关键纺纱器材及控制装置技术进步与发展方向评析

卢广法， 朱建民，程四新，章友鹤

(1.百隆东方股份有限公司，浙江 余姚 315490；2.浙江省纺织工程学会，杭州 310009)

0 引言

优质的纺纱器材、专件及控制装置，对提升纺纱装备的智能化和自动化程度，提高生产效率与纱线档次，十分重要。从2018中国国际纺织机械展览会暨ITMA亚洲展览会的展品可以看出：纺纱关键器材及控制装置，紧密围绕着纺纱装备的高速化、智能化、节能降耗、延长器材使用寿命和免维护等方面进行创新，尤其是国产纺纱器材及控制装置的技术进步与创新更快，许多产品性能已可与进口产品媲美，甚至取代进口[1-3]。

1 梳理器材

科学化、柔性化及使用寿命延长，是近年梳理器材发展的最大特点，本次展会显现的主要发展趋势有以下4点。

1.1提高梳理效率的同时要减少纤维损伤。如金轮针布(江苏)有限公司(以下简称金轮针布)设计的双齿形针布，其齿密增加，既能提高对纤维的分梳、交替和转移，又能减少纤维损伤，降低棉结。又如德国特吕茨勒公司GX1型锡林针布，具有强分梳与快转移的特点，对减少纤维损伤和棉结效果较好。

1.2精梳整体锡林扩大梳理齿面积或改变结构设计，以满足精梳机高产优质的要求。常规精梳锡林齿面圆心角为90°～110°，而金轮针布的则为130°，使总梳理齿数达到6.2万齿，整体锡林齿数增加30%～50%。在确保高质量与低落棉基础上，使精梳机的台时产量达80 kg/h以上，减少了万锭配台数。而浙江锦峰纺织机械有限公司(以下简称锦峰纺机)展出的精梳整体锡林，采用锯齿与梳针相结合的结构设计，使纤维梳理从疏到密逐步增强，既提高了纤维梳理度又能减少纤维损伤。

1.3延长梳理器材的使用寿命，降低其消耗量是梳理器材发展的方向之一。除选好材质外，强化梳理器材表面的处理是延长其使用寿命的重要手段。如光山白鲨针布有限公司展出的“境泉”表面强化处理针布，将纳米级金刚石颗粒均匀、稳固地附着在针齿表面，形成厚度为0.003 mm～0.005 mm的致密保护膜，使齿条表面的硬度达到(1200±30)HV，表面粗糙度Ra值为0.06 μm，大幅提高了针布齿条的耐磨性。又如锦峰纺机双列齿条固定盖板的分梳齿和提升齿宽度由不对称改为对称，使用一段时间后，如果分梳能力减弱，可将其反转安装使用，使原磨损的分梳齿变为提升齿，而提升齿则变为新的分梳齿，这样其使用寿命就能延长1倍。

1.4根据纺纱原料和生产品种选配梳理器材，从而提高梳理效果。如金轮针布的驼峰型针布，可专业生产纤维素纤维，其特点是使大部分纤维被握持在齿尖部位，有效防止纤维下滑，使盖板针布从锡林抽取纤维的能力增强，从而提高纤维的分离度、伸直度和棉网清晰度。又如瑞土格拉夫公司展出的Ri-Q-comb型精梳整体锡林与新型FIXPRO-C35型和C4型顶梳，专为高效能精梳机加工优质棉纤维而设计，具有梳理效率高、落棉调节范围广的优点；Resist-O-Top和Inline-X-Top系列弹性盖板针布加工棉型和中长型纤维，不但能确保产质量且可延长使用寿命。再如德国特吕茨勒公司展出的NOVO-TOP型弹性盖板针布，适用于生产原料等级较低或再生纤维转杯纺58 tex以上粗号纱。

2 卷绕器材

卷绕器材包括锭子、钢领、钢丝圈及传动带等，本次展会显现其正在通过多项技术创新，向高速、高效及延长使用寿命方向发展。

2.1 锭子

2.1.1提高运转速度，降低能耗，是锭子的研发方向之一。如河南二纺机股份有限公司制造的NASA型锭子，配用新型结构的锭胆及铝套管，既能使锭子高速运转，又节能、省油、易维护。又如瑞士诺维巴公司展出的LENA系列锭子，采用双阻尼系统减少锭子颈部轴承负载与摩擦力，配用18.5 mm小直径锭盘，减少空气摩擦力，使锭子在高速下运转平稳，降低能耗。

2.1.2电机驱动单个锭子。上海二纺机有限公司及江阴市华方新技术科研有限公司(以下简称江阴华方)都展出了电机单独驱动锭子的细纱机，为细纱机锭子驱动技术的发展带来革命性的变化。其优点主要有：① 无需主电机、主轴、轴承、滚盘、锭带、锭带盘及重锤等，简化了细纱机的加捻卷绕机构，减少制造成本，设备故障率大幅降低，生产效率提高；② 单个电锭功率约为20 W，总装机功率小于常规细纱机，无锭带传动避免了锭带传动对锭子的径向拉力，减少锭子在高速回转时的动力要求，延长使用寿命，降低消耗，节电效果显著；③ 由于无主电机且电锭本身发热量很少，细纱车间的电热损耗显著减少，尤其是夏天空调的冷风量减少，节能效果显著；④ 电锭速度可根据产品需要设定，不同纱段可设置不同捻度，方便生产出变捻度纱，经后道染色加工后能出现类似竹节纱的效果。有专家建议电锭细纱机的牵伸和成形部分，可同步改造成电子牵伸和电子成形，这样细纱机就有非常强的竞争力。

2.2 钢领钢丝圈

此次展会展出多种性能优良的钢领、钢丝圈，其共同特点是采用优质材料并对表面进行特种加工，产品硬度与耐磨性提高。如重庆金猫纺织器材有限公司(以下简称重庆金猫)展出的BS(蓝宝石)钢丝圈与BF(黑金)钢丝圈，采用表面扩散与多层覆合表面处理技术加工，使用寿命超过20 d，突破了长期以来国产钢丝圈转速不超过18 kr/min的瓶颈。又如瑞士布雷克公司展出的UNYX系列青宝石钢丝圈，采用专利技术使钢丝圈具有优良的滑行性能，在同等条件下转速可提高1 kr/min，且走熟期短、断头率低。

重庆金猫展出的高精密钢领，精选国内外优质的合金钢材，与钢丝圈配套研发和制造，其硬度达950 HV0.1～1000 HV0.1，耐磨性好，表面光洁，耐腐蚀，使用寿命可达5 a以上，适用于中高端、高速环锭纺纱。常州航月纺织机件有限公司制造的GM型超高精密钢领，采用数控外圆磨床加工，表面粗糙度好，圆度偏差不大于0.027 mm，边宽一致，新钢领上机无走熟期，上车2 h后即可开正常锭速，断头可减少约30%，适用于集聚纺高端纱线。

钢领与钢丝圈合理搭配，是实现其高速运转、延长使用寿命的关键。瑞士布雷克公司制造的SFB系列钢丝圈(蓝宝石)与ORBIT系列红色锥面钢领组合，可使二者接触面积增大，发热量减少，在纺粘胶纤维或受热易损伤的聚酯纤维纱时能降低断头、提高锭速。德国制造的R+F系列新一代TURBO型钢领与SSK系列涂层钢丝圈，可以较好地解决20 kr/min～25 kr/min高速与超高速纺纱时毛羽增多的难题，既可用于聚酯纺与赛络纺纺纱机，又可用于包芯纱、竹节纱及色纺纱等花式纱线。

2.3 龙带与锭带

龙带与锭带是纺纱卷绕不可缺少的器材，本次展会济南天齐特种平带有限公司重点推出采用新技术制造的、具有高附加值的齿接节能聚酯龙带和节能锭带。

2.3.1节能聚酯龙带轻、薄、柔软，带轮包绕性良好，弯曲耗能小，尺寸不受环境温湿度影响，特别适用于高速长车、张紧装置调节范围小的超长细纱机、转杯纺机、倍捻机等。节能聚酯龙带比传统的尼龙基龙带节电10%～20%。其最大优点是定伸强力高、张力稳定、质量轻，挠曲性好，接头快捷且环保。

2.3.2新型节能锭带为齿接聚酯锭带CNU，可适用于锭速为15 kr/min以上的高速细纱机，比橡胶锭带节电6%～10%；滑溜率减小，可降低捻度不匀率与强力不匀率，成纱质量高且稳定。

3 牵伸器材专件

牵伸器材、专件包括胶辊、胶圈、上下销及罗拉、摇架等，其对环锭细纱机降低消耗、提高生产效率和成纱质量有积极作用。

3.1 胶辊胶圈

针对目前国内生产差别化纤维品种不断增多的需求，本次展会重点展出多功能新型胶辊、胶圈。如无锡二橡胶股份有限公司制造的WRC-SG66型防损伤胶辊，采用新型主体材料与功能性助剂研制而成，使胶辊的抗绕性、耐压变形性得到显著提高，有效降低胶辊在使用过程中被啃伤、冒硬头等的概率，适纺纯棉、化纤、混纺差别化纤维等品种。WRC-SG73型抗绕胶辊，具有优良的抗绕性和耐老化性能，且硬度稳定、握持力好、适用范围较广，尤其适纺中高号纯棉、纯化纤、混纺差别化纤维及色纺纱等。无锡市兰翔胶业有限公司制造的LXC-866MD型胶辊，相比之前产品伸长率提高80%，耐磨性提高20%，可用于纯棉、纯涤、涤/棉、粘胶、天丝、莫代尔、差别化纤维及色纺、氨纶包芯纱等；LXA-2015型抗静电胶圈，抗绕、耐油污、免清洗，吸放湿性强，适合车间温湿度控制能力较差的中小型纺企使用。

3.2 罗拉与摇架

本次展会展出高精度罗拉和摇架。新一代高精度无机械波罗拉的抗弯强度比一般罗拉提高约9%，98%的罗拉最大圆跳动不大于0.03 mm，任意两节罗拉镶接的静态圆跳动小于0.05 mm；且上机无需垫片，可在集聚赛络纺细纱机上使用，能显著提升纱线质量。常德经纬摇架科技有限公司制造的YJ210-145DTY型智能细纱弹簧加压摇架，装有压力传感器和微型电机，可通过屏幕设定摇架压力，使整台细纱机摇架压力一键无级调整，实现集体半释压，压力可视及远程控制。使用该新型摇架，纺纱加压的稳定性与一致性显著提高，且管理方便。

3.3 集聚纺装置

从集聚纺装置的特点与使用效果分析，国内制造的新一代集聚纺装置，其技术性能与节能降耗效果不比国外逊色，且价格远低于进口，故目前国内纺企进行集聚纺技术改造时，从引进为主改为选用国产为主，这是一个发展趋势。

3.3.1青泽公司展出最新一代lmpaotFX集聚纺装置，特点有：① 增大前胶辊直径至30 mm，并配以新型轴承与胶圈，集成的板簧弹片及气流优化的吸风管，能显著提高纺纱质量及可靠性；② 前上胶辊直径增大到30 mm，使浮游区纤维有效地被引导到主牵伸区，改善成纱条干质量，提高强力；③ 前胶辊配置了新型Accosmart双层胶辊，由特制的优质弹性层组合，具有更大的变形量和接触面，更高的耐磨性和抗撕裂性；④ 采用新设计内层结构的自清洁集聚纺胶圈，为装置提供良好的运行性和较长的使用寿命；⑤ 采用新型弹簧片，工作位置更加准确，保证纺纱质量，减少锭间差异；⑥ 吸入管流程与吸风管气路优化，可有效减少纤维缠绕，且吸管规格相同，不用区分左、右吸管，开口定位简便，易于清洗、替换。

3.3.2德国绪森公司展出新型Elite多功能集聚纺纱系统，将股线的集聚纺纱和捻线合二为一，减少了并捻工序，是生产双股纱线较为经济的方式；用于短纤维、粗纺纱和精纺机的HP-CX型上加压摇架配备有精调功能的重型板簧，可实现无摩擦负载传输。

3.3.3瑞士罗拉卡夫公司推出的牵伸装置采用RT3型摇架，通过易于更换的不同颜色代表不同距离的罗拉支架，以检查每个顶臂的设置，解决了传统摇架因用螺丝固定罗拉间距而使罗拉间距不一致进而影响纱线不匀率的问题。

3.3.4江阴华方展示的HFJ系列四罗拉集聚纺装置，主要特点有：① 输出罗拉采用伺服电机单独驱动，根据工艺要求灵活调整输出罗拉和前罗拉牵伸比；② 集聚纺和集聚赛络纺品种的异型管工艺片切换方便，可降低成本；③ 负压风机采用一级能效电机和风机，配以变频控制技术，可有效降低能耗；④ 负压系统选配自动刮棉装置和负压在线监控系统，可确保纺纱过程负压稳定。

3.3.5无锡万宝纺织机电有限公司推出的新一代节能型脉动联轴驱动四罗拉集聚纺装置，主要特点有：① 适用范围广，可应用在四罗拉或三罗拉集聚纺纱、集聚赛络纺纱及新型复合式集聚纺纱装置；② 改造无需更换前罗拉，可去掉每节前下罗拉阻捻下罗拉齿轮和过桥传动齿轮，改造和维护费用低；③ 网格圈有自清洁功能，其清洁周期与使用寿命可延长约20%；④ 与现行技术相比，因前下罗拉中段扭矩降低，牵伸运行稳定，且前下阻捻罗拉和负压集聚组件运行无意外径向力，故可提升牵伸效率，消除安全隐患；⑤ 阻捻下罗拉与前下罗拉之间牵伸张力可调，工艺设置方便；⑥ 总体集聚负压能耗可降低40%以上，节能效果显著。

4 质量控制装置

近年来，下游用户要求纱线的常发性和偶发性纱疵少，“三个不匀率”(条干CV值、强力CV值、质量CV值)低，毛羽少、纱条光洁，且批次间差异小等，因此纺企必须选配好影响成纱质量的关键装置。

4.1开清棉机上加装异纤检控与清除装置，彻底清除异纤，确保成品纱中无纱疵。瑞士立达公司和德国特吕茨勒公司等，以及国内经纬纺机集团和北京大恒图像视觉有限公司等，都展出各种异纤检控清除装置，异纤清除率达80%～90%。

4.2并条工序选用自调匀整装置，控制输出条子的质量偏差与质量不匀率。本次展会，瑞士立达、德国特吕茨勒、湖北天门纺机、经纬纺机等企业都展出了带自调匀整的并条机。

4.3改造锥轮(铁炮)机械传动的方式，提高粗纱质量。采用多电机智能化传动方式提高锭子、锭翼、筒管及罗拉输出速度的同步性，可消除开关车产生的细节，缩小前、后排粗纱张力差异，实现恒张力卷绕，是提高粗纱质量的一项关键技术。目前有2种途径：一是更新，即用新型智能化粗纱机取代原锥轮传动粗纱机；二是改造，即在现有粗纱机上加装智能化多电机控制装置。

4.4细纱机采用智能化单锭监控技术。在锭子周围安装一个传感器，当细纱断头时，粗纱停止供给，杜绝“三绕”(绕罗拉、绕胶辊、绕胶圈)，降低纱疵概率，并显示断头机台与锭号，方便挡车工及时接头，检修工能在断头部位查出原因并及时排除故障。

4.5络筒机加装电子清纱器。通过电子清纱器切除纱线上的各类疵点，可使成纱质量达到较好状态。本次展会，陕西长岭纺织机电科技有限公司(以下简称长岭纺电)、瑞士洛菲公司与乌斯特公司都展出了新一代电子清纱器。

4.6应用各种新型检测仪器。苏州长风有限责任公司推出棉网棉结杂质分析仪取代人工检测，既提高检测效率又节省人工。长岭纺电推出10个纱线质量检测仪器的新产品，如CT500T型条粗条干均匀度测试仪，可分析条子和粗纱条干不匀的结构特征，在前纺或粗纺工序进行现场质量监测和跟踪，对控制条子和粗纱质量有重要的指导作用，适用于棉、毛、麻及化纤短纤维纯纺及混纺纱条。YG063E型全自动单纱强力仪可测试纱线断裂强力、断裂伸长率、断裂强度等指标，该仪器采用等速伸长(CRE)测试原理，功能及性能均符合国家标准[4]，具有测试数据准确、功能齐全、性能可靠、操作简单、维修方便等优点。

5 结语

2018中国国际纺织机械展览会暨ITMA亚洲展览会展出的众多纺纱器材、专件，虽无法一一例举，但可看出，纺纱关键器材及控制装置，正在紧密围绕着纺纱装备的高速化、智能化、节能降耗、延长器材使用寿命和免维护等方面进行创新，尤其是国产纺纱器材及控制装置的技术进步与创新很快，许多产品性能可与进口产品媲美，甚至取代进口，这对提升装备的智能化、自动化，提高生产效率与纱线质量具有十分重要的作用。纺纱企业应选配好关键器材、专件，掌握好纺纱关键技术，实现纱线质量最优化，生产效率最大化。