告別紗疵—粗紗錠翼的創(chuàng)新

  在棉紡環(huán)錠紡紗系統(tǒng)中，粗紗工序?qū)Τ杉嗁|(zhì)量及后紡紡紗效率有很大的影響，粗紡工序的功能就其本質(zhì)而言：是將熟條抽細(xì)拉長(zhǎng)，給予一定捻度形成粗紗并將其卷繞成適合細(xì)紗機(jī)喂入的雙錐園柱形卷裝。時(shí)至今日，通過(guò)錠翼完成對(duì)粗紗的加捻、卷繞仍然是唯一的方法，因此粗紗錠翼的結(jié)構(gòu)、型式、制造材料與質(zhì)量對(duì)粗紗工序產(chǎn)品的質(zhì)量和效率有決定性的影響。

　　眾所周知：現(xiàn)代粗紗機(jī)誕生的基礎(chǔ)，在于沿用100多年的托錠粗紗錠翼的創(chuàng)新變革：錠翼由錠子托持支承改變?yōu)橛晒萄b于上龍筋上的軸承裝置懸掛支承，固定的上龍筋將粗紗機(jī)的紡紗部件與卷繞部件隔開(kāi)，錠翼回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的上沖氣流被上龍筋阻隔，紡紗時(shí)紗條運(yùn)行平穩(wěn)，紡紗部位產(chǎn)生斷頭不會(huì)發(fā)生飄頭，避免了大量紗疵的發(fā)生。由于采用懸錠錠翼：粗紗機(jī)錠速由托錠錠翼的900r/min提高到1800r/min，粗紗產(chǎn)量得以大幅提高；卷裝增大為6〞×16〞、7〞×14〞、7〞×20〞；實(shí)現(xiàn)了半自動(dòng)落紗、自動(dòng)落紗及粗細(xì)聯(lián)，因此，懸錠錠翼的出現(xiàn)使粗紗技術(shù)出現(xiàn)了革命性的進(jìn)步與突破，在以質(zhì)量和效益型增長(zhǎng)的新型工業(yè)化模式中，其作用已獲得一致的公認(rèn)。

　　100多年來(lái)，錠翼的粗紗通道基本是開(kāi)式的，即粗紗在錠翼導(dǎo)紗臂的U形通道中運(yùn)行。20世紀(jì)七十年代以來(lái)，逐步出現(xiàn)了閉式粗紗通道，粗紗在封閉的不銹鋼管孔道中運(yùn)行。實(shí)踐表明：閉式粗紗通道錠翼對(duì)溫濕度不敏感；粗紗斷頭率低；高速性能好；易于實(shí)現(xiàn)大卷裝；運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)空氣阻力小，功耗減少；使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)已取得業(yè)內(nèi)共識(shí)。但是閉式懸錠錠翼在生產(chǎn)實(shí)踐中也出現(xiàn)了使紡紗工作者感到困惑的難題：一是在紡紗中出現(xiàn)“積花紗疵”，在紡普梳品種時(shí)，該紗疵特別嚴(yán)重；二是粗紗通道清洗困難。針對(duì)紡紗廠的反映和急需，無(wú)錫誠(chéng)本紡機(jī)成功地研發(fā)了CB101系列無(wú)紗疵碳纖短壓掌閉式懸錠錠翼（專(zhuān)利號(hào)：ZL200620069244.6）分體式防紗疵壓掌（專(zhuān)利號(hào)：ZL200620069243.1）和CB05型干式錠翼清洗機(jī)（專(zhuān)利號(hào)：ZL200620070976.7），實(shí)現(xiàn)了閉式粗紗錠翼的無(wú)紗疵紡紗及高效、簡(jiǎn)捷的機(jī)械化清潔。

　 一、 粗紗錠翼無(wú)紗疵紡紗機(jī)理：

　　治病須對(duì)癥下藥，要做到粗紗錠翼無(wú)紗疵紡紗必須研究粗紗紡制過(guò)程中錠翼產(chǎn)生紗疵的原因，從而找出防治方法。

　　1、 粗紗機(jī)卷繞部位產(chǎn)生紗疵原因分析

　　A： 好纖維形成的粗節(jié)

　　產(chǎn)生原因：托錠粗紗機(jī)紡紗部位斷頭產(chǎn)生飄頭；懸錠粗紗機(jī)卷繞部位斷頭產(chǎn)生的飄頭

　　B：掛花：好纖維組成，頭小尾大，俗稱(chēng)“棉老鼠”

　　產(chǎn)生原因：

　?、?粗紗通道缺陷：如開(kāi)式鋁錠翼導(dǎo)紗臂及壓掌涂料脫落。

　?、?閉式錠翼不銹鋼管內(nèi)壁缺陷或棉蠟、油劑積聚過(guò)多，粗紗通道長(zhǎng)期未清洗。

　?、?假捻器不光潔，有飛邊毛疵。

　　④ 外部飛花在開(kāi)式錠翼運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)入粗紗通道。

　　C：黑色條狀紗疵：由籽屑、葉屑組成

　　產(chǎn)生原因：以機(jī)采棉為主要配棉成份的原棉在開(kāi)清棉工序中未將籽屑、葉屑等除盡，粗紗進(jìn)入閉式懸錠粗紗通道后在離心力作用下雜質(zhì)從粗紗中分離出來(lái)，積聚在不銹鋼管肩部外側(cè)，停車(chē)再啟動(dòng)時(shí)落入粗紗形成數(shù)公分長(zhǎng)的黑色條狀紗疵。

　　D：積花紗疵：由淡黃色的粉塵、短絨組成，小如綠豆，大的有數(shù)公分長(zhǎng)

　　產(chǎn)生原因：空氣中的棉塵進(jìn)入閉式粗紗錠翼通道，積聚在通道出口外側(cè)，紡紗過(guò)程中粗紗機(jī)停機(jī)再啟動(dòng)時(shí)，落入粗紗形成紗疵。

　　A、 B類(lèi)紗疵成因比較清楚，較易通過(guò)加強(qiáng)管理，更換零配件等方法解決； C類(lèi)紗疵與錠翼粗紗通道的形狀有關(guān)：閉式懸錠錠翼的不銹鋼管如果壁厚過(guò)?。ㄈ?.5mm）雖能降低了制造成本，但鋼管的剛性差，鑄造時(shí)高溫?zé)崤蛎浺自阱V翼肩部處形成超過(guò)直線通道部位的“死角”，粗紗中較重的雜質(zhì)進(jìn)入“死角”就易產(chǎn)生“條狀紗疵”。

　　紡紗廠在應(yīng)用閉式懸錠錠翼時(shí)，頭疼的是D類(lèi)“積花紗疵”，在紡純棉普梳時(shí)特別嚴(yán)重，個(gè)別廠甚至不得已將閉式懸錠改為開(kāi)式懸錠來(lái)解決，但帶來(lái)A、B類(lèi)紗疵增加，粗紗機(jī)生產(chǎn)效率下降的結(jié)果，實(shí)非良策。

　　2、 “積花紗疵”產(chǎn)生的原因分析：

　　通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)：D類(lèi)“積花紗疵”產(chǎn)生的原因是閉式懸錠錠翼的結(jié)構(gòu)所致，伯諾里方程告訴我們：理想氣體在重力場(chǎng)中作恒定流動(dòng)時(shí)，沿流線單位質(zhì)量氣體的位能、壓能及動(dòng)能可以互相轉(zhuǎn)換，其總和不變。高速回轉(zhuǎn)的懸錠錠翼其粗紗通道下管口與空氣的相對(duì)速度達(dá)10m/sec左右，此下管口處的動(dòng)能必然會(huì)轉(zhuǎn)換為上管口的位能，在假捻器入口處形成負(fù)壓，將包含棉塵在內(nèi)的空氣不斷吸入粗紗通道，空氣中的短絨、塵雜在錠翼高速回轉(zhuǎn)的離心力及通道出口處水力粗糙管的作用下，逐漸積聚在下管口的外側(cè)，此為D類(lèi)“積花紗疵”產(chǎn)生的根本原因。由閉式粗紗錠翼的結(jié)構(gòu)而言，上管口的負(fù)壓必然存在，吸入含棉塵的空氣不可避免，車(chē)間棉塵濃度低，粗紗通道的光滑度高，D類(lèi)“積花紗疵”的發(fā)生就不明顯，反之則嚴(yán)重。

　　錠翼壓掌在紡紗過(guò)程中由內(nèi)向外擺動(dòng)：Φ150粗紗卷裝壓掌的擺動(dòng)角約為36°，Φ135粗紗卷裝壓掌的擺動(dòng)角約為32°，粗紗壓掌導(dǎo)紗孔（鉤）的位置也隨之變化，我們希望粗紗在壓掌導(dǎo)紗孔（鉤）處的折彎角為鈍角，并盡可能減少變化，以使紡紗張力和粗紗伸長(zhǎng)率的變化減小，因此，壓掌導(dǎo)紗孔（鉤）的設(shè)計(jì)應(yīng)兼顧壓掌小、中、大紗的位置。目前，多數(shù)錠翼生產(chǎn)廠的壓掌導(dǎo)紗孔為圓形，以Φ150粗紗卷裝錠翼為例：從小紗時(shí)粗紗通道、壓掌導(dǎo)紗孔及粗紗的相對(duì)位置分析，粗紗在卷繞張力及導(dǎo)紗孔作用下，位于粗紗通道內(nèi)側(cè)，運(yùn)轉(zhuǎn)中棉塵積聚在通道出口處外側(cè)，卷裝紡至中紗時(shí)，若粗紗機(jī)因故停車(chē)再開(kāi)車(chē)，該積聚物便落入粗紗形成D類(lèi)“積花紗疵”。中紗以后，壓掌擺動(dòng)導(dǎo)紗孔外移，較小的積聚物被帶入粗紗后往往不易發(fā)現(xiàn)，若通道出口外側(cè)積聚的棉塵較多，則該積聚物可能被粗紗帶入而形成較長(zhǎng)的條狀“積花紗疵”，這就是中紗時(shí)易發(fā)生“積花紗疵”，而大紗無(wú)“積花紗疵”的原因。

　　通過(guò)以上闡述，粗紗錠翼無(wú)紗疵紡紗機(jī)理是：既然閉式懸錠錠翼在運(yùn)轉(zhuǎn)中將含有棉塵的空氣吸入粗紗通道，棉塵積聚在通道出口外側(cè)不可避免，則通過(guò)特殊的壓掌設(shè)計(jì)，改變粗紗在通道中的運(yùn)行位置，使棉塵隨粗紗連續(xù)排出，變集中為分散，棉塵不積聚，也就避免了 “積花紗疵”的發(fā)生，這就是無(wú)紗疵粗紗錠翼簡(jiǎn)單、實(shí)用的紡紗機(jī)理。應(yīng)當(dāng)指出：個(gè)別錠翼制造廠將壓掌的圓形導(dǎo)紗孔外移，期望減少小紗到中紗卷繞時(shí)棉塵的積聚，是一種顧此失彼的設(shè)計(jì)：因?yàn)閷?dǎo)紗孔外移后，當(dāng)粗紗卷繞至大紗時(shí)，粗紗離開(kāi)通道在壓掌導(dǎo)紗孔處發(fā)生“之”字形折曲，對(duì)紡紗張力及粗紗伸長(zhǎng)率影響甚大，故不可取。

　 二、 CB101系列無(wú)紗疵懸錠錠翼的設(shè)計(jì)和實(shí)踐

　　2006年，無(wú)錫誠(chéng)本紡機(jī)有限公司按上述粗紗錠翼無(wú)紗疵紡紗機(jī)理創(chuàng)新研制出新型的無(wú)紗疵懸錠錠翼，實(shí)現(xiàn)了粗紗懸錠錠翼無(wú)紗疵紡紗的突破。運(yùn)用新材料、新設(shè)計(jì)、新工藝研制而成的CB101系列無(wú)紗疵懸錠錠翼具有國(guó)內(nèi)、外先進(jìn)水平，粗紗卷裝有四種規(guī)格：CB101/150×400；CB101/135×400；CB101/130×400；CB101/130×320，分別適用不同錠距懸錠粗紗機(jī)新機(jī)配套及豐田FL16、豐和RMK、FA401、FA421、FA423、FA402B型粗紗機(jī)開(kāi)式懸錠錠翼改造為閉式懸錠錠翼的需要。

　　CB101系列無(wú)紗疵懸錠錠翼采用碳纖高強(qiáng)度復(fù)合材料短壓掌結(jié)構(gòu)，2006年10月首次在北京第十屆中國(guó)國(guó)際紡織機(jī)械展覽會(huì)上展出，并開(kāi)始在天津天紡?fù)顿Y控股有限公司棉紡織工廠批量使用，該公司將8臺(tái)FA401、FA421粗紗機(jī)開(kāi)式懸錠錠翼全部改用CB101無(wú)紗疵閉式懸錠錠翼，自2006年10月投產(chǎn)使用至今，得到車(chē)間、操作工、維修工的一致歡迎，該廠認(rèn)為CB101/150×400無(wú)紗疵懸錠錠翼的特點(diǎn)是：

　　1、 具有防紗疵特性：從生產(chǎn)實(shí)際觀察沒(méi)有發(fā)現(xiàn)掛花現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)認(rèn)真觀察調(diào)研，不僅精梳品種、高支品種沒(méi)有“積花紗疵”，C14.5品種也未發(fā)現(xiàn)“積花紗疵”。

　　2、 粗紗通道光潔、粗紗毛羽少、斷頭少：該廠有多家錠翼廠生產(chǎn)的錠翼，以簡(jiǎn)易內(nèi)窺燈檢查粗紗通道，CB101不銹鋼管內(nèi)壁的光滑度高。該廠FA401、FA421都是1993年生產(chǎn)的粗紗機(jī)，改用CB101無(wú)紗疵懸錠錠翼后，一般一落紗僅一兩根斷頭，工人自己落紗看4臺(tái)粗紗毫無(wú)問(wèn)題。

　　3、 壓掌設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理、拆裝方便、堅(jiān)固耐用。CB101無(wú)紗疵懸錠錠翼與傳統(tǒng)懸錠錠翼相比，大的改變就是取消了錠翼導(dǎo)紗臂上的長(zhǎng)桿壓掌，改為直接以粗紗通道為回轉(zhuǎn)中心的短壓掌，使用碳纖復(fù)合材料，這種材料無(wú)靜電、硬度強(qiáng)度高、耐磨。壓掌一旦要調(diào)換，僅需松緊一個(gè)M4內(nèi)六角螺釘，高低及大小紗位置，無(wú)需修銼，裝上就成，該短壓掌使用九個(gè)月來(lái)，無(wú)一個(gè)變形或損壞。

　　4、 節(jié)電：由于采用碳纖高強(qiáng)度復(fù)合材料壓掌及特殊的翼型設(shè)計(jì)，在保證錠翼高速?gòu)堥_(kāi)量的前提下，CB101/150×400無(wú)紗疵懸錠錠翼較同類(lèi)產(chǎn)品輕15%，全機(jī)120錠回轉(zhuǎn)體重量減輕了70gk左右，經(jīng)觀察紡相同品種，錠速相同，CB101較同類(lèi)錠翼節(jié)電約5%。

　　5、 安全性好：傳統(tǒng)粗紗錠翼長(zhǎng)壓掌有上、下銷(xiāo)軸，由于錠翼高速回轉(zhuǎn)，在離心力及卷繞張力作用下，銷(xiāo)軸磨損很快，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)及調(diào)換，有發(fā)生壓掌飛出打環(huán)相鄰錠翼及發(fā)生人身事故的危險(xiǎn)，CB101采用短壓掌結(jié)構(gòu)，不僅調(diào)換方便，而且回轉(zhuǎn)付直徑達(dá)Φ9，磨損少，無(wú)飛出發(fā)生設(shè)備及人身事故的危險(xiǎn)。

　　三、 傳統(tǒng)閉式懸錠錠翼的無(wú)紗疵紡紗

　　粗略估計(jì)，我國(guó)傳統(tǒng)閉式懸錠錠翼的保有量在百萬(wàn)套以上，如果以更換新型錠翼來(lái)消除“積花紗疵”，顯然既不經(jīng)濟(jì)又不可能。但以無(wú)錫誠(chéng)本紡機(jī)有限公司根據(jù)粗紗錠翼無(wú)紗疵紡紗機(jī)理設(shè)計(jì)而成的分體式防紗疵壓掌取代原有的壓掌，同樣可以達(dá)到消除“積花紗疵”的效果。分體式防紗疵壓掌的導(dǎo)紗孔為三角形，使粗紗從小紗到大紗始終沿粗紗通道出口外側(cè)運(yùn)行，積聚的棉塵隨粗紗連續(xù)排出，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)紗疵紡紗。并且粗紗卷裝紡至大紗時(shí)，粗紗途經(jīng)壓掌導(dǎo)紗孔的折彎角仍大于90°，避免了紡紗張力產(chǎn)生大的變化而影響粗紗質(zhì)量。

　　分體式壓掌除無(wú)紗疵紡紗外，尚有其它優(yōu)點(diǎn)：① 經(jīng)濟(jì)：一般壓掌損壞多數(shù)是壓掌頭，將壓掌平衡桿與壓掌頭分為兩體后，壓掌損壞只要調(diào)換壓掌頭就可以，其費(fèi)用僅為整體壓掌的1/2不到。② 壓掌更換快捷方便：壓掌調(diào)換時(shí)必須保證靈活，上下竄動(dòng)量小于0.50mm，并符合卷裝大、小紗要求。錠翼制造廠的錠翼及壓掌大多為金屬模重力鑄造，同一廠家、同一型號(hào)的錠翼和壓掌由于模具更新，往往缺乏互換性，調(diào)換時(shí)造成修銼工作量大，有的廠甚至把整個(gè)錠翼從粗紗機(jī)上卸下來(lái)調(diào)換，十分費(fèi)時(shí)費(fèi)力，采用分體式結(jié)構(gòu)，只要松緊一個(gè)M4內(nèi)六角螺釘就可在幾分鐘之內(nèi)將壓掌不需修銼而更換完畢。

　　因此，采用分體式防紗疵壓掌來(lái)改造現(xiàn)有的傳統(tǒng)閉式懸錠錠翼，可以經(jīng)濟(jì)地消除“積花紗疵”；降低錠翼使用成本，減少維修更換壓掌的工作量。

　　應(yīng)當(dāng)指出：無(wú)錫誠(chéng)本紡機(jī)有限公司的上述多項(xiàng)專(zhuān)利已被某些錠翼生產(chǎn)廠侵權(quán)仿制，但仿制品照貓畫(huà)虎，難以真正達(dá)到粗紗錠翼無(wú)紗疵紡紗機(jī)理的要求，防紗疵效果不理想。

　　四、 實(shí)現(xiàn)粗紗錠翼無(wú)紗疵紡紗的相應(yīng)措施

　　要實(shí)現(xiàn)粗紗錠翼無(wú)紗疵紡紗，在錠翼生產(chǎn)制造、使用維護(hù)保養(yǎng)等方面必須采取相應(yīng)的措施：

　　1、 錠翼粗紗通道必須采用高精度不銹鋼管制造：內(nèi)孔粗糙度應(yīng)達(dá)到

　　Ra 0.2～0.4μm；其壁厚應(yīng)≥0.75mm，在冷彎和澆鑄過(guò)程中不發(fā)生折彎；其內(nèi)壁必須無(wú)任何裂紋、凹坑等缺陷；在錠翼肩部不應(yīng)發(fā)生超過(guò)導(dǎo)紗臂直線通道的“死角”；應(yīng)當(dāng)指出提高粗紗通道的光滑度（降低粗糙度和摩擦系數(shù)）十分重要，內(nèi)壁應(yīng)呈鏡面狀態(tài)。

　　2、 粗紗通道必須定期進(jìn)行清洗：粗紗通道每天都有數(shù)萬(wàn)米粗紗通過(guò)，須

　　條中的棉蠟、蟲(chóng)屎、化纖油劑會(huì)逐漸積聚到通道壁上，使粗紗通過(guò)的阻力增加，造成紡紗張力參差不一，粗紗斷頭增多；掛花、積花紗疵、冒紗發(fā)生的概率增加，為保證粗紗錠翼的正常紡紗狀態(tài)，必須定期對(duì)粗紗通道進(jìn)行清洗。目前，閉式粗紗錠翼的清洗，目前，多數(shù)廠采用布條牽拉方法，這種方法僅能清洗到通道的凸起部位，清潔效果差而費(fèi)力，有時(shí)一根布條牽拉多個(gè)錠翼，后清潔的錠翼還有增加污染的可能；少數(shù)廠使用以一定壓力加熱的清洗液對(duì)粗紗通道進(jìn)行噴淋的液體清洗機(jī)，由于通道中污垢與管壁結(jié)合力強(qiáng)，粗紗通道兩端會(huì)因壓力下降而降低清洗效果，故噴淋清污效果差，清洗后殘液的干燥費(fèi)時(shí)，這種清洗機(jī)未得到廣泛使用。無(wú)錫誠(chéng)本紡機(jī)有限公司自主創(chuàng)新研發(fā)的CB05型干式錠翼清洗機(jī)將錠翼粗紗通道的清洗分三個(gè)步驟來(lái)完成：① 將蘸有無(wú)水乙醇的清潔軟軸塞入粗紗通道，以高速電鉆（3000r/min）夾持軟軸在通道中高速旋轉(zhuǎn)，使通道所有部位的污染物被溶解。② 將蘸有無(wú)水乙醇的特種清潔彈頭塞入粗紗通道上口，借助壓縮空氣將其推出粗紗通道，將已溶解的污染物帶走。③ 將潔凈、干燥的清潔彈頭塞入粗紗通道上口，借助壓縮空氣將其推出粗紗通道。通過(guò)上述三個(gè)步驟，用簡(jiǎn)易內(nèi)窺燈進(jìn)行檢查，粗紗通道已光亮如新。經(jīng)過(guò)上述步驟的清洗過(guò)的錠翼，以后周期性清洗只要用②③步驟即可。清潔軟軸及清潔彈頭清洗后可重復(fù)使用，一般用①②③步驟清洗一臺(tái)粗紗機(jī)錠翼需2小時(shí)，消耗無(wú)水乙醇500cc。用②③步驟清洗一臺(tái)粗紗機(jī)僅需1小時(shí)，消耗無(wú)水乙醇250cc。CB05型干式錠翼清洗機(jī)的特點(diǎn)是：清洗效果好，清洗效率高，清洗完即能紡紗。目前，已有數(shù)十臺(tái)在天津、江蘇、浙江、山東、河北、河南、江西、福建、廣東等地紡紗廠使用，均取得良好評(píng)價(jià)。
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