[视点]现代高科技粗纱机

2、加压机构的进步

前国内外加压形式有SKF弹簧摇臂加压；瑞士R2P气动加压；德国绪森公司的HP型加压三种：

①国产粗纱机大都采用YJ1-150、YJ2-190等SKF弹簧摇架加压；国外SKF，PK1500、PK589型弹簧加压应用较普遍。SKF弹簧摇臂加压创始于20世纪50年代，经过不断改进已趋成熟，日本平田FL16、意大利马佐里BC16，德国青泽660等也都应用SKF系列弹簧加压。我国三罗拉四罗拉双短皮圈及长短皮圈牵伸都应用SKF系列的国产摇臂加压。SKF摇臂的优点是结构轻巧，支承简单，加压卸压方便，加压机构趋于系列化、通用化、互换性很强，如国产PK1500-962、614型用于三罗拉双短皮圈牵伸系统，PK1500-DW938型用于四罗拉双短皮圈牵伸装置。

国内外实践证明，弹簧加压工艺性能完善，产品质量优良。

②瑞士立达公司生产的粗纱机为气动加压，如F1/1A型粗纱机采用气动加压的压力均匀，锭差很小，压力调节方便，停车时（总电源切断）会自动释压，保持摇架呈半释压状态，再开车时不会造成粗细节，还可减少皮辊变形，半释压压力控制在0.2-0.3pa。

气动加压形式不因使用时间的长短而产生压力衰减，造成压力锭差，保证了产品质量，但粗纱机必须配备气源贮气柜及气路。相对于SKF加压形式增加了一些附属系统和加压系统的配置。气动加压产生的效果优于SKF加压，但气动加压对摇架加压的要求较高；如精度高、互换性强，以免造成压力分配和各锭之间的差异，此外，当相邻摇架释压后，压力产生变化，不可能恒定一致，增加了其它锭子的压力波动，从而影响粗纱的条干均匀度。气动加压形式又分直接加压式及杠杆加压式两种. 直接加压式无内磨擦能量损耗,锭差小,比杠杆加压式好.

③80年代德国绪森公司研制开发了HP型板簧加压机构，粗纱板簧加压摇架为HP-A410型，应用在棉纺翼锭粗纱机上的双皮圈牵伸系统上，4罗拉双皮圈牵伸系统国外应用较多，国内如无锡、丹阳、南通等地的纺织厂也有应用。HP-A410摇架包括摇架体加压杆，3或4个压力组合件及清洁绒辊托架等。四罗拉双短皮圈牵伸系统带有集束区。每个皮辊上由加压组合组合件握持，加压组合件包括弹簧架板簧及上皮辊握持爪组成，这种握持爪有较宽的握持区，以保证上皮辊有可靠的平行度，定向性好，加压组合件使皮辊处在直接而无摩擦的压力下，板簧可防止皮辊侧间运动，上皮辊握持座是整个加压件，在组装后再行精细机械加工的，以保证上皮辊与下罗拉平行，而且不需要调整。在摇架加压的情况下，只要松开固定罗丝，就能把加压件调到所需要的位置。

此外，全部上皮辊均可进行部分卸压，只要将加压杆打开到一半位置即可实现半卸压，使上皮辊压力减少到8-18daN之间，半卸压可防止皮辊在长时间停车时产生变形。

绪森HP-C式上肖及HP-R上皮辊都是专门设计的，具有很好的功能。

绪森公司设计的HP-A410摇架，主要特点是板簧加压稳定，弹性比SKF圈式弹簧经久耐用，长时间不会产生缓弹性或塑性变性，真正实现重加压，强控制，控制精确的要求，HP系列板簧加压可精确保持四个罗拉握持线的精确平行以及浮游区距离最小，这种牵伸机构的牵伸倍数可高达18倍以上，（四罗拉），纺纱质量好。

与SKF圈式弹簧加压相比较，HP板簧加压效率高，持久耐用，尤其四个罗拉（或三个罗拉）钳口线平行度比SKF摇架好；板簧加压的压力不易产生衰退，在相同压力上，板簧变形只有圈簧变形的8.72%。而圈式弹簧国外的优质弹簧应用四年后，弹簧压力出现衰退，会使粗纱不匀率增加。

与气动加压相比较HP加压系统的加压机构比较简单，机面容易清洁，而且每个摇架的压力比气动加压稳定，锭与锭之间压力不相互干扰。

青岛环球纺机厂FA498系例高科技粗纱机牵伸与加压系统的配置有圈簧式加压，气动式加压及板簧式加压等.以圈簧式加压为主.

青岛环球纺机厂FA498(FA497)粗纱机上生产CJ5.8纯棉精梳纱产品质量明显优于FA454 型粗纱机

我国某棉纺厂在使用青岛环球两种粗纱机型纺的纱各项质量指标对比见表1                    

表1                                                                 (品种：CJ5.83tex )                                 

类别       粗纱条干

CV%       成纱

条干CV%       细节

/个·km－1       粗节

/个·km－1       棉节

/个·km－1       毛羽

指数

A454型  4.87       16.7 135       178  270       2.78

FA497型 4.0       15.9 72       150  242       2.57

从工艺优选试验结果可以看出，CJ5.83tex成纱质量在使用了FA497粗纱机后，质量得到较大幅度的提高，成纱条干CV％值降低了0.8个百分点，千米细节降低了47%，千米粗节降低了15.7%，千米棉结降低了10.4％。由于千米细节较大幅度的减少，使织布工序效率大幅提高。综合质量水平达到乌斯特2001公报5%以内.如果将开清棉联合机、梳棉机、精梳等前道设备进一步改进与提高，成纱质量会更好。

注: 1. CJ5.8纯棉精梳纱配棉  平均品级：1.2 级，纤维长度：37.7 mm，技术长度：37.6 mm，成熟度: 1.74，纤维细度: 7250公支，短绒率：8.8％。

2.FA498与FA497粗纱机的唯一区别是两者的锭距不同,其它技术特征完全相同.

 

三． 新型粗纱机的纺纱速度及卷饶

提高粗纱机的纺纱速度，必须解决以下几个方面的问题：

1、传动机构要简化：新型四单元传动的粗纱机取消了许多轮系，速度变化由变频调速来完成，传动机构大大简化，减少动力消耗和噪音。

2、粗纱锭翼制约了粗纱锭速的提高，我国A400系列平锭粗纱机锭速800转/分以下，这是因为锭翼材料较差，不适于高速，速度高锭翼会扩张变形；而且托锭翼的方式在高速时锭翼很不稳定。改为吊锭后，锭翼可加装培林以适应高速，但速度超过1000转/分时，锭翼会出现扩张变形，因此，锭翼材料及几何尺寸的设计必须相应改进，日本FL16、RMK型粗纱机的吊锭锭翼，引纱臂为开槽形式，接头时必须用尼龙钩操作，德国FB11型粗纱锭翼也为悬吊锭翼，引纱臂为全封闭式。我国在吸收消化国外先进基础上设计的GDY型锭翼也属封闭式吊锭锭翼。新型封闭式锭翼有以下优点：

①锭翼材料选用高强度合钢；

②锭翼外形设计合理，锭翼臂上端刚度大，并采用斜肩式，翼臂长度缩短，弹性变形小，抗高速扩张力强；

③流线型翼臂断面，符合空气动力学要求，回转时阻力小，气流稳定适于高速；

④锭端都配有高效假捻器，假捻效果明显；

⑤锭翼表面涂有极光滑的特殊材料涂层，减少空气阻力和挂花；

⑥锭翼内腔表面十分光滑，为不锈钢材料，光滑耐磨，不挂花，粗纱进入内腔不用导纱工具即可从锭翼下端出头，运转时粗纱阻力很小，减少不必要的纺纱张力；

⑦全封闭式锭翼上下端都有支承，锭翼两臂封闭成环，高速回转时不易变形，运转平稳。

 

　　目前新型粗纱机的吊锭翼都适于高速，一般在1400-1800转分。

 

　　3、粗纱卷绕尺寸也要进行优选设计：大卷装粗纱可以提高粗细纱的工效，减少落纱、换纱周期，但在高速卷绕成形时，随着粗纱直径的加大，离心力相应增加，对粗纱品质产生负面影响，另外过大的粗纱成形，会使粗纱锭距加大，细纱机上的粗纱排列都产生问题，因此，粗纱卷装容量数的大小要顾虑一些相关问题。目前最大锭速为1800转/分，粗纱重量最高为4公斤/只,一般为3.5公斤/只左右.

新型粗纱机已全部采用吊锭锭翼，国外青泽660、日本FL16、意大利BC16、英国泼拉脱FH、FG、FJ型及国产FA400系列粗纱机也都是吊锭，托锭已被淘汰，粗纱重量也达到4Kg及以下。

我国最新型青岛环球FA498系例,FA467,经纬JWF1416粗纱机，无锡宏源HY491等都具有四单元传动，四罗拉牵伸，双短皮圈,SKF加压及吊锭翼等项新技术，速度1500-1800转/分，一般负荷工艺速度开在1500转/分以内。

 

　　四、粗纱机的自动落纱技术：

 

　　1、粗纱机自动落纱技术是提高自动化程度，提高生产率降低劳动强度，实现传统纺纱连续化及自动生产线的关键技术。国外发达国家纺织工人人均工时工资很高，如美国12美元/工时，日本28美元/工时，法国、瑞士、德国、瑞典等国家，人均工时工资已高达16-27美元。因此，如何进一步实现环锭纺纱系统的全自动化，对高工资国家十分重要。20世纪末，美国对环锭纺纱连续化自动生产线的技术改造，实现了每4万个纱锭全厂用工100人（包括挡车工、技术人员、管理人员及厂部人员），做到这一点必须实现纺纱车间生产的全自动化，包括清梳联、梳并联、并粗联、粗细联以及细络联等。形成纺纱自动生产线。其中粗细联耗资最高，自动化技术最复杂。

美国1998年曾组织科技人员及企业家对意大利、瑞士、比利时、日本及其它发达国家进行调研考查，世界用工水平分三个档次（以三万锭生产19.5Tex纯棉或涤棉纱折算，包括行政管理，生产管理技术人员及维修人员，三班运转操作人员在内）：

 

　　第一种为普通环境锭纺纱厂189人；第二种为中等环锭纺纱厂116人；第三种为世界级环锭纺纱厂63人（现代化全自动环锭纺纱厂）。

世界级纺纱厂比普通环锭纺纱厂用人减少2/3，劳动力占总成本7%，基本上与不发达国家低工资用工成本相接近，因此，发达国家必须在少用工上花功夫，以降低工资总额在生产成本中的比例，才能与低工资国家的产品成本相竞争。

美国在20世纪后20年投资200亿美元，将现有的环锭纺纱企业进行全自动化改造，实现了每4万锭用工不超过100人的目标。

发达国家与不发达国家用工差距很大，不发达国家（发展中国家）吨纱用工29人，发达国家平均用工为10人，美国为4人，这种差距与纺纱生产自动化程度是分不开的。

据美国统计报导，完全实现自动化的纺织厂，自动化投资费用占总投资的30%（还不包括细络联的费用），如一个纺纱厂总设备投资为2000万美元，用于实现自动化费用要占600万美元，可见纺纱厂实现自动化（包括自动落纱、自动落桶、自动运输及自动生头等项）的费用是很高的，尤其粗纱要实现自动落纱、自动运纱及粗细联自动化，由于粗纱机本身的复杂性和粗纱容量的限制（每个粗纱最重为4公斤），一台粗纱机锭数及分配到每台细纱机的供应线等因素，使粗纱机实现全自动化十分困难，耗资也高，自动化投资费用几乎无法收回，但即使如此，像美国等发达国家仍然对环锭纺纱系统进行全自动化的改造，包括对粗纱自动落纱、自动运输及粗细联自动化技术的实施。

2、半自动络纱：粗纱机的半自动落纱技术比较成熟，尤其四单元传动的新型粗纱机，其半自动比不自动落纱操作上要简便的多。不需要再考虑锥轮皮带的复位等问题。国产新型粗纱机，大都是半自动落纱，当粗纱卷绕到一定长度后，计算机指令停车，下龙筋降至落纱位置，人工取纱换上空管，下龙筋再上升生头位置，搭头重新启动纺纱。带有锥轮的老式粗纱机还要有皮带自动复位的动作。

3、全自动落纱机的技术特点是当纺满一定长度的粗纱机，自动停车，下龙筋降到落纱位置，自动落纱及换管后下龙筋复位，粗纱自动搭头，形成新一轮纺纱，落纱时间4-5分钟，落下的粗纱集中运到粗纱运输系统待运，像青泽670、680 Rawemat型粗纱机为内置式全自动落纱装置，更加先进。自动落纱技术为实现粗纱无人操作创造条件，但这种自动落纱技术装备价格昂贵，对于发展中国家粗纱全自动落纱技术可暂不必考虑。

4、国外企业家在我国办的纺纱厂都没有建立自动落粗纱的体系，我国棉纺设备自动化水平不比国外高，但工人工资较低，产品质量差距较小，出口量大，在国际市场上的占有率、竞争力仍很高，因此在考虑纺纱厂自动化时，除了清梳联及细络联的工序自动化对产品质量有显著影响外，粗纱机自动落纱，自动运输机粗细联等问题可暂时不必考虑。

 

五． 粗纱机的清洁系统：

老式粗纱机上下绒辊、绒板积聚的大量短绒，要靠人工定期清除，此外，车弄里飞花很多，生产环境差，锭壳上挂花现象严重，所有这些都影响产品质量及工人工作环境。

清洁装置在粗纱技术进步中不断改进。新型粗纱机增加了许多负压吸尘点。清洁系统的设立，能及时清除罗拉，皮辊、皮圈等处的短绒及杂质，防止纤维缠绕罗拉等部件，并保证不出现由于积聚短绒及飞花造成的纱疵。此外，新式粗纱机具有自身净化环境的能力，降低生产区的空气含尘、含飞花量，随着粗纱机车速的不断提高，清洁工作越要加强，以保证产品质量的稳定提高，减轻挡车工清洁工作的劳动强度。

 

1、如我国FA400系列、日本FL16粗纱机除了配备积极回转式清洁绒布外，还配有自动负压吸风系统，及时清洁上下绒板绒布的棉尘及短绒。像青泽、瑞士等粗纱机都配有负压吸尘系统，在上下罗拉，皮圈等部分加装吸风口，将这些部位的棉尘，短绒吸走，并在粗纱机机尾处配有过滤网箱，使过滤后的清洁空气循环回到生产区。由于采用连续负压吸风，使牵伸及卷捻系统的飞花，短绒及棉尘等都及时吸走，车间生产区含尘量很低。

 

2、新型粗纱机上还配有断头吸棉及自停装置，在前罗拉下面，装有断头吸棉装置，可解决断头后飘头造成在邻纱产生双纱及其它纱疵。国外新型粗纱机都配有这种技术系统。此外还配有吸棉传感自停系统，一方面将断头吸入管道，另方面可使机器停车待处理。当发生断头时，被吸入机尾干管的短绒、花衣、被传感器检测，当检测量超限时，立即通知机器停车。新型粗纱机的上下清洁装置与断头吸棉装置构成一个清洁系统，使粗纱质量及生产环境的净化水平得到提高。

 

3、环锭纺纱系统对粗纱质量要求及评价是粗纱机的好坏主要取决于纺纱最终产品质量，因此要求粗纱机上要有一套能够对牵伸区进行连续清洁的联合巡回清洁系统，使粗纱生产达到高度净化。瑞士立达公司制开发了一种对牵伸、锭翼部分及地板的联合直接吹吸清洁体系，能稳定有规律的自动巡回，并对粗纱机进行自动清洁，这种粗纱联合清洁体系（uniclean-F）可对牵伸区的飞花及尘屑等自动连续吸取并进入固定的汇集箱中。结构紧凑、精巧，并实现人机对话控制的空气导流装置，可与全自动或半自动落纱机及细-粗联相结合，形成粗纱机生产内部自我清洁体系。

吸尘管道的轨道，装在导条架上或单独从地板竖立的支架上，将收集的垃圾废料经过圆柱形过泸箱，进入飞花接受站的气流与中央风扇相连接。

配有电子式自动控制系统的联合清洁系统，可保证粗纱机发生断头时，吹风停止向机台吹风而转向天花板方向，断头飞花由吸风吸入负压管道内。因此，吹吸风联合机构不会损坏或干扰粗纱正常纺纱。

如果将自动落纱机体系或管纱自动运输线与自动吹吸风装置相联接，设立特殊结点的传感器。当粗纱机满纱准备落纱时，吹吸风自动进入停止位置，不会防碍落纱动作顺利进行。机上还配有紧急故障及转换开关、键盘式按钮开关等。

我国新生产的FA400系列粗纱机，如青岛环球FA498.及FA421、FA481等新型粗纱机的清洁系统吸风量及吸尘点增多，十分完善，达到国际先进水平，产品质量得到保障。

 

　　六. 青岛环球FA498系列粗纱机的最新技术进步

　　青岛环球纺机厂是中意合资企业,因此国外有关纺织机械技术进步的信息来的快,在他们公司工作的就有好几位外国专家,近期在进一步提高粗纱机的运转性能方面又有新的进步

　　1电子计算机控制的四单元传动的高科技粗纱机除了以上所述的特征外还有机器本身具有强大的抗干扰能力,使电子计算机控制系统具有更强的稳定性及可靠性.象容易出现故障的编码器.变频电机.布线系统都采用了新技术,最大限度的减少了问题的发生.

　　2. 智能化的纺纱控制系统是青岛环球纺机厂生产的高科技粗纱机的又一新技术.可根据纺纱工艺的要求,在中大纱时能自动按设定的要求降低锭翼速度,以保持粗纱恒定的离心力减少粗纱断头保证纺纱质量.

　　3. 抑制粗纱细节的特别机构:通过这种特别机构可使粗纱机停车时罗拉线速度与卷绕线速度不同步,即卷绕线速度先停, 罗拉线速后停.使前罗拉与锭翼之间的粗纱产生一定的松弛,再开车时不会因启动张力过大而产生细节.

　　4可有效的防止突断电产生电动机瞬间不同步而使粗纱断头.

 

 

　　结语 进入21世记以来,国内外棉纺粗纱机由于电子计算机技术，传感技术术及变频调速技术与粗纱纺纱技术的结合,经过不断的改进与提高,已实现了电子计算机控制的四单元传动技术,张力微调技术,电子换向技术.智能化纺纱技术等先进的自动控制技术使粗纱机的传动走上了高科技水平;牵伸加压系统也进行了一系列的重大改进以三罗拉.四罗拉双皮圈机构代替了三罗拉的牵伸.牵伸倍数大为提高;新型悬锭的卷绕系统中的锭翼的外形及材料也都有很大的改进，锭速可达1800转/分;全机的负压吸尘净化牵伸.卷绕及环境的能力得到加强.提高了粗纱及细纱质量.根据市场需求我国生产高科技粗纱机大部配用半自动落纱机,也可配备全自动落纱机.现代化粗纱机采用彩色荧屏显示及触摸屏，实现人机对话.可直接输入设立的各种参数及修定的有关参数，随时显示机器运转的各种数据并可自动报警，显示并排除故障，使各项操作简化易行。此外还有完善的清洁系统及可靠的安全防护。国内像国产青岛环球FA498系列,天津JWF1416、太行FA467 宏源HY491及等粗纱机都是电子计算机控制的四单元变频调速电机传动的粗纱机型

我国国产的高科技粗纱机已经成熟, 青岛环球纺机厂除了上述进步外,还有不少独特的新技术在FA498系列中应用,效果很好,尤应关注.

参考文献

       1、 Prnara: analysis of the relation between thin places and Breaking point in the yearn"  text inst1997(1)

2、 Christoph:Tensile testing and yearn quility"   text Asia 1997 6

3、 青泽70Rowemat  内置式自动落纱及粗纱机技术资料

4、 青泽668设定简单、灵活性高的粗纱机技术资料

5、 FA491型粗纱机生产试验报告，鉴定验收资料

6   青岛环球FA498系列技术资料

作者： 秦贞俊    编辑： 肖光丽