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1.1 细纱机高速矛盾焦点在于断头 在中国纱线网讨论细纱机高速时不少网友提出细纱断头高是阻碍进一步高速的障碍，即矛盾焦点集中在千锭时断头上。由于断头涉及挡车工看台数；由于断头增加回丝、绒辊花及空锭率；由于断头增加耗电，生产效率降低从而牵连生产成本；由于断头影响细纱工序乃至纺纱整体系统的效能得不到提高，单位劳动生产率水平及利润水平受此抑制。所以，要抓住断头这个主要矛盾。 1.2 速度与质量不能两全的讨论 细纱机的技术快速发展及其各类新型号为我国纺纱历史上近十年最多的时期，用井喷式发展形容不为过，但从客户反馈的意见却不少，总体感觉是高速未必高效；高质未必高产；具体讲：一是按纺机厂提供的产品说明书可以开18000～20000RPM，如你真要开，哪怕18000RPM，按目前操作工看台数根本来不及接断头，生产效率大打折扣；二是纺纯棉常规精梳纱32支、40支以上很难突破18000RPM，即便是近两年推出的高性能细纱机，甚至用进口细纱机青泽360也如此，由于随着纺纱速度不断提高，因断头增加的飞花破坏了纺纱气圈造成断头发生在弱环部分。三是不少飞花是在巡回吹吸及清洁管底卷绕部分时产生（据立达在G33环锭细纱机上1000个锭子中每一小时约有125米长的纱向外散失），这部分会撕裂纱管上的纱，并向车间里散射微小的短绒，容易造成细纱断头和增加纱疵。正如一位网友所说，高质量只能牺牲速度来达到，支数越高越明显。此话说对一半，做任何事都有前提，鱼和熊掌不可兼得，关键看平衡点的掌握及最终总收益。 1.3 不应把提高锭子速度作为唯一 对细纱机来讲，如果单纯衡量高速的技术特征就是锭子速度，同等工艺参数条件下，锭子速度越高产量越高。但作为企业追求高速目的是什么？说穿了为了效益，为了生存。高速是要讲效率，如果条件不具备，硬要开高速，造成断头高，回丝多，生产效率大打折扣有何实际意义。所以，按照目前国内纺纱不同品种主体锭速绝大多数在16000RPM左右适合现阶段拥有技术及管理资源。进入21世纪后，国际纺机展览陆续推出锭速达20000～25000RPM的高速高产细纱机，但在现阶段我国绝大多数厂家没有享受到该技术红利，也是我国下阶段需进一步攻坚克难。 1.4 就目前影响细纱机高速的通病 首先，以棉纺企业生产同一支数纱看，比如J40支纱断裂强度多数在14.5 CN/tex～15.5 CN/tex，断裂强力为214CN相当于USTER 2007公报75%～95%水平，由于不断追求降低原棉成本，配棉技术等级从过去国企1～2级下降至现在3～4级，而且多数厂没有正规检测原棉的仪器，凭所谓经验配棉。如果J40支达到USTER 公报50%～25%水平，断裂强度在17.3 CN/tex～19.1CN/tex，断裂强力为256CN～281CN，即便紧密纺设备只能做到下限指标，更不要说普通环锭纺，没有强力做保证何来实现高速！安庆华茂、山东乐陵华乐纺织有限公司的50支以上高支纱断裂强度均在22 CN/tex左右，用棉量仅1.35，这就是与他们整体水平差距问题。其次，很多企业不懂得好马配好鞍，为了压低细纱机价格，高档细纱机配的器材及部件却为中档，甚至劣质器材，或者使用一两年后在维修更换时将原有高配置改为低配置，所谓物廉价美，整体功能达不到有效发挥，只能望“高”兴叹。最后是因为减少用工，把细纱机牵伸、卷绕附件保养项目一减再减，把标准和规范都随意抛弃，必然开车小毛小病不断，开高速加速成大毛病、大故障。 2.1 半个世纪细纱机锭速提高的艰难历程 不管新型纺纱技术如何发展，百年历史环锭纺纱技术仍然成为纺织消费主流用纱。纺织同仁都清楚记得我国细纱机纺纱经历半个世纪，从“1” 字头系列，锭速12000 RPM左右，牵伸倍数最高20倍左右，至70年代中后期14000 RPM左右，牵伸倍数最高30倍左右，到80年代初“A”系列，可以达到16000 RPM～17000 RPM，牵伸倍数最高50倍左右，该锭速延至80年代中期“FA”系列出现，直至90年代性能优良的FA506型、FA507型细纱机大量普及应用约30年没有明显提升，但对纱线品质有显著提高，这是得益于纺织器材迅速发展，如新型进口弹簧、板簧摇架及气动摇架、软弹性无处理胶辊、新型碳纤上肖及曲面下肖、高精度无机械波罗拉、高品质轴承、高速锭子、精密轴承钢领等。本世纪初高效工艺技术兴起推动了细纱机牵伸倍数的提高。从50倍到80倍，甚至120倍左右，锭速可以稳定开到18000 RPM，再到20000 RPM的提高，使纺纱技术开始接近国外水平。但国内真正在纱厂实际锭速均未超过17000 RPM，所谓高速停留在样机或实验室，没有把产品转化为期待的商品，仅耳闻山东某企业用100%长绒棉纺纱锭速开至19000 RPM。如果静下来仔细想一下细纱机锭速50年仅提高了8000转/分，平均每年只提高了160转/分左右这是何故？难道不引起我们的深思！ 2.2 环锭纺速度难以再提高的三大因素 国际细纱机生产巨头均推出锭速达到22000RPM～25000RPM，最高演示速度为35000RPM，从国内实际使用情况看，却鲜有超过20000RPM，反倒18000RPM成为无形障碍，哪怕每提高1000转/分都难，这其中因素较为复杂，与其他新型纺纱如转杯纺、涡流纺、喷气纺的单锭高速无法比拟。笔者认为环锭纺速度难以大幅提高的原因有三方面因素： 一是不像上述新型纺纱将所有参与牵伸、加捻的功能部件浓缩在纺纱器内，不受干扰。环锭纺不同型号细纱机纺纱部件配置变换太多，比如上肖、上圈和中铁辊组合件的前冲量配置不当，会引发谐振及机械波，如要配上压力棒工艺更难一致。何况纱厂每揩一次车的变动或操作工随意更换牵伸中任何部件都可能改变纺纱性能，加上更换品种（包括各类纤维）涉及粗纱定量与捻度参数等不同工艺难以均做到最佳； 二是环锭纺必须通过气圈在钢领与钢丝圈组合器件高速回转卷绕，这种卷绕不是在密封环境下，气圈克服空气阻力巨大，且为无用功，据国外测定有一半能耗在钢领与钢丝圈之间产生热量浪费掉。可以说，这是环锭细纱机提速艰难的主要障碍。即使锭速20000 RPM，张力徒增产生的毛羽和纱疵让人棘手。因为过高速度出现运行中偏离钢丝圈，使边缘分散的部分纤维被卷入钢领、钢丝圈的缝隙中，并挤压在钢领轨道上而产生纤维状润滑膜，从而改变摩擦条件，加剧钢丝圈的磨损。如果42mm钢领线速度为44米/秒，38mm钢领为40米/秒。如果25000 RPM，38mm钢领线速度接近50米/分，而演示锭子速度使钢丝圈线速度达到70米/分。超出国内钢丝圈及钢领制造水平。速度越高张力波动峰值越大，必然对成纱过程片段不匀及粗细不匀要求极高； 三是由于速度越高卷装越小的矛盾制约受到所纺支数成本的限制，不像新型纺纱直接纺制成筒纱。当然，锭速提高伴随着制造工艺、新材料、电子器件、结构设计等问题制约了高速。即便单锭传动可以突破锭速的问题，但超高速后钢丝圈的线速度的实际应用始终落后锭子速度的提高，且高速后操作接头，气圈张力突变控制，留头率，常规环锭纱毛羽的控制（而紧密纺高能耗、机构复杂、环境要求高始终是业内人士的心结）都必须有较为可行的技术措施来保证。如果没有结构上、新技术、新材料突破细纱实际生产锭速即使维持20000RPM还有相当长的路要走。 2.3 现代细纱机高速特点 当代细纱机高速都与集体落纱、包括完成牵伸、卷绕的所有机械动作智能化、自动化联系起来；即有采用数字化设计、数字化控制和数字化生产如PLC，电子牵伸、电子升降、电子卷绕等；有对每个机械动作的检测装置；有高精度设计及加工；有高性能、高可靠性纺纱器材、部件如高速锭子、高速钢领钢丝圈； 有“蛛网”纱厂监控系统。高速伴随着技术进步，劳动生产率的提高，化解了两大矛盾，即突破了纺纱工艺中细纱卷装和速度的矛盾，由中速大卷装向高速小卷装发展，锭盘直径由24mm减至16.5mm～18.5mm；突破了细纱机身加长和罗拉牵伸不同步的矛盾，从400多锭增加至青泽环锭细纱机长车351型1680锭不出现罗拉扭震。因而大幅度提高了细纱机的锭速，提高了劳动生产率。 2.4 现代细纱机选用何种工艺更合理 2.4.1 适应大牵伸、小浮游区的工艺 代表当今纺机国际先进水平的细纱牵伸型式有四种：分别为德国TEXparts的SKF型弹簧式牵伸、SueSSen的HP板簧式牵伸、INA公司的INA-V气压式牵伸以及瑞士Rieter公司的R2P气压式牵伸.从使用最广的SKF牵伸PK系列摇架（国产SDDA2132PLE、YJ2、YJ3系列摇架）至独立气囊直压式牵伸PK3025摇架（国产QY155、QYJ20、QNJ2-155独立气囊直压式摇架）以及DA2122 V型牵伸摇架（国产QYJ142G、SDD2132PK、QYJV-145系列）。新型摇架适应重加压、大牵伸，小前区隔距、小浮游区、小胶圈钳口，大粗纱捻系数，真正实现纺制60支以上乃至200支以上高档次纱。工艺上Rieter公司的R2P牵伸更加适合针织纱“两大两小”工艺质量要求，后牵伸从早期1.34～1.45，至第三代PK2000系列和第四代气压摇架加压PK3000系列后牵伸缩小至1.24～1.12倍。从SKF牵伸后牵伸区演变可看，只有气动加压最为稳定，寿命长，更适合各种不同纤维纺纱。无论何种牵伸形式，都要有合理的工艺与之相适应，才能更好发挥作用。 2.4.2 从淘汰细纱机工艺参数上的启示 笔者查阅了上世纪九十年代前曾经在苏纶纺织厂工作时的工艺表，如果仅仅看细纱锭子速度就有一种颇为纠结的感觉，即20年前锭子速度实开的速度与目前多数厂速度并没有显著变化，一些做法仍然值得借鉴。为了让大家知道来龙去脉，有必要将相关数据列出，以供参考。 表1
注：泰利、道勃生细纱机均经过部分改造。 启示1 改制前的老字辈国企内部管理相对私企较为严格，就拿笔者原百年苏纶厂，尽管细纱机不少是解放前的国外老设备，经过对机面机械传动及牵伸部分改造，产质量与生产效率并不逊色。记得无锡一棉十多年前曾经去日本一家棉纺企业居然用七十年代的设备纺制高品质的纱可谓异曲同工。而目前不少私企连传统管理丢失，更不要说现代化管理，纺纱高速仅是个梦。 启示2 国企内部管理还是比较细，但用人多，不计成本，仅清花至细纱万锭用工达到200人左右，保全维修人员万锭最多达到20人。例如设备维修，大小平车周期保证，所有部件包括牵伸部分、卷绕部分全部按部颁标准及保全保养维修白皮书执行，记得当时专件维修人员三万锭规模用工比现在十几万锭还要多不少，连细纱摇架结合大平全部拿下来由专人检修。由于维修细跟得上，不难理解锭子速度能够开到接近设计速度。 启示3 从表1可以看出除精梳纱60支、80支锭速较低，单产也低，其余锭速并不算低，即使道勃生（罗拉、摇架改造）纺制人造棉虽然锭速不算高，因为捻系数不高，实际单产不比现在一些厂低。纺制涤棉的锭速18000RPM（实测17500RPM左右），说明DFG2只要半年一次维修校正，能够长期维持生产。化纤产品实际单产水平超过40kg，即使十几年后今天一般企业在FA系列细纱机上做不到。涤棉纱产量高的其中一个因素是用了锥面钢领，线速度达到40米/秒以上。纺涤棉13tex线速度可达44米/秒，即使十几年后今天基本没有明显提高。钢丝圈由于有两个接触点，大大提高抗楔性能，不易产生张力突变，断头减少20%～40%，运载平稳，产量高，同等条件卷装增加3mm左右，千锭时单产超过40公斤，鉴于当时钢丝圈材质问题寿命较短，上车运转时间较一般钢丝圈稍短，且普通钢领寿命较短，操作有所不同。 启示4 尽管看上去现在新型细纱机实际开车速度与老机似乎相差无几，但技术经济指标发生巨大变化。最主要万锭用工从200人减少至一般50～60人，好的25～30人，细纱千锭时断头从过去25～30根至新型细纱机可以做到10～15根，劳动生产率一下提高4～5倍以上。像单位用电、用工、用棉、用料、管理费同步下降。产品质量从USTER 75%～50%水平提高至25%～5%水平。所以，仅看锭速不能正确诠释其技术进步的内涵。 2.5 我国现代细纱机应紧跟国际技术发展潮流 由于国际整体潮流人工成本大幅提高，发展高度机电一体化，实现无人、少人的生产模式成为一种趋势，要做到这一点，设备必须无故障运行，自动化、连续化生产。国际大工业潮流：组织精细化，设计模块化，制造数控化，质量ISO化，采购国际化，数据网络化，维修保养简单化，操作使用傻瓜化等。拥有整套生产流程，工艺诀窍，确保产品唯一和高效；讲究管理精细化、科学化、程序化、规范化、制度化。将国外先进技术消化吸收，从仿制到自我设计，直至创新，研制低能耗、单产水平高、性能可靠、质量上乘的新一代机电一体化，自动化程度高的设备。 2.6 细纱机高速必然与断头、捻度、毛羽、纱疵等指标关联 1）钢领、钢丝圈配置不当是断头主要因素 钢领型号及钢领、钢丝圈表面特性决定了系统能否高效率的关键，配置得当不仅帮助提高钢领、钢丝圈之间润滑膜的附着力，还有改善摩擦区运行性能，降低钢丝圈的磨损。经检测的纱线断头原因分析表中一半以上原因可能是钢领、钢丝圈配置不当造成，不少厂很少花功夫去优选。其实有个很好间接办法来判断钢丝圈与钢领是否用得合理。即采用测试毛羽变化大小，尤其小纱毛羽变化来判定，毛羽可以看出钢领、导纱钩、锭子是否中心位置准确；毛羽可以判断钢丝圈重量及张力选择是否合理；毛羽可以了解钢丝圈型号选择是否合理；毛羽可以知道钢领、钢丝圈是否衰退；毛羽高与细纱断头基本相关等等，所以钢丝圈选择很重要，应根据钢领类型，纱的种类，钢领尺寸，金属属性，钢丝圈重心，表面涂层等确保润滑膜集聚和最佳成纱质量。目前，用得最多的钢领有三种： 高速钢领PG1（边宽3.2）适纺32号以下中号纱，线速度约37～38米/秒；常配矩形钢丝圈如6903、6802、9803、FO等，瓦楞型如FU、W261、772等及薄弓型如RSS、BU等钢丝圈。 高速钢领PG1/2（边宽2.6）适纺20号以下细和特细号纱，线速度35～40米/秒；常配低重心椭圆形OSS，或矩形CO，薄弓型RSS钢丝圈。 普通钢领PG2（边宽4）适纺32号以下中号纱，线速度30米/秒。常配G、GO、O型钢丝圈 锥边钢领BC系列、老型号ZM-6适纺涤棉及化纤纱，线速度40～42米/秒，常配BC6、BC9型、ZB-8型钢丝圈。 超高速合金钢钢领适纺紧密纺及高速环锭纺。线速度40～45米/分。美国Cater S-2000AL钢丝圈速度达46米/秒. 精工合金钢钢领与之配套合金钢丝圈如猫牌BS钢丝圈几乎无走熟期，使用周期较普通钢丝圈延长1～3倍。同类进口钢丝圈有Bracker C1ELudr,KANAI OS ,均为高品质钢丝圈，钢丝圈差异极小，稳定气圈，减小锭差，成纱毛羽、棉结少。 钢丝圈在运用中以下可作参考：6903、9803型钢丝圈与PG1钢领配套，品种翻改时便于中、细号纱可不调换。矩形截面适合纺棉；薄弓型、瓦楞型适合纺化纤及其混纺纱防止纤维损伤和形成棉粒；狭长瓦楞形截面适纺棉及化纤混纺，它与钢领接触面积大；中矩形截面适纺包芯纱，耐磨性好，最好配电镀或复合钢领；短矩形截面适用锥面钢领纺粘胶和涤纶；圆形截面适纺高支纱和特高支纱。 现阶段，笔者认为多数短车及部分长车，包括近几年新型细纱机锭子速度纯棉在16500左右，化纤涤棉增加1000转/分属于中上水平。不宜盲目追求18000RPM以上。即使进口细纱机也要根据品种，原料条件，管理水平而定。 2) 捻系数是比较不同纱支捻度大小的尺度，捻系数大小涉及纱线捻缩率大小，影响细纱实际速度和产能。从技术角度讲，不同纱支有不同的捻系数临界范围，如某厂30支纱捻系数在360～430；但32支却在330～370 时强力较好。做机织纱应了解后道厂家是何种机型，车速是多少，因为织机车速高一般对强力要求也高。比如，有梭织机一般车速在200RPM以下，捻系数取360～380；箭杆织机车速在300～450RPM，捻系数取370～390；喷气织机车速一般在600～1000RPM，捻系数取380～410。在同等车速下，门幅宽的织机对强力要求更高些（3米以上），可取捻系数上限。有时高速织机因开口小，可能造成纱线间毛羽粘连，未必是强力问题，强力差异往往导致织机效率下降。精梳针织纱捻系数必须按客户要求，总体偏小掌握，否则影响布面风格。如欧洲针织品加工商提出捻系数为 290～350（一般330），由于做出口多为针织大圆机，最低断裂强度>14CN/tex。总之，捻度大小兼顾客户要求至效率最大化。 按现有客户用途要求分为机织纱和针织纱，由于这些年纺纱整体质量得到较大提升，纱厂机织纱工艺向针织纱工艺靠近成为趋势，除了成纱捻系数客户有不同要求外，针织工艺的纱用于机织完全可以。 笔者了解一些有规模的纱厂，包括无锡一棉做纯棉精梳32支以上，捻系数多数360，锭速实际只有15000～16000RPM，求的是质量稳定，断头少，看台面大，整体效益好，难道不是一种做法。所以，工艺上，已较多运用两大两小工艺，做精梳纱粗纱捻系数有增大趋势，传统捻系数 <> 一是粗纱卷绕紧密，卷装加大，减少接头，尤其可以减少退绕细节； 二是捻系数加大，对进入主牵伸区须条受控，改善毛羽。例如某厂粗纱捻系数103时毛羽指数4.03，调整粗纱捻系数为115后毛羽指数减至3.10。精梳针织纱粗纱捻系数应高于同线密度机织纱捻系数，以提高条干，改善毛羽。针织纱粗纱捻系数设计一般比机织纱高5%～10%，针织纱粗纱捻系数一般取100～120；机织纱100～110。 细纱后牵伸在加压保证前提下向临界值靠拢，从1.36缩小至1.12，从而增大前区牵伸控制和牵伸力，有利改善条干，提高整体强力。 现在有些人一提起细纱高速就佑于细纱就事论事谈高速，只看到问题一个方面，试问如果细纱机设备完美无缺，完全达到或满足设计的锭子的高速度，那么是否就一定达到你所希望的实际的高速呢？是否真正做到在高速条件下能够高产、高质、高效？假如上述条件均做到位，又能减少用人，不就能大幅提高劳动生产率的目标。所谓“高速”是相对而言，只要你在原有基础上得到提高，并能达到同行业水平以上就认为高速。细纱高速特点：全系统、全流程、全方位关连细纱机的高速、高产、高质、高效。高速最好用效能更好体现的综合指标。效能=效率X目标，效能是衡量工作结果的尺度。效率、效果、效能，即达到系统目标的程度。在国企时代强调5M因素仍然指导现今纺纱生产全过程的良方。而减少细纱用工主要因素是减轻的实际劳动强度，其现实办法是：减少无效劳动；重组安排，科学统筹工作量；发挥现有条件下设备的最大效能；低成本的自动化改造等。 根据上面思路即使没有现代化配置全自动细纱机，传统细纱机讲“高速”就是体现效能，体现全系统、全流程、全方位牵连细纱机的高速、高产、高质、高效。可以另辟蹊径达到高速： 其一在不增加千锭时断头率的基础上增加纱管的卷装容积，在保证质量的前提下延长一落纱时间，可以作为减少落纱工数量的辅助措施；同规格钢领可以选择最佳直径钢领减少断头。 其二是提高开车留头率，开车接断头应该是一种无效的劳动，它的存在将极大的降低落纱工的工作效率。留头率低既重视卷绕部分断头 ，又不能忽视牵伸部分断头，否则不利于解决留头率的问题。短车留头率做到95%以上，长车留头率达到98%以上应该水平较高； 其三卷绕部分是解决断头重点。锭子三同心状态差及纱线通道不良，会形成纱线张力突变增加断头及慢速、弱捻锭子所生产的纱线强力弱环增加的断头。杜绝因锭杆弯曲影响纱管顺利插拔造成的劳动强度增加。提高机台整修加油精准，避免因锭子清洗加油溢出造成的机台沾花，降低落纱工清洁范围内的工作量； 其四设备状态不良影响断头的基础性原因。包括：老机传动系统间隙过大或传动部件磨损，停、开机时罗拉运转不同步形成细节弱环造成断头；皮圈皮辊损伤、轴承损坏、摇架压力一致性差异大等原因造成的断头分布没有规律可言；罗拉状态不良，三列罗拉隔距不精准或者轴向弯曲过大、滚针轴承润滑不良、损伤等，在重加压、紧隔距工艺条件下会因为牵伸力过大在罗拉尾端因弹性变形造成粗细节后不明原因的断头。 其五由于生产效率与有效时间系数，空锭率、皮辊花率、回丝率密切相关，有效时间主要指停车时间，涉及落纱过程时间长短，设备维修时间及细纱机运转率，挡车工处理空锭率、皮辊花率的重叠时间，是体现一个企业整体技术管理水平。 其六自动落纱是摆脱用工多的必由之路。手工拔在特殊要求品种或内陆还存在，而传统小车较重，操作不便。 插管率低≤ 93％ ，部件易走动，稳定性差，故障率高，自动化程度不高，。 随着智能落纱机稳定性的提高，设备优势效果显现，统计数字显示：拔管准确率可以达到99%，插管准确率达到98%，开车后留头率达到97% 左右。智能落纱机的推广普及只是时间问题。 其七解决细纱断头要从配好原料开始，要从提高半制品至成纱全过程的质量管理抓起，而原料质量是做好纱线的基础，有些企业过度强调成本，采购原料不按物理特性，不按实际技术等级配棉，尤其纤维长度是生产恒定高品质纱线的一个重要的纤维特性。主要的工序如梳棉、并条和精梳对纤维长度的分布具有很大的影响。长度分布会直接影响一些主要指标，如精梳落棉、纺纱效率、纱线强力和纱线疵点。一些质量指标还包括：混合不匀；重量不匀；条干不匀；CVb；强力不匀；捻度不匀等。即系统地抓好质量管理才能确保细纱高速高产高质。如果连基础质量管理没做好强调高速就失去意义。 4.1 推行TPM“全员生产维修”管理是高速的基础 全员生产维修管理的目标是四个“零”，即停机为零、废品为零、事故为零、速度损失为零。设备是基础，一定规模厂家细纱机是由数万锭组成的生产线，每一锭由大量器材及部件构成纺纱装置，如果有一个器件出现故障，即使一个小小钢丝圈出了问题就会造成断头。无锡一棉十年磨一剑才达到纯棉千锭时断头在3～5根水平，而同类型细纱机千锭时断头在15～20根。无锡一棉早已提倡设备无故障理念，对每个关键器材及部件精心挑选，反复论证。 4.2 推行无故障器材和部件 国外同类设备器材和部件采取国际物流采购，按照设备档次及性价比选用有资质的制造商。一般要求故障率最好数万分之一，即数年可能出现一次，这是一种理念，部件及器材寿命要同步设备本身淘汰寿命。细纱机卷绕部分锭带或龙带、钢领、锭子、纱管寿命均要求5年以上；龙带驱动伺服电机及升降驱动电机，甚至主电机可以5年免加油维护。 ● 高精密等距斜齿无机械波前罗拉与超密小棱形滚花中罗拉的配置； ● 高性能摇架——紧密纱及高品质纱摇架采用诸森板簧加压或直接式气加压摇架具有平行度好，压力稳定，一致性好，是今后细纱牵伸摇架的发展方向。普通环锭纺采用YJ142系列，SKF系列弹簧摇架； ● 选用纯棉6833S型前区曲线牵伸碳纤上销不易变形，滑溜率小，胶圈张力适中，运行速度平稳，对控制细节有利；下销采用曲面阶梯形式，更加容易控制浮游短纤维，改善条干； ● 新型聚氨酯胶辊、胶圈采用创新工艺，攻克了表面粗糙度也能达到丁晴橡胶胶辊的最佳纺纱范围，表面结构更为细腻一致，有更显著的抗卷绕、抗静电、各种纤维适应性，尤其寿命据称为现有胶辊数倍，将成为未来纺纱牵伸部件宠儿。推荐内花纹下胶圈同步性好于平面胶圈，滑溜率也比平面圈小50％左右。建议软弹性无处理胶辊配紫外线光照处理，可真正摆脱涂料使用，更加有利纱线质量稳定。 ● 高性能长寿型防尘粗纱吊锭可靠使用寿命达到10年以上，且自动恒张力引纱吊锭，吊锭虽小作用大，纺针织纱不可缺，所以说器材作用无大小之分。 ● 采用POM聚酯成型的锭带盘表面无缝拼接，避免原铁盘因缝隙产生哨声及气流，重量为铁质一半，能耗降低约10%，对长车减少因车身长气流大干扰环境清洁度更加合适。 ● 新型高速铝杆锭子上车前免清洗，锭速20000RPM～30000RPM空锭振幅<> 影响高速原因可以找一大堆，关键是“认真”两字，如果按照上述器材及部件配置，真正实现高速就不远了。 相信做到锭差控制在Uster国际标准5%以内，条干CVb可控制在1.6%以内，纺纱质量做到长期稳定，一致性好是能够保证的。 在国企时期衡量企业之间细纱工序的管理水平与生产水准主要看平均号数的千锭时单产水平，如果做到在38kg以上属于管理水平较好的厂家，不要小看相差哪怕千锭时增加1kg，则1万锭一年就增加52吨，十万锭一年就增加520吨。要想高速优质的常态化，必须通过制度保证，先进管理工具有很多，每个企业依据情况选择合适的现代化管理工具。设备是实现高速优质的基础，在西方几十年前就推行“全员维修管理”TPM管理法，目前大量推行TPEM“全面维修管理”证明是十分科学、严密的管理方法。大力推行香港精益五常法现场管理和软件结合的管理方法，是目前对企业最有效方法！ 5.1 按“高配高用、低配低用”的原则科学选型，加强管理 作为一个企业，做到细纱高速、高效离不开管理，根据产品用途和客户要求，特别是要从投料开始抓起，对相关技术和管理工作必须按ISO9000和5S现场管理的要求来执行【文件要求，执行人，检查人等规范化，制度化】。清花装箱图与装箱质量，原料的接批，专门制订接批技术规定，包含：先部分过渡，延迟的时间，交叉替补，到一定程度产品换批等一些技巧和手段，运转应严格执行。 纺纱生产是“三分技术、七分管理”，抓好合理使用和创新管理，专件器材的使用好是关键。应坚持巡回检查，访问档车工制度，做好使用情况记录，加强周期管理和动态维修保养管理，双保人员在平、揩车工作中应及时校钢令板高低、进出和窜动，扎实做好锭子、钢领、导纱钩“三同心”工作。在日常重点工作中逐锭检查“活气圈”状态。保证同品种各车台专件器材配置一致化，进一步缩小管间差异，提高产品档次，确保器材可靠使用。 按“高配高用、低配低用”的原则，统筹兼顾品种用途、成本，安排上车，并建立使用台帐。国内外专件器材不断推陈出新，其纺纱性能、性价比存在一些差异，应根据企业的产品结构、生产环境、管理水平以及自身的经济实力进行优选。 5.2 管理中注意细节和特定情况提醒： ● 使用细节：冬季，为了防止胶辊、胶圈、钢领上车“出汗”现象，要提前把胶辊、胶圈、钢领放在车间，平衡温湿度后上车。 ● 车间温湿度要严格按工艺要求掌握，如波动大，易发生大面积断头，直接影响纺纱生产及成纱质量，应注意保持温湿度稳定。在变换品种时应及时的对操作面板的大纱、中纱、小纱段速度进行设定，从而减少断头的基础上保证获得最大速度。建议相对湿度控制在冬季55～60%，夏季60～63%，细纱长车为上限；温度控制冬季在24～29度，夏季28～30度较适宜高速。 ● 龙筋不水平，钢领板不平整，钢领安装起浮，不置中，导致钢丝圈在钢领跑道上运转不稳定，以致钢领过早磨损。纺制同号数的纱线，因纺经纱时一般钢丝圈重于纺针织纱，故经纱用钢领的使用寿命低于针织纱。 ● 推荐钢领验收标准：内跑道表面粗糙度Ra值≤0.2um 平面钢领边宽误差≤0.10mm 园柱度≤0.02mm平整度≤0.02mm 内跑道误差≤0.05～0.1mm。 ● 国产普通新钢领上车，钢领跑合很重要，做到锭速降低20%，钢丝圈轻1号，有利于+200%棉结和毛羽H值改善，到第二落纱或第二日调换一次钢丝圈，作一个24小时内钢领、钢丝圈跑合，走熟后钢丝圈偏重掌握有利减少毛羽。翻改品种或调换钢丝圈后，应据情及时校调清洁器隔距。在较大钢领直径上纺制高支纱钢丝圈加重2～3号，加工粘胶及其混纺产品钢丝圈加重1～3号，钢领进入衰退期钢丝圈适当减轻。锭速调整后如锭速越高钢丝圈越轻，反之一样。 ● 选用高耐磨扁形断面导纱钩：纺纱最低位置时，导纱钩与管子顶端相距25mm.。纺40支以下的粗号纱适用直径为2.5毫米-3.5毫米；纺40支～60支的细号纱适用直径为2.0毫米-2.5毫米；纺60支以上的高支纱适用直径为1.3毫米-2.0毫米；同时要根据自己所纺纱的纤维成分来定导纱钩的表面硬度和类型。试验效果如下： 导纱钩孔径 D3.5 D2.5 D1.5 D1.3毛羽指数 4.1 3.4 3.0 2.8 ● 工艺上两大两小与相关措施配套，粗纱捻系数>110以上，细纱后区牵伸<> ● 超过18000RPM锭速需用D50000系列铝套管锭子，TD5103—19平底锭子等高速锭子运用。 ● 锭子在高速状态下对润滑要求高，既要阻尼消振，又要减小能耗，不少厂用非正规锭子油造成锭子过早磨损，建议用全损耗系统用油L-AN10国家标号GB443，轴承润滑油L-FD10。 细纱长车是现代细纱机的一个重要标志,它和集体落纱是相辅相成。细纱长车要求自动化程度高，技术含量高，因此在设计、制造精度上器材配置较一般短机要求高，集体落纱装置设置完善的系统检测，包括锭子上遗留空管或满纱管的检测，气架升降运行过程中的极限和过载保护的检测，应用激光纱管监控体系，以监控整个落纱过程等等，都提高了设备可靠性、稳定性。因此，在运转使用中故障少、机件磨损轻、断头少，较人工落纱时间减少1～2分钟，万锭用工4人/每班，落纱留头生头率至少提高4个百分点，特别是纺中、粗号纱时，更加体现集落的优越性，从而大大提高了劳动生产率。如果在1008锭增加45%的锭子则可节省成本费用10%，节约5%的生产成本，减少14%的占地面积。从质量方面，由于长车锭数的增加，生产相同数量的棉纱，所用机台数减少，有效的减少了每批纱质量上的机台间的差异。 6.1 细纱长车在使用中存在及注意的问题 细纱长车虽好，但最早使用的厂家却喜忧参半。某企业使用长车的技术人员不无感叹地说，从装车调试至开车达到38kg/千锭时整整花费3年时间，平均每年提高1kg。这绝无夸大之词，我国细纱长车开发成功十年左右仅仅走了发达国家花费几十年的路程，有必要听听使用厂家的建议是大有裨益的。 ● 国产长车落纱时间仍偏长，一般需要4～5分钟，而国外同类机一般不超过4分钟。留头率一般纺J40支做不到97%。其中原因是没有注意落纱中一些细节。国内长车虽有刹车装置，但没有像进口车刹车定位及时、准确。没有通过抓纱器与割纱装置，尤其配备带龙牙夹纱器的锭子使落纱阶段管底卷绕数控制在最小范围，经过上述“抓、夹、割”动作协调，使落纱断头又可减少50%左右。 ● 细纱长车至今不少厂反映由于机身加长一倍以上，钢领板加上金属隔纱架后重量明显加大，升降重锤与弹簧扭力矩之间平衡未能调整到位，通过人工手摇钢领板升降把手可以明显感受有的摇动很轻松，有的非常吃力，从扭力轴承容易损坏可以判断是否平衡合理，机台之间电流相差2～3A也不例外，正常情况钢领板在向下向上转换电流相差4～5A，节电潜力很大。 ● 设备可靠性、稳定性问题最大，部分机件故障率较高，如抓管气囊损坏多，且容易把锭子损坏造成歪锭子；凸盘易错位易掉信号，造成掉管掉纱现象；罗拉传感器失灵或损坏，造成卷绕混乱。 ● 锭子刹锭器是高速条件下操作不可缺失，但国内由于种种原因效果不理想。锭子刹锭器设计形式多样，要么设计复杂，不便于操作；要么设计简单，但不耐磨；而偏刹，却易损坏锭胆。 ● 设计虽取消细纱机中间平衡重锤，车头利用拉簧平衡，因材质、工艺处理不过关，拉簧易变形，当钢领板发生高低变化时，配重不稳定，增加了蜗轮蜗杆箱的磨损，降低使用寿命，此现象较普遍。 ● 由于机身明显加长，钢领板的接缝处未考虑动态时尺寸变化，在上升阶段出现隆起现象，使靠近车头车尾的钢领板错位约5mm左右，从而导纱钩、锭子、钢领不能同心，毛羽及断头增加。一些使用厂不得不自行在每块钢领板接口处进行打磨修整。 ● 存在龙筋变形的现象，由于立柱是固定在龙筋上面，既然变形，很难校正。羊角杆里的铜套是两个支点，并且配合间隙很小，如果变大的话，很容易造成钢领板升降的垂直度，即容易造成歪锭子的现象。 ● 车尾故障率相对其他部位偏高。主要尾轴与轴承损坏几率高，而且拆卸维修不方便。 ● 电器方面，某些纺机厂提供的电器部件很不规范，管线无序凌乱，甚至无电线编号。集体落纱变频器反映故障高于其他设备，往往因零配件不到位影响生产。罗拉传感器质量不稳定一旦损坏或失灵，造成卷绕混乱；尤其，落纱锭子安全防轧有的配置光电管性能差，光源发散性大，距离远对不准，不仅打坏机件，甚至由于错位插到钢领板上，造成钢领板错位。目前，采用不可见光如进口LLT-6080装置可解决稳定性差的问题。 ● 说到高速有个怪现象，很多厂忽略的事情。用巨资购入进口细纱机，却采用质量差的筒管，使用仅半年筒管底部严重磨损，有的因偏心大带来锭子振幅大，有的筒管甚至用手拔不下，最后结果是进口细纱机的锭速始终停留在1.7万转/分以内。塑料筒管制造方便，但在高速回转时钢性不足，中部弯曲后筒管内腔撞击锭杆，迫使锭子振幅加大。好的塑料筒管内外同心度，光洁度满足高速标准，且筒管表面有防滑锯齿纹。所以，国外及国内曾经开发铝合金筒管，高速下不易变形。 ● 细纱长车由于锭数较多，品种翻改换粗纱、钢丝圈等工作量较大，所以长车不适用于小批量、品种翻改频繁的企业。 6.2 长车较之短车成纱质量指标控制的难点 长车对成纱质量指标影响有四点需注意： 一是成纱重量变异系数变化较大，其影响原因主要是因长车负压风箱长度较长，车头车尾负压差异大，造成在生产过程中通过负压口吸走的短纤维数量有差异，所以长车车头车尾的纱线支数偏差大，造成成纱重量变异系数大。因此机械厂家在设计时可以改为车头车尾双向负压吸棉，缓解因此造成的支数偏差问题； 二是车身较长，在牵伸过程中，罗拉容易出现扭震现象，从而影响成纱的质量，因此后区牵伸倍数要偏小控制。长车细纱机罗拉加粗，皮辊与罗拉的接触面积增加，在同样压力条件下，皮辊对纤维须条的握持相对偏小，因此为避免出现“硬头”现象，一方面适当增加前皮辊的压力，或者是适当放大钳口隔距； 三是长车小纱毛羽相对短车要偏高，原因是由于长车采用铝套管锭子后，纱管直径相对短车要粗，且其纺纱加捻区的增长，在小纱时纱线易打管头，故使小纱毛羽增加的幅度较大； 四是长车普遍加有气圈环，但气圈环高度、内径究竟应该多少，厂家没有优选。例如某厂家高度为70mm，内径40mm时发现毛羽较多，我们做了不同高度实验，数据如下表1： 表1 气圈环高度试验
五是长车配置V型牵伸气动加压可以更好满足采粗纱大定量工艺及纺制高支纱需求。总牵伸倍数较短车范围更大，工艺上尽量优选论证。为保证成纱指标，建议当细纱牵伸倍数在55倍以下时，后区牵伸在1．20倍以上；牵伸倍数在55倍以上时，后区牵伸在1．20倍以下。集落生头率一般在97％以上，而人工落纱一般在94％左右。集落落纱时一个人也能落纱，能减少机台压车现象，在小纱段纺纱时纱线易打管头，使小纱毛羽大幅度增加。省去了空纱管的整理工作及整理设备，对管纱的质量有所改善，从而提高了劳动生产率。 6.3 整合细纱机长车（含短车）加捻效率的综合措施 细纱长车（含短车）加捻效率低的问题反映较普遍。加捻区加捻效果重点在钢领与钢丝圈之间相对运动是否同步，或两者线速度差异尽量缩小。长车由于增加集体落纱装置，改变了龙筋与机面高度（增加约100mm），故导纱角度增加，且加捻区到导纱钩的距离增大，造成纱线张力变化加大，而采用高速铝锭子，增加纱管长度和直径，从而使气圈高度较传统增加20%以上，为了稳定大小纱气圈张力，锭速超过1.8万转/分需采用气圈环，就会出现两个后果：一是造成钢丝圈与锭子之间速度更加滞后，卷绕张力的增加，相对普梳纱的精梳纱因为毛羽较小，卷绕空间紧密，所以纱感觉较硬。二是加捻效率受到气圈阻力使钢丝圈回转滞后锭子速度而使实际捻度减少。要想解决上述情况，需通过相关实验逐步改善。 方案1. 首先是继续将气圈高度尽量缩短，放低叶子板高度，气圈总高度控制在220mm左右。其次，气圈环的选择，目前有钢丝气圈环和不锈钢气圈环两种，也可设计摩擦系数更小的材质，扁形断面代替圆形断面更利于捻度传递。重点是钢领与钢丝圈的配套，选用直径40mm的钢领更加有利于加捻，直径如果减少2mm，（通常42mm）气圈直径相对减小，但在钢领上线速减小近2米/秒，当然阻力也减小，加捻效率是应该提高，整体上断头也减少。 方案2. 选用伸长率、滑溜率小的锭带如哈巴斯锭带，还可做锭带宽度及工艺张力对比，甚至不同锭子油的对比。 方案3. 缩小主机与锭带滚盘的转速。多数细纱机三角橡胶皮带，滑溜大。如果改用齿形带，最好取消皮带，例如SXF1599型细纱机主电机和主轴采用直联式，不仅提高了传动效率，降低功耗，而且避免平皮带联接使车尾主轴轴承受径向力造成发热和损坏，结构更简单。 方案4. 用直径280mm的尼龙滚盘，在锭速相同的情况下降低主轴转速，减少阻力，提高加捻传递效率，降低功耗，延长主轴轴承寿命。 6.4 分段整合锭子速度的措施 不少厂车上虽设计锭速16500RPM，由于分段不合理，实际锭速低于16000RPM。变频分段有的厂按时间定，如300秒～1800秒，设备状态好，小纱断头少，进入高速时间可短。有不少厂按长度定，但小纱分段长度不宜太长，甚至达到1000米左右，且起始速度仅8000转/分左右，为耽心小纱断头高效率打折扣，调整细纱开车过程变频分段速度是十分细致耐心过程，反复多次，要有相关措施上去，重点小纱成形阶段参数调整。表2是江苏东华纺织有限公司J40支分段速度实例。 表2 某自动落纱细纱长车（1008锭）变频分段速度实例（J40支） 将以上各分段速度经过加权平均的锭速为16016RPM，从表2看小纱成形阶段不到500米锭速就升至98%以上，调整后长车断头控制在千锭时13根，瞬时断头3根以内。 6.5 吸收国外细纱长车新技术 1） 卷绕部分采用了变频电机和电子凸轮，在起始纺纱阶段结束后，以减小的钢领板升降高度进行纺纱，使得管纱底部呈锥桶形，实现了钢领板电子升降和数字卷绕。只要在控制面板上调整与卷绕级升相关的工艺参数即可完成对管纱成形的控制，取消棘轮调整，保证了良好的管纱成形。 2）细纱机采用了铰制销连接的紧固方式，充分利用加工中心的制造优势，从提高制造精度来保证安装精度，严格控制了锭距公差和龙筋长向的累计误差，这种连接方式，又免去了预排机架打配号的工作，互换性强，工作效率高。 3）为减少钢领板顶部换向带来的张力突变造成的意外断头，通过输入锭子在钢领板到达顶部换向点之前或之后程序信号是否开始转动，按所纺支数确定换向点应在筒管长度，以减缓张力波动。 4）锭子全部采用带刹车器的铝套管锭子，一方面以适应于高速运转，另一方面高速时方便值车工操作接头，安全性能较高。配有机械式落纱机伺服纱管火持系统，可消除了底部卷绕时纱线中纤维大量散失现象，并且改进了细纱机运转性能。 5） 改变吸棉笛管与风筒间连接管内径，将其设计为阶梯分布，截面从180mm～250mm变化，平衡了因车身加长后负压差异问题，成形采用提高型“三自动”执行器、双蜗轮差动机构或电子凸轮，不需调换棘轮，即可改变钢领的级升量。 6）操作界面采用最新图形化使细纱机的操作变得直观简单：标准化、排列清晰和含义清楚的菜单结构使细纱机的使用变得前所未有的容易。 7） 借鉴国外多马达、单根（或多根）龙带驱动系统，所有锭子速度的一致性使纱线的捻度差异降到最低。多马达驱动系统能够显著降低机器的噪音，机器的能耗低且运转性能优异。 8）通过具有负压传感器的控制电路和由变频器控制的马达使负压连续保持在设定值。这样能够根据所纺纱线的品种来调节最佳的吸风负压参数，从而使能耗达到最低。 9）布雷克专为中国市场推出欧珀钢领配置ZIRKON 秀康钢丝圈不需要特殊的走合期，钢领安装到位即可高速生产，改善了上机初期的生活条件。期望国内尽早开发。 10） 落纱装置采用抓纱器、割纱器、锭芯、锭子刹车、夹纱器配套使用，可使用纱管重量更重，减少落纱次数，增加环锭细纱机和络筒机的效率。 综上所述，未来环锭纺在高速实际运用中还有多大发展空间，突破口在哪里？既然钢丝圈与钢领在超高速条件下气圈张力突变控制越来越难，如果真能够取消钢丝圈纺纱将是环锭纺技术创新里程碑，目前仍然有人在做相关实验。解决纺纱高速另一个思路是充分利用现有技术提高纱线强力，低扭矩纺纱做到捻度低于10%，强力提高15%。而另一个在实验室出现捻度低20%，强力提高40%以上让人难以置信，当然，该装置是完全另类的纺纱形式，说明只有新技术的突破才有可能真正实现纺纱高速、高效、高质。 高速高质高效是衡量细纱机性能及技术升级的时代特征，仅看锭速不能正确诠释其技术进步的内涵，实现细纱高速应全系统、全流程、全方位整合企业内部资源，是企业经营能力、技术管理水平综合体现。高速最好用效能更好体现企业目标兑现的综合指标。推行TPM“全员生产维修”管理及无故障器材和部件是高速的基础。解决细纱断头要从优选原料开始，提高半制品至成纱全过程的质量抓起，包括满足高速条件下的原料，设备状态，先进工艺，生产效率，有效时间系数控制，恒定温湿度等方面。细纱长车是高速高效的发展方向，突破18000RPM需加有气圈环，有减少锭差的科学结构设计，更高的自动化电子化系统，性能更加可靠的器材与部件配置。 苏州市纺织工程学会 缪定蜀 江苏东华纺织有限公司 【环球纺机】编辑 |
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