棉纺辅机的特点及发展

侯长勇

(山东聊城华润纺织有限公司，山东 聊城 252000)

棉纺辅机是纺纱设备的重要组成部分，棉纺企业已日益重视其应用。棉纺辅机的应用，不仅能为企业提供精准的生产数据，而且为提高产品质量提供技术支撑。

1 乌斯特条干均匀度仪

1.1 概况

为保持纺纱质量稳定，纺织企业须有一套能够检测纺纱产品质量的仪器，而条干均匀度仪是一种测试和分析纱线与棉条条干不均匀程度、测试纱线毛羽、考核纱线质量、指导纱线生产的精密仪器，能为纺纱提供多项质量测试指标。自从1970年瑞士乌斯特(Uster)公司推出Uster条干仪以来，其测试技术不断改进，测试方法、性能指标不断增加和完善，功能不断增强[1]，目前电子条干均匀度仪已成为纺织厂检测纺织产品质量重要的、不可或缺的试验仪器。通过对纺织产品检测、对测试指标进行分析，能快速找出影响产品质量的原因，从而通过采取相应措施加强对产品质量的控制。

1.2 特点及作用

乌斯特条干均匀度仪可用于测定条子、粗纱、细纱、股线的均匀度，能作出纱条的不匀率曲线，判断纱条不匀率产生的原因及对后工序和最终织物的影响。利用不匀率曲线分析长片段不匀，利用波谱图通过计算能直接找到周期性不良部件，能有效控制条干，为后工序提供质量合格的产品。纱条线密度不匀曲线横坐标为纱条片段不匀，纵坐标为纱条单位长度质(重)量或线密度，根据曲线可判断纱条线密度不匀的指标——平均差系数U或标准差不匀率CV值；U和CV这两项指标是纱条线密度不匀的重要指标，用以分析纱条的质量变化、查找设备出现的具体原因。

乌斯特条干均匀度试验仪能检测纱条不匀、原料品质，并监控生产中各工序半制品质量，实现从纤维到成品的全过程控制，正确使用乌斯特条干均匀度仪可准确地测试出纤维条干均匀度。由于生产设备状态和工艺影响导致条干不匀的周期性不同，可以通过对该仪器的测试结果以及图形的分析推断发生缺陷的原因[2]，根据这些原因查找有缺陷部件并对其维修更换，做到及时进行控制、稳定纺纱质量。

根据乌斯特条干均匀度试验仪所附的绘图仪，即可作出纱条的不匀率曲线，根据波谱图对纱条不匀率的结构进行分析，判断不匀率和质量变化的原因以及对织物产生的影响，并能检测纱线的U值和CV值指标，记录纱线的粗细节、棉结数量和毛羽值等，为后工序纺纱加工提供可靠的质量依据。

1.3 利用条干均匀度仪分析纱线的两类不匀

纱线在乌斯特条干均匀度仪上测试，不仅能得到纱条的不匀率曲线，还能测量到细节、粗节、棉结数和毛羽指数等指标；在波谱仪上可得到波谱图，波谱图的横坐标为纱条线密度不匀的波长，纵坐标为纱条线密度不匀，相对振程是波长的函数。

在波谱图上可以反映两类重要的粗细不匀：机械波和牵伸波引起的周期性不匀。

1.3.1 机械波

在纺纱过程中，由于回转的机械部件状况不良造成纱条周期性粗细不匀，可能是因纺纱设备上罗拉弯曲、胶辊不圆，齿轮啮合不良、缺齿及磨损严重，罗拉头与传动轴之间磨损严重等引起的，这种粗细不匀在波谱图上呈现为“烟囱”状凸起，通过波长可以计算出回转机件的直径，进而查找出造成不匀的工艺部件。

机械波长的计算：λ=D×π×E

式中：

λ——回转机件形成的周期性波长/cm；

D——回转机件的直径/cm；

E——缺陷机件到输出罗拉(部件)之间的牵伸倍数。

当波谱图上的烟囱波长与经过计算的波长接近时，该机件就可能是产生条干不匀的原因。如波谱图上7 cm～8 cm波长有一烟囱形的波峰，即表明细纱工序纱锭上有周期性不匀，由于罗拉(直径为25 mm)转1圈输出的纱条长度正好为波的周长，计算可知7 cm～8 cm不匀波是细纱前罗拉弯曲造成的跳动，应及时对罗拉进行校直，以消除机械波。机械波在机织、针织布面上将产生严重的横档疵点，从而使布面丰满度变差、布面风格恶化。

成纱均匀度下降，产生机械波的工序、部位也较多，有并条、粗纱、细纱工序等，应根据波长通过计算来查找有缺陷的机件。

1.3.2 牵伸波

在纺纱过程中，由于牵伸工艺设计与配置不合理、牵伸器材状态不良会造成牵伸不良、条干不匀，这种问题在波谱图上反映为“小山状”的波形。根据波谱图波形，分析牵伸波波长范围和波峰波长，当波幅超过基波幅度20%时，将会影响布面外观。

牵伸波长的计算：λ=K×I×E

式中：

λ——牵伸波的波长/cm；

K——常数(一般细纱取2.75，粗纱取3.5，条子取4.0);

I——纤维平均长度/mm；

E——牵伸波发生后试样再经过的牵伸倍数。

分析波谱图可了解纱线不匀的性质，确定产生疵点的工序和部位，以便及时调整机械状态和改进工艺，减少纱疵。波谱图一般有理想波谱图、正常波谱图及机械波、牵伸波波谱图，在生产中应减小机械波和牵伸波发生概率，才能提高纺纱质量。由于乌斯特条干均匀度仪是精密的纺织试验仪器，日常要严格按照仪器说明使用，不应随意拆卸、变更工艺参数，注意保持条干仪的清洁、纱架位置，确保检测结果的准确性。乌斯特条干均匀度仪的应用，为纺纱生产过程中的质量控制提供了可靠的实际依据。

2 磨金属针布机

2.1 金属针布的重要作用

金属针布是重要的梳理器材，金属针布的高度、表面粗糙度、锋利度、耐磨度等直接影响其梳理纤维的效果。在梳理过程中，金属针布与纤维间存在摩擦，在连续梳理中为排除非单纤维物质，齿条被磨损而慢慢衰退、直到下机磨砺，以提高金属针布表面粗糙度和锋利度。

2.2 磨金属针布机和包卷机

提到磨金属针布机，须先介绍包卷机，这两种辅机共同担负着保养金属针布的重任。为了做好二者的维护保养工作，应检查包卷机各个部位运行的灵活性，包卷张力是否合适，与金属针布齿条接触部位是否光洁平滑，包卷金属针布时对齿条要均匀加速、张力稳定，以提高金属针布的包卷质量；要严格按照针布的磨砺技术标准进行操作，磨砺速度要根据针布的状态而定，以保证金属针布齿尖面的圆柱度，圆柱度高才能保证隔距的准确性；金属针布表面粗糙度好，才能减少纤维挂花，梳理顺畅；金属针布锋利，有利于梳理纤维、清除杂质。因此，对包卷机和磨砺针布的工艺参数应不断优化，以达到理想的梳理效果，提高梳理质量。

在实际生产的长时间使用中，针布的锋利度会逐渐下降、直至需要磨砺，磨砺可恢复其锋利度和齿尖面圆柱度，从而达到对纤维梳理的最佳状态[3]。不同的针布磨砺方法不同，尤其是盖板针布的磨砺效果，在锋利度、表面粗糙度和平面度上可能有差异，导致使用效果可能不同，但一定要严格按照技术标准进行磨砺。金属针布宜采用大气孔砂轮及适当的进刀量，砂轮圆柱度精度要高，往复运动一定要均匀，防止出现顿挫，避免产生零星火花。

有资料显示，经梳棉机梳理的生条结杂、短绒的去除率约为85%，锡林—回转盖板针布的梳理质量对后工序纤维的牵伸、成纱条干及棉结有明显的改善作用。由于金属针布齿条在包覆过程中有一定误差，需要在磨针布机上进行往复磨削，确保金属针布的锋利度，延长其使用周期。针布的梳理功能与维护保养不可分，应对针布进行合理磨砺，一般原则是少磨、轻磨、精磨、勤磨。

普通金属针布多采用顺刷、逆磨、快速磨砺方法，磨砺后要测量左、中、右3点，其磨削差异一般为不大于0.02 mm。金属针布齿条的表面粗糙度主要是靠磨针过程中的平磨、精磨等来实现，表面粗糙度、锋利度提高有利于对纤维的抓取、转移，减少挂花和缠绕。

在线精磨技术是比较先进的磨砺方法，其磨砺周期要根据纺纱品种、产量及棉结程度确定。在线磨砺在生产运行时自动完成，锡林金属针布的磨砺是利用安装在锡林底部与锡林轴相平行轨道上的专用砂轮，通过在显示屏上进行设定和控制进行磨砺，使金属针布表面在使用过程中锋利度始终处于良好状态[4]，有利于金属针布梳理的稳定性。采用在线磨砺，有效避免了传统磨砺造成的停台问题，提高了设备利用率。

2.3 发展方向

2.3.1 高质高效化

提高针布的包卷质量和磨砺效率，向高质量、高效率发展，使包卷的质量和磨砺质量符合梳棉机的使用技术要求，在梳理过程中使纤维达到良好的状态，减少纤维损伤。

2.3.2 数字化

磨针布机逐步向触摸屏设计方向发展，根据针布的使用情况和状态，工人只需在触摸屏上设置合理的磨削参数，磨头就能精确定位，减少手动调节磨砺误差，提高其磨砺精度，使磨砺后针布保持良好的锋利度和表面粗糙度。

2.3.3 智能化

在触摸屏上能自动显示在线检测的结果，根据检测结果分为磨砺合格和不合格；磨砺合格的放在一起，对磨砺不合格的应能进行原因分析，待其达到磨砺效果后自动停机。实现了自动检测、自动磨针与自动控制，有效提高了针布的磨砺效果。

3 气动套压胶辊机

3.1 特点及问题

气动套压胶辊机是套压各类胶辊的重要设备，其操作虽然简单，但却是胶辊磨砺前最重要的环节。为使套压胶辊机运行状态良好，压缩空气气压要达到标准状态，即一般约为0.6 MPa、气缸运行平稳，根据轴承型号调整好套压动程，保证同轴度，并应一次套压成功，特别是精梳分离胶辊较长，其同轴度非常重要；细纱胶辊的套压量较大，套压一批胶管后要检查同轴度误差，要使铝衬管内壁与轴承的铁芯壁紧密均匀接触，且避免剐伤铝衬管胶管的内壁，胶辊上机后应防止其左右移动而影响纺纱效果。只有胶辊套压好、磨砺效果才能好。胶辊套压后应放置在专用托盘上，并用包布盖好，防止挤压，等待磨砺。

3.2 发展设想

集聚环锭细纱机的出现，增加了胶辊的使用量，原来每次只能套压1只胶辊的效率明显较低，根据气动胶辊双头加油机的原理，设想也能同时进行两只胶辊的套压，将大大提高胶辊的套压效率。

4 全自动磨胶辊机

胶辊表面的磨砺质量对纺纱质量有重要影响，每道纺纱工序对牵伸胶辊的表面粗糙度都有具体要求。应根据不同纺纱品种对胶辊表面的不同要求合理设置磨砺工艺，使胶辊表面粗糙度、圆柱度达到纺纱质量要求。

以前使用手动磨胶辊机，如FU802，FU804型砂轮的线速度、车头转速、纵向进刀量基本不变，磨砺往复次数多，致使胶辊表面粗糙度Ra值不匀且效率低，用工多。随着精梳细号纱的研发、集聚环锭细纱机的发展及各种特种纤维的出现，手动磨胶辊机的磨砺效率和质量已满足不了纺纱品种的要求，从而促使磨胶辊机自动化程度不断提高。已出现的全自动磨胶辊机使胶辊自喂入至输出完全自动磨砺，不需人工操作，并具备全自动监测功能，在显示屏上全程显示工作参数，完全实现机、电、气、仪一体化，且砂轮定量设置后能自动修整、自动清洁，始终保持砂轮锋利。先进的全自动磨胶辊机将胶辊磨砺后直接摆放在塑料托盘上，并具有胶辊自动打标记功能，从而使胶辊磨砺更加方便快捷，磨削精度高，表面粗糙度好，采用PLC程序全程控制，自动记录显示磨削胶辊的总量，胶辊直径大小自动检测，胶辊表面粗糙度值可根据纺纱品种要求自行设置，磨削精度不大于0.02 mm，胶辊大小头差异不大于0.02 mm，使胶辊达到最佳工作状态。胶辊磨削模式有指定直径磨削、不同直径磨削和胶辊自动分拣，均可自行设定，大大提高了磨砺效率。

1台全自动磨胶辊机可满足10万纱锭使用胶辊的需求。该磨胶辊机回磨一套细纱胶辊只需20 s，胶辊与砂轮接触时间仅约8 s。快速度提高了胶辊的回磨效率；胶辊与砂轮接触的时间短，减小了砂轮高温灼伤胶辊的概率，保证胶辊具有合格的表面粗糙度Ra值，磨砺后的胶辊表面能更好适应纺纱品种的要求；设定不同的磨砺速度可使砂轮圆柱表面产生不同的表面粗糙度，当达到设定值时带有压缩空气的自动清洁装置沿砂轮的横向进行往复清洁，可确保砂轮锋利度的均匀性。

随着磨胶辊机技术不断进步，其自动化、智能化、功能化水平更高，效率更高，如瑞士贝克(BERKOL)公司制造的全自动磨胶辊机，无锡通力霍普纺织机械有限公司、无锡培力自动化设备有限公司制造的全自动高效磨胶辊机，自动化程度均较高，能适应棉纺企业对辅机的需求，满足了企业生产的要求。

5 辅机发展方向

辅机作为棉纺设备的一部分，它同主机一样在棉纺企业中发挥着重要作用。在结构上，辅机正逐步向模块化设计发展；在技术上，正沿着自动化、高速化、智能化方向发展；在配置上，向连续化、机、电、气、仪方向发展；在操作上，向简单化、可遥控方面发展；在减少用工和减轻劳动强度方面，辅机也有突破，如智能落纱小车、自动理管机、锭子自动加油机，其工作效率均非常高，有效解放了人工，降低了生产成本。

6 结语

棉纺辅机在纺织企业生产中发挥着重要作用，使用乌斯特条干均匀度仪能全面检测纺织产品的各项指标，为稳定生产提供可靠的数据支撑，为纺织产品提供了可靠的质量保证；对产品质量缺陷能及时追踪，利于减少损失；包卷机、磨针布机、套压胶辊机、全自动磨胶辊机为梳理器材、牵伸器材的使用质量提供了有力保障。纺织企业应重视棉纺辅机的应用、保养和管理，使各类器材在纺纱生产中更好地发挥作用。

随着科技的不断进步，棉纺辅机在结构、技术、配置、操作方面向更快、更智能、更全面、更便捷的方向发展，其大范围使用提高了工作效率，减轻了劳动强度，并减少了用工数量。