章友鶴+趙連英

摘要：文章從 4 個方面簡析環(huán)錠紡技術(shù)進(jìn)步的特點，指出在今后紡紗領(lǐng)域中環(huán)錠紡與各種新型紡紗技術(shù)將處于長期共存、優(yōu)勢互補(bǔ)的格局。

關(guān)鍵詞：環(huán)錠紡；優(yōu)勢；弊端；技術(shù)進(jìn)步；亮點

中圖分類號： TS103.231 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Technological Advancement and Innovation of Ring-spinning Machine

Abstract： The paper briefly analyzes the characteristics of the development of ring-spinning technology from four aspects and points out that in future spinning production， ring-spinning technology and other new spinning technologies will co-exist and complement with each other over a long period of time.

Key words： ring-spinning； advantage； disadvantage； technological advancement； highlight

紡紗是紡織產(chǎn)業(yè)鏈的第一道工序，其產(chǎn)品質(zhì)量檔次、生產(chǎn)效率與加工成本在整個產(chǎn)業(yè)鏈中占有十分重要地位，故國內(nèi)外對紡紗技術(shù)的發(fā)展與新技術(shù)的推廣應(yīng)用都十分重視。隨著紡紗技術(shù)的進(jìn)步與創(chuàng)新，目前在紡紗生產(chǎn)中已用了兩種紡紗技術(shù)，一種是環(huán)錠紡紗技術(shù)，另一種是新型紡紗技術(shù)，已普遍應(yīng)用的主要是轉(zhuǎn)杯紡、噴氣紡與噴氣渦流紡技術(shù)等。

新型紡紗與環(huán)錠紡紗相比具有紡紗工序短、自動化程度高、勞動用工及能耗省等優(yōu)勢，故近年來在國內(nèi)得到一定發(fā)展。但從總體分析：目前紗線總產(chǎn)量中環(huán)錠紡紗仍居主導(dǎo)地位，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計資料顯示：全國紗線產(chǎn)量中環(huán)錠紡紗占85%，新型紡紗只占15%份額。

在浙江省雖然近幾年來新型紡紗產(chǎn)能發(fā)展速度較快，但從紡紗生產(chǎn)量中環(huán)錠紡紗線仍占80%以上，新型紡紗線占20%左右。為什么環(huán)錠紡技術(shù)能長盛不衰？它與新型紡紗技術(shù)相比有哪些優(yōu)勢與弱環(huán)？近幾年來環(huán)錠紡技術(shù)有哪些進(jìn)步與創(chuàng)新？今后環(huán)錠紡紗的發(fā)展方向在哪里？本文就上述問題進(jìn)行分析與探討，旨在使紡紗企業(yè)加快傳統(tǒng)環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的改造與升級，使環(huán)錠紡更好地發(fā)揮出青春活力。

1 環(huán)錠紡紗的技術(shù)優(yōu)勢與弱環(huán)

1.1 優(yōu)勢

環(huán)錠紡紗與新型轉(zhuǎn)杯紡與噴氣渦流紡紗比較有以下幾個優(yōu)勢。

（1）生產(chǎn)品種范圍廣

可紡紗支6S ～ 100S，國內(nèi)有的企業(yè)在環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)上已紡出300S紗。而新型紡紗技術(shù)中的轉(zhuǎn)杯紡目前以紡中粗紗為主，超過40S不但紡紗難度大且經(jīng)濟(jì)效益較差。噴氣渦流紡目前生產(chǎn)的主導(dǎo)品種是20S ～ 40S，超過50S紡紗也有一定困難。

（2）原料使用性強(qiáng)

棉、毛、絲、麻天然纖維及各種化學(xué)纖維，只要纖維長度在25 mm以上至65 mm以下，均可在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上生產(chǎn)。而轉(zhuǎn)杯紡受紡杯直徑的影響，當(dāng)纖維長度超過紡杯直徑過多時紡紗有一定困難，噴氣渦流紡對使用的原料要求更苛刻，要求纖維長度長、整齊度好、手感柔軟，尤其是對剛性較大的麻類纖維、粗旦的化學(xué)纖維及長度差異大的毛類纖維等，如紡前不經(jīng)預(yù)處理措施，是很難紡出優(yōu)良紗線的。

（3）紗線質(zhì)量

用環(huán)錠紡工藝生產(chǎn)的紗線，其單紗強(qiáng)度、條干均勻度等指標(biāo)均優(yōu)于新型紡紗，尤其是單紗強(qiáng)度比轉(zhuǎn)杯紡紗要高20%左右，比噴氣渦流紡紗也要高10%以上。

（4）經(jīng)適當(dāng)技術(shù)改造可以生產(chǎn)風(fēng)格各異的新型紗線

環(huán)錠細(xì)紗機(jī)通過適當(dāng)技術(shù)改造可以生產(chǎn)如緊密紡紗、竹節(jié)紗、緞彩紗、云斑紗及包芯紗等各種風(fēng)格各異的新型紗線，能滿足針棉織企業(yè)開發(fā)各種新型面料。而新型紡紗中的轉(zhuǎn)杯紡及噴氣渦流紡與環(huán)錠紡相比，生產(chǎn)品種較單調(diào)，大路產(chǎn)品多，特色紗線少，如要改造成能生產(chǎn)竹節(jié)紗、包芯紗等，其改造費(fèi)用投入遠(yuǎn)高于環(huán)錠紡。環(huán)錠紡以上幾方面的優(yōu)勢是目前轉(zhuǎn)杯紡和噴氣渦流紡難以做到的，故新型紡紗只能在一定領(lǐng)域里作為環(huán)錠紡紗的補(bǔ)充，不能取代環(huán)錠紡紗。

1.2 環(huán)錠紡的弱環(huán)

環(huán)錠紡雖經(jīng)歷了100多年的發(fā)展里程，但由于紡紗的機(jī)理沒有重大突破，它與新型紡技術(shù)比較，有以下幾方面薄弱環(huán)節(jié)。

（1）紡紗工藝流程較長

目前轉(zhuǎn)杯紡與噴氣渦流紡都采用棉條直接紡紗，并卷繞成筒子，省卻了粗紗與絡(luò)筒兩個工序。而環(huán)錠紡目前仍需經(jīng)過開清棉→梳棉→并條→粗紗→細(xì)紗→絡(luò)筒等工序，工藝流程長，設(shè)備用得多。

（2）生產(chǎn)效率較低

由于環(huán)錠紡的成紗機(jī)理是握持端紡紗（新型紡紗原理是自由端），在細(xì)紗機(jī)經(jīng)過牽伸→卷繞，依靠錠子回轉(zhuǎn)與鋼領(lǐng)、鋼絲圈加捻后卷繞在紗管上，使紡紗速度受到多種因素的制約，故其生產(chǎn)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于新型紡紗。以紡32S（18.5 tex）為例：環(huán)錠紡引紗速度只有20 m/min左右，而轉(zhuǎn)杯紡可達(dá)到100 ～ 150 m/min，是環(huán)錠紡的 5 ～ 7 倍，噴氣渦流紡引紗速度目前已普遍達(dá)到360 ～ 400 m/min，是環(huán)錠紡的16 ～ 20倍，因此提高環(huán)錠紡的紡紗速度與生產(chǎn)效率是首要攻關(guān)的重點。

（3）用工多，加工成本高于新型紡紗

這是由于環(huán)錠紡工序多、生產(chǎn)效率低、自動化程度低等多種因素造成，使用工多，工費(fèi)成本高。以折合32S紗每萬錠用工分析，采用新型的轉(zhuǎn)杯紡與噴氣渦流紡技術(shù)，用工在20 ～ 25人之間，而用最先進(jìn)的環(huán)錠紡設(shè)備（采用清梳聯(lián)、高速并條機(jī)、粗紗機(jī)采用自動落粗紗及粗細(xì)聯(lián)，細(xì)紗用自動落紗長機(jī)及托盤式自動絡(luò)筒機(jī)等），用工在50人左右，如仍采用常規(guī)未經(jīng)改造的紡紗工藝裝備，每萬錠用工要在80 ～ 100人之間。用工多，工費(fèi)成本就高，尤其是江浙沿海地區(qū)還面臨招工難的問題，因此通過技術(shù)改造提高裝備自動化、連續(xù)化程度，使一線工人從繁重的體力勞動中解放出來，實現(xiàn)“機(jī)器換人”，大幅度減少用工，這也是環(huán)錠紡紗企業(yè)迫切需要解決的問題。

（4）質(zhì)量問題

環(huán)錠紡紗線存在毛羽多、常發(fā)性紗疵率高等質(zhì)量問題，影響后道加工的生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。因此減少紗線毛羽、降低常發(fā)性紗疵，尤其是千米細(xì)節(jié)及弱環(huán)紗，是環(huán)錠紡紗質(zhì)量攻關(guān)的重要內(nèi)容之一。

此外，環(huán)錠紡與新型的轉(zhuǎn)杯紡與噴氣渦流紡相比，還存在能耗高（比新型紡要高200 ～ 300度/t紗）、機(jī)物料消耗多等問題，使噸紗加工成本要比新型紡紗高1 000元左右（含工費(fèi)增加），因此節(jié)能降耗也是環(huán)錠紡降低加工成本的重要措施之一。

2 環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)的技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新的情況分析

鑒于環(huán)錠紡存在上述幾方面的弊端，近幾年來國內(nèi)外紡機(jī)制造商圍繞提高環(huán)錠紡生產(chǎn)效率、改善紗線品質(zhì)、節(jié)能降耗、減少用工等主題，積極采取了自動化、智能化、數(shù)字化、信息化等先進(jìn)技術(shù)來改造環(huán)錠紡，使傳統(tǒng)環(huán)錠紡的原貌起了顯著的變化。從ITMA ASIA+CITME 2014展出的多臺新型環(huán)錠細(xì)紗機(jī)及浙江省紡紗企業(yè)近幾年對環(huán)錠紡技術(shù)改造情況分析，有以下四大特點。

2.1 圍繞提高環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的生產(chǎn)效率，向高速化與多錠化方向發(fā)展

（1）高速化

高速化是環(huán)錠細(xì)紗機(jī)提高生產(chǎn)效率的重要標(biāo)志。國外廠商制造的細(xì)紗機(jī)如立達(dá)G32型、青澤Z351型、豐田RX300型、朗維LR9型等，設(shè)計錠子速度均達(dá)到2.5萬r/min，實際生產(chǎn)速度均超過 2 萬r/min。國內(nèi)生產(chǎn)的細(xì)紗機(jī)近幾年來在提高錠子速度上也采取了多項技術(shù)措施，實際運(yùn)行速度已接近國外細(xì)紗機(jī)的水平。如經(jīng)緯榆次分公司的JWF1566型細(xì)紗機(jī)，是根據(jù)當(dāng)前環(huán)錠紡的發(fā)展趨勢，為趕超國際先進(jìn)水平，滿足用戶對高速、節(jié)能、高穩(wěn)定性與可靠性的要求，自主研發(fā)的整節(jié)裝箱的新一代細(xì)紗機(jī)。機(jī)械設(shè)計錠子速度也是2.5萬r/min，達(dá)到國際先進(jìn)水平。浙江凱靈紡機(jī)的ZJ1618型細(xì)紗機(jī)，車頭牽伸及鋼領(lǐng)板升降均采用電機(jī)單獨驅(qū)動，有利高速，錠子速度也達(dá)到1.9萬r/min以上。以上介紹的國內(nèi)外細(xì)紗機(jī)的錠子速度比目前常規(guī)細(xì)紗機(jī)的錠子速度提高了3 000 ～ 5 000 r/min不等，可使生產(chǎn)效率提高20%左右，這是一個很大的進(jìn)步。

（2）多錠化

由于細(xì)紗機(jī)集體自動落紗技術(shù)的推廣應(yīng)用，在一臺細(xì)紗機(jī)上配置的錠數(shù)越多其生產(chǎn)效率就越高，這是環(huán)錠細(xì)紗機(jī)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。由于細(xì)紗機(jī)采用了集體自動落紗技術(shù)，故在每臺細(xì)紗機(jī)上安裝的錠數(shù)從1 008 ～ 1 200錠增加到1 600 ～ 1 900多錠。

（3）細(xì)紗機(jī)實現(xiàn)高速化與多錠化采取的措施

從展示的細(xì)紗機(jī)分析及國內(nèi)已采用細(xì)紗長機(jī)的企業(yè)生產(chǎn)實際，采取的技術(shù)措施有以下幾點。

① 采用整節(jié)分段裝箱技術(shù)，減少原散件安裝誤差，可高速運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動小。而要達(dá)到整節(jié)分段裝箱要求，對主機(jī)設(shè)計、基礎(chǔ)件的加工精度及材質(zhì)使用都有更嚴(yán)格的要求。目前，國外細(xì)紗機(jī)出廠前都是整節(jié)分段裝箱的，國內(nèi)經(jīng)緯榆次分公司也已使用了該項技術(shù)，這是細(xì)紗機(jī)的一項重大技術(shù)創(chuàng)新。

② 采用車頭車尾雙向驅(qū)動與中間聯(lián)接傳動。牽伸羅拉與鋼領(lǐng)板升降均采用電機(jī)單獨傳動，降低了傳動阻力，能適應(yīng)多錠細(xì)紗機(jī)的高速生產(chǎn)。此外，有的細(xì)紗機(jī)為增加羅拉抗彎曲強(qiáng)度，采取加粗羅拉直徑等措施，如青澤細(xì)紗機(jī)羅拉直徑為30.5 mm。

③ 加捻卷繞關(guān)鍵部件的優(yōu)化組合可降低高速生產(chǎn)時的斷頭率，提高生產(chǎn)效率。一是采用高速錠子，并與小直徑鋼領(lǐng)配套（36 ～ 38 mm直徑）；二是運(yùn)用耐磨性、散熱好的鋼領(lǐng)、鋼絲圈；三是選擇合適的卷裝尺寸，尤其是筒管規(guī)格根據(jù)紡紗號數(shù)來選用；四是加裝氣圈控制環(huán)。將以上 4 個卷繞部件優(yōu)化組合，能控制好紡紗張力，這是實現(xiàn)高速化的重要措施之一。

④ 紡紗全過程采用變頻調(diào)速技術(shù)，使大、中、小紗的紡紗張力趨于一致，能有效降低紡紗斷頭率，提高生產(chǎn)效率。

⑤ 選用優(yōu)良的牽伸機(jī)構(gòu)與優(yōu)化牽伸工藝參數(shù)。一是加大羅拉座傾角和前皮輥前沖，減小輸出須條無捻包圍角及弧長，提高加捻效率，減少毛羽的產(chǎn)生；二是加裝前后壓力棒與新型上下銷，以加強(qiáng)對牽伸過程中纖維的控制，防止紗線細(xì)節(jié)與弱環(huán)紗的產(chǎn)生，這對高速時降低斷頭、改善條干均勻度及提高成紗強(qiáng)力均有積極效果。

⑥ 做好卷繞部件“三同心”或“四同心”（指錠子、鋼領(lǐng)、導(dǎo)紗鉤、氣圈控制環(huán)）基礎(chǔ)工作。這是環(huán)錠細(xì)紗機(jī)在高速生產(chǎn)時保證質(zhì)量的重要措施。

2.2 采用自動化、連續(xù)化新技術(shù)，實現(xiàn)“機(jī)器換人”

（1）采用集體自動落紗技術(shù)，減少用工

細(xì)紗工序一直是用工最多工序之一，而采用集體自動落紗技術(shù)后，將原人工落紗、插管改變?yōu)樽詣勇浼?、自動插管、自動運(yùn)輸紗管，徹底解放了落紗工的繁重體力勞動，實現(xiàn)了“機(jī)器換人”。目前在細(xì)紗長機(jī)上采用自動落紗技術(shù)，國內(nèi)已有近10年時間。技術(shù)不斷成熟，其效果在業(yè)內(nèi)已得到共識，它比原人工落紗的停臺時間可縮短 1 ～ 2 min，落紗后留頭率也比人工落紗提高3% ～ 5%，落紗工可減少1/2 ～ 2/3，即一個落紗隊從原來 6 人減少為 2 ～ 3 人，按每萬錠配一個落紗隊計算，三班運(yùn)轉(zhuǎn)落紗工可從原18人減少到 6 ～ 9 人。

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計資料顯示：目前國內(nèi)有環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)1.2億多錠，而目前采用集體自助落紗的細(xì)紗長機(jī)只2 000萬錠左右，尚有 1 億多錠常規(guī)細(xì)紗機(jī)多數(shù)仍采用人工落紗，如何解決常規(guī)細(xì)紗機(jī)的集體自動落紗問題，這是多數(shù)紡紗企業(yè)所期盼的。ITMA ASIA + CITME 2014上展示的兩個解決方案正在國內(nèi)紡紗企業(yè)中推廣實施。一是在現(xiàn)有細(xì)紗機(jī)上加裝集體自動落紗裝置，展會上展出的經(jīng)緯榆次分公司的JWF1510型細(xì)紗機(jī)、馬佐里公司的DTM-129型細(xì)紗機(jī)、浙江凱靈紡機(jī)的ZJ1618型細(xì)紗機(jī)、山西貝斯特紡機(jī)公司的BS516型細(xì)紗機(jī)等，都適宜改造成集體自動落紗細(xì)紗機(jī)，但目前改造成本較高，對部分企業(yè)改造仍有一定難度。二是采用智能型自動落紗小機(jī)來取代人工落紗。目前國內(nèi)多家紡機(jī)制造廠研發(fā)的自動落紗小機(jī)在展會上展示。智能落紗小機(jī)采用伺服電機(jī)控制，能自動在細(xì)紗機(jī)鋪設(shè)的軌道上往復(fù)行走，每次能自動撥管 8 ～ 12個，并自動將空管插入，每組配兩臺落紗小機(jī)采用雙面落紗；落紗停臺時間（480錠/臺）能控制在 3 min左右，落紗留頭率能達(dá)到90%以上，已接近集體自動落紗的各項指標(biāo)。據(jù)了解安徽銅陵松寶公司生產(chǎn)的S9型智能細(xì)紗機(jī)經(jīng)多次改進(jìn)，技術(shù)不斷完善，在國內(nèi)使用已超過500臺，國內(nèi)著名大型紡紗廠如安徽華茂、江蘇大生、山東德棉、寧波百隆東方等都已大面積推廣使用。如寧波百隆東方公司已使用 6 組（12臺+ 1 臺備機(jī)）13臺智能小機(jī)，每組落紗小機(jī)紡32S ～ 40S紗時可供1.5萬錠落紗，每組只配落紗工 2 ～ 3 人，比原來人工落紗時能減少一半左右落紗工，且落紗工勞動強(qiáng)度減輕，深受一線工人歡迎。據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析：采用智能自動落紗小機(jī)，具有改造方便、適用機(jī)型多、改造成本低等優(yōu)勢，其每錠的改造費(fèi)只是集體自動落紗裝置的1/3，改造費(fèi)用投入可在 2 ～ 3 年內(nèi)從節(jié)省用工費(fèi)用中收回，故可作為常規(guī)細(xì)紗機(jī)實現(xiàn)自動落紗的優(yōu)選方案。

（2）采用連續(xù)化技術(shù)，進(jìn)一步減少細(xì)紗工序用工目前已在國內(nèi)應(yīng)用的有細(xì)絡(luò)聯(lián)與粗細(xì)聯(lián)兩項技術(shù)。

① 粗細(xì)聯(lián)是將粗紗機(jī)自動落紗的粗紗，通過鏈條輸送系統(tǒng)直接送到細(xì)紗機(jī)的粗紗備用架上，又將細(xì)紗機(jī)用完的粗紗空管送回到粗紗機(jī)備用。粗細(xì)聯(lián)的采用不但可取消粗紗運(yùn)輸工，且可避免粗紗在人工運(yùn)輸中產(chǎn)生疵點，對提高成紗質(zhì)量有一定幫助。

②采用細(xì)絡(luò)聯(lián)也是目前紡紗企業(yè)十分關(guān)注的話題。因為環(huán)錠細(xì)紗長機(jī)采用集體自動落紗后，可自動運(yùn)送紗管到托盤式自動絡(luò)筒機(jī)上，把兩臺設(shè)備有機(jī)連接起來就成為“細(xì)絡(luò)聯(lián)”。ITMA ASIA + CITME 2014上國內(nèi)外紡機(jī)制造商通過視頻或樣機(jī)方式介紹了細(xì)絡(luò)聯(lián)的應(yīng)用情況，如瑞士Rieter（立達(dá)）G32型細(xì)紗機(jī)與日本Muratec（村田）自動絡(luò)筒機(jī)聯(lián)接，德國Zinser（青澤）R72型細(xì)紗機(jī)與Schlafhorst（賜來福）X5型自動絡(luò)筒機(jī)聯(lián)接。經(jīng)緯榆次分公司JWF1562型細(xì)紗機(jī)與青島宏大SMARO自動絡(luò)筒機(jī)聯(lián)接等。采用“細(xì)絡(luò)聯(lián)”可將細(xì)紗機(jī)落下的管紗通過聯(lián)接系統(tǒng)直接輸送到自動絡(luò)筒機(jī)上絡(luò)成筒子。由于兩個工序連續(xù)化生產(chǎn)，實現(xiàn)了“機(jī)器換人”的目標(biāo)，使細(xì)紗與絡(luò)筒用工最多的兩個工序成為用工最少的工序。據(jù)介紹，國外紡紗企業(yè)均已使用“細(xì)絡(luò)聯(lián)”生產(chǎn)，但在國內(nèi)目前尚處于試驗階段。除了需進(jìn)一步解決推廣應(yīng)用中許多關(guān)鍵技術(shù)外，更主要的是使用“細(xì)絡(luò)聯(lián)”使細(xì)紗品種變化受到限制，不適應(yīng)企業(yè)多品種生產(chǎn)，這是國內(nèi)不能快速形成推廣的原因之一。

2.3 積極采用各項節(jié)能降耗新技術(shù)

能源成本在紡紗企業(yè)加工成本中占有一定比重。當(dāng)前隨著環(huán)錠細(xì)紗機(jī)速度的提高，自動化、連續(xù)化、智能化技術(shù)及緊密紡等技術(shù)的推廣應(yīng)用，使單機(jī)能耗與機(jī)物料消耗增多，因此節(jié)能降耗的任務(wù)十分繁重。ITMA ASIA + CITME 2014上展出的許多技術(shù)將對節(jié)能降耗有顯著效果。

（1）節(jié)能新技術(shù)

① 德國Suessen（緒森）公司針對使用緊密紡技術(shù)后能耗增多的實際，在緊密紡裝置上推出了節(jié)能措施：一是將主機(jī)與變頻器科學(xué)組合，使電機(jī)無用功降到最小，能節(jié)電20%；二是采用特殊材料網(wǎng)格圈，并且進(jìn)行表面防靜電處理，可使運(yùn)轉(zhuǎn)時負(fù)壓從25 mPa降到12.5 mPa，節(jié)電率達(dá)50%。同時由于網(wǎng)格圈使用壽命從 6 個月延長到12個月，也使材料消耗降低50%。

②青澤公司生產(chǎn)的細(xì)紗機(jī)采用多電機(jī)龍帶驅(qū)動錠子的技術(shù)，其特點是維護(hù)方便，能耗降低。據(jù)檢測：比錠帶傳動錠子能降低電耗13%。這是因為龍帶驅(qū)動具有較小的扭折、并減小錠子與錠帶摩擦阻力所致。

③ 無錫二橡膠與濟(jì)南天齊公司用聚酯纖維材料制成錠帶，取代原布質(zhì)錠帶，不但傳動平穩(wěn)、傳遞效率提高，且節(jié)電率可達(dá)20%。同時用聚酯材料制作的錠帶強(qiáng)度提高，能延長使用壽命40%，從而使錠帶消耗下降。

④ 采用節(jié)能免維護(hù)錠子使電耗降低。在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上錠子是耗電最多的部件，故近幾年來國內(nèi)外錠子制造商都致力在錠子節(jié)電上采用新技術(shù)。一是改小錠盤直徑，從22 mm改為17 ～ 18 mm，據(jù)測試，節(jié)電率達(dá)10%以上；二是改進(jìn)錠子與錠膽的組合結(jié)構(gòu)。如同心紡機(jī)研發(fā)的CS-68系列結(jié)構(gòu)，平底錠子利用流體潤滑及動壓軸承技術(shù)，錠膽內(nèi)下支承設(shè)計為經(jīng)向滑動+軸向止推的組合軸承結(jié)構(gòu)，錠桿下尖為圓柱大球面，顯著提高了錠子的承載能力，使錠子在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時有良好的穩(wěn)定性與可靠性，具有明顯的節(jié)電效果。由于穩(wěn)定性好，可減少錠子加油量，使換油周期可延長至 6 ～ 15個月不等，故又稱免維護(hù)（加油）節(jié)能錠子。目前環(huán)錠細(xì)紗機(jī)正在向高速化發(fā)展，要使錠速達(dá)到1.8萬 r/min或更高，選用CS-68系列平底型結(jié)構(gòu)的錠子與錠膽優(yōu)化組合，能獲得良好的節(jié)電效果。

⑤ 主電機(jī)及變頻調(diào)速電機(jī)采用水冷或風(fēng)冷降溫技術(shù)，也能獲得一定的節(jié)電效果，此外采用永磁電機(jī)也能使能耗進(jìn)一步下降。

⑥ 采用單錠電機(jī)驅(qū)動技術(shù)，上海二紡機(jī)與山西宏基公司生產(chǎn)的部分型號細(xì)紗機(jī)采用單錠電機(jī)（電錠）來驅(qū)動錠子，單錠電機(jī)功率僅11 W，不但比錠帶傳動省電，且使錠速差異率降到4%。并可與單錠質(zhì)量在線檢控、紡紗張力自調(diào)及自動接頭技術(shù)開發(fā)相結(jié)合，具有良好的發(fā)展前景。

（2）降低機(jī)物料消耗新技術(shù)

由于環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上有多種紡紗器材，是紡紗中機(jī)物料消耗最多的設(shè)備，如何在保證成紗質(zhì)量基礎(chǔ)上，延長其使用壽命、降低消耗，也是企業(yè)所期盼的。ITMA ASIA + CITME 2014上展出的降低機(jī)物料消耗新技術(shù)如下。

① 降低緊密紡器材消耗。江蘇恒基公司展出的緊密紡裝置采用表面有條形通槽的中空集聚羅拉，取代目前采用的網(wǎng)格圈集聚方法，由于采用剛性集聚不需要經(jīng)常更換網(wǎng)格圈，不但延長了使用壽命，且集聚效果穩(wěn)定，集聚負(fù)壓低，錠差小，既可節(jié)能降耗，又能提高成紗質(zhì)量。且因其使用壽命延長，維護(hù)簡便，可節(jié)省人工及配件成本。

② 采用耐磨鋼領(lǐng)降低消耗。展會上多家企業(yè)推出高耐磨性的鋼領(lǐng)，如浙江錦峰紡機(jī)公司展出的高精度軸承鋼鋼領(lǐng)，系采用優(yōu)質(zhì)GCR軸承鋼與先進(jìn)加工技術(shù)設(shè)備制成。每只鋼領(lǐng)的圓整度和平行度為0.005 mm，粗糙度在0.2 μm以內(nèi)，邊度和內(nèi)徑尺寸統(tǒng)一無錠差，且表面做潤滑處理，采用優(yōu)質(zhì)膠輥膠圈延長其使用壽命。展會上無錫二橡膠展出的高耐磨性與高抗繞性系列膠輥，尤其是WR868與668膠輥，通過主體材料改性，能進(jìn)一步延長使用壽命，其成紗質(zhì)量也接近和達(dá)到國際先進(jìn)水平。此外隨著國內(nèi)緊密紡紗技術(shù)的發(fā)展，該公司又開發(fā)了用于緊密紡的紫外線光照膠輥，其成紗質(zhì)量也接近國外同類產(chǎn)品水平。

2.4 積極采用智能化與數(shù)字化等先進(jìn)技術(shù)，使環(huán)錠紡向在線監(jiān)控與生產(chǎn)多樣化紗線拓展

隨著紡紗技術(shù)的進(jìn)步，目前在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上已普遍采用智能化、數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化等新技術(shù)，使質(zhì)量控制手段更科學(xué)，生產(chǎn)品種呈現(xiàn)多樣化格局。

（1）采用在線監(jiān)控紗線生產(chǎn)質(zhì)量的技術(shù)

在ITMA ASIA + CITME 2014上，粗紗自動恒定引紗張力吊錠與細(xì)紗單錠智能在線監(jiān)測兩項技術(shù)，引起業(yè)內(nèi)人士高度關(guān)注。

① 粗紗自動恒定引紗張力吊錠。是江陰通隆紡機(jī)公司研發(fā)的一項新技術(shù)，其功能是粗紗在細(xì)紗紗架上退繞時，能自動調(diào)節(jié)引紗張力為恒定值，減少粗紗退繞時的意外伸長，從根本上消除粗紗下墜與成紗長細(xì)節(jié)的紗疵產(chǎn)生。

② 細(xì)紗單錠智能在線檢測技術(shù)。國內(nèi)外已有多家公司研發(fā)后推出，如山東日照裕華機(jī)械公司展出的EFFISPIN高效紡紗系統(tǒng)、普瑞美（江蘇）紡儀公司展出的UITIMO細(xì)紗機(jī)子在線單錠檢測系統(tǒng)、江蘇常州威克威爾公司展出的D-Z800環(huán)錠紡單錠智能化在線檢測系統(tǒng)等，其功能是在每個錠子上安裝一個傳感器，實時監(jiān)控細(xì)紗機(jī)每一個錠子的運(yùn)行狀態(tài)，可以精確地監(jiān)控每臺錠子的斷頭率、速度變化、打滑及單錠產(chǎn)量等，還可在線對每臺細(xì)紗機(jī)的牽伸系數(shù)、落紗次數(shù)、落紗時間和耗電情況實時監(jiān)控。通過網(wǎng)絡(luò)化及時將檢測到的信息數(shù)據(jù)反饋到車間和廠部管理層的電腦上，并及時采取措施，消除異常錠子及缺陷部件，提高生產(chǎn)效率。據(jù)了解細(xì)紗單錠在線檢測技術(shù)已在國內(nèi)部分企業(yè)中應(yīng)用，實現(xiàn)了用現(xiàn)代信息化與網(wǎng)絡(luò)化工具來管理生產(chǎn)，減少用工，提高生產(chǎn)效率，使企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）圍繞提高紗線品質(zhì)采用緊密紡與賽絡(luò)紡技術(shù)

緊密紡技術(shù)已從初期的在純棉精梳紗中應(yīng)用，拓展到在化纖紗及混紡紗中應(yīng)用。據(jù)了解：國內(nèi)已有2 000多萬錠細(xì)紗機(jī)采用了緊密紡技術(shù)，取得了減少成紗毛羽、改善條干與提高成紗張力等多方面的效果。賽絡(luò)紡技術(shù)是雙粗紗喂入牽伸，如喂入 2 根原料或顏色不同的粗紗可直接紡出混紡紗與花色紗。由于其改造方便、改造成本低，故目前推廣應(yīng)用面更大，尤其是中粗支紗應(yīng)用效果更為顯著。把緊密紡與賽絡(luò)紡技術(shù)結(jié)合統(tǒng)稱為“緊密賽絡(luò)紡”，其優(yōu)越性更突出。在ITMA ASIA + CITME 2014上國內(nèi)外紡機(jī)制造廠商均展示了最新的緊密紡與緊密賽絡(luò)紡技術(shù)。從裝置的形式上可分為負(fù)壓式與機(jī)械式多種；其中負(fù)壓式緊密紡裝置有網(wǎng)格圈、金屬羅拉上打孔與皮圈上打孔等多種。機(jī)械式是用磁性控制緊密紡裝置。另外由于傳動方式不同，緊密紡裝置有三羅拉與四羅拉兩種型式。紡紗企業(yè)應(yīng)根據(jù)紡紗品種不同與質(zhì)量要求來優(yōu)選。

（3）采用智能化與數(shù)字化技術(shù)在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上開發(fā)“竹節(jié)紗”與“緞彩紗”等花式紗線

竹節(jié)紗與緞彩紗是目前十分流行的兩種花色紗線，用這兩種紗線制成的面料與服裝。風(fēng)格新穎，深受消費(fèi)者喜愛。它是在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上加裝伺服電機(jī)控制裝置來改變前后羅拉速度，使生產(chǎn)的紗線具有粗細(xì)不勻的竹節(jié)風(fēng)格與時續(xù)時斷的緞彩風(fēng)格。竹節(jié)紗生產(chǎn)是用 1 根粗紗喂入，緞彩紗生產(chǎn)用 2 根粗紗從不同牽伸區(qū)喂入，如 2 根粗紗色彩不同，生產(chǎn)出來的紗線既有粗細(xì)不勻又有時續(xù)時斷的緞彩形態(tài)。國內(nèi)已有多家科技型紡機(jī)公司相繼推出竹節(jié)紗與緞彩紗技術(shù)。在ITMA ASIA + CITME 2014上無錫恒久電器技術(shù)公司展示的CGZ-VI型伺服系統(tǒng)花色裝置，系采用伺服電機(jī)控制，能根據(jù)生產(chǎn)品種不同自動調(diào)整工藝參數(shù)，以及隨機(jī)紡紗專家系統(tǒng)全方位的技術(shù)支持功能，既可生產(chǎn)竹節(jié)紗，也可生產(chǎn)緞彩紗，“一機(jī)多功能”，極大地方便用戶使用。此外浙江省嘉興學(xué)院紡織分院研發(fā)等線密度緞彩紗技術(shù)，可以用 3 根粗紗喂入，使生產(chǎn)的緞彩紗更豐富多彩，已在嘉興地區(qū)棉紡與毛紡廠試用，反映較好。

（4）在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上采用復(fù)合紡紗技術(shù)來開發(fā)包芯紗與包覆紗等新型紗線

目前已形成批量生產(chǎn)的有賽絡(luò)紡紗、賽絡(luò)菲爾紡紗、索羅紡及長短絲包芯紗等多種。

① 賽絡(luò)菲爾紡是在賽絡(luò)紡基礎(chǔ)上發(fā)展的一種紡紗方法。它與賽絡(luò)紡不同的是用 1 根長絲紗與 1 根粗紗進(jìn)行紡紗。長絲紗和粗紗分別喂入牽伸區(qū)的前后羅拉，然后一起加捻形成長絲與短纖呈雙邊結(jié)構(gòu)的復(fù)合紗線。用賽絡(luò)菲爾紡可以減少紗線橫截中纖維根數(shù)，并可以用較粗或較短的纖維來生產(chǎn)相同線密度的紗線，使復(fù)合紗的強(qiáng)度提高、條干均勻度改善、毛羽減少，且改造方便，是有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N新型紗線。

② 包芯紗是在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上通過加裝一組長紗喂入裝置來生產(chǎn)具有芯鞘型復(fù)合紗線，在國內(nèi)已有較長的生產(chǎn)歷史，但較長時間是以生產(chǎn)氨綸包芯紗為主導(dǎo)產(chǎn)品。近幾年隨著包芯紗用途的拓展與使用原料多樣化，包芯紗的結(jié)構(gòu)也發(fā)生顯著變化。采用滌（錦）綸長絲及金屬絲作芯絲的包芯復(fù)合紗生產(chǎn)比例在不斷增加，用滌（錦）長絲作芯絲具有骨架作用，使制成的服裝挺刮度和免燙性能顯著提高。用金屬長絲作芯絲制成的織物具有良好的抗靜電與抗輻射性能，可用作特種防護(hù)服裝等。此外，用水溶性維綸長絲作芯絲，在后續(xù)加工中隨著水溶性維綸的溶解可以制成手感柔軟、品質(zhì)優(yōu)良的無捻毛巾。從上述包芯紗結(jié)構(gòu)變化說明，只要對環(huán)錠細(xì)紗機(jī)作適當(dāng)改造，就可以生產(chǎn)多品種、多用途的包芯紗，這是復(fù)合紡紗技術(shù)的一項重大進(jìn)步。ITMA ASIA + CITME 2014上展出的環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上改造包芯紗裝置的廠家也較多，技術(shù)也有提升。如山東裕華紡機(jī)公司展出的CEF包芯紗系統(tǒng)，采用智能化伺服電機(jī)控制，實現(xiàn)芯紗自動監(jiān)測和粗紗自停，徹底杜絕了偏芯紗和空芯紗的產(chǎn)生。同時采用橫動紡紗，使膠輥損耗大幅度降低，可作為現(xiàn)有包芯紗裝置升級改造的選用。

（5）在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上開發(fā)“低扭矩紗線”

扭妥TM低扭矩紡紗技術(shù)是由香港理工大學(xué)研發(fā)成功的，并獲得多項國際專利保護(hù)，已在國內(nèi)外紡紗企業(yè)逐步推廣。ITMA ASIA + CITME 2014展上山東渡美紡織技術(shù)有限公司展示了這項低扭矩紡紗技術(shù)，它是在傳統(tǒng)環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)的前羅拉和導(dǎo)紗鉤之間，安裝一個機(jī)械式假捻裝置，平衡了纖維扭矩，實現(xiàn)了單紗低捻高強(qiáng)、低殘余扭矩，毛羽少、條干均勻，使制成織物品質(zhì)提升。同時由于紗線捻度減小，在錠速不變的情況下，紡紗生產(chǎn)效率有較大幅度的提高。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為低扭矩紡紗技術(shù)是環(huán)錠紡紗技術(shù)的一項重大創(chuàng)新。

此外，環(huán)錠細(xì)紗機(jī)采用數(shù)字化控制技術(shù)在一臺細(xì)紗機(jī)上可以生產(chǎn)多種不同用途的紗線。如展會上展出的日本Toyota（豐田）公司RX300型細(xì)紗機(jī)，采用響應(yīng)性很高的伺服電機(jī)驅(qū)動三條線的下羅拉，不僅可以實現(xiàn)前羅拉減速，也可以使后羅拉加速，并可利用附屬軟件，輕而易舉地進(jìn)行花樣模擬來生產(chǎn)竹節(jié)紗、復(fù)合紗等花色紗品種。常州同和紡機(jī)公司在一臺細(xì)紗機(jī)上配備多樣牽伸部件，可根據(jù)用戶要求變更牽伸部件來生產(chǎn)棉紗、半精紡紗及毛精紡紗等，實現(xiàn)一機(jī)多用。

從以上對環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新的分析，可以清晰看出環(huán)錠細(xì)紗機(jī)已徹底改變了生產(chǎn)效率低、品種少、質(zhì)量控制手段落后等弊端，正在向多品種、多功能紗線開拓。

3 結(jié)束語

環(huán)錠紡紗技術(shù)歷史悠久，它與轉(zhuǎn)杯紡與噴氣渦流紡技術(shù)比較，具有使用原料廣泛、產(chǎn)品適應(yīng)性好、可紡支數(shù)范圍廣及紗線強(qiáng)力高、條干均勻度好等諸多優(yōu)勢，故目前仍在生產(chǎn)中占據(jù)主導(dǎo)地位。但環(huán)錠紡紗技術(shù)也存在紡紗工序比新型紡紗多、設(shè)備生產(chǎn)效率低、配臺多、自動化程度較低、勞動用工較多等弊端。

近幾年來針對環(huán)錠紡紗技術(shù)存在的弊端通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新，積極采用高速化、自動化、智能化、數(shù)字化等新技術(shù)來改造傳統(tǒng)環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)，使環(huán)錠紡技術(shù)有了顯著的進(jìn)步?？梢灶A(yù)料在今后紡紗領(lǐng)域中環(huán)錠紡與各種新型紡紗將處于長期共存、優(yōu)勢互補(bǔ)的局面，環(huán)錠紡紗的主導(dǎo)地位將不會改變，新型紡生產(chǎn)的紗線將是環(huán)錠紡紗線的補(bǔ)充。