在ITMA’99巴黎國際紡織機械博覽會上首次展出德國Suessen公司研制的超大牽伸細紗機，其頂尖的制造技術和成紗質量對傳統紡紗技術提出了新的挑戰——即現階段還要不要繼續研制新型粗紗機?企業有沒有必要進一步使用好新型粗紗機? 眾所周知，我國棉紡粗紗機的技術進步在過去幾十年中相對傳統紡紗的其它設備顯得較為滯后。這其中有多道粗紗機改單程粗紗機，并受細紗機技術進步牽制的因素，也有受到上世紀五六十年代超大牽伸細紗機研制開發爭論的干擾影響。我國棉紡工程技術人員早就提出過粗紗工序作為并條工序與細紗工序中間的過渡環節，認為并條再通過牽伸、加捻、卷繞等方式增加了新的不勻，當時樂觀地認為只要細紗機搞成超大牽伸，粗紗工序在不太長的時間內取消。當前，我們面臨著，一方面代表國際最新技術的粗紗機大量投放市場；另方面超大牽伸細紗機不僅國際上早已開發成功并投放市場，而且在國內有的廠家已捷足先登，在2003年全國傳統紡環錠細紗機技術進步專題研討會上宣稱已研制出四皮圈牽伸的超大牽伸細紗機。技術進步是永無止境的，但任何事情要結合我國實情。我國目前環錠紡紗錠高達6000多萬枚，占世界總量的三分之一以上，大部分設備不夠先進，即使超大牽伸細紗機新技術的開發應用到推廣也要經歷相當長的過程，決非一朝一夕。況且，超大牽伸細紗機價格較高、占地面積大、管理維護要求高等條件局限于高檔次的產品。既然遠水救不了近火，就需把主要精力放在新一代研制開發的粗紗機上，這也是本人撰寫此文的本意。下面就現代粗紗機的前后配置，如何開好，用好現有新一代粗紗機談一些個人看法。 1我國粗紗機使用現狀 我國A字頭豎錠式粗紗機例如A453、A4．56、A4154系列曾經歷了三十多年的發展仍無技術上的突破。由于上述粗紗機結構上的缺陷，關車時牽伸，卷繞機構不同步產生的細節影響了成紗單強不勻率、重量不勻率和細紗斷頭率，而關車細節始終是粗紗機的癥結。隨著無梭織機對成紗質量及布面實物質量的要求，也隨著品種檔次和單產的提高，認識到粗紗質量的重要性，也證實了成紗質量及細紗斷頭率的80％均由粗紗質量引起。為此，進入九十年代后，伴隨著無梭織機大量引進，新型吊錠式粗紗機如日本豐田FLl6、西德Zinser660等粗紗機相繼引進，我國也先后研制開發出新一代粗紗機，如FA413、FA422、TJFA458、FA31、ASFA411、EJ521等型號粗紗機已大量使用。 近幾年還開發出取消鐵砲、錐輪三自動、防細節、張力微調及成形等機構，采用計算機按輸入的數學模型程序控制主電機與卷繞電機的變頻器，使各電機按要求速度運行。如FA481、FA491、FA431等機型已投放市場。上述粗紗機的研制具有現代粗紡工程的特征，即實現高速度、高張力、大捻度、重定量、大牽伸。在質量上具有盡可能小的粗紗伸張率，達到Uster97公報5％水平的粗紗條干Cv％值，并滿足細紗機牽伸要求，良好結構，趨于完美的高質量粗紗卷裝。 在實際生產使用中，由于以懸錠粗紗機(鐵孢居大多數)為主的各機械廠在設計上均重視粗紗張力引起的伸長及開關車出現的細節等影響后道質量的難點，大多廠家配以變頻調速傳動，有較好的慢速啟動性能，使前羅拉紡出速度與卷繞速度同步下降，有利細節減少。有的廠在紡紗段設置張力檢測器，使張力變化信號經計算機比較后的信號控制變頻調速的主電機與伺服電機按要求運行，伺服電機通過減速器拖動錐輪皮帶，實時移動要求的距離，使張力變化在大、中、小紗趨于一致。高效假捻器的使用使前后排錠間差異更為理想，紡紗張力更為穩定，在錠速1000轉/分條件下臺時斷頭在0．5根以內，基本上能實現高速、高產、高效率。對溫濕度、原料適應性也明顯好于傳統豎錠式粗紗機。 有些廠家在選用懸錠式粗紗機時，以精梳紗產品定位時，為保證成紗質量的穩定性，選用一些關鍵的進口器材，如SKF1500L)型四羅拉雙膠圈牽伸機構、317、315不處理軟膠輥、德國西門子公司電子元件及控制開關，使粗紗條干能穩定在Uster公報5％～10％水平。 牽伸系統選用D型牽伸成為主流。其優點在于，除了克服原三羅拉雙短膠圈主牽伸區既集中又牽伸而影響紗條牽伸的缺陷，還由于采用D型牽伸加捻的粗紗可達到前羅拉中心點，粗紗捻度傳遞均勻，有利于改善粗紗光潔度。 懸錠式粗紗機在生產實踐中，由于機械整體制造精度、關鍵器材、工藝配置與國外同類機型尚存在一定的差距，反映在安裝調試后投產的粗紗機磨合期較長，少則三個月，多則半年。該期間配件損壞率較高，粗紗斷頭率高，穩定性不夠理想。從部分棉紡廠反映的情況看，對某些廠家粗紗機反映問題較多，主要歸納如下： 1)主傳動軸與機頭傳動軸原用園筒式聯軸器易磨損，更換不便。 2)萬向節頭處有異響，特別是在換向時更明顯。有的萬向軸上因卡簧槽淺造成卡簧脫出，使筒管傳動軸不轉造成壞車。 3)下清潔器梳刀梳集的廢棉由真空吸入管內，但因總風力不足，加之風機位置設計在機尾，造成靠機頭一端下絨花常堵塞在管內吸不走，影響清潔效果。 4)反映粗紗機卷裝尺寸做不大，實際定長只能在2500米至3000米，再高則出現斷頭較高現象，未能發揮新型粗紗機高效率高產量的效果。但有的廠通過器材、工藝優選粗紗定長可達到4000米以上，有的甚至達到5000米。 從進口同類型粗紗機看設備安裝調試磨合期一般十天左右，甚至更短。希望紡機制造廠能在制造材質、精度、可靠性、穩定性上狠下功夫，縮小與國外的差距。 當然，除了上述粗紗機本身的問題外，從考慮粗紗質量與細紗的單產、效率、質量等指標的相關性，則必須兼顧可能影響粗紗質量的前道工序的設備、工藝及因粗紗質量、工藝參數等影響后道工序即細紗機的成紗質量及工藝參數調正。也即要紡出高質量一流水平的紗線要從總體上考慮， 本文從以下幾方面予以討論。 2新型粗紗機對前道工序的要求 鑒于現代粗紗機高速、高張力、大卷裝等特點，在設計時采用的器材、工藝、質量要求等必須滿足上述要求。由于在高速、高張力條件下實現大卷裝粗紗則必須做到二點：首先在質量上做到前羅拉輸出的粗紗條內在結構要良好(即須條伸直度、平行度、棉結、短絨、緊密度均要好)；條干均勻度要好(粗紗條干cv％值<3．5％)；重量不勻率要低(粗紗重不勻率<0．9％)；強力差異要小，基本無紗疵夾人。其次，對卷繞部分有更高更可靠要求。不僅能適應重定量卷繞的同時，要求過紗通道有更小的阻力，且要求成形為大卷裝時不冒紗，不塌肩，飛花不易附人。要做到以上指標，前道工序重點注意以下方面： 2．1 要有先進設備組成的前道工藝流程 粗紗機本身設備狀況可靠性是最起碼要求。此外，前道原料優選，設備選型，工藝、操作、空調的調正均滿足粗紗機高速、高產、高效率配套要求。現代粗紗機對前道工序的設備配置上一般均采用全流程清梳聯、中、高檔精梳機、有導向皮輥、壓力棒曲線牽伸的高速并條機。 2．2 并條機配有在線檢測裝置 生產實踐告訴我們，并條機生產的不正常(例停車頻繁、清潔不良等)必然影響到粗紗機生活不好做。對末道并條機講，除了滿足粗紗規定的定臺定量供應外，必須強調二點：一是并條機牽伸系統上下羅拉要有良好的清潔系統，防止飛花或紗疵附入條子造成粗紗斷頭。二是應配備性能優良穩定的自調勻整系統，實行在線檢測貝(例立達公司RSB—D30C并條機)使末道并條機為粗紗機提供重不勻率低(號數穩定)，條干均勻度好、內在結構好的熟條。值得一提的是有的廠家忽視并條機的選用，仍用普通型并條機配置，從而使新型粗紗機生產效率低，卷裝定長無法突破，與傳統粗紗機幾無優勢可言，應當引起注意。 2．3 喂入粗紗機熟條定量可適當偏重 過去棉紡廠為提高各道制品的質量最常用的辦法是輕定量、慢車速。作為并條工序講，不僅要增加機臺配置，降低勞動生產率，而且定量過輕，伸直度好的熟條經粗紗導條羅拉時將增加意外伸長。適當增加熟條定量還可在質量上進一步降低條子外不勻、改善條干，同時在工藝上更為適應新型粗紗機大牽伸倍數的實施。只有發揮和利用大牽伸倍數才能有利提高快速纖維與慢速纖維的比值，使通過加大牽伸提高快速纖維伸直平行度，利用較多數量纖維之間形成較強的磨擦力場，達到粗紗牽伸區纖維變速點的穩定，從而有利于粗紗質量進一步提高。末并條子定量可掌握在20克／5米～22克／5米。 3 新型粗紗機與細紗工序的匹配 新型粗紗機提供給細紗機的粗紗制品與傳統粗紗機不同之處是：卷裝大；定量重；大捻度；緊卷繞。細紗工序對粗紗制品能否適應?有哪些相應要求，下面分別予以討論。 3．1巷裝大對細紗工序的要求 卷裝大首先在細紗上托錠改吊錠，其次，卷裝大、份量重、高度高，瘦小的工人難以勝任。此外，使用吊錠退繞對成紗質量有多大影響，采取那些相應措施來改進。 3．1．1吊錠的選用 大卷裝粗紗目前廣泛采用單層六列吊錠粗紗架，由于本身重量較過去增加一倍以上，除非采用積極式退繞，否則因牽拉都可能有一定伸長。特別是粗紗退繞僅靠上端懸掛的支點退繞，其回轉時退繞張力為經向張力和軸向張力的合力。同時，在退繞至小紗時張力影響更大，因為小紗時除經向力的作用，還有使粗紗管在垂直平面發生擺動的力矩，尤其當吊錠因本身使用回轉不靈時就出現小粗紗有較大幅度的前后擺動。在吊錠的選用上，不少使用廠家并未引起足夠的重視，對吊錠的生產廠家、型號、本身質量選擇不夠了解。有的廠同時使用幾種規格、幾個廠家的吊錠；有些廠將用于傳統粗紗改吊錠的DDl型用于大卷裝的粗紗退繞上，使退繞出現明顯的附加不勻，且吊錠損壞嚴重。為此，要求吊錠的選用要高質量有品牌的吊錠，并最好進口聚甲醛及聚酰材料。對吊錠質量要做到：回轉部件例如上、下圈、保持架、鋼球等零部件尺寸穩定、精度高、光潔度好。通過精細裝配后回轉靈活，間隙小，飛花不易附人。此外，支片開檔要尺寸穩定，做到支片座外徑與吊錠殼配合間隙盡量小，且支片鎖緊可靠，無間隙晃動。 吊錠規格選擇上，按國內企業及部分進口粗紗機卷繞要求看，FA系列，錠距194mm，卷繞Φ135×406ram；錠距220mm，卷繞Φ152×406mm，重量約2．2kg-2．5kg。FA421、TJFA458所用粗紗筒管規格：上口尺寸22．3mm，筒管長445mm，青澤660所用粗紗筒管上口尺寸25．2mm，筒管長450mm，推薦選用DD2-2200或DD6型。 3．1．2細紗導紗桿的質量和位置 導紗桿的質量主要指表面耐磨性和光潔度。一般導紗桿要經表面鍍鉻處理并精細打磨后有較高光潔度。有的廠改造吊錠時仍用使用年久，表面生銹起斑的導紗桿，造成粗紗條不僅掛花起毛，且增加附加牽引力。即使在引進設備中例青澤319SL型細紗機，粗紗牽引退繞經由工程塑料制成的導紗掛鉤，光潔度不如鍍鉻導紗鉤，退繞效果不理想。 導紗桿位置高低如何確定?從部分廠家看定在吊錠粗紗筒管下端l／3或1／2，機械廠也對此無統一規定。但問題的關鍵是放在那個位置退繞張力最小，成紗細節最少。從捻線機得到啟示，軸向退繞張力明顯小于徑向退繞張力，當導紗桿位于粗紗管1／3或1／2位置時以徑向退繞為主，退繞張力較大。而當導紗桿位置過低時，以軸向退繞為主易將紗條迤毛，甚至不能正常回轉。退繞張力要兼顧大小紗，上下位置的退繞。退繞張力始終在徑向軸向張力合力的適當夾角范圍內。經試驗證實，導紗桿位置放在粗紗筒管下端平齊或略低的位置，退繞張力較小。 至于導紗桿前后位置，要根據卷裝尺寸定，不宜過分靠近粗紗，例Φ135mm粗紗的導紗桿位置 距吊錠粗紗管中的位置取130mm左右，否則易引起粗紗條變形或斷裂。 3．2粗紗重定量、大捻度對細紗工序的工藝要求 粗紗定量重、捻度大對細紗牽伸能力和成紗質量有根本性的影響，與傳統細紗機輕定量適中捻度相比有更高的要求。首先，粗紗加重定量，在紡制同等號數的細紗條件下，則要求細紗機有更高的牽伸倍數。同時，纖維量的增加則要求更大握持纖維的力，搖架加壓有足夠大的壓力，并更可靠、更穩定。其次，捻度增加，在工藝上出現二種可能。一是粗紗捻回產生的摩擦力界在其橫截面軸心處最強，離軸心愈遠愈弱，由于纖維牽伸中的相對速度造成內外層位移，使纖維變速點不穩定，影響了對纖維運動的控制，這是需要在工藝設置上要引起注意的。另方面，卻可以利用粗紗捻回的存在，加強和延伸后鉗口摩擦力界，使纖維變速點盡量前移，加強對纖維運動控制。最能體現此工藝機理的是INA—v型牽伸形式，它利用后羅拉重心提高到主牽伸區平面，且適當前移，后上羅拉沿后下羅拉后移一定角度，使喂入粗紗條貼附在后羅拉包圍弧上，并受引導力作用不易翻滾和捻度傳遞，進而增強和擴展后鉗口處摩擦力界，特別是進人中羅拉鉗口紗條能在剩余捻回和引導力共同作用下以較緊密狀態進入前區，使控制纖維能力大大加強，做到在相同成紗質量水平前提下可加大粗紗定量和捻度，具有較其他牽伸形式有更強的牽伸力和適應性。粗紗定量可從4．2克／10米提高至6．0克／10米，捻系數從105提高至120，紡紗號數由14．5tex至5．8tex。但紡高細號紗時，后區牽伸不宜過大，最好小于1．35倍，否則造成后區粗紗解捻過多，進入前區須條剩余捻回減少，不利于保持前區粗紗條良好園整度，削弱對浮游短纖的控制。 近些年，隨著無梭織機高檔面料對原紗質量要求的不斷提高，由經驗證明，原紗質量全面達到Uster公報25％以上水平時，以布面顯現粗節疵點和細節疵點區分的針織紗工藝和機織紗工藝界限就不再明顯。不過，實際生產過程中多數廠家大捻度粗紗在細紗工藝上均配以較大后區隔距，較小后區牽伸，即遵循所謂針織工藝。 R2P牽伸機構在設計時就以采用氣動加壓搖架為主的重加壓、強控制的針織工藝配置，較小后區牽伸使后區基本不產生位移牽伸，總牽伸由前區為主承擔。因此，粗紗捻系數可在115左右，根據粗紗定量具體調節。 最后兩種牽伸型式即HP板簧加壓牽伸和SKF彈簧加壓牽伸。從搖架加壓壓力看，前中后檔壓力較氣動搖架為小(例HP-320 120／160×100×140N，R2P 180×140×180N)承擔的牽伸力小些。因此，在配置牽伸工藝時為緩解加壓矛盾，通常細紗后區隔距較前二種牽伸型式為大，粗紗捻系數也不宜過大，掌握在110左右。 此外，配合大卷裝、大捻度粗紗在細紗牽伸系統還采用一些對握持與控制纖維運動較可靠及穩定的最新器材。如鋁襯超低硬度不處理皮輥；強度好、彈性好、通用性好的三位一體新型膠圈；中羅拉為高硬膠輥代替中鐵輥；可自動張緊上圈、不易變形，回轉穩定，滑溜率小的碳纖尼龍上肖等這些新材料、新器材的使用使產品檔次更上一個新臺階。 4開好、用好(新型)粗紗機 綜上所述，鑒于新型粗紗機的特征必須達到既要高速、高效率，又要高產、高質量。為此，對喂入熟條質量指標要滿足重不勻率盡量小，長片段不勻率盡量低才能使粗紗須條定量差異更小，且粗紗機整臺紡紗張力波動小，減少了因喂入不良熟條造成的斷頭，最終滿足粗紗大張力、大卷裝、高捻度、緊卷繞的要求。具體講要注意以下幾點。 4．1設備方面 4．1．1粗紗機不管有無錐輪型式，都建議推廣CcD粗紗張力檢測裝置，做到在線跟蹤檢測自控，以有效地自動控制粗紗張力。 4．1．2有錐輪的粗紗機建議推廣變頻調速裝置，對主電機進行軟起動、點動和調速控制，可明顯改善關車細節。同時，工藝調正便捷。 4．1．3四羅拉粗紗機較三羅拉粗紗機對車間溫濕度有更高的要求，要重視該工序溫濕度調節，否則可能因兩列快速羅拉增加紗疵積聚可能。 4．1．4粗紗主要傳動件要做到噪聲小、可靠、適應高速運行，維修方便。如園筒式聯軸器改為夾殼式聯軸器，更換便捷。萬向節改為十字軸使噪聲更小、更可靠。 4．1．5新型粗紗機極為重視隨機清潔濾塵系統。要及時高效清除掉因高速產生的短絨、塵雜。對機身長，風機設置機尾端要保證足夠大的風量，建議采用變截面風管。有條件增設上吹下吸的機上巡回清潔系統，使紗疵減至最低。 4．2器材方面 4．2．1要配備高質量懸錠錠翼，以解決卷繞阻力和飛花附人問題。國產錠翼要防止加工粗糙，表面未作防靜電、消化處理。據了解，有些廠家生產的硅鋁合金錠翼強度不夠，損壞較多，使用壽命短。 4．2．2粗紗皮輥通常選用中硬度例71一113雙層膠輥。建議試用wRC-975表面不處理雙層膠輥，該皮輥能適應江南黃梅、高溫高濕季節，不易繞花、返花。 4．2．3高效假捻器是新型粗紗優質、高產、大卷裝簡單易行、投資少的技術措施。假捻器質量優劣主要是增捻效果、使用穩定性及壽命。 增捻效果與所用材料、幾何形狀變化、表面凸起情況有關。塑料假捻器已淘汰。尼龍和橡膠增捻相近。橡膠類分天然和合成兩種，手感柔軟、彈性好，增捻效果略高于尼龍。外形看主要有梯形、園角形，增捻措施是通過增大假捻器上口徑和高度達到加大加捻器邊緣相對錠翼的滑移速度或加大紗條與假捻器接觸摩擦面積。使用上也有將粗紗外排內孔比內排大些，使外排紗條與錠翼相對滑移速度大些，增加摩擦效能來減少內外排伸長差異。為增加動摩擦因數假捻器表面刻有一定數量(10條左右)倒三角形凸條。 使用壽命上尼龍假捻器最長，例青澤660粗紗機配置尼龍假捻器使用時間近十年，且紗條張力穩定，無跳動。橡膠類壽命為3∽5年，且注意使用中不可用汽油類揩擦，防止過早老化。 由于新型粗紗機錠速較高，對假捻器園整度，差異度要求較高。在使用橡膠類假捻器時，有的廠反映園整度差，只與只有差異，造成假捻器搖頭。因此，選擇假捻器要慎重。 4．3工藝方面 4．3．1新型粗紗工藝采用重加壓(15×15×20×20dan)較小后區牽伸倍數(1．08～1．26)，羅拉隔距為(四羅拉D型牽伸)12×23×40mm,以純棉精梳14．6tex為例：前區隔距：7～12mm；中區隔距：21～23mm；后區隔距：35～40mm．我廠對中區隔距放大2mm，細紗條干cv％值反而有明顯提高。