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原文刊自：2021年11月 第48卷（总第601期） 1 转杯纺纱技术自1965年第1台工业用转杯纺纱机问世以来，转杯纺纱技术迅猛发展。根据市场的需要，国内外转杯纺纱机不断推出新的机型，转杯速度的提高，转杯形式的改变，排杂系统的使用，整机头数的扩大，接头方式的变革，不断完善的驱动系统，都大大提高了机器的自动化水 1.1 高速高产转杯纺纱机的发展过程，若以速度为标志，可划分为4个阶段，第1阶段转杯速度为36 000 r/min~40 000 r/min，纺纱器无排杂装置，锭距小，自动化程度低，已于20世纪70年代淘汰。之后，由于抽气式转杯纺纱机的出现，转杯速度提高到50 000 r/min~80 000 r/min，附有排杂装置，大锭距，提高了自动化程度。20世纪80年代以后，高新技术的应用使得转杯速度达到80 000 r/min~130 000 r/min，附高效排杂装置，并具有自动检测、自动接头、断头自停、自动络筒、自动打底纱、自动显示、张力控制和安全防护等功能。 目前，第4阶段转杯纺纱机以卓郎赐来福Autocoro10型全自动转杯纺纱机为代表，如 图1 Autocoro10型全自动转杯纺纱机 立达R70型、R66型、R37型转杯纺纱机有600个转杯，可以装备4个机械手，锭距使得条筒尺寸可达470 mm，排成两行，目前纺制36.9 tex的纱线运行速度可以达到350 m/min，转杯速度可达到160 000 r/min。 另外，近年国产转杯纺纱技术及设备也有较快的发展。浙江日发纺织机械股份有限公司RS40型全自动转杯纺纱机，当纺制C 16.4 tex纱时，选用直径36 mm的转杯，转杯速度最高可达130 000 r/min，其自动接头技术已接近国外同机型水平。另外，经纬纺织机械股份有限公司、上海淳瑞机械科技有限公司、浙江泰坦股份有限公司、浙江精功科技股份有限公司等企业的半自动转杯纺纱机，其共同特点是机器转杯数增加、速度提高，设计转杯速度高达120 000 r/min，实际纺19.7 tex纱时转杯运行速度均已达到105 000 r/min~110 000 r/min。 1.2 高质量成纱转杯纺成纱质量和产品品质的不断提高是转杯纺纱技术进步的一个重要方面。纺纱器设计中排杂系统的引入、全自动和半自动接头装置的使用、电子清纱器监测水平的提升，从提高结头质量、稳定纱线品质方面入手为改善转杯纺设备性能奠定了基础。 卓郎Autocoro系列全自动转杯纺纱机，采用DigiPiecing数字接头技术，单独控制每个纺纱锭位，确保从棉条喂入直到纱线引出过程中的高精度接头；DigiWinding数字化卷绕技术可以保证生产卷装的品质；Corolab XQ、Corolab XF等数字电子清纱器及纱线监测系统可以监测纱线条干上每一个细小的偏差，通过清除纱线粗细节和异纤，控制纱线品质。BD系列半自动转杯纺纱机接头质量虽不及全自动转杯纺纱机，但巧妙地采用喂给罗拉倒退方式接头，能够避免损伤纤维，也可以有效提高结头质量。 立达R系列全自动转杯纺纱机，带固定纤维束支撑的SC⁃R纺纱器、Bypass旁通以及SPEED⁃pass快速通道形成了生产高品质转杯纱的基础。受专利保护的转杯清洁装置VARIOclean能够可靠地清除转杯槽和转杯壁上的杂质、灰尘和纤维碎屑，以保障纱线的质量品质。BT系列半自动转杯纺纱机采用Q⁃TOP装置，排除过度分梳造成的纤维损伤，也有效提高了结头质量。 从目前总体情况来看，国产与国际先进转杯纺纱机比较，最大差距在于结头质量。由于受国际专利保护，国产转杯纺纱机在结头质量和纺纱器的设计制造方面仍有欠缺。 1.3 高度自动化随着控制技术的提高，转杯纺的自动化程度也越来越高，特别是全自动转杯纺纱机，在正常运行中，几乎不需要人工操作。负压稳定系统、纱线接头系统、电子清纱器在线监控、变频控制、伺服驱动等技术的应用，使挡车工的劳动强度大大降低，为转杯纺纱技术的发展提供了良好的条件。 卓郎Autocoro系列全自动转杯纺纱机，采用模块化设计，可以通过添加组件使半自动转杯纺纱机升级为全自动转杯纺纱机。其中，单锭驱动的生产单元独立控制着纺纱和卷绕过程，实现了完全自动化无缝换批，无需人工干预，消除了在常见龙带驱动机器上换批时需要长时间停产和巨大工作量的情况，可自动无差错地同时生产多达5个批次。另外赐来福自主控制的单锭还集成了DigiPiecing、SynchroPiecing数字接头技术，可实现24个单锭同步接头，接头能力提高50%。 立达近年加大了研发力度，加快转杯纺自动化系统套件的开发。自动化系统中枢由模块设计气动接头技术AEROpiecing、专家接头系统XPS、落纱机械手ROBOdoff构成，智能驱动系统iDS所有驱动都能够进行中央控制并可进行无级调整，大量的更改都可通过机器控制中心的触摸屏完成，实现自动换卷，整个纺纱过程可以不中断地持续运行。 全自动转杯纺纱机是转杯纺纱机发展的一个趋势，但其价格不菲，其主要原因在于接头小车涉及光、机、电、气、纺纱工艺与自动控制技术融合等问题，技术含量高，一般1台全自动转杯纺纱机需要配置2台~4台接头小车，成本高，因此全自动转杯纺纱机尚难以完全替代半自动转杯纺纱机。 2 喷气涡流纺纱技术与传统环锭纺相比，喷气涡流纺具有纺纱流程短、纺纱速度快、生产效率高、设备自动化和智能化程度高、节省用工等多方面的优势。结合本次纺机展展出的最新机型，较为代表性的有日本村田870 EX型涡流纺纱机、立达J26型喷气纺纱机和卓郎Autoairo爱罗纺纱机。 2.1 高速高效村田870 EX型涡流纺纱机是继870机型之后开发并推向市场的新型高速涡流纺机器，该机型的最高纺纱速度可达550 m/min，速度提升了10%，最多可搭载6台捻接小车，缩短捻接周期，每锭产量是传统环锭纺的25倍~30倍，每吨纱的工费成本可比传统环锭纺减少1 000元以上。 立达J系列喷气纺纱机，机器双侧纺纱，机上配有200个纺纱单元，可同时生产2个不同品种纱线，独立驱动纺纱器的纺纱设计速度最高可达500 m/min，6台自动打结小车，所有工艺参数均可单独设置，如正常生产速度能达到400 m/min，则每锭的产量是传统环锭纺的20倍。 本次纺机展上卓郎推出的Autoairo爱罗纺纱机成为新的亮点，如 图2 Autoairo爱罗纺纱机 另外，近年国产新型纺纱技术及设备也有较快的发展。江阴市华方新技术科研有限公司的HFW80型喷气涡流纺纱机，具有多项发明专利与知识产权，设计速度为230 m/min~450 m/min，实际纺R 19.7 tex纱演示速度为410 m/min，设备价格是进口设备的2/3。 2.2 高质量成纱在全球经济一体化的大格局下，随着人们生活水平提高，市场对高品质纱线、织物等产品的需求与日俱增。高品质产品促使高档次器材发展，设备整体档次对产品质量起着重要作用。 村田的870系列涡流纺纱机，牵伸机构采用一个摇架压两个锭子的形式，类似于传统环锭纺的粗纱机细纱机，可纺纱号数范围进一步扩大，如 图3 村田涡流纺可纺原料种类及纱号范围 立达J系列喷气纺纱机，采用无痕接头技术，所有的纤维均被包缠到纱体中，使结头处获得与原纱直径外观一样的粗细，在织物上看不出结头的痕迹，同时配用USTER QUANTUM2型电子清纱器清除纱疵、棉结、粗细节及异纤 卓郎Autoairo爱罗纺纱机，牵伸机构采用两个摇架从两端压一个胶辊的形式，以保障纱线的品质。优化后的Airolab数字式电子清纱器可以监测纱线条干上每处的细小偏差，另外还集成了DigiWinding FX数字化卷绕技术，保证了生产卷装的品 2.3 高度自动化和智能化喷气涡流纺纱机用棉条直接喂入纺成筒纱，比传统环锭纺减少了粗纱与络筒两个工序，采用多种自动化、连续化、智能化技术，如自动接头、自动络筒、自动运送满纱与空管、自动监控每个锭子的运行情况等，并可在线调整各项工艺参数，减少了较多的人工操作，真正实现了“机器换人”。 村田涡流纺纱机，整个纺纱过程受电子清纱系统的监控，当发现纱疵时即被自动去除，并立即启用自动接头装置，整个纺纱过程是全自动连续式的。此外，每锭纺出的纱也受到自动接头器的监控，纺纱质量得到逐锭监控，而且，当发现有问题的锭子时可以单锭自动停止纺纱。 立达J系列喷气纺纱机，配用4个机器手，由计算机控制指挥，每侧两个，沿纺纱机来回巡回，完成自动接头、满管空管及清洁纺纱区等任务，自动化水平较高。 Autoairo爱罗纺纱机拥有自主控制的单锭，并集成了智能的独立驱动。数字化的接头单元，可实现24锭同步接头，从机器启动至满负荷生产的时间可节约至少30%。 3 结语随着科学技术的进步与发展，近几年来新型纺纱技术的应用进一步减少了劳动用工，一定程度上降低了劳动加工成本，自动化、智能化等方面也有显著的进步，产品质量方面也日渐提升。本次纺机展展示了最先进的技术信息，可以看出欧洲纺机企业在新型纺纱技术方面的创新研发能力依然非常强大，很多技术创新是基于多年的潜心沉淀与积累、基于产品的可靠和稳定性而进行研发。随着近几年来国内新型纺纱机械制造加工装备的提升与研发投入的增加，国产纺纱机与国外纺纱机差距进一步缩小，但在部分新型纺纱关键技术方面还受制于人，仍有很大的提升空间。 资料来源：《棉纺织技术》 作者：韩晨晨 罗彩鸿 高卫东 轮值编辑：张瑶 |
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