钢领座的再设计与优化

边文广，陆 晋，李雪梅

（1.经纬纺织机械股份有限公司 榆次分公司，山西 晋中 030601；2.晋中经纬钰鑫机械有限公司，山西 晋中 030601）

0 引言

近年来，在竞争激烈的市场环境中，国内细纱机制造企业以技术创新为手段，不断优化和完善细纱机零部件的功能结构和制造工艺，并取得了相应的市场地位和份额。广大工程技术和管理人员不仅关注核心零部件、专件的研究和开发，还对一些精度不高、制造难度低、价格低的非关键零部件的结构功能或工艺进行了深入研究，使构成细纱机的每个零部件及时采用新的设计理念和工艺手段，提高整机的综合效益。

1 钢领座的作用

由于设备零部件安装精度或插拔纱管引起锭子反复受力而走位，造成锭子与钢领不同轴，因此，细纱机在连续使用一段时间后都要重新调整锭子相对于钢领的位置，俗称“敲活锭子”，是细纱机装配和保全工序之一。松开、敲击锭脚后极易造成不同部位的变形，使锭子在高速时出现摆头、振动等问题，从而影响纱线捻度的均匀性，并造成断头，增加耗损，严重时会导致锭杆报废［1］；另外，还需要配合松紧锭脚螺母工作，操作比较繁琐。

钢领座的应用取代了“敲活锭子”的工作方法，仅靠调整钢领座使钢领在小范围内绕锭子中心位移，使钢领中心与锭子的旋转中心保持一致，减少断头，提高成纱质量，钢领座如图1所示。钢领座的安装首先需要用2个M4×6mm的螺钉将其轻固定在钢领板上，再用钢领锭子对中规套在锭杆上，观察钢领是否与锭杆中心同轴；当不同轴时，则调整钢领使钢领内环与对中规间隙均匀一致，然后拧紧螺钉固定钢领座；是以固定锭子位置为基准来调整钢领的位置，使两者同轴，避免了敲击锭子带来的损伤，劳动强度也得以降低，钢领板和龙筋的制造工艺得以改善，因而被广泛使用。

图1 钢领座示意

2 原钢领座的制造工艺和材料利用率

原钢领座选用Q235A冷轧钢板，厚度为1mm，以零件外形各段圆弧线围绕面积s1为3 246.06mm2、直径为54mm的s2为2 290.22mm2，2个7mm的安装孔的面积s3为76.97mm2。该零件的制造工艺是首先用剪板机将板料剪切成条料，再用冲床和复合模冲压为图样尺寸，最后对零件进行发蓝工艺处理。从材料的利用率来看，将零件旋转45°后2个安装座耳处于正方形料（面积s0为3 844mm2）的对角线上，可使条料获得最大利用率，如图2所示，材料利用率k约为23%，若考虑冲压工艺搭边量，材料利用率会更低。综合分析，该零件的制造工艺复杂，材料浪费严重，亟需改善。

图2 原材料最大利用率

3 钢领座再设计

针对钢领座的缺点，我们对其进行了再设计。为提高材料利用率，考虑与其他零件进行组合排样套料［2］，充分利用钢领座安装孔φ54mm的材料，也可以改变材料种类和制造工艺，使其在保持钢领座功能的同时降低综合生产成本。

分析钢领座的受力情况，其在纺纱过程中随钢领板一起在铅垂方向上往复低速运动，质量很小的钢丝圈在钢领上高速回转产生的离心力作用于钢领也很微弱，因此，可以忽略其对钢领座的作用。采用Q235A冷轧钢板制成的钢领座强度过高，考虑采用工程塑料作为钢领座的原材料。

根据现有的生产技术条件，利用高速雕刻机雕刻多件1.6mm厚的ABS工程塑料钢领座，安装在纺纱试验室进行验证。设备运转3个月，钢领座未出现塑料融化、翘曲变形的问题，纱线质量未降低，表明用工程塑料代替Q235A冷轧钢板是可行的。图1为改进后的钢领座，适当加大了边宽，以使其更加可靠、耐用。

表1为试验条件下成纱质量，机型为FA506－480型细纱机，纱线品种为T 65／CJ 35 13.1tex，锭速为16.5kr／min。

表1 试验室条件下成纱质量数据

表1数据表明：工程塑料钢领座未明显影响成纱质量，能满足所纺纱线的要求。

根据材料学可得知，聚甲醛（POM），密度为1.42g／cm3，综合性能优于 ABS，具有高的弹性模量、刚性和硬度，优良的耐疲劳性，较好的冲击强度和耐蠕变性，较高的热变形温度，有着与金属材料较为接近的比强度和比刚性，能在很多领域中代替钢、锌、铝、铜及铸铁［3］，其良好的注塑工艺性，足以胜任钢领座的使用要求。

4 工程塑料钢领座的优点

工程塑料钢领座由于使用了注塑工艺，将分散的加工地集中在一起，减少了加工地之间的转运调度工作；模具一般设计成多件型腔结构，生产效率得以提高，材料利用率远远大于23%。当注塑原料中加入色母粒和抗静电母粒，则可以获得更加良好的实用功能，在近40m长的黑色钢领板上搭配彩色钢领座，也活跃了细纱机的视觉效果。不同材质钢领座的特性对比见表2［4］。

表2 不同材质钢领座的特性对比

由表2可见：单件工程塑料钢领座减轻重量约为5g，在1 008锭细纱机上将会减少5kg的重量，并可以相应地减少钢领板提升所配的平衡重锤的重量以及动力消耗；不考虑制造、周转和生产效率，仅考虑材料利用率的情况下，单体的材料成本可减少0.07元；由于塑料具有一定的柔韧性，更有利于钢领座与钢领板的紧密贴合、吸收轻微振动，有利于提高成纱质量。

5 结语

生产中，除了关注重要零部件的特性和成本外，还应对其他零部件进行观察和功能分析，对非关键零部件进行优化，从而触发改进的思路，结合学习和应用不同的制造技术，就能很好地控制成本，取得较好的综合收益。

［1］张晓方.一种易于调整的细纱机钢领锭子组件：中国，CN 2732773［P］.2005－10－12.

［2］李彩绵.实施集中下料管理提高材料利用率［J］.煤炭科技，2013，（4）：103－104.

［3］石安富.工程塑料手册［M］.上海：上海科学技术出版社，2001.

［4］成大先.机械设计手册［M］.北京：化学工业出版社，2004.