵伸”工艺路线的推广，对细纱机的整体要求提高，纺纱企业应结合设备状态综合考虑，选择合适的参数，既要保证成纱质量，又实现高速高产。

（1）采用恒张力纺纱，合理设定细纱车速分段，以降低大、小纱断头。

（2）适当降低卷装尺寸，采用小卷装、小钢领纺纱。

（3）合理选择压力棒、隔距块的规格，减少由于牵伸不开而造成的断头。

（4）选择合适的三档牵伸压力，并减少锭间压差，在确保不出“硬头”的前提下尽可能减少摇架压力。

（5）根据不同的钢领、钢丝圈结构，合理设定清洁器隔距等。

2.5 稳定车间温湿度，保证纱线质量和牵伸状态

（1）温湿度环境控制的好坏直接影响细纱断头，不少企业对车间生产环境的理解仅仅停留在温度、湿度上，实际上除温湿度外，还应控制好车间内的换气次数、空气清洁度、车间气流顺畅及区域温湿度的一致性等。

（2）空气调节应该是温度、湿度和清洁度的统一，合理的换气次数是保证车间清洁度的重要手段，而一定的清洁度更有利于实现细纱高速。为防止车间气流紊乱，应将侧排风改为“上吹下吸”式回风方式。

（3）加强对细纱吹吸风机的管理，防止吹嘴位置走动导致飞花飘散的现象。

（4）负压式集聚纺装置的工艺排风应采用专门的管道排入空调室，不要将负压风直接排放到车间，避免造成气流紊乱、温度升高。

（5）由于车头、车尾的设备发热不同，空调送风距离差异等原因，会造成细纱车间温湿度的区域性差异，从而影响断头以及车间生活。

（6）要控制好前纺半制品的回潮率，确保粗纱在细纱生产过程中处于微放湿状态，以降低细纱车间的断头率，有利于高速生产。

3 结语

细纱高速生产应是在保证产品质量的前提下来提高细纱机的运行速度，这是一项系统性的工程，涉及到原料、设备、工艺、环境和专件器材等各个方面的基础性管理工作，体现了企业基础管理、综合管理的总体水平。