路紅星

(河南省輝紡紡織有限公司，河南 輝縣 453600)

甄選紡紗器材專(zhuān)件的思考

路紅星

(河南省輝紡紡織有限公司，河南 輝縣 453600)

為了提高紡紗器材、專(zhuān)件的使用效果，分析牽伸用膠輥、集聚管和鋼領(lǐng)的使用問(wèn)題，提出膠輥性能指標(biāo)應(yīng)綜合考評(píng)，并向提高握持力方向發(fā)展；分析網(wǎng)格圈回轉(zhuǎn)受力，提出集聚紡紗用集聚管的設(shè)計(jì)要求；探討鋼領(lǐng)使用中出現(xiàn)焊結(jié)點(diǎn)、不同潤(rùn)滑形式的問(wèn)題。指出：甄選、設(shè)計(jì)紡紗器材、專(zhuān)件應(yīng)科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)；制造和使用需提高認(rèn)知，加強(qiáng)相關(guān)基礎(chǔ)理論的研究，建立正確系統(tǒng)的工作方法。

紡紗；器材；專(zhuān)件；甄選；牽伸膠輥；握持力；集聚管；網(wǎng)格圈；鋼領(lǐng)；鋼絲圈

面對(duì)紡織行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，企業(yè)生存壓力巨大的經(jīng)濟(jì)下行態(tài)勢(shì)，紡紗廠只有在提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品附加值方面不斷努力，才能得到持續(xù)發(fā)展。紡紗器材特別是關(guān)鍵紡紗器材，對(duì)提升成紗產(chǎn)量和質(zhì)量至關(guān)重要，用先進(jìn)的理念設(shè)計(jì)器材，科學(xué)的甄別、優(yōu)選器材是提升紡紗質(zhì)量的基礎(chǔ)。筆者重點(diǎn)論述膠輥、集聚管和鋼領(lǐng)這3種紡紗專(zhuān)用基礎(chǔ)件的設(shè)計(jì)和甄選。

1 牽伸膠輥

甄選紡紗用牽伸膠管，須綜合考評(píng)膠管的各項(xiàng)物理參數(shù)，硬度只能作為評(píng)價(jià)膠管性能的一個(gè)方面。

1.1 低硬度膠管的優(yōu)點(diǎn)及使用誤區(qū)

用低硬度膠管制作的牽伸膠輥，搖架加壓后能產(chǎn)生較長(zhǎng)的握持弧，使握持力作用點(diǎn)后移，縮小纖維變速點(diǎn)的變異區(qū)間，從而減小移距偏差，達(dá)到改善成紗條干的目的。在國(guó)內(nèi)紡紗廠，一方面推崇使用低硬度膠輥，另一方面卻采用高濃度、大劑量地化學(xué)涂料對(duì)其表面進(jìn)行處理，使得膠輥表面發(fā)硬光滑，硬度增大，從而無(wú)法充分發(fā)揮低硬度膠輥可獲得較長(zhǎng)握持弧的優(yōu)勢(shì)。

1.2 牽伸工藝進(jìn)步需優(yōu)先提高握持力

膠輥改善成紗條干性能應(yīng)統(tǒng)一到整個(gè)牽伸工藝中，如采用小鉗口、緊隔距、加長(zhǎng)上銷(xiāo)、高拱弧短平臺(tái)下銷(xiāo)、握持力作用點(diǎn)后移等，除減小牽伸倍數(shù)、改善條干的措施以外，其最終結(jié)果都必然會(huì)使?fàn)可炝υ龃?，而只有握持力大于牽伸力時(shí)，牽伸才能正常進(jìn)行，因此，牽伸工藝的進(jìn)步要求優(yōu)先提高握持力。提高握持力有以下優(yōu)點(diǎn)。

a) 為工藝進(jìn)步提供可能，如可增大粗紗捻度、避免意外牽伸；

b) 確保正常牽伸，減少臨界疵點(diǎn)；

c) 減少非正常牽伸導(dǎo)致的斷頭，生活好做，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

握持力F的計(jì)算公式如下：

(1)

式中：

μ1——紗條與膠輥的摩擦因數(shù)；

μ2——紗條與羅拉的摩擦因數(shù)；

L——鉗口握持紗條的橫向?qū)挾龋?/p>

B——膠輥長(zhǎng)度；

Q——膠輥壓力；

T——鉗口握持紗條的縱向?qū)挾龋?/p>

A——牽伸握持紗條部分的斷面積；

C——膠管彈性因數(shù)；

K——修正因數(shù)。

從公式(1)可以看出，提高膠輥握持力必須合理增大表面摩擦因數(shù)μ1和彈性因數(shù)C。

目前，由于生產(chǎn)工藝限制，國(guó)內(nèi)紡橡產(chǎn)品的彈性和耐磨性等仍不能擺脫與硬度的關(guān)聯(lián)而單獨(dú)改善。國(guó)外技術(shù)水平先進(jìn)的紡橡廠，提供邵爾A硬度為66度以下的膠管產(chǎn)品非常謹(jǐn)慎；其邵爾A硬度為66度和67度的產(chǎn)品一般優(yōu)先使用在精梳分離膠輥上。制作加壓較大，而對(duì)成紗條干影響明顯的細(xì)紗牽伸膠輥，多使用邵爾A硬度為68度或70度，彈性等極佳的膠管。

牽伸膠輥的主要作用是提供大而穩(wěn)定的握持力，為紡紗工藝進(jìn)步提供可能。要求成紗質(zhì)量穩(wěn)定，則膠輥性能必須良好、穩(wěn)定。表1是某知名品牌不同硬度膠管物理性能及穩(wěn)定性對(duì)比[1]。

表1 不同硬度膠管物理性能及穩(wěn)定性對(duì)比

材料邵爾A硬度/度彈性防繞花性耐磨性耐機(jī)械載荷性防變形性HA66T66極佳很好很好一般好HA65S67極佳極佳好很好很好HA65A68極佳極佳極佳很好極佳HA70T70極佳極佳極佳極佳好HA80OE74好極佳極佳極佳很好HA65D80很好未測(cè)試好好極佳 注：性能從高到低依次為極佳、很好、好、一般。

1.3 上車(chē)試紡是甄選膠輥的關(guān)鍵步驟

上車(chē)試紡是甄選膠輥的最后一步，也是關(guān)鍵的一步，甄選應(yīng)科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)且必須在同等條件下進(jìn)行。因?yàn)楸砻娌捎霉庹仗幚砗突瘜W(xué)涂料處理，或經(jīng)不同配比涂料處理，或未走熟和走熟期的膠輥間的性能無(wú)可比性，所以，除同錠、同粗紗外，應(yīng)采用相同表面處理方法、相同使用時(shí)長(zhǎng)的膠輥進(jìn)行甄選。

1.4 提高認(rèn)識(shí)，正確使用膠輥

盡管?chē)?guó)內(nèi)紡橡產(chǎn)品制造技術(shù)與國(guó)外的差距越來(lái)越小，但優(yōu)質(zhì)的紡橡產(chǎn)品仍需配備優(yōu)良的使用工藝。國(guó)內(nèi)紡橡廠或輔機(jī)廠應(yīng)在充分理解牽伸原理、紡紗工藝的基礎(chǔ)上，為紡紗廠提供先進(jìn)系統(tǒng)的服務(wù)。

提高膠輥的握持能力可提高成紗質(zhì)量和附加值，而國(guó)內(nèi)膠管制造廠向紡紗廠提供的服務(wù)卻非常有限。膠輥握持力與其表面摩擦因數(shù)μ1有關(guān)。目前，紡紗廠膠輥表面大多沿用傳統(tǒng)的化學(xué)涂料處理方法，減小了膠輥的摩擦因數(shù)，阻礙了牽伸膠輥握持力的提高，這需要膠輥制造廠和紡織專(zhuān)家多做科學(xué)的引導(dǎo)。同時(shí)，紡紗廠應(yīng)提高膠輥防繞、防靜電和防損傷等方面的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)管理以改善膠輥運(yùn)行環(huán)境[2-3]。在使用低硬度高彈性的膠管時(shí)，科學(xué)合理地進(jìn)行紫外線光照處理，使膠輥表面光滑、致密，既保留了膠層軟、彈的特點(diǎn)使膠輥真正免涂料處理，又提高了膠輥的握持力，最終改善成紗條干，提高成紗質(zhì)量。

2 集聚紡紗用集聚管

集聚紡紗是提高紗線附加值的一種新型紡紗方式，目前以四羅拉式應(yīng)用比較廣泛。

集聚紡紗裝置改進(jìn)的目標(biāo)是確保有益集聚，避免有害集聚，穩(wěn)定地提高紡紗質(zhì)量。其機(jī)理是在環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)牽伸膠輥前加裝集聚裝置，將通過(guò)集聚區(qū)的邊緣浮游纖維集聚到紗體內(nèi)，使紗線毛羽明顯減少。同時(shí)，使纖維束寬度縮小，加捻三角區(qū)減小，斷頭減少，紗線強(qiáng)力增大。

集聚到紗體內(nèi)的邊緣浮游纖維，在加捻前應(yīng)與紗體內(nèi)的纖維平行且伸直，這就要求邊緣浮游纖維的集聚方向是垂直于紗體的，稱(chēng)為橫向集聚?？陀^上還存在一種與設(shè)計(jì)不一致的集聚情況出現(xiàn)，即縱向集聚。縱向集聚多在小羅拉齒輪缺齒或網(wǎng)格圈回轉(zhuǎn)不靈活時(shí)出現(xiàn)，表現(xiàn)明顯且易形成疪紗，俗稱(chēng)珍珠紗；其中，小羅拉齒輪缺齒形成的疵紗，珍珠狀棉球分布較勻；網(wǎng)格圈回轉(zhuǎn)不靈活形成的疵紗，則反之。小羅拉齒輪問(wèn)題比較簡(jiǎn)單，在此重點(diǎn)討論集聚管設(shè)計(jì)及其它因素對(duì)網(wǎng)格圈回轉(zhuǎn)的影響。

網(wǎng)格圈回轉(zhuǎn)不靈活會(huì)增大疵紗率，同時(shí)使須條輸出速度降低，加捻區(qū)張力增大，易出現(xiàn)斷頭，因此，應(yīng)先避免設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致的網(wǎng)格圈回轉(zhuǎn)不靈活。

網(wǎng)格圈運(yùn)動(dòng)受力分析如圖1所示。

圖1中，網(wǎng)格圈以張力彈簧提供的張緊力F0套在異形管上。工作狀態(tài)下，由于阻捻膠輥和小羅拉的共同作用，網(wǎng)格圈與羅拉接觸的一邊拉力由F0增大到F1，成為緊邊；另一邊則由F0下降到F2，成為松邊；故，傳遞網(wǎng)格圈的動(dòng)力F的計(jì)算公式如下：

F=F1-F2

(2)

若網(wǎng)格圈長(zhǎng)度不變，增量F1-F0等于減量F0-F2，由力平衡關(guān)系可得：

2F0=F1+F2

(3)

F1/F2=exp(θ)

(4)

式中：

θ——網(wǎng)格圈與羅拉包角；

由上述公式可導(dǎo)出：

F=2F0[exp(θ)-1]/[exp(θ)+1]

(5)

由公式(5)可以看出，影響網(wǎng)格圈轉(zhuǎn)動(dòng)的因素有張緊力F0、包角θ和當(dāng)量摩擦因數(shù)[4]。

依據(jù)上述原理，集聚管設(shè)計(jì)應(yīng)做到以下幾方面：

a) 阻捻膠輥加壓正常；

b) 蓋板表面及其它接觸網(wǎng)格圈的部分盡量光滑，減小摩擦；

c) 集聚管后部曲率設(shè)計(jì)更合理；

d) 張力彈簧長(zhǎng)度及倔強(qiáng)系數(shù)不宜過(guò)大，在張緊網(wǎng)格圈的前提下，張力宜偏小掌握；

e) 網(wǎng)格圈下方易集棉的問(wèn)題應(yīng)予以重視，且網(wǎng)格圈在集聚管下部能否在接近封閉的情況下運(yùn)行，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行論證。

此外，在集聚管應(yīng)用方面應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：

a) 充分論證、驗(yàn)證集聚效果時(shí)，依據(jù)上述原理選擇有害集聚產(chǎn)生概率小、設(shè)計(jì)合理的集聚管；

b) 盡量避免同車(chē)間使用多個(gè)廠家制造的集聚管，對(duì)網(wǎng)格圈進(jìn)行嚴(yán)格管理，不使用小于設(shè)計(jì)周長(zhǎng)的網(wǎng)格圈；

c) 做好清潔工作，定期下車(chē)清理集聚管結(jié)合件，避免網(wǎng)格圈下短絨集聚，影響網(wǎng)格圈張力。

3 鋼領(lǐng)

鋼領(lǐng)的制造水平，影響錠速和生產(chǎn)效率。適應(yīng)高速且平穩(wěn)、耐用的鋼領(lǐng)，須同時(shí)具備多個(gè)條件，如：材質(zhì)要好，內(nèi)跑道承載的壓強(qiáng)不小于航空軸承[4]，表面處理得當(dāng)；內(nèi)跑道支撐鋼絲圈的反作用力方向是不斷變化的，截面幾何形狀設(shè)計(jì)合理等[5]。

3.1 使用中存在的問(wèn)題

a) 使用行星式拋光機(jī)回磨鋼領(lǐng)，使用一段時(shí)間后內(nèi)跑道上會(huì)出現(xiàn)可以觸摸到的焊結(jié)點(diǎn)；

b) 一款仿日本金井公司的含油自潤(rùn)滑鋼領(lǐng)性?xún)r(jià)比較高，曾是國(guó)內(nèi)紡機(jī)廠的標(biāo)配專(zhuān)件，但其耐磨性和抗氧化性能不佳而未能進(jìn)一步發(fā)展。

目前，雖然國(guó)內(nèi)紡紗自潤(rùn)滑鋼領(lǐng)型號(hào)規(guī)格繁多，但性能并不完全令人滿意；在細(xì)紗車(chē)間，值車(chē)工手背抹的白色潤(rùn)滑脂，即為拎頭沉?xí)r涂抹鋼領(lǐng)內(nèi)跑道用。

3.2 防焊結(jié)措施

鋼領(lǐng)上的焊結(jié)點(diǎn)嚴(yán)重影響鋼絲圈的運(yùn)行狀態(tài)，并增加毛羽；還引發(fā)鋼絲圈運(yùn)行速度突變、紡紗張力變大而斷頭。鋼領(lǐng)內(nèi)跑道上的焊結(jié)點(diǎn)無(wú)法在鋼領(lǐng)拋光機(jī)里消除，回磨的實(shí)際作用也不是為去除焊結(jié)點(diǎn)，更不是為修復(fù)跑道，而僅是去除鋼領(lǐng)表面的附著物、氧化物；回磨后鋼領(lǐng)跑道上無(wú)附著物則鋼領(lǐng)檢驗(yàn)員手感良好，也使得焊結(jié)點(diǎn)等缺陷能被更準(zhǔn)確地觸摸到，從而更容易將焊結(jié)嚴(yán)重、影響鋼絲圈平穩(wěn)回轉(zhuǎn)的鋼領(lǐng)剔出?；啬ミ^(guò)的鋼領(lǐng)須進(jìn)行抹油防銹處理以利于潤(rùn)滑，防焊結(jié)應(yīng)該是鋼領(lǐng)研發(fā)的重要課題。

防焊結(jié)應(yīng)從以下方面著手：

a) 使用高熔點(diǎn)金屬材料制造或鍍層；

b) 改善鋼絲圈的散熱性能；

c) 提高跑道硬度和表面粗糙度；

d) 鋼絲圈應(yīng)在良好的潤(rùn)滑條件下運(yùn)行。

3.3 鋼領(lǐng)與鋼絲圈間潤(rùn)滑探討

3.3.1 非脂類(lèi)自潤(rùn)滑鋼領(lǐng)的潤(rùn)滑效果

鋼領(lǐng)和鋼絲圈不是現(xiàn)有非脂類(lèi)自潤(rùn)滑材料應(yīng)用的理想摩擦副，其在鋼領(lǐng)上的應(yīng)用效果并未達(dá)到預(yù)期效果；這是因?yàn)榉侵?lèi)自潤(rùn)滑材料含量過(guò)高時(shí)導(dǎo)致材料表面硬度過(guò)低，且該類(lèi)自潤(rùn)滑材料發(fā)揮作用通常要有一個(gè)研磨、填充的過(guò)程，這就要求基體有合理的表面粗糙度，以便于被研細(xì)的材料在基體表面填充。此外，應(yīng)用非脂類(lèi)自潤(rùn)滑材料的摩擦副最好是在相對(duì)密封的環(huán)境下工作；但鋼領(lǐng)跑道表面極度光潔、摩擦面又是開(kāi)放的，不具備充分發(fā)揮非脂類(lèi)自潤(rùn)滑材料優(yōu)異性能的良好條件。

3.3.2 油脂類(lèi)潤(rùn)滑的持久性與耐磨性兼容

油脂類(lèi)潤(rùn)滑，通常是指含油自潤(rùn)滑：鋼領(lǐng)熱脹時(shí)潤(rùn)滑脂溢出，冷縮時(shí)潤(rùn)滑脂回滲。伴隨鋼領(lǐng)、鋼絲圈間的摩擦和鋼絲圈的更換，潤(rùn)滑脂必然存在損耗，久之則影響潤(rùn)滑效果。希望鋼領(lǐng)制造廠考慮在鋼領(lǐng)合適部位增加一個(gè)油腔，用于儲(chǔ)存潤(rùn)滑脂，以實(shí)現(xiàn)持久潤(rùn)滑。

金屬摩擦副在無(wú)潤(rùn)滑劑參與的情況下是無(wú)法工作的。含油自潤(rùn)滑形式的鋼領(lǐng)在制造時(shí)需采用粉末

冶金工藝，而該工藝掣肘了鋼領(lǐng)表面粗糙度和硬度的改善，在性能兼容方面，還須進(jìn)一步研究和發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

紡紗器材、專(zhuān)件的質(zhì)量和性能，對(duì)紡紗產(chǎn)品質(zhì)量、成本、生產(chǎn)效率和勞動(dòng)強(qiáng)度有重要影響。在其生產(chǎn)和使用中應(yīng)重視其地位和作用，要提高認(rèn)知：一方面制造方和使用方都應(yīng)深入紡紗一線，在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)紡織器材、專(zhuān)件的不足；另一方面，應(yīng)深入研究相關(guān)基礎(chǔ)理論，借鑒國(guó)外同行先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)以不斷改進(jìn)。

紡織用器材專(zhuān)件甄選應(yīng)科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)，這是紡紗廠提高質(zhì)量，增加產(chǎn)量的保障。

[1] 新疆英聯(lián)貝克機(jī)械設(shè)備有限公司.英聯(lián)貝克公司產(chǎn)品宣傳冊(cè)[Z].

[2] 路紅星.紡紗膠輥?zhàn)呤鞕C(jī)理的探討[J].紡織器材,2012,39(6)：32-34.

[3] 路紅星.紡紗膠輥磨傷探析[J].紡織器材, 2012,39(2)：29-31.

[4] 李晶,王璐.細(xì)紗膠圈結(jié)構(gòu)對(duì)成紗質(zhì)量的影響[J].紡織器材,2012,39(1):12-14.

[5] 荊越.關(guān)鍵紡紗器材[M].北京：中國(guó)紡織出版社，1997.

Pondering over the Selection of Spinning Accessories and Parts

LU Hongxing

(Henan Huifang Textile Co.,Ltd.,Huixian 453600,China)

To improve the application effect of the spinning accessories and parts,analysis is done to problems with drafting cots,compact tubes and rings.It is suggested that comprehensive evaluation be done to the performance of the cots with increase of the holding force as the orientation.Analysis is done to the roatary force of the lattice apron with the design requirement of the ccompact tubes.Probing is done into the welding points and the lubrication mode.It concludes that selection and design of the textile accessories and parts must be reasonable and serious.Manufacturing and application need cognitive power for strengthened research of basic theory while correction and systematic methods are also needed.

spinning;accessories;parts;selection;drafting cots;holding force;compact tube;lattice apron;ring;traveler

2016-05-20

路紅星(1976—)，男，河南輝縣人，主要從事膠輥、膠圈應(yīng)用方面的研究。

時(shí)間：2016-10-08 16:33

TS103.82

B

1001-9634(2016)06-0049-03

http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1131.TS.

20161008.1633.056.html