孔勁松

（江蘇悅達(dá)紡織集團(tuán)有限公司，江蘇鹽城 224005）

棉紡細(xì)紗機(jī)高速、高產(chǎn)化的認(rèn)識與探討

孔勁松

（江蘇悅達(dá)紡織集團(tuán)有限公司，江蘇鹽城 224005）

國產(chǎn)細(xì)紗機(jī)高速化是各紡紗廠提升效益的有效手段之一，本文結(jié)合公司實踐，從細(xì)紗機(jī)成紗機(jī)理上分析，找出影響細(xì)紗高速化的瓶頸，同時介紹了如何運用先進(jìn)設(shè)備、工藝、器材和操作方法，并從新器材、新工藝、新技術(shù)應(yīng)用、變頻十段錠速優(yōu)化、設(shè)備及器材維護(hù)制度的建立等方面加以解決，最終將細(xì)紗機(jī)高速化做細(xì)、做實、保精，從而保證國產(chǎn)細(xì)紗機(jī)真正實現(xiàn)高速化，為紡紗企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

細(xì)紗機(jī)；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(dāng)前棉紡廠的首要任務(wù)就是提高生產(chǎn)效率、增加產(chǎn)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(chǎn)最直接的方法又是細(xì)紗機(jī)實現(xiàn)高速化，這項工作雖然以前也一直在提，但沒有做到精細(xì)化、具體化，所以工作沒有多大成效；筆者個人認(rèn)為在提升速度、產(chǎn)量的同時，還應(yīng)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(chǎn)品質(zhì)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(yīng)用先進(jìn)的設(shè)備和器材，實現(xiàn)細(xì)紗機(jī)錠速的大幅提升，如國外一些進(jìn)口細(xì)紗機(jī)能在一定程度上解決了以上難題，不但能提高車速、產(chǎn)量，而且還改進(jìn)了產(chǎn)品質(zhì)量，再如高速錠子和十段錠速工藝的應(yīng)用等都是很好的實例。

1 當(dāng)前國內(nèi)各棉紡廠細(xì)紗機(jī)的現(xiàn)狀

據(jù)悉，我國當(dāng)前有近1.2億紗錠。紡紗方式有普通環(huán)錠紡、緊密紡、賽絡(luò)紡及竹節(jié)紡紗等類型，其中環(huán)錠紡占絕大多數(shù)，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(xì)紗機(jī)實行高速化、高產(chǎn)化、高質(zhì)化之路還是任重而道遠(yuǎn)的。我國當(dāng)前大多數(shù)細(xì)紗機(jī)比較落后，一些中小紡紗企業(yè)還有許多老式細(xì)紗機(jī)，這種細(xì)紗機(jī)設(shè)備狀態(tài)不穩(wěn)定，只適宜紡一些中粗支紗，設(shè)備及器材更新、改造困難，更談不上提高車速和保證質(zhì)量了；國產(chǎn)新型細(xì)紗機(jī)也占我國細(xì)紗機(jī)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(chǎn)新型細(xì)紗機(jī)性能相對較優(yōu)、設(shè)備狀態(tài)較好，牽伸倍數(shù)加大，適合于生產(chǎn)一些中高支紗線，且價格相對便宜；而國際先進(jìn)的豐田、立達(dá)和朗維細(xì)紗機(jī)只占國內(nèi)細(xì)紗機(jī)的一小部分，盡管該設(shè)備有狀態(tài)穩(wěn)定，錠速大幅增加，質(zhì)量較好等優(yōu)勢，但由于其價格昂貴，所以只是細(xì)紗機(jī)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(xì)紗錠速的基礎(chǔ)上，運用一些先進(jìn)的設(shè)備和工藝，如立達(dá)、朗維細(xì)紗機(jī)的使用，如變頻十段錠速的運用，再如采用長車、細(xì)絡(luò)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(lǐng)和納米鋼絲圈等，所有這些手段只能使細(xì)紗機(jī)錠速的小幅提升，而且還不能在所有細(xì)紗機(jī)上進(jìn)行，不能算是真正意義上的高速化。細(xì)紗機(jī)要達(dá)到高速的目的，就必須從主機(jī)的平穩(wěn)性、卷繞和加捻器材的高速適應(yīng)性方面入手，然而細(xì)紗機(jī)的主機(jī)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(yán)重的、無法避免的，從這個意義上講，現(xiàn)有國產(chǎn)細(xì)紗機(jī)機(jī)型實行高速的幅度是有限的；而真正意義高速應(yīng)從設(shè)計理念上改變，避開各種不利因素，保證質(zhì)量和能耗的基礎(chǔ)上，車速要有大幅的提高，真正達(dá)到高產(chǎn)的目的。

3 細(xì)紗機(jī)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(jī)、料、法、環(huán)”中已表明人的因素是首要的，在實際生產(chǎn)中也確實如此，沒有合格的員工、沒有優(yōu)秀的技術(shù)人員，沒有卓識遠(yuǎn)見的上層決策，要想實現(xiàn)細(xì)紗機(jī)高速化是不可能的。面對高速細(xì)紗機(jī)，各級管理人員的思維一定要轉(zhuǎn)變。

3.2主機(jī)的制約因素分析

與國際先進(jìn)細(xì)紗機(jī)相比，國產(chǎn)細(xì)紗機(jī)在主機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性上較差，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

3.2.1 新型細(xì)紗機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)上一直沿用18錠一節(jié)的機(jī)架，36錠為一節(jié)龍筋，跨距為1260mm，而進(jìn)口細(xì)紗機(jī)以24錠為一節(jié)龍筋，跨距只有840mm，同樣錠數(shù)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(shè)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(yīng)要加大電機(jī)速度和滾盤直徑，因此滾盤加工精度不達(dá)標(biāo)，高速下會引起主軸較大的振動。

3.2.3 設(shè)備的安裝要求及方法是影響機(jī)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(shè)備安裝要求、驗收標(biāo)準(zhǔn)不一樣，方法也不盡相同，保全技術(shù)水平也有差異等等，所有這些均會導(dǎo)致細(xì)紗機(jī)安裝質(zhì)量的高低和設(shè)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(xì)紗機(jī)的錠子是加捻和卷繞系統(tǒng)最關(guān)鍵的器材之一，也是當(dāng)前細(xì)紗機(jī)提速最直接的器材元件。

錠子在高速轉(zhuǎn)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(zhuǎn)中會出現(xiàn)異常、振動、磨損等問題，當(dāng)然如果改進(jìn)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(xì)紗機(jī)加捻和卷繞系統(tǒng)的又一關(guān)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(dān)著給單紗加捻、卷繞成型，確保紗線有一定的強(qiáng)力，減少斷頭。同時鋼絲圈要在鋼領(lǐng)上跑動，損耗非常大。與鋼領(lǐng)摩擦?xí)r會產(chǎn)生巨大的熱量，當(dāng)鋼絲圈旋轉(zhuǎn)超出一定的線速度時，鋼絲圈會急劇升溫而燒毀，產(chǎn)生飛圈現(xiàn)象，還有鋼絲圈的圈型、輕重對紗線斷頭和紗線質(zhì)量影響也很大，應(yīng)在鋼絲圈使用中加以重視。為保證生產(chǎn)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(nèi)，這就限制了紡紗速度的進(jìn)一步提升。

3.3.3鋼領(lǐng)的制約因素

鋼領(lǐng)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(chǎn)生影響，最終對紗線的毛羽等質(zhì)量指標(biāo)產(chǎn)生影響。在鋼絲圈運行速度和細(xì)紗錠距的雙重約束下，鋼領(lǐng)直徑不能過大，從而制約了管紗卷裝容量。

當(dāng)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(shè)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(chǎn)環(huán)境的控制等因素的制約，但從影響當(dāng)前細(xì)紗機(jī)高速化輕重程度來看，首先考慮的還是錠子、鋼絲圈和鋼領(lǐng)等主要器材元件。

4 細(xì)紗機(jī)提速時應(yīng)采取的措施

4.1標(biāo)準(zhǔn)的制定

要想提速，首先我們要有錠速的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)，目前國內(nèi)錠速高低都是各紡紗廠根據(jù)J20S標(biāo)準(zhǔn)折合產(chǎn)量和折合系數(shù)倒推出來的，因為這與各紗廠的經(jīng)濟(jì)效益掛鉤，所以國家沒有強(qiáng)制執(zhí)行要求，在實際中各紡紗廠根據(jù)自己的生產(chǎn)情況而定。正常做法是從細(xì)紗斷頭、原料、紗支、捻度以及主機(jī)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(nèi)，提速后錠速控制在16000～17500rpm，錠間差異控制在100rpm以內(nèi)。同樣還應(yīng)從能源角度制定出用電、用料等能耗標(biāo)準(zhǔn)，有了這些可靠的標(biāo)準(zhǔn)，我們便有了確定的目標(biāo)，也就有了改進(jìn)的方向。

4.2設(shè)備的維護(hù)和器材的保養(yǎng)

4.2.1 根據(jù)設(shè)備狀態(tài)、維修保養(yǎng)工作內(nèi)容和平揩車交接驗收技術(shù)要求，將責(zé)任分解落實到機(jī)臺責(zé)任人；同時加強(qiáng)對保全工的設(shè)備維修技術(shù)、電子知識的綜合培訓(xùn)，提高其狀態(tài)維修保養(yǎng)的基本技能。

4.2.2 加強(qiáng)平、揩車的驗收管理，因平、揩車周期較長，根據(jù)主機(jī)及部件運轉(zhuǎn)時間及保全工人數(shù)情況確定較合理的作業(yè)計劃表，各部件的裝配必須嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)范要求來做，確保精度質(zhì)量達(dá)標(biāo)，如卷繞部分的安裝，必須做到三平、三垂直、二準(zhǔn)、二正、一活校。

4.2.3 加強(qiáng)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(qiáng)維護(hù)，更有效地對設(shè)備和器材進(jìn)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(zhì)量的關(guān)鍵器材，因此，其維修保養(yǎng)周期必須得到保證，如鋼領(lǐng)的回磨周期應(yīng)根據(jù)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(yīng)該重視的，因為這不但影響器材的磨損、使用效果和紡紗質(zhì)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(zhuǎn)時的溫度，延長潤滑周期、保護(hù)了高速運轉(zhuǎn)的元器件，最終節(jié)約了機(jī)物用料。

4.2.6新型技術(shù)的應(yīng)用

推廣高速紡紗技術(shù)應(yīng)視不同情況而定，新建的棉紡廠應(yīng)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(jié)構(gòu)，又采取防飛油等措施，因此具有良好的吸振性能、容易維護(hù)，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(yīng)用，有效地解決了開車、停車時斷頭多的難題，也有利于細(xì)紗提速的實施和能耗的降低。所有這些新技術(shù)的應(yīng)用是當(dāng)前細(xì)紗機(jī)高速化的有效途徑。

5 細(xì)紗機(jī)高速后對質(zhì)量的影響分析

細(xì)紗機(jī)提速后，產(chǎn)量提高是肯定的，但我們還應(yīng)關(guān)注生產(chǎn)、消耗和質(zhì)量等難題，這也是影響細(xì)紗機(jī)高速化最大的、最主要的障礙，這是因為細(xì)紗機(jī)高速后，由于前羅拉速度高，經(jīng)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(zhì)產(chǎn)生影響，而且主機(jī)、器材如果運行不平穩(wěn)、磨損嚴(yán)重等都會引發(fā)紗線質(zhì)量的惡化，這主要表現(xiàn)在紗線的斷頭、機(jī)械波、毛羽、條干等指標(biāo)。

5.1錠速對產(chǎn)量和細(xì)紗斷頭的影響

錠子高速轉(zhuǎn)動時不穩(wěn)定性會增加，錠子高速回轉(zhuǎn)是紡紗張力和氣圈的動力源，錠子轉(zhuǎn)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(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力增加，紗線的張力也隨之增加，從而導(dǎo)致斷頭相應(yīng)增加。我們發(fā)現(xiàn)細(xì)紗機(jī)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(jìn)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(xì)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(xì)紗千錠時斷頭為12.5根。這樣不但大大提高了細(xì)紗機(jī)臺的效率，而且還減輕了運轉(zhuǎn)工人的勞動強(qiáng)度。

5.2錠速對細(xì)紗機(jī)械波的影響

細(xì)紗機(jī)錠速提升后，相應(yīng)前中后羅拉轉(zhuǎn)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(yán)標(biāo)準(zhǔn)、高要求，一旦安裝和維護(hù)不到位，高速時各類傳動器件引發(fā)的機(jī)械波更易發(fā)生。如我們在紡制再生纖維素類紗線時，細(xì)紗機(jī)前中后車位條干值差異較大，達(dá)0.5～1個百分點。通過對比試驗分析后，我們認(rèn)為原因可能是細(xì)紗機(jī)中后羅拉扭振引起了細(xì)紗機(jī)械波，因為當(dāng)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(shù)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(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的坯布打下良好的基礎(chǔ)。

5.4錠速對成紗條干的影響

通過實踐發(fā)現(xiàn)，錠速提高后對紗線的條干及粗細(xì)節(jié)有一定的影響，尤其是在紡制高支紗時應(yīng)特別注意，否則會產(chǎn)生大量的細(xì)節(jié)而影響成紗的斷頭，在生產(chǎn)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(xì)節(jié)（詳見表2），

表1 高速下采用新技術(shù)新工藝JC40S毛羽對比

表2 高速下采用新技術(shù)新工藝JC40S條干對比

確保提速后成紗質(zhì)量的穩(wěn)定和生產(chǎn)的正常。

6 結(jié)束語

國產(chǎn)細(xì)紗機(jī)高速化之路任重而道遠(yuǎn)，各棉紡企業(yè)應(yīng)根據(jù)各自公司的細(xì)紗機(jī)型、需求和結(jié)構(gòu)分布而定，不能泛泛而談。細(xì)紗機(jī)高速化應(yīng)從細(xì)紗機(jī)成紗機(jī)理上分析，針對影響細(xì)紗高速化的瓶頸，如主機(jī)的平穩(wěn)性，器材元件高速適應(yīng)性等方面，運用先進(jìn)設(shè)備、工藝、器材和操作方法。從新器材、新工藝、新技術(shù)應(yīng)用、變頻十段錠速優(yōu)化、設(shè)備及器材維護(hù)制度的建立等方面入手，在提速增產(chǎn)的同時，控制能耗、提升質(zhì)量，否則一味地提速，其結(jié)果只能是得不償失。

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Understanding and Discussion about Cotton Spinning Speed and High Yield

One of the effective ways to help the spinning mill to improve efficiency is the Domestic high speed spinning frame. In combination with the company practice, from the analysis on the yarn forming mechanism frame, it can find out the influence of spinning speed bottleneck, the paper also introduces how to use the advanced equipment, technology, equipment and operation method, and solved from the new equipment, new technology, new process of application, the ten section of the spindle speed frequency conversion technology optimization, establishing equipment maintenance system etc, will eventually help the high speed spinning frame turns into fine. It ensures that domestic high speed spinning frame can bring spinning enterprises considerable economic benefits.

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TS103.23

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投稿日期：2014-10-17