棉纺细纱机高速、高产化的认识与探讨

孔劲松

（江苏悦达纺织集团有限公司，江苏盐城 224005）

棉纺细纱机高速、高产化的认识与探讨

孔劲松

（江苏悦达纺织集团有限公司，江苏盐城 224005）

国产细纱机高速化是各纺纱厂提升效益的有效手段之一，本文结合公司实践，从细纱机成纱机理上分析，找出影响细纱高速化的瓶颈，同时介绍了如何运用先进设备、工艺、器材和操作方法，并从新器材、新工艺、新技术应用、变频十段锭速优化、设备及器材维护制度的建立等方面加以解决，最终将细纱机高速化做细、做实、保精，从而保证国产细纱机真正实现高速化，为纺纱企业带来可观的经济效益。

细纱机；高速化；制约；措施

随着纺织形势的走低，棉纺纱线市场竞争越来越激烈。当前棉纺厂的首要任务就是提高生产效率、增加产量，因为这是提升各纺纱企业收益最直接的手段之一，然而提高单产最直接的方法又是细纱机实现高速化，这项工作虽然以前也一直在提，但没有做到精细化、具体化，所以工作没有多大成效；笔者个人认为在提升速度、产量的同时，还应节约消耗及成本，至少不能增加消耗和成本，在所有这些条件下，还要不断地提高产品质量，听起来这是很矛盾的，但又是必须的；对于纺纱企业来说最快的提速方法是应用先进的设备和器材，实现细纱机锭速的大幅提升，如国外一些进口细纱机能在一定程度上解决了以上难题，不但能提高车速、产量，而且还改进了产品质量，再如高速锭子和十段锭速工艺的应用等都是很好的实例。

1 当前国内各棉纺厂细纱机的现状

据悉，我国当前有近1.2亿纱锭。纺纱方式有普通环锭纺、紧密纺、赛络纺及竹节纺纱等类型，其中环锭纺占绝大多数，而与环锭纺相比，有高速纺纱趋势的是气流纺纱和涡流纺纺等自由端纺纱方式。因此我国细纱机实行高速化、高产化、高质化之路还是任重而道远的。我国当前大多数细纱机比较落后，一些中小纺纱企业还有许多老式细纱机，这种细纱机设备状态不稳定，只适宜纺一些中粗支纱，设备及器材更新、改造困难，更谈不上提高车速和保证质量了；国产新型细纱机也占我国细纱机总量的一部分，这主要分布在一些大型企业和新近发展起来的企业之中，因为国产新型细纱机性能相对较优、设备状态较好，牵伸倍数加大，适合于生产一些中高支纱线，且价格相对便宜；而国际先进的丰田、立达和朗维细纱机只占国内细纱机的一小部分，尽管该设备有状态稳定，锭速大幅增加，质量较好等优势，但由于其价格昂贵，所以只是细纱机总量中的冰山一角。

2 真正高速的含义及要求

从目前来讲，大部分纺纱企业一直在做的工作是提速，大多是在原有细纱锭速的基础上，运用一些先进的设备和工艺，如立达、朗维细纱机的使用，如变频十段锭速的运用，再如采用长车、细络联工艺；还有就是局部使用一些高速专件器材，如高速锭子、铝合金钢领和纳米钢丝圈等，所有这些手段只能使细纱机锭速的小幅提升，而且还不能在所有细纱机上进行，不能算是真正意义上的高速化。细纱机要达到高速的目的，就必须从主机的平稳性、卷绕和加捻器材的高速适应性方面入手，然而细纱机的主机和器材上高速化又受到各种因素的制约，而且有些制约因素是严重的、无法避免的，从这个意义上讲，现有国产细纱机机型实行高速的幅度是有限的；而真正意义高速应从设计理念上改变，避开各种不利因素，保证质量和能耗的基础上，车速要有大幅的提高，真正达到高产的目的。

3 细纱机提速的制约因素

3.1纺纱厂管理人员意识差异

为什么这里将纺纱厂管理人员的意识放在制约因素的首位呢？原因很简单，因为“人、机、料、法、环”中已表明人的因素是首要的，在实际生产中也确实如此，没有合格的员工、没有优秀的技术人员，没有卓识远见的上层决策，要想实现细纱机高速化是不可能的。面对高速细纱机，各级管理人员的思维一定要转变。

3.2主机的制约因素分析

与国际先进细纱机相比，国产细纱机在主机机架结构和稳定性上较差，主要表现在以下几个方面：

3.2.1 新型细纱机机架结构上一直沿用18锭一节的机架，36锭为一节龙筋，跨距为1260mm，而进口细纱机以24锭为一节龙筋，跨距只有840mm，同样锭数下的支撑点多，所以高速下的稳定性较好。

3.2.2 主轴上及主轴的滚盘是引起设备振动的原因之一，由于我国使用的是金属滚盘，为了提升锭子速度，相应要加大电机速度和滚盘直径，因此滚盘加工精度不达标，高速下会引起主轴较大的振动。

3.2.3 设备的安装要求及方法是影响机架稳定性的人为因素，这一点也不能忽视，由于各纺纱厂对设备安装要求、验收标准不一样，方法也不尽相同，保全技术水平也有差异等等，所有这些均会导致细纱机安装质量的高低和设备使用效果的好坏。

3. 3加捻、卷绕部位的制约因素分析

3.3.1锭子的制约因素

环锭细纱机的锭子是加捻和卷绕系统最关键的器材之一，也是当前细纱机提速最直接的器材元件。

锭子在高速转动中因受到管纱重量、气圈张力、空气阻力、锭带磨擦阻力的影响，使锭子在高速运转中会出现异常、振动、磨损等问题，当然如果改进措施跟不上，锭子速度越高，其运行稳定性将越差，锭间差异也越大。

3.3.2钢丝圈的制约因素

钢丝圈是环锭细纱机加捻和卷绕系统的又一关键器材，为什么这样说呢？因为钢丝圈虽然小，但在纺纱中的作用却很大，不但承担着给单纱加捻、卷绕成型，确保纱线有一定的强力，减少断头。同时钢丝圈要在钢领上跑动，损耗非常大。与钢领摩擦时会产生巨大的热量，当钢丝圈旋转超出一定的线速度时，钢丝圈会急剧升温而烧毁，产生飞圈现象，还有钢丝圈的圈型、轻重对纱线断头和纱线质量影响也很大，应在钢丝圈使用中加以重视。为保证生产过程中钢丝圈保持正常运行，钢丝圈运行的线速度必须控制在一定的范围内，这就限制了纺纱速度的进一步提升。

3.3.3钢领的制约因素

钢领的直径不但决定了管纱的卷装容量，而且还对钢丝圈的使用周期和效果直接产生影响，最终对纱线的毛羽等质量指标产生影响。在钢丝圈运行速度和细纱锭距的双重约束下，钢领直径不能过大，从而制约了管纱卷装容量。

当然还有其它种种因素的制约，如锭盘直径和材料的选择，筒管的高低和重量的选用，锭带的长短及滑溜的影响，吊锭的张力和灵活性的设定，气圈大小差异、纤维原料的不同、器材保养的方法及生产环境的控制等因素的制约，但从影响当前细纱机高速化轻重程度来看，首先考虑的还是锭子、钢丝圈和钢领等主要器材元件。

4 细纱机提速时应采取的措施

4.1标准的制定

要想提速，首先我们要有锭速的内控标准，目前国内锭速高低都是各纺纱厂根据J20S标准折合产量和折合系数倒推出来的，因为这与各纱厂的经济效益挂钩，所以国家没有强制执行要求，在实际中各纺纱厂根据自己的生产情况而定。正常做法是从细纱断头、原料、纱支、捻度以及主机及器材周期和损耗上来决定，未提速前我公司锭速控制在14500～16000rpm，锭间差异控制在200rpm以内，提速后锭速控制在16000～17500rpm，锭间差异控制在100rpm以内。同样还应从能源角度制定出用电、用料等能耗标准，有了这些可靠的标准，我们便有了确定的目标，也就有了改进的方向。

4.2设备的维护和器材的保养

4.2.1 根据设备状态、维修保养工作内容和平揩车交接验收技术要求，将责任分解落实到机台责任人；同时加强对保全工的设备维修技术、电子知识的综合培训，提高其状态维修保养的基本技能。

4.2.2 加强平、揩车的验收管理，因平、揩车周期较长，根据主机及部件运转时间及保全工人数情况确定较合理的作业计划表，各部件的装配必须严格按技术规范要求来做，确保精度质量达标，如卷绕部分的安装，必须做到三平、三垂直、二准、二正、一活校。

4.2.3 加强重点检查及维修工作，执行状态维修保养制度后，我们将原来常日班保全重点检修工作改为点检制，编制点检卡和点检周期，对重点部位加强维护，更有效地对设备和器材进行状态检修。

4.2.4 牵伸和卷绕元件是保证提速和成纱质量的关键器材，因此，其维修保养周期必须得到保证，如钢领的回磨周期应根据品种、纱号及张力大小来具体确定，建议定在半年至1年左右为宜。

4.2.5 各器材的润滑周期也是应该重视的，因为这不但影响器材的磨损、使用效果和纺纱质量，而且直接影响吨纱油品的消耗。车头传动系统及滚盘等用油较多的部位，其润滑周期为6个月，锭带轮的润滑周期为3个月，我公司在润滑油脂中加入适量减磨剂，降低了运转时的温度，延长润滑周期、保护了高速运转的元器件，最终节约了机物用料。

4.2.6新型技术的应用

推广高速纺纱技术应视不同情况而定，新建的棉纺厂应考虑直接采用高速锭子，投资初期虽然成本有所增加，但总的回收期可缩短，总体效益相比其它类锭子要高。由于高速锭子上轴承小型化，下支承采用平面止推轴承、径向滑动轴承结构，又采取防飞油等措施，因此具有良好的吸振性能、容易维护，同时纺锭轴承采取了自润滑措施，有效提高其耐热性、耐疲劳性，确保了锭子的高速化。另外变频十段锭速工艺的应用，有效地解决了开车、停车时断头多的难题，也有利于细纱提速的实施和能耗的降低。所有这些新技术的应用是当前细纱机高速化的有效途径。

5 细纱机高速后对质量的影响分析

细纱机提速后，产量提高是肯定的，但我们还应关注生产、消耗和质量等难题，这也是影响细纱机高速化最大的、最主要的障碍，这是因为细纱机高速后，由于前罗拉速度高，经过牵伸区的时间将缩短，如果牵伸控制不好，会对纱线品质产生影响，而且主机、器材如果运行不平稳、磨损严重等都会引发纱线质量的恶化，这主要表现在纱线的断头、机械波、毛羽、条干等指标。

5.1锭速对产量和细纱断头的影响

锭子高速转动时不稳定性会增加，锭子高速回转是纺纱张力和气圈的动力源，锭子转速不匀、振动、上下跳动等缺陷均会影响纺纱张力的稳定。随着锭速增加，成纱后的断头将会增加，其原因是：锭速提高后，钢丝圈回转所产生的离心力增加，纱线的张力也随之增加，从而导致断头相应增加。我们发现细纱机安装变频前后同一品种的断头率有了明显的下降，以JC40S为例，我们对一落纱中小纱、中纱、大纱阶段的纺纱断头分别进行统计，安装变频器前，小纱为69根、中纱18根、大纱26根，折合细纱千锭时断头为21.15根；安装变频器后，一落纱中小纱为45根、中纱为10根、大纱为17根，折合细纱千锭时断头为12.5根。这样不但大大提高了细纱机台的效率，而且还减轻了运转工人的劳动强度。

5.2锭速对细纱机械波的影响

细纱机锭速提升后，相应前中后罗拉转速会加快，这对罗拉、皮辊、皮圈及卷绕器材的制作和安装精度提出了严标准、高要求，一旦安装和维护不到位，高速时各类传动器件引发的机械波更易发生。如我们在纺制再生纤维素类纱线时，细纱机前中后车位条干值差异较大，达0.5～1个百分点。通过对比试验分析后，我们认为原因可能是细纱机中后罗拉扭振引起了细纱机械波，因为当车速下降、隔距加大时问题便会得到解决。

5.3锭速对毛羽的影响

锭速加快，纱线的毛羽将会大幅增加。在一落纱中毛羽的分布和纱线张力一样，管纱上层区域的毛羽会明显比下层区域少，原因是纱线的气圈形态不同，纱线所受的张力也不同，纱线与卷绕器材的摩擦效果便不同。

从上表可以看出，采用变频技术和高速器材后有效保证了纱线的张力和气圈形态，使毛羽值得到了有效控制，尤其是大小纱之间的差异及管间差异也有了明显的改善，从而保证了管纱的毛羽锭间一致性，为后道生产出优质的坯布打下良好的基础。

5.4锭速对成纱条干的影响

通过实践发现，锭速提高后对纱线的条干及粗细节有一定的影响，尤其是在纺制高支纱时应特别注意，否则会产生大量的细节而影响成纱的断头，在生产中如果合理优化锭子曲线，使用新型器材（如带压力棒隔距块），将会有效减少成纱的条干和粗细节（详见表2），

表1 高速下采用新技术新工艺JC40S毛羽对比

表2 高速下采用新技术新工艺JC40S条干对比

确保提速后成纱质量的稳定和生产的正常。

6 结束语

国产细纱机高速化之路任重而道远，各棉纺企业应根据各自公司的细纱机型、需求和结构分布而定，不能泛泛而谈。细纱机高速化应从细纱机成纱机理上分析，针对影响细纱高速化的瓶颈，如主机的平稳性，器材元件高速适应性等方面，运用先进设备、工艺、器材和操作方法。从新器材、新工艺、新技术应用、变频十段锭速优化、设备及器材维护制度的建立等方面入手，在提速增产的同时，控制能耗、提升质量，否则一味地提速，其结果只能是得不偿失。

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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