唐修東，華茂東

(江蘇雙山集團股份有限公司，江蘇 射陽 224300)

0 引言

細紗工序是紡制精細化、標準化紗線的關鍵，對其工藝和紡紗器材專件進行嚴格化管理，可確保成紗質(zhì)量穩(wěn)定。選擇優(yōu)質(zhì)的細紗器材專件，包括上下銷、壓力棒、膠輥、膠圈、鋼領和鋼絲圈等，對提高成紗質(zhì)量至關重要。

1 新型上銷對成紗質(zhì)量的影響

上銷是細紗工序主牽伸區(qū)的關鍵專件之一。加長上銷、后區(qū)壓力棒上銷、前區(qū)壓力棒上銷結(jié)構不同，但作用機理都是對浮游區(qū)纖維進行有效控制。在主牽伸區(qū)中，由一對中羅拉和上、下膠圈鉗口形成中部摩擦力界共同控制牽伸過程中的須條，上下膠圈鉗口到前羅拉的距離易對浮游纖維失去控制從而使摩擦力降低[1]，導致纖維斷頭、條干均勻度下降。上銷通過上膠圈控制纖維受力，其形態(tài)決定纖維在細紗主牽伸區(qū)所受牽伸力的大小與分布[2]。在牽伸過程中，良好的上銷鉗口能夠吸收膠圈回轉(zhuǎn)時的振動，穩(wěn)定回轉(zhuǎn)速度[3]。

1.1 加長上銷

加長上銷又稱大前沖上銷，其鉗口向前羅拉延伸，使上銷頭端超過下銷頭端2 mm～3 mm[4]，上銷鉗口的延長縮短了浮游纖維的運動路程，減少了運行中的短纖維數(shù)量。上銷延長部分對纖維進行下壓可加強對纖維的控制，使上下膠圈的摩擦力界得到加強，浮游纖維運動的變速點穩(wěn)定且前移。但加長上銷改變了上銷膠圈與須條的接觸面積，對須條增加2 mm～3 mm的下壓長度，導致牽伸力加大，易產(chǎn)生斷頭和粗細節(jié)。因此，調(diào)整主牽伸區(qū)中羅拉和下銷的位置，可降低對上銷的壓力；或增大鉗口隔距，改變主牽伸區(qū)的倍數(shù)。

1.2 后區(qū)壓力棒上銷

一般壓力棒上銷中的壓力棒和上銷是固定在一起的。壓力棒受膠圈和上銷平行度的影響，稍有偏差便會產(chǎn)生波動，導致“脈動”或“機械波”。在新型后區(qū)壓力棒上銷中，將后區(qū)壓力棒從上銷分離出來，利用雙壓力棒，從后區(qū)傳送的須條先經(jīng)過雙壓力棒的曲線牽伸，隨后經(jīng)直線牽伸進入主牽伸區(qū)；利用羅拉軸承和羅拉滑座定位，使其不受調(diào)整搖架隔距、上銷及膠輥握持平行度的影響[5]。在機械運行過程中，因后區(qū)壓力棒與上銷是分離的，可避免機械波的產(chǎn)生，且不會影響其他部件的正常操作和運行。新型后區(qū)雙壓力棒上銷在集聚紡上有很大優(yōu)勢[6]，對推動精細化紗線的紡紗進程發(fā)揮著重要作用。

1.3 前區(qū)壓力棒上銷

在主牽伸區(qū)使用前區(qū)壓力棒上銷，即在膠圈鉗口到前羅拉鉗口浮游區(qū)附加壓力棒，使須條從上下膠圈鉗口伸出時，與壓力棒接觸并緊貼，迫使須條由直線牽伸變成曲線牽伸。上銷的作用機理是增加主牽伸區(qū)的摩擦力界，對浮游纖維的運動進行有效控制，從而促使纖維變速點穩(wěn)定前移并靠近前羅拉鉗口。但生產(chǎn)實踐發(fā)現(xiàn)，前區(qū)壓力棒上銷在紡紗過程中易出硬頭，通常需要增加后區(qū)牽伸倍數(shù)。

1.4 新型上銷

為了減少不同混紡、純紡紗線毛羽的產(chǎn)生和粗細節(jié)的粘連，通常對細紗器材專件的結(jié)構進行改進，以適紡特殊混紡、純紡纖維束的牽伸。侯如夢[7]等設計了一種適用于長短纖維混紡的細紗機異形上銷組件，通過改變后區(qū)壓力棒的形狀，改變長纖維與短纖維通過牽伸區(qū)的行走路線，使長纖維與短纖維在運動過程中產(chǎn)生一定的速度差。由于路徑、速度的不同可使長、短纖維更好地結(jié)合在一起，減少浮游纖維和斷頭的不良影響，從而改善須條的外觀形狀和條干均勻度。異形上銷組件的應用，也能改善纖維長度的差異和牽伸運動中出現(xiàn)的斷頭問題。

BX-6839D型上銷在微調(diào)原上銷位置的情況下，合理調(diào)整搖架壓力，將前區(qū)牽伸型式改為曲線牽伸，縮短浮游區(qū)長度，可有效地控制浮游纖維的變速點。該裝置的創(chuàng)新點在于改變原有的牽伸型式，即改為曲線牽伸，在前牽伸區(qū)對浮游纖維進行有效控制，加速快速纖維對浮游纖維的引導、增加纖維間的抱合力及羅拉對浮游纖維的握持力，從而有效控制纖維束，改善條干均勻度。采用新型上銷后，需合理配置工藝參數(shù)、設定上銷位置，使之與其他器材專件間有效配合，從而建立一個新的牽伸體系，保證此狀態(tài)下握持力的最小值大于牽伸力的最大值，充分發(fā)揮新型上銷的優(yōu)勢。

2 新型下銷對成紗質(zhì)量的影響

在細紗工序中，下銷作為支承膠圈穩(wěn)定運行的專件，其上托式的控制面同上膠圈形成一個附加控制區(qū)，在須條靠近前鉗口處穩(wěn)定變速點，有序喂入纖維束；通過縮短浮游區(qū)纖維長度和增大纖維束摩擦力，使其在牽伸區(qū)達到更好的牽伸效果。

新型下銷采用曲面結(jié)構的居多，包含V型和T型2種。該結(jié)構增加須條曲面運行的路程，提高中部摩擦力界，加強上、下膠圈對纖維束的控制力，使纖維束獲得更好的牽伸效果。V型下銷控制面比一般上銷控制面稍長，小平面和上托高度比前羅拉高，目的是加大中部摩擦力界，使下銷積極向上托，與上銷緊密配合，增加上下膠圈對纖維的控制力，從而改善成紗質(zhì)量。但是，由于下銷比上銷的控制面大，當上下膠圈被控制后，下銷存在部分不可控纖維，易造成浮游區(qū)纖維運行速度不穩(wěn)定和條干惡化；因上托高度比前羅拉高，使下膠圈運行阻力增加，易出現(xiàn)下膠圈回轉(zhuǎn)滯后而影響鉗口內(nèi)纖維的正常運行[8]。相比V型下銷，T型下銷調(diào)整了下銷的長度、上托的高度，減小了下銷鉗口的前小平面寬度，形成托持下膠圈接觸的曲面。改進的T型下銷在曲面中間約有2 mm的凹陷深度，目的是降低下銷與下膠圈的摩擦力界，進而降低下膠圈的運行阻力，有利于須條牽伸。

1218A型下銷為曲面階梯下銷，其曲面部分與直面部分形成平滑的距離差，這種設計可增加附加摩擦力界對纖維的控制[9]。適宜的膠圈摩擦力取決于上銷和下銷的相互作用。下銷的曲面結(jié)構使下銷向前移動，且有利于上銷前移，從而達到縮短浮游纖維長度的目的。下銷和上銷的合理配置及與其他部件的配合，可使須條得到有效牽伸，從而提高成紗質(zhì)量。

3 壓力棒對成紗質(zhì)量的影響

壓力棒是主要的牽伸部件之一，分為前區(qū)壓力棒和后區(qū)壓力棒。前區(qū)壓力棒的作用是在上下膠圈鉗口和前羅拉鉗口附加一個摩擦力，有效控制纖維運動，使其在運動過程中的變速點趨于穩(wěn)定并前移。后區(qū)壓力棒作為前區(qū)牽伸部分與后區(qū)牽伸部分的橋梁，使喂入前區(qū)牽伸的紗條具有均勻的結(jié)構和必要的緊密度[10]。壓力棒在整個細紗牽伸中起重要的輔助作用，與膠輥膠圈、羅拉、上下銷配合，提高成紗質(zhì)量。

后區(qū)壓力棒牽伸目前主要有雙壓力棒平面牽伸和單壓力棒V型牽伸2種型式。在雙壓力棒牽伸中，形成上托式和下壓式2種牽伸。壓力棒直徑大小對須條在其部件上形成的包圍弧長度產(chǎn)生一定的影響，具體表現(xiàn)為：直徑過大使須條在壓力棒牽伸中產(chǎn)生的摩擦力增加，從而影響主牽伸區(qū)的牽伸倍數(shù)；直徑過小對須條的牽伸不起作用，影響后續(xù)進程。一般而言，壓力棒位置越靠近中鉗口越有利于纖維變速點集中，對牽伸有利。在單壓力棒牽伸中，中上羅拉表面會形成反包圍弧，而下壓單壓力棒會使反包圍弧消失，這是因為下壓的單壓力棒與須條接觸形成新的包圍弧，與后羅拉形成的反包圍弧相抵消，從而有效控制纖維集中穩(wěn)定變速。

前區(qū)壓力棒一般包括隔距塊壓力棒、上銷壓力棒和單獨的前區(qū)壓力棒3種，作用基本相同，但隔距塊壓力棒更方便、實用。單獨的前區(qū)壓力棒與加長上銷壓力棒的試驗數(shù)據(jù)表明[11-14]，前者改善紗線條干均勻度等性能更突出。隔距塊壓力棒在膠圈鉗口至前羅拉鉗口間的浮游區(qū)增加壓力棒，壓力棒的弧形邊緣與被牽伸須條接觸，迫使纖維束通道成為曲線，可使纖維的變速點穩(wěn)定并向前羅拉移動，有利于改善須條條干水平，提高成紗質(zhì)量。壓力棒的截面形狀有圓形、水滴形和異形等。異形壓力棒隔距塊與須條為漸進式接觸，且接觸面逐漸加大使其受力更穩(wěn)定[15]，改變了其與須條的接觸面積和在壓力棒上形成的包圍角，可消除須條上翻問題、增加須條摩擦力，有利于提高成紗質(zhì)量。

4 膠輥膠圈對成紗質(zhì)量的影響

膠輥、膠圈是重要的牽伸器材，在紡紗中與羅拉配合握持須條，加大纖維間、須條與器材專件間的摩擦力。膠輥、膠圈的質(zhì)量、形狀對須條的牽伸、條干均勻度和斷頭有很大的影響，通常根據(jù)紡紗品種、纖維性能和紡紗質(zhì)量要求，選用合適硬度、彈性的膠輥、膠圈[16]。新型纖維與新型紡紗技術的應用，對膠輥、膠圈的應用性能提出了更高要求[17]。

4.1 膠輥

膠輥在紡紗過程中易出現(xiàn)靜電吸附、纏繞、磨損、腐蝕等問題，嚴重影響成紗質(zhì)量；現(xiàn)代紡紗原料的多樣性和各種新型紡紗技術，也對膠輥的應用性能要求越來越高。如：再生纖維素纖維、合成纖維在牽伸過程中易纏繞膠輥、產(chǎn)生靜電；高強力、高模量的新型功能性纖維在純紡或混紡時，易使膠輥的耐磨性降低；吸濕性差的纖維與膠輥間的摩擦會產(chǎn)生靜電、引起飛花纏繞膠輥，靜電嚴重時會發(fā)生火災，對操作工人以及機械產(chǎn)生不可逆的嚴重影響。此外，纖維的功能助劑也會導致膠輥表面腐蝕溶脹、硬度下降、起泡掉皮和易粘附纏繞等[18]。因此，針對不同的紡紗原料須選擇合適的膠輥，必要時對膠輥表面進行紫外光照處理或涂料微處理。

丁腈橡膠膠輥和聚氨酯膠輥在通過物理、化學改性(紫外線照射、涂層等)處理后，具有良好的導電性和耐油性，抗靜電效果好且使用周期較長。丁腈橡膠具有半導體性能，是目前橡膠中唯一的半導體材料，抗老化和耐熱性較好。聚氨酯膠輥具有良好彈性，使用壽命較長，同等工藝條件下使用硬度低于丁腈橡膠膠輥，但吸濕、放濕和滑爽性能不及丁腈橡膠膠輥[19]，適合集聚紡、大牽伸工藝。

4.2 膠圈

膠圈分為平面膠圈和內(nèi)花紋膠圈。內(nèi)花紋膠圈的內(nèi)表面為花紋形狀，與上下羅拉溝槽相接觸時利于提高其與羅拉轉(zhuǎn)速的同步性。一般選擇丁腈膠圈，內(nèi)層的硬度高于外層的硬度，這是因為其內(nèi)層和羅拉同步運行，外層握持纖維進行牽伸。在主牽伸區(qū)中通過機械加壓，可加大膠圈對纖維的握持力，使彈性鉗口中浮游區(qū)纖維的速度更穩(wěn)定。由此可見，膠圈在須條牽伸中有重要作用。上下膠圈的搭配，一般按照“上圈軟下圈硬，上圈薄下圈厚，上圈松下圈緊”原則進行[20]。

5 鋼領鋼絲圈對成紗質(zhì)量的影響

鋼領、鋼絲圈是細紗工序非常重要的加捻卷繞器材專件，鋼領是鋼絲圈的運動軌道，二者的配合至關重要。兩者的型號和制造精度都直接影響紗線的卷繞加捻，以及紡紗的速度和質(zhì)量，故而提高它們的精度一直是紡織器材制造企業(yè)努力的目標。鋼絲圈是加捻卷繞工序中體積最小的器材，使用周期較短，一般為5 d～20 d，而優(yōu)質(zhì)的鋼領的使用周期則長達幾年。

5.1 鋼領

鋼領一般包括平面鋼領和錐面鋼領，棉紡企業(yè)主要使用的是平面鋼領，它分為PG1/2(邊寬為2.6 mm)型、PG1(邊寬為3.2 mm)型、PG2(邊寬為4.0 mm)型等[21]。紡特細號紗一般選用PG1/2型鋼領，紡細號紗或中號紗選用PG1型鋼領，紡粗號紗選用PG2型鋼領。軸承鋼鋼領具有優(yōu)異的耐磨性和耐疲勞性，目前應用較多，其平行度、圓度優(yōu)于平面鋼領。鋼領的內(nèi)跑道由很多圓弧組成，加工精度要高，以保證跑道與鋼絲圈接觸時平整光滑。必要時，允許有適當?shù)膬A斜角度，有利于鋼絲圈散熱，延長使用壽命，且有利于降低張力波動、減少斷頭。選定鋼領之后，應根據(jù)細紗工藝參數(shù)和紗線原料選配合適的鋼絲圈，使其截面幾何形狀與鋼領跑道相匹配。

5.2 鋼絲圈

鋼絲圈按圈形可以分為O系列、G系列、GS系列。PG1/2型鋼領使用O系列鋼絲圈，PG1型鋼領使用GS系列鋼絲圈，PG2型鋼領使用G系列鋼絲圈。通常，根據(jù)所紡紗線的品種和性能匹配合適的鋼絲圈。細號棉紗應保持張力小且穩(wěn)定，鋼絲圈應為小圈形低質(zhì)心，選用弓背形、瓦楞形截面較好；中粗號紗，選用矩形截面鋼絲圈；化學纖維混紡紗，鋼絲圈通道應光滑、發(fā)熱量少且散熱性能好，一般以圓弧形截面為宜。

目前，常用的新型鋼絲圈有RFc(黑金)高速耐磨鋼絲圈、TPc(黃晶)鋼絲圈、BSc(藍寶石)鋼絲圈，均采用進口材料，經(jīng)高精密設備加工而成，耐磨性和圓度明顯改善，可減少加捻過程中的斷頭、飛花和磨損嚴重等問題。鋼絲圈高速運轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，其內(nèi)腳應緊貼鋼領內(nèi)壁，防止速度過大引起紗線的斷頭、飛花。鋼絲圈與紗線直接接觸，要注意二者的摩擦力、保持紗線張力波動穩(wěn)定，出紗時氣圈大小合適。當鋼絲圈質(zhì)心位置高時，與鋼領接觸點位置低，會出現(xiàn)“飛圈”，主要適合紡粗號紗；當鋼絲圈質(zhì)心低時，氣圈張力波動小，主要適合紡細號紗。在紡紗過程中選擇號數(shù)較大的鋼絲圈，能有效提高紗線質(zhì)量。

6 結(jié)語

在紡紗過程中，新型器材專件的選用對細紗工序成紗質(zhì)量產(chǎn)生了重要影響。正確使用和發(fā)揮細紗器材專件優(yōu)良性能，是提高成紗質(zhì)量的關鍵。在實際生產(chǎn)中，應根據(jù)紡紗原料性能合理配置紡紗工藝，選擇合適的紡紗器材專件，方能保證成紗質(zhì)量穩(wěn)定。