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內(nèi)容摘要：當(dāng)代環(huán)錠細(xì)紗機(jī)在牽伸加壓形式、卷捻技術(shù)、傳動方式、長車和細(xì)絡(luò)聯(lián)以及緊密紡紗技術(shù)等有了很大的發(fā)展，已形成了高科技的環(huán)錠紡紗機(jī)。本文對上述幾個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)的討論。
關(guān)鍵詞：牽伸形式 鋼領(lǐng)鋼絲圈 高速錠子 變頻調(diào)速 緊密紡紗技術(shù)

目前全世界約有1.7億枚棉紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)，800萬頭轉(zhuǎn)杯紡，其它新型紡紗如噴氣紡、渦流紡等容量很少。但轉(zhuǎn)杯紗產(chǎn)量占全部紗線市場的42%，環(huán)錠紗占56%，其它如噴氣紡占2%。
環(huán)錠紡是傳統(tǒng)紡紗方法，工藝技術(shù)十分成熟，是紡紗生產(chǎn)中占比例最大、又十分重要的紡紗方式。新型紡紗技術(shù)雖然生產(chǎn)效率高、工藝流程短，品種、紗支適應(yīng)性好，但成紗結(jié)構(gòu)及性能不如環(huán)錠紗，所以在相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)不可能完全取代環(huán)錠紗，因此，環(huán)錠紡仍然是現(xiàn)代紡紗生產(chǎn)中最主要的紡紗方式。
在20世紀(jì)后半期，環(huán)錠紡紗技術(shù)有很大進(jìn)步，細(xì)紗機(jī)錠速達(dá)到25000轉(zhuǎn)/分，一臺細(xì)紗機(jī)錠數(shù)已發(fā)展到1400錠，牽伸倍數(shù)230倍左右，在牽伸形式、加壓、錠子、鋼領(lǐng)鋼絲圈、吸棉、紗管、膠輥、膠圈、傳動技術(shù)等方面都有了很大發(fā)展，在細(xì)紗與自動絡(luò)紗聯(lián)合技術(shù)上也有了新的突破，有不少機(jī)型都形成了細(xì)絡(luò)聯(lián)。代表國際先進(jìn)水平的機(jī)型有瑞士立達(dá)公司、德國緒森公司、意大利馬佐里公司及以德國青澤公司生產(chǎn)的各種新型環(huán)錠細(xì)紗機(jī)，在高速、高效、節(jié)能、機(jī)電一體化及自動控制自動化方面都已達(dá)到很高水平。
1999年巴黎展覽會上，瑞士立達(dá)、德國緒森等公司展出了緊密紡環(huán)錠細(xì)紗機(jī)，這是環(huán)錠紡紗技術(shù)新的突破，緊密環(huán)錠紡紗技術(shù)是在細(xì)紗牽伸區(qū)以外，增加了凝聚細(xì)紗須條的機(jī)構(gòu)，消除了加捻三角區(qū)，成紗質(zhì)量更為優(yōu)越：減少了細(xì)紗毛羽，提高細(xì)紗強(qiáng)力，改善了細(xì)紗條干，為下游工序提高織物質(zhì)量，減少上漿負(fù)擔(dān)、取消燒毛等創(chuàng)造了條件，與此同時(shí)，細(xì)紗制成率提高，飛花減少，對提高經(jīng)濟(jì)效益及改善生產(chǎn)環(huán)境都有明顯作用。
我國FA500系列環(huán)錠細(xì)紗機(jī)，在貫徹重加壓，強(qiáng)控制、大牽伸的工藝路線上，吸收了國外先進(jìn)環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的經(jīng)驗(yàn)及特點(diǎn)，結(jié)合我國國情進(jìn)行較大改進(jìn)，結(jié)構(gòu)比較合理，制造精度有所提高，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性、穩(wěn)定性也有進(jìn)一步提高，適紡性能強(qiáng)，紡紗質(zhì)量進(jìn)一步提高。目前我國也生產(chǎn)出超長型環(huán)錠細(xì)紗機(jī)，在高速度，大牽伸，自動化連續(xù)和智能化方向上有了一定發(fā)展，我生產(chǎn)的1008錠細(xì)紗機(jī)最高速度達(dá)到22000轉(zhuǎn)/分，牽伸倍數(shù)50倍，也生產(chǎn)出了細(xì)絡(luò)聯(lián)合機(jī)，國內(nèi)許多企業(yè)已十分重視緊密紡紗技術(shù)的發(fā)展，所有這些，都說明我國環(huán)錠細(xì)紗機(jī)也發(fā)展到一定的高水平階段。
現(xiàn)對環(huán)錠紡紗技術(shù)的有關(guān)技術(shù)進(jìn)步問題討論如下：
1、牽伸加壓機(jī)構(gòu)的技術(shù)進(jìn)步：
牽伸機(jī)構(gòu)要能滿足以下幾項(xiàng)要求：
能夠適應(yīng)紡織纖維加工品種的需要（包括純棉、滌、腈及混紡品種）；總牽伸倍數(shù)能達(dá)到60倍的高倍牽伸能力；成紗質(zhì)量能滿足下游工序的要求，細(xì)紗條干CV%值、粗節(jié)、細(xì)節(jié)、棉結(jié)及單強(qiáng)、單強(qiáng)不勻率CV%等各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到2001年烏斯特公報(bào)的25%；要求機(jī)械制造水平高精度，包括羅拉、搖架、彈簧、上下肖等零部件精度高耐用；能實(shí)現(xiàn)大牽伸、重加壓、強(qiáng)控制；前區(qū)工藝貫徹三小工藝要求，即小浮游區(qū)、小皮圈鉗口距離、小羅拉中心距；后區(qū)能達(dá)到良好控制，產(chǎn)生穩(wěn)定的磨擦力界，后區(qū)牽伸能力為前區(qū)牽伸提供的須條要有良好的條干均勻度、較好的結(jié)構(gòu)均勻度、較大的緊密度及穩(wěn)定的后鉗口，防止握持不良造成纖維的滑移。
目前我國引進(jìn)的牽伸加壓機(jī)構(gòu)有SKF、R2P、HP及INA-V等，在消化吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)或仿造的牽伸加壓形式有仿SKF-PK225的YJ2-142仿INA-V的QVX型和參考H2P及INA-V型的R2V型等，都各有特色及優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)就有關(guān)問題討論如下：
1.1 牽伸形式發(fā)展：
環(huán)錠細(xì)紗機(jī)牽伸形式共兩類，一類是三羅拉雙區(qū)直線牽伸，一類是三羅拉雙區(qū)曲線牽伸，為了更好的控制纖維運(yùn)動，在三羅拉雙區(qū)牽伸中配有雙皮圈結(jié)構(gòu)，SKF、R2P、INA-V及國產(chǎn)YJ2、QVX、R2V都在前區(qū)配以上短下長的雙皮圈，而QVX及R2V的前區(qū)牽伸又有許多改進(jìn)，使前中羅拉中心距及浮游區(qū)相應(yīng)減小，德國HP前區(qū)為雙短皮圈式，配置新型金屬下肖，浮游區(qū)長度最短。
1.1.1前區(qū)牽伸配置要三小，即前中羅拉中心距小，浮游區(qū)小及皮圈鉗口隔距小。不論是雙短皮圈還是長短皮圈及上、下、肖皮圈架的設(shè)計(jì)都力圖達(dá)到三小要求，對SKF、R2P、INA-V及HP四種國外牽伸形式進(jìn)行對比（見表1），以HP中心距最小，為14.4毫米。
牽伸形式 SKF R2P IVA-V HP
最近線測量距離 14.62 13.6 14.2 12.6
中心鉗口距（毫米） 16.41 15.5 15.8 14.4
1.1.2后區(qū)牽伸形式有兩種，SKF、R2P及國產(chǎn)YJ2系列的后區(qū)牽伸屬於三羅拉雙區(qū)直線牽伸、所不同的是有的牽伸羅拉中心距較長，像R2P牽伸區(qū)后羅拉中心距長。而INA-V、QVX及R2V的牽伸屬於三羅雙區(qū)拉曲線牽伸，上后羅拉抬高12.5毫米，使后羅拉握持點(diǎn)前移，縮短中后羅拉中心距，從而制造出好的摩擦界，曲線牽伸是改善后區(qū)牽伸對纖維控制的技術(shù)措施。
1.1.3牽伸過程中工藝配置的目的是通過前區(qū)達(dá)到三�。ㄐ°Q口中心距，小浮游區(qū)小皮圈鉗口）要求來有效控制主牽伸區(qū)快速纖維的移動，改善條干、紗疵、粗細(xì)節(jié)、棉結(jié)，提高紡紗質(zhì)量。后區(qū)要為前區(qū)主牽伸提供優(yōu)良的須條結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造良好的牽伸條件。三羅拉雙皮圈雙區(qū)曲線牽伸的后區(qū)，摩擦力界比直線式好，使須條受到良好控制，適紡較高紗支。
1.1.4我國在SKF或YJ2-142彈簧搖架加壓及R2P直線雙區(qū)雙皮圈牽伸機(jī)構(gòu)中，后區(qū)實(shí)行二大二小針織紗工藝原則（即后區(qū)中心鉗口距大，粗紗捻系數(shù)大后區(qū)牽伸小及粗紗小牽伸），以對前區(qū)主牽伸提供優(yōu)質(zhì)須條，隨著市場對機(jī)織物外觀要求日益提高。二大二小工藝不再是針織紗的專門工藝，已普通用於生產(chǎn)各類針織、機(jī)織紗。
1.2加壓機(jī)構(gòu)：
國內(nèi)外短纖維環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的牽伸加壓機(jī)構(gòu)有彈簧搖架加壓和氣動搖架加壓兩大類。彈簧搖架加壓又分為SKF圈簧加壓及HP板簧加壓兩種，因此短纖維環(huán)錠細(xì)紗機(jī)加壓又可分為氣動搖架加壓、圈簧搖架加壓及板簧搖架加壓三種。對各式搖架加壓，總的要求是通過加壓技術(shù)的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)對纖維運(yùn)動重加壓強(qiáng)控制，加壓裝置使各羅拉鉗口的纖維有足夠穩(wěn)定的握持及牽伸能力，造成合理的摩擦力界，實(shí)現(xiàn)壓力穩(wěn)定，增加對纖維運(yùn)動的控制。
現(xiàn)對我國采用的各類加壓機(jī)構(gòu)有關(guān)問題進(jìn)行如下討論：
1.2.1 SKF型圈簧式搖架加壓是德國紡機(jī)公司20世紀(jì)50年代推出的加壓形式，經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)不斷的改進(jìn)，使加壓機(jī)構(gòu)不斷完善，是世界上應(yīng)用面最廣，應(yīng)用時(shí)間最長的加壓系統(tǒng)。圈簧加壓元件（PK220系列），上肖為OH式已由鐵板改為工程塑料動片式上肖；下肖為T型階梯肖，上下肖之間形成擺動鉗口總牽伸20-60倍。
我國FA系列YJ2—142系列的搖架，基本上與SKF相同，加壓重而穩(wěn)，牽伸也達(dá)到20-60倍，前羅拉加壓值為10、14、18dan/雙錠可調(diào)節(jié)，中羅拉為10或14dan/雙錠，后羅拉為14、18dan/雙錠固定式。
金屬材料受力后會變形，有彈性變形，緩彈性變形及永久性變形（塑性變形）三類。圈簧式加壓的彈性變形持久性有多久而不會產(chǎn)生塑性變形或緩彈性變形是SKF加壓搖架性能的關(guān)鍵。據(jù)國外報(bào)導(dǎo)：圈簧式搖架連續(xù)使用四年后，細(xì)紗條干CV%值上升1%粗細(xì)節(jié)紗疵增加20%，說明圈簧搖架加壓力的持久穩(wěn)定性還存在一定問題，圈簧彈性變形隨時(shí)間增加而產(chǎn)生衰退，形成緩彈性變形或永久性變形。
SKF圈簧搖架加壓機(jī)構(gòu)存在的另一個(gè)問題在國內(nèi)反映較為普遍，主要是三個(gè)羅拉加壓鉗口的平行度不能很好保證，由于采用自調(diào)平行的原理，前后上皮輥及上皮圈不穩(wěn)定，以搖架支撐點(diǎn)發(fā)生前后擺動，使一組搖架上相鄰兩個(gè)加壓在前中后三個(gè)鉗口線不能始終保持平行，因此造成三個(gè)羅拉的鉗口隔距大小發(fā)生變化使?fàn)可旃に嚥荒苷嬲�到位，使紡紗質(zhì)量達(dá)不到應(yīng)有的水平，這種現(xiàn)象不僅在細(xì)紗，而且在粗紗、并條工序的加壓搖架也存在，SKF搖架的自調(diào)平行作用在實(shí)踐中并不理想并來一些負(fù)作用，這是它的重要缺陷。
1.2.2 HP板簧搖架加壓：
HP板簧加壓搖架是德國緒森公司20世紀(jì)80年代推出的新型加壓搖架，在三羅拉雙短皮圈雙區(qū)牽伸中，雙短皮圈可使鉗口充分前移，縮短了浮游區(qū)距離，是所有牽伸加壓系統(tǒng)中浮游區(qū)距離最小的一種，緒森HP-A-320型板簧搖架加壓機(jī)構(gòu)的制造精度比SKF改進(jìn)了許多，堅(jiān)實(shí)的板簧為加壓無件，橫截面大堅(jiān)固耐用，據(jù)測在達(dá)到同樣壓力條件下，板簧的彈性變形僅是圈簧彈性變形的8.7%左右。
HP-A-320板簧搖架，分別對前、中、后羅拉施以三個(gè)板簧加壓，用明螺栓固定在搖架槽內(nèi)，可在加壓狀態(tài)下調(diào)整上羅拉中心距，簡便準(zhǔn)確，板簧與皮輥握持爪匝的頂面固定聯(lián)接在定位匝上，裝有上膠輥定位彈簧，三者聯(lián)為一體，握持爪中心線與上羅拉中心線相吻合平行。在握持爪定位后再進(jìn)行研磨加工，精度高，保證在加壓狀態(tài)下穩(wěn)定可靠。皮輥加工精度高，保證在加壓狀態(tài)下穩(wěn)定可靠，皮輥芯子與搖架握持爪匝的寬度比SKF寬3毫米，上皮輥與下羅拉平行度以加工精度來保證，因此HP三個(gè)鉗口線握持平行度是幾種搖架壓中最好的。
國內(nèi)一些棉紡企業(yè)應(yīng)用HP的體會是HP紡紗質(zhì)量好，機(jī)構(gòu)簡便，易於管理維護(hù)、加壓精確。目前國內(nèi)一些新型粗紗機(jī)上已開始使用HP搖架。綜上所述，HP板簧加壓搖架具有很好的發(fā)展?jié)摿�。HP前中后羅拉加壓為16/12dan/雙錠，二檔選用，后區(qū)為14 dan/雙錠。
1.2.3 氣動加壓
國內(nèi)外在20世紀(jì)80年代后期已在短纖維環(huán)錠紡紗機(jī)上推廣應(yīng)用氣動加壓搖架。氣動加壓搖架性能優(yōu)於彈簧搖架，主要表現(xiàn)在：壓力穩(wěn)定，基本上無錠差；壓力不因時(shí)間延長而波動和衰退；具有重加壓強(qiáng)控制的優(yōu)點(diǎn)，加壓力大小可在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中整機(jī)無級調(diào)壓，操作簡便；細(xì)紗機(jī)仃車時(shí)可做到半釋壓或全釋壓，半釋壓狀態(tài)下不影響纖維須條的分布狀態(tài)，因此開車時(shí)不會產(chǎn)生細(xì)節(jié)及斷頭；有的氣動加壓系統(tǒng)還配有欠壓和過壓自動控制系統(tǒng)；氣動加壓搖架能較好的保證膠輥與羅拉這間及三個(gè)握持線的平行；易於清潔及維護(hù)，適應(yīng)機(jī)器高速運(yùn)行。
1.2.4 INA-V型牽伸加壓機(jī)構(gòu)是德國制造，屬三羅拉長短皮圈雙區(qū)牽伸，后區(qū)為曲線牽伸，氣動加壓的壓力可微調(diào)。后羅拉加壓18公