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及质量水平的体会 （提升设备维护水平提高涡流纺纱机的生产效率及质量水平的体会） 陈春义 王冬成 江苏悦达纺织集团有限公司 一、涡流纺的发展历史 涡流纺是在喷气纺的基础上发展起来的一种新型纺纱形式，属于自由端纺纱类别。喷气纺最早是在1957年由德国的哥茨莱德（GATZFREID）首先设计发明，但由于设备的结构和成纱强力低、条干差等原因而没有能推广应用。上世纪70年代，波兰、日本都着手研究改进了喷气纺。1986年，波兰曾先后生产出PF-2和PF-2RA两种型号喷气纺纱机，后来由于波兰政局变化、经济不景气而没有发展。日本村田公司成为唯一致力于喷气纺的不断研究和改进的一家企业，从原来的第一代MVS850型到第二代NO:861型，到目前的第三代NO:870，村田涡流纺纱机技术进行了不断的改进提高。近20年来，日本村田公司已在世界各地销售了超过1000台涡流纺纱机。2008年，瑞士立达公司也研究成功了一种涡流纺纱机，虽然设备的结构不同，但纺纱原理等基本接近村田公司涡流纺设备，并且已经展出样机，但是，至今还没有大量推广应用。我国从70年代开始研究喷气涡流纺，但一直进展缓慢，直到2012年才在上海纺机展展出第一台样机。 二、涡流纺 MVS861纺纱原理及主要性能 1、MVS861纺纱原理 日本村田涡流纺纱机是将完成并条的棉条直接供给到牵伸装置，被牵伸的纤维束通过纺纱喷嘴和中空锭子纺成纱，最后形成的纱由清纱器去除纱疵，再卷绕到筒子上。 从前罗拉出来的纤维束，通过纺纱喷嘴的轴向气流的作用，在收束到螺旋状的喷管内的同时被吸引，通过喷管的最窄部分，到宽大的喷嘴室内受纺纱喷嘴的旋转气流的作用而扩散。然后在喷管的中心伸出针的前端部进行再次收束。此时，通过在针部弯曲的方式，防止向有捻纱线的上游传送。当纤维束开始受旋转气流的作用时，离开了前罗拉的钳口点的纤维，开始反转。这个反转纤维群，经有孔的中空锭子接入，在已经有芯的纤维的四周朝旋转气流方向缠绕后就可形成涡流纱。涡流纺成纱工艺流程见图1,涡流纺纱原理见图2。   MVS81 涡流纺纱机采用的是四罗拉双后区、双胶圈牵伸形式，利用弹簧摇架实施对须条的加压，并配有数字式带异性纤维检测功能的电子清纱器，以及自动接头和自动落筒装置、可视化中文智能主控电脑系统。另外还配有单锭变频驱动控制、落棉自动回收和自动排出系统。 2、涡流纺的优点 （1）纺纱速度高：涡流纺纱应用空气动力学原理，采用涡流管成纱，涡流对纱的加捻比机械式加捻效率高许多。是世界上纺纱速度最快的设备，纺纱速度可以达到450m/min，相同纱支单锭产量可达环锭纺的20倍以上，是气流纺纺纱速度的4倍。总牵伸比为60倍～300倍，筒子最大卷绕直径300mm，最大卷绕量达3.5 Kg～4Kg，。最近推出的第三代涡流纺纱机NO:870能达到500m/min的纺纱速度。并且纱线质量也有很大的提升。 （2）涡流纺纱生产流程最短：与环锭纺相比，涡流纺集成了粗纱、细纱和络筒工序的功能，使生产效率更高，用工更少。与现代环锭纺相比采用涡流纺生产，用工可减少50 %，能源可节约30 %，生产成本更低。由此带来了涡流纺高产、高效，用工少，设备占地少等优点。目前用地成本和用工成本日益上升，让涡流纺项目成为近年来的热门项目。 （3）涡流纺纱采用涡流管成纱，由于涡流管静止不动，无高速回转的机械部件，所以运转噪音小；接头全自动，断头后由自动清洁装置，不需要清扫，极大地改善了劳动环境和劳动强度。 （4）整个纺纱过程受到电子清纱器系统的监控，当发现纱疵时即被自动去除，发现有问题的锭子，可以单锭自动停止纺纱，减少了各种疵纱的产生，提高了制成率。 （5）涡流纺纱线具有毛羽少，比环锭细纱及紧密环锭纱的毛羽减少10-15%，外观光洁、涡流纺纱的面料具有优良的抗起球和耐麿性、优良的吸湿性、放湿性和耐洗涤性、不变形等特点。特别是高耐磨、抗起球的特点是其它形式纺纱所无法替代的，使得涡流纺纱线成为制作高档服装、家居用品的首选纱线。 3、涡流纺的缺点 （1）、村田NO:861涡流纺纱机适纺范围较环纺窄，主要适纺支数Ne16～Ne60，但以Ne18～Ne50为最佳，超过Ne50品种纱线强力低，织造断头多。 （2）相同品种纱线涡流纺的强力比普通环锭纺的要低10-15%，制约了涡流纺纱线在机织面料上的应用。目前95%以上的涡流纺纱线被用于针织面料。 （3）涡流纺要求所纺纤维的刚性不能太大，长度不能太长，纤维长度最好在25mm-50mm ，汉麻和羊毛等刚性稍大的纤维品种涡流纺生产效率低，产品的质量指标波动大、不稳定。 （4）涡流纺机适纺纤维的范围较环锭纺窄，纯棉、丝、麻、毛等纤维纺纱困难，质量波动大。 （5）涡流纺纱线织物的手感比环锭纺稍硬。 三、我公司的应用 我们江苏悦达纺织集团有限公司为了推进差别化战略的实施，先后引进了8台涡流纺纱机，并根据品种的不同进行了区别配置。 1、2007引进了4台村田公司的NO:861型涡流纺纱机，4台涡流纺纱机都配置了带异纤检测功能的电子清纱器，上蜡装置（用于高挡针织用纱，可以进行稳定而均匀的上蜡）。每一锭都配有静压显示，主要用于纺纯棉纱线及棉、化纤混纺品种的异纤的控制。 2、2009年又引进了2台村田NO:861型涡流纺纱机，配置了不带异纤检测功能的电子清纱器，上蜡装置，主要用于纤维素纤维、化纤纯纺及其混纺品种的生产。 3、2012年又引进了2台村田NO:870型涡流纺纱机，配置了不带异纤检测功能的电子清纱器，上蜡装置，主要用于纤维素纤维、化纤纯纺及其混纺品种的生产。 4、目前主要品种有：纯纺棉、粘胶、涤及功能性涤、莫代尔、天丝、珍珠纤维、牛奶纤维等纤维纯纺及其两组分或三组分混纺纱线，支数在Ne16-Ne60。所纺纱线的质量水平达到同行业的较好水平，得到了客户的认可，为我公司的经济增长做出了突出贡献。 四、涡流纺生产实践及体会 我们在这几年的生产实践过程中，遇见过不少影响纱线质量波动的各种原因，也曾经走了一些弯路，主要包括有：弱捻纱的发生（特别是纺纯涤纶纱线时）、生产效率的大幅波动，纱线质量的波动等。但通过设备技术人员的不懈努力，我们摸索总结出了关于提升维护涡流纺纱机设备水平，提高生产效率及质量水平的一些方法。 1、了解终端用户的产品要求，合理选择原料 不同的客户对不同的面料有不同的要求和标准。不同用途的面料对质量要求的侧重点也不相同。以粘胶纤维纱线为例： （1）一般对染色坯布色彩要求高的，我们将原料供应商为选配的第一要素，选择染色稳定的粘胶纤维原料。 （2）对于染色坯布色彩要求一般的，而又要求价格便宜的客户，我们将原料价格为选配的第一要素。 （3）对于40支以上的高支品种，纤维的细度和强度为选配的第一要素。 （4）相同规格的原料不同的生产厂家也会有不同的纺纱效果，以涤纶1.33dtex*38mm纺制MVS T19.7K为例，相同的纺纱工艺流程，a、b、c、d 四种原料成纱质量指标差异很大，如下表： 很明显可以看出C供应商原料生产纱线质量最好。 总之，涡流纺原料的选择要结合纱线的用途、生产成本、生产效率、质量要求等综合考虑。 2、不同的原料对前纺设备的工艺配置有不同的要求 我公司涡流纺至今已经应用的纤维种类有三十多种，其中频繁应用的有：粘胶纤维、涤纶纤维、功能性涤纶、棉纤维、莫代尔纤维、天丝纤维、十字涤纶、冷感粘胶、腈纶、功能性腈纶等纤维的纯纺和两或三组分的混纺。不同的原料和品种各道工序有不同的要求。 前纺工艺对涡流纺的影响比较显著，特别是梳棉的梳理工艺，并条的隔距、速度、牵伸倍数和定量等与涡流纺纱线的质量和生产效率密切相关，前纺以“少损伤，适当增强梳理，提高纤维的伸直平行度”为原则，喂入涡流纺的棉条要求纤维做到梳理充分，伸直平行度好，混和均匀，条干均匀，圈条成形良好，纤维条光洁紧密，无破边，能顺利退绕，无分叉，不粘连。 但针对具体不同的原料和品种又有不同的侧重点 （1）纯粘胶高支纱以梳棉的梳理工艺更为重要 （2）纯涤以并条的隔距、速度和牵伸分配更为重要 （3）纯棉以精梳条的短绒含量和并条的工艺设置影响较大 3、涡流纺纺纱机构器材的使用 涡流纺纺纱机构包括针座、Nl喷嘴、N2喷嘴、纺锭、输出装置、喷嘴簇射装置、输出横动装置等，其中针座、喷嘴、纺锭的的选用与管理对纱线质量尤为重要。 （1）针座型号决定了从前罗拉的钳口点到纺锭前端的距离，对涡流纱性能有重要影响。当采用不同的原料时，应选择不同型号的针座。纺棉时应选用L7型针座，而化纤及其混纺时应选用L8型针座。 （2）纺锭是提高加捻效果、减少弱捻发生、提高耐磨性的关键器材。日常维护中，纺锭的细小破损和油剂棉蜡积聚都影响外层包缠纤维的包覆，是导致单锭异常报警的重要原因，加强逐锭检查，保证纺锭完好状态是保证涡流纺成纱质量的关键。 在生产中需针对不同原料的含油量及所含油剂的特点制定合适的纺锭清洁周期，例如对涤纶及粘胶品种，坚持每班两次的擦试周期，而对纯棉品种则实行每班一次的擦试周期。 同时加强对纺锭规格使用效果的探索，为了提高包缠效果，减少弱捻发生，我们将粘胶50支纱使用的纺锭直径由1．1mm改为1．0mm，使纱线的耐磨性及质量指标得到了明显改善。 （3）喷嘴是涡流纺重要工艺元件，与成纱质量、生产效率关系密切，我们第一批引进的4台涡流纺纱机配备的是4孔喷嘴，靠4个方向的旋转气流把纤维包缠在一起。纺纯棉时，生产效率和质量指标比较正常，但在生产涤/粘、涤/棉品种时，由于纤维含有油剂，在包缠时会出现包缠不紧、易出现弱捻纱，纱线耐磨性差、后道断头多和染色后在布面易出现横条的现象。 为了改善在纺涤/粘、涤/棉品种时纤维包缠力不足的问题，村田公司研发了5孔的新型喷嘴，使包缠效果有了较好改善，弱捻纱明显减少、纱线耐磨性提高，染色后在布面出现横条的现象大幅减少。我们采用5孔喷嘴生产的纱线已逐步向用户推广并得到了用户的认可。 4、涡流纺纺纱工艺上车后，质量和生产效率还要靠双保工日常的常态细心监控和及时正确的处理来保证。 设备是基础性的硬件，设备状态和工艺设置的稳定要靠人来维护，保证了各种纺纱部件状态一致性和稳定性才能控制纱线各项指标的稳定性，包括不同台设备不一致引起的台差，不同纺纱专件引起的质量差异。 （1）加强技术培训，我们首先要求每一个维修人员对报警代码的内容表示的什么意思要弄懂。这样在处理问题时会提高准确性，维修效率会提高。 （2）定期巡回检查。内容主要有：涡流纺纱机牵伸系统，上下皮圈，前后皮辊。摇架弹簧压力，涡流纺纱器、上下罗拉的隔距、各罗拉表面、驱动、卷绕单元、检测单元，电子清纱器、各部传感器工作状态是否正常等等。在保证纺纱工艺及专件上车准确的情况下，涡流纺纱器的定期检查保养尤为重要。纺锭端口出现细微的缺损及划痕、喷嘴进气孔清洁状况、N1气压稳定性、针座内壁清洁于否、都会影响到纱线的包缠效果和强力、条干、纱疵等质量指标。 （3）强化作业计划管理，严格执行计划周期，我们结合日常设备的作业计划，定期用放大镜检查纺锭等关键部件的破损情况，不放过细小的缺口、细缝，及时换上完好纺锭。在车头VOS质量监控F21、F30画面中实时看到每只纺纱单元的主要质量指标，如直径变化，弱捻纱、主要纱疵等指标的变化，对异常单锭及时检查牵伸系统，如前皮辊有无破损带花、上下皮圈表面有无划痕龟裂、涡流纺纱器N1、N2喷嘴完好状况。引起单锭质量波动的主要因素是牵伸单元部件存在不良、缺陷以及棉条的差异。 （4）机台中的接头小车对提高机台的运转效率重要性不可低估。我们每个班次要求值班人员对F25画面中的各捻接小车的实时运转状况进行查看，包括捻接失败率，上下纱找头失败率，对于捻接失败率，我们严格控制在1.5%之内。 上纱找头失败率高在整个生产过程中呈现较普遍。原因一是上纱检测光头容易被污染（这在车间湿度大时优其明显）。二是生头供气阀压力调整不足，三是N2空芯管喷嘴被压缩空气中细小的杂物堵塞（这种情况在纺30支以下的纱支生头失误率高比较突出）。上纱失误率高的单锭要及时进行处理。一台捻接小机的上纱失败率在9%时，对应机台的生产效率会下降2%。我们对上纱失败率控制在0.8%-1.5%。对于小吸嘴能否准确拉取上纱的位置也要经常观察调整。 （5）及时调整接头工艺，针对所纺纱支的种类，在F16画面里结合解加捻的时间、气压和长度调节杆来细心合理调整。主要是接头的强力和外观。我们现在使用的涡流纺纱机接头小车没有接头验接功能，定期检查很重要。 捻接失误率高有时是多方面原因引起的，如十万米各类纱疵切割数高。环境温湿度控制不良，不良棉条，应综合分析。 （6）提高落筒成功率。在F26画面中可以察看自动落筒小机的各种实时动态数据包括落筒成功率，落筒失败率，哪只单锭失败率高。这种自动落筒小机结构较复杂，机电集成比较多，调整的地方比较多，需要长期的经验积累。 提高落筒成功率还要注意下列几个方面：上次引头成功率，储存纸管仓左右的位置，抓手的位置、纸管的尺寸一致性，定期检查各动作的协调状态 5、在线监测功能的应用 NO861涡流纺纱机有着强大纺纱工艺输入和质量监控体系，在VOS操作屏中可以输入纺纱条件和运转条件（也有一部分VOS不能设定，需要机械调整的项目），机台效率和各纺锭的效率等运转状况的显示，机台状态，纺锭状态、捻接小机及自动落筒小车的报警情况等必要信息的显示，发生报警状况以及自动处理和电脑处理经过的记录和呼叫，去除纱线缺陷的清纱设定、清除纱疵的监控：清纱曲线以及不良状况的视觉显示、切断以及残留不良疵点数的显示，周期柱及光谱图的显示、纱的明显粗细异常、HD数据、IPI、CV%显示。这些可以为提高设备精细化管理起到很好的辅助作用。 涡流纺纱机对设备状态，工艺状态，动态的运行状态要求很高，需要选择技术水平较好的维护人员来保证其高效稳定的运行。 6、车间温度和湿度环境控制 涡流纺机对环境的温湿度比较敏感，过大或过小都会使各种纱疵、断头增多，严重影响生产效率和质量。相对湿度过小时，易产生静电，可能导致纺纱时纤维在经过牵伸单元时，静电难以逸散，会卷绕前罗拉(高速摩擦)，破坏纤维的平行伸直度，气流控制差。相对湿度过大时，易卷绕后二档胶辊，导致纱线直径的变化，不仅恶化质量且增加了挡车工的工作量，增加原料的消耗。主要控制措施如下： （1）我们给每2台涡流纺纱机设置单独的“小包间”，整个区域都是全密封的，每个“小包间”配备电脑智能控制的中央空调。 （2）针对腈纶、涤纶、粘胶等不同的原料和品种单独设定每个“小包间”的温湿度。 （3）我们还准备了3台电加热器、3台大功率的除湿机。对十字涤纶等要求低温低湿的品种再配上除湿机。 （4）在冬季有时温度太低会影响化纤油剂性能的发挥，采用电加热器提高温度纱线的生产效率和质量会有明显改善。 纯棉的糖份，化纤的截面结构、油剂含量、长度、细度、短绒率、刚度、卷曲度、卷曲数、纤维间的动摩擦系数等纤维指标的变化会对温湿度提出不同的要求，对于涡流纺纱机各品种最佳的温湿度控制范围，需要通过不断的总结和探索。 7、皮辊、皮圈等专件器材的选择和使用 涡流纺的高产、高速对专件器材提出了更高的要求，村田供应的质量稳定，使用寿命长，但价格比较昂贵，使用成本高。为了降低生产成本，我们选择了国内、国外几家知名的供应商提供的皮辊、皮圈做了大量的对比试验，对其性能进行了分析比较。 （1）部分国外进口的其它品牌皮辊的使用性能已经接近村田，价格比村田便宜，适当缩短使用周期，可以替代村田皮辊。 （2）部分国内品牌皮辊的使用性能在纯粘胶、纯棉等品种上可以替代村田，而且价格比村田便宜很多，但生产涤棉、涤粘等品种时质量不稳定，耐麿性差、易带花、使用寿命短，不可以替代村田皮辊。 （3）国产的上下皮圈，可以替代使用，质量波动不大，但其不同批次使用奉命不稳定，有长有短。同批次一致性也较差，使用时要密切关注其状态变化，发现异常及时更换。 8、运转操作管理对涡流纺纱机的运转效率、质量起着重要的作用 （1）加强操作工的技能培训 定期组织操作培训，提高挡车工的的操作水平，让挡车工了解信号指示的各种含义，并能对相应故障作简单的处理。并不定期的组织技能竞赛，激励员工学习积极性。 （2）规范各种操作流程，鼓励员工进行操作法的创新，对经过实践检验的创新给予奖励，并形成作业指导的规范文件。 （3）规范清洁方法和周期 在管理上加强对清洁工作的周期检查、特别纺锭的周期，减少弱捻纱和捻不匀纱的产生。 针对不同的原料和品种制定差别化的清洁周期，过度的清洁不仅增加操作工的劳动强度，还会降低设备的运转效率。 如在纺纯涤纶30S时易出现弱捻纱，涡流纺纱机是靠气流把外部的纤维包缠到芯纤维上的，由于绦纶纤维的油剂的原因，在旋转包缠过程中纺锭的入端口及内壁易集聚大量的油剂，从而使包缠效果不好，引发严重的弱捻，此时运转操作清洁工作中的清洁周期、清洁方法、清洁部位的合理确定就显得尤为重要。 9、质量控制要点 由于涡流纺纱比环锭纺的强力低10%-15%左右，目前95%以上的涡流纺纱被用于针织。因此质量控制的重点侧重于针织用途的涡流纺纱。 （1）重量CV值及偏差控制 纬编针织物是由一根纱线单独成圈编织成的织物。当相邻的两根纱线粗细有一定的差异时，在布面上就可能出现阴影影响布面风格，因此必须严格控制好纱线的重量CV值。 A、清梳工序合理调整抓棉机的运转效率（一般控制在93%以上），充分利用梳棉机的自调匀整功能。 B、并条尽可能的选用带有自调匀整装置的并条，并结合使用合理的牵伸分配。 （2）条干CV值及筒差的控制 由于针织物的织造特点决定了针织用纱条干不匀容易在布面上显现，特别是汗布类织物，条干差的纱线会造成织物文路不清，纱线的管间差异大会造成织物布面条痕 A、定期对半制品质量变化进行AFIS分析，优化速度、隔距、落棉等关键工艺参数，并及时整改不一致车台。 B、通过AFIS分析，并结合手捡棉结，优化梳棉机在不同产量、速度、隔距状态下的质量，提高梳理效果。 C、并条上优化自调匀整系统的参数设置，防止长粗、长细疵点，减小重量变异。 D、涡流纺从工艺配置和专件使用上减小锭间差异，特别是专件使用的寿命周期的确定。如某种专件使用的寿命周期定的太长，部分先老化的锭位条干会急剧恶化。 （3）细节的控制 单纱细节是纱线弱强的主要形成因素，也是影响织造过程中断头率的重要因素之一，有一些氨纶汗布类织物还会出现染色后的横条，特别是像涤纶长丝、氨纶、涡流纺纱三种交织类的面料，细节形成的横条更为明显，生产中要严格控制细节的产生。 （4）捻度不匀及弱捻的控制 捻度不匀或弱捻不仅会造成纱线强力下降，织造断头增加，还会造成纱线的直径变大和纱线中的纤维包缠结构有别于正常纱线，面料染色后形成条影。 A、一种原因，纺锭的表面不清洁或缺损，影响了包缠纤维的包缠效果，我们要加强纺锭的清洁和纺锭完好状态的动态检查。 B、二种原因，针座的表面不清洁或针部变形，影响或改变了芯纤维和包缠纤维的原有分配比列，使芯纤维增加，包缠纤维减少。 弱捻的形成原因比较复杂，需要具体分析区别对待。 五、总述 通过这几年使用实践，我们感觉，要想真正用好涡流纺需要做的工作很多，要求也很细。主要的有： 1、 制定常态的检查方法及考核内容，我们全面的制定了≤涡流纺揩车工作法≥、≤涡流纺重点检修工作细则≥、≤涡流纺运转操作法≥、≤涡流纺质量内控标准≥等作业指导书，并不断补充完善。用于指导涡流纺的设备维护、工艺改进、质量提高、效率提升。 2、 加强员工的技术培训。涡流纺纱机机电一体化程度高，对运转操作人员，特别对维护人员（机械、电子、气动、纺纱基础原理）综合素质能力要求较高，怎样提高每个运转操作人员和设备维修人员综合能力，对提高涡流纺纱机的生产运转效率、质量控制水平显得尤为重要和迫切。 3、加强新产品的开发。逐步淘汰纯粘胶、涤粘等常规的附近值不高的品种，多利用新型纤维，不断的推出高附加值的新产品，不断的提升企业的盈利空间和盈利能力。 |
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