紡紗試驗儀器應用與質(zhì)量控制的關(guān)系

趙 陽

（新疆溢達紡織有限公司，烏魯木齊 830054）

·綜合述評

紡紗試驗儀器應用與質(zhì)量控制的關(guān)系

趙 陽

（新疆溢達紡織有限公司，烏魯木齊 830054）

通過對新疆溢達紡織有限公司主要紡紗試驗儀器的闡述，說明充分利用先進的紡紗試驗儀器AFIS單纖維測試儀在前紡關(guān)鍵工序質(zhì)量控制、設(shè)備保全保養(yǎng)、優(yōu)化工藝、原料選用、原料混配、控制落物等方面應用的優(yōu)越性；大量具體生產(chǎn)實踐和測試數(shù)據(jù)控制圖、數(shù)據(jù)分析證明：紡紗廠充分借助紡紗試驗儀器AFIS單纖維測試儀進行紡紗半制品和落物測試控制，為技術(shù)人員調(diào)整和優(yōu)化紡紗工藝、設(shè)備維護維修提供依據(jù)，達到穩(wěn)定紗線質(zhì)量、節(jié)約紡紗成本和提高工作效率的目的。

棉結(jié)；短纖維含量；落棉率；AFIS單纖維測試儀；質(zhì)量控制

0 引言

新疆溢達紡織有限公司以生產(chǎn)11.66tex～1.96tex（J 50s～J 330s）細號純棉精梳緊密紗為主，生產(chǎn)過程中采用烏斯特（USTER）公司制造的最先進的檢測設(shè)備對紡紗原料、半制品棉條、成品棉紗、落物質(zhì)量進行監(jiān)測和控制。采用的主要試驗儀器有：HVI SPECTRUM大容量測試儀，AFIS單纖維測試儀，TESTER4條干儀，TENSORAPID強力測試儀，TENSOJET4高速強力測試儀；CLASSIMAT QUANTUM十萬米紗疵儀。

以下是我公司利用AFIS單纖維測試儀進行質(zhì)量控制的一點實踐經(jīng)驗。

1 基本應用

USTER?AFIS單纖維測試儀可準確地測試棉纖維及其他纖維的長度、棉結(jié)、雜質(zhì)及短纖維含量等指標，被廣泛地應用于原料、半制品檢測控制及紡紗前紡工藝過程監(jiān)控。工程技術(shù)人員和管理人員也可參考檢測到的數(shù)據(jù)對原料和紡紗半制品進行有效的質(zhì)量控制、前紡工序工藝優(yōu)化、前紡設(shè)備管理和設(shè)備的維護保養(yǎng)等。

與傳統(tǒng)人工目測法檢測棉結(jié)、雜質(zhì)的方法相比較，單纖維測試儀除具有測試操作方便、人為影響小、測量精確度高等特點外，還可以檢測纖維的直徑、棉結(jié)的大小、短纖維含量、成熟度百分比、未成熟纖維百分含量、帶纖維籽屑、帶纖維籽屑的大小、雜質(zhì)大小和灰塵的含量，也可用于檢測原棉、棉卷（筵棉）、棉條、粗紗條的一些相關(guān)控制質(zhì)量指標。

2 生產(chǎn)過程質(zhì)量控制

在前紡車間工藝流程控制過程中，梳棉工序、精梳工序是質(zhì)量控制的關(guān)鍵工序，利用AFIS單纖維測試儀周期性地檢測梳棉條和精梳條的質(zhì)量，并借助統(tǒng)計方法分析梳棉條和精梳條質(zhì)量變化規(guī)律，制定原料混配和前紡工序相應的質(zhì)量控制措施和質(zhì)量改進措施。

2.1 制定單機臺棉結(jié)質(zhì)量控制圖

公司試驗室人員采用AFIS單纖維測試儀每天對每臺梳棉機進行測試，并將每天測試的棉結(jié)、帶纖維籽屑等數(shù)據(jù)按照測試時間、測試機臺、測試數(shù)量繪制成棉結(jié)、帶纖維籽屑曲線控制圖表的形式。在長期的生產(chǎn)實踐和棉紗質(zhì)量控制要求方面，我們摸索和總結(jié)出梳棉機棉結(jié)控制的警戒線（如：55粒／g），當梳棉機某機臺棉結(jié)超過棉結(jié)控制警戒線時，質(zhì)量管理和設(shè)備管理、維護人員必須對該梳棉機臺棉結(jié)突變的原因進行分析，找出解決辦法，將此案例產(chǎn)生的原因建立質(zhì)量管理控制臺帳，防止其他梳棉機臺在同一時間范圍內(nèi)或者不同時間范圍內(nèi)出現(xiàn)同樣的問題。

圖1是我公司4號梳棉機在20天內(nèi)的棉結(jié)變化曲線圖，第7天單纖維測試儀檢測到棉結(jié)超出警戒控制線，表明4號梳棉機第7天進行棉結(jié)測試前已經(jīng)出現(xiàn)質(zhì)量故障。經(jīng)梳棉保全保養(yǎng)人員多次檢修梳理原件、除塵系統(tǒng)、清潔系統(tǒng)，反復對該機臺的棉結(jié)進行測試后棉結(jié)降低，測試數(shù)據(jù)回歸到棉結(jié)警戒控制線以內(nèi)。

圖1 4號梳棉機棉結(jié)變化曲線

2.2 繪制多機臺棉結(jié)對比圖

我公司在繪制單機臺梳棉機棉結(jié)控制圖時，也在同一時期內(nèi)繪制了多機臺梳棉機棉結(jié)對比圖，將生產(chǎn)相同品種的多臺梳棉機多次測試的棉結(jié)質(zhì)量進行多次比較，來尋找梳棉機臺之間存在的質(zhì)量差異，便于隨時找出梳棉質(zhì)量落后的機臺。

圖2為同條生產(chǎn)線上8臺梳棉機在2011年1月份棉結(jié)平均水平對比情況。從圖2中可以明顯看出6號梳棉機存在質(zhì)量隱患，需制定與其他梳棉機不同的保全保養(yǎng)控制措施保養(yǎng)來改進和完善其狀態(tài)。在正常情況下，同條生產(chǎn)線上各機臺棉結(jié)水平應當保持一致，各臺梳棉機的棉結(jié)數(shù)量變化應不超過生產(chǎn)相同品種所有梳棉機臺平均棉結(jié)的10%；而6號梳棉機已明顯超出這個水平，應停產(chǎn)并嚴格地檢修直到其棉結(jié)測試數(shù)據(jù)滿足質(zhì)量控制標準為止。

圖2 1號～8號梳棉機2011年1月份棉結(jié)統(tǒng)計

以上兩種方法也同樣適用于梳棉機短絨含量、除雜率、帶纖維籽屑棉結(jié)、未成熟纖維百分比的控制與分析。AFIS單纖維測試儀檢測指標的變化，一定程度上反映出紗線上不同大小的細小疵點質(zhì)量的潛在波動，因此質(zhì)量管理人員和設(shè)備管理人員都必須每天閱讀梳棉機棉結(jié)控制圖，這樣有利于及時發(fā)現(xiàn)梳棉機問題，主動、有效地采取措施控制半制品質(zhì)量，達到減少質(zhì)量和成本損失的目的。

3 優(yōu)化紡紗工藝

3.1 優(yōu)化開清棉工藝

清花工序清棉機打手速度對筵棉質(zhì)量影響相當顯著，紡紗時針對不同原料必須做相應調(diào)整；否則，造成筵棉的疵點數(shù)量和短絨率的大量增加，詳見圖3、圖4。

圖3 不同清潔強度筵棉短絨含量對比

圖4 不同清潔強度筵棉棉結(jié)數(shù)量對比

清潔強度是指清棉機打手與塵棒之間的隔距。不同的清潔強度對應著不同的梳針打手速度，清潔強度越大，打手速度越高，對纖維的梳理強度越大。試驗原棉為100%新疆長絨棉，試驗時用USTER?AFIS單纖維測試儀測試不同清潔強度時出口處筵棉的質(zhì)量。圖3、圖4中試驗數(shù)據(jù)表明：使用該配棉紡紗清潔強度設(shè)定為0.3時（打手速度為608r／min），筵棉的短絨率和棉結(jié)指標較好；清棉機打手與塵棒之間的隔距過大時，打手速度高，則纖維損傷嚴重，筵棉的短絨率和棉結(jié)顯著增加，不利于短纖維和未成熟纖維的清除，亦不利于帶纖維籽屑棉結(jié)的降低。

3.2 優(yōu)化梳棉工藝

3.2.1錫林、刺輥速度試驗錫林、刺輥是梳棉機主要的分梳元件，它們的速度對梳棉條質(zhì)量影響很大，表1是在C60型高產(chǎn)梳棉機上的錫林和刺輥速度對比數(shù)據(jù)。試驗條件：原料相同，生條產(chǎn)量相同，測試條件相同。

表1 刺輥速度不變、錫林速度提高試驗

從表1中可以看出：隨著梳棉機錫林速度的提高，棉結(jié)有減少的趨勢，但梳棉條中短絨含量無論是根數(shù)計短絨率還是重量計短絨率都明顯增多；所以，增加梳棉機錫林的速度雖然可以降低梳棉條的棉結(jié)，但是會增加紡紗的生產(chǎn)成本，不利于節(jié)約用棉，也不利于棉紗毛羽和其它疵點的控制。

為了降低梳棉條中的短絨含量，在梳棉機錫林速度不變的情況下刺輥降速，試驗結(jié)果見表2。

表2 錫林速度不變、刺輥速度降低試驗

在梳棉機其它紡紗工藝條件不變時，梳棉機刺輥速度由1 440r／min降為1 080r／min，無論是根數(shù)計還是重量計，梳棉條短絨率含量降低都是十分顯著的，但是梳棉條的棉結(jié)卻呈現(xiàn)上升趨勢。

在梳棉工序進行梳棉機錫林、刺輥速度調(diào)整時，必須根據(jù)筵棉的質(zhì)量狀況和梳棉條棉結(jié)、短絨率的控制標準進行控制性調(diào)整。

3.2.2梳棉機不同產(chǎn)量梳棉條質(zhì)量對比試驗

隨著梳棉機產(chǎn)量提高，梳理元件對單纖維的梳理度降低，排除棉結(jié)和短絨效果會隨之變差；在其它工藝條件不變時，隨著梳棉機產(chǎn)量提高，生條棉結(jié)增加，短絨含量也升高。因此，紡紗生產(chǎn)過程中，可以根據(jù)最終棉紗產(chǎn)品質(zhì)量要求，合理選擇梳棉機的生產(chǎn)產(chǎn)量（見表3）。

表3 梳棉機不同產(chǎn)量梳棉條AFIS單纖維測試儀測試質(zhì)量對比

必須注意：梳棉機的產(chǎn)量與質(zhì)量的要求永遠是矛盾的，相同混配棉、工藝流程、設(shè)備條件、工藝條件下，梳棉機產(chǎn)量越高則質(zhì)量越差；克服這一矛盾的最好方法就是調(diào)整混配棉質(zhì)量、改變梳棉機設(shè)備和工藝條件，降低梳棉機的產(chǎn)量，梳棉機產(chǎn)量試驗數(shù)據(jù)在棉結(jié)上的反應是產(chǎn)量增加一倍，梳棉條的棉結(jié)也相應增加一倍，同時也伴隨著短絨的大量增加。這種棉結(jié)疵點增加的危害性是巨大的，因此在后工序棉紗質(zhì)量要求較高的條件下，犧牲質(zhì)量、提高產(chǎn)量只會減少生產(chǎn)利潤。

3.3 精梳、并條工藝隔距優(yōu)化

牽伸隔距的設(shè)置對半制品及成紗質(zhì)量有決定性作用，對其進行優(yōu)化是紡紗工藝控制的一個重要環(huán)節(jié)。生產(chǎn)時，可先用AFIS單纖維測試儀器檢測前道工序纖維長度，參考其UQL（w）和L（n）5%長度初步設(shè)定牽伸隔距，再進一步進行紡紗試驗優(yōu)選最合理的隔距，以達到紡紗質(zhì)量最優(yōu)。

4 設(shè)備上的應用

4.1 合理制定和調(diào)整保全保養(yǎng)計劃

在梳棉機上，不同材質(zhì)梳理針布的使用周期不同；即使相同材質(zhì)的針布也會因為各機臺的加工原料、生產(chǎn)量、機械性能及使用情況的差異，針布的工作狀態(tài)會有顯著的差異，從而影響生條質(zhì)量。借助于USTER?AFIS單纖維測試儀對梳棉機各機臺梳棉條質(zhì)量的檢測數(shù)據(jù)分析，并結(jié)合最終成紗質(zhì)量要求，可制定出更合理、更實用的清梳聯(lián)和梳棉機維修維護保養(yǎng)計劃，可以更有效地控制筵棉、梳棉條質(zhì)量和降低設(shè)備維修維護成本。另外，當AFIS單纖維測試儀檢測出前紡工序某機臺出現(xiàn)突發(fā)性的質(zhì)量波動時，也可靈活調(diào)整前紡設(shè)備相關(guān)工序的保全保養(yǎng)計劃。

4.2 精梳機分梳專件優(yōu)選

精梳錫林是精梳機關(guān)鍵的梳理器材，其梳理性能直接影響精梳條的質(zhì)量。不同型號的精梳錫林，其梳理點、梳理角、梳針形狀、梳理點密度、梳理點針尖節(jié)距及制造精度不同，對纖維的梳理度也不同，見表4。

精梳機錫林不同，雖然在實際生產(chǎn)上沒有反應出精梳條棉結(jié)數(shù)量和短絨率、各種纖維長度的差異，但是，棉結(jié)的直徑大小存在較為明顯的差距，也是影響后工序棉紗疵點數(shù)量和大小的關(guān)鍵（見表5）。

試驗結(jié)論：新型精梳錫林成紗質(zhì)量明顯優(yōu)于普通錫林。

表4 不同精梳機錫林的精梳條AFIS質(zhì)量數(shù)據(jù)

表5 精梳機不同錫林成紗質(zhì)量（精梳集聚紡紗CJ 9.72tex）

該對比試驗所使用的精梳小卷相同、精梳落棉率接近、棉結(jié)數(shù)量也相同，但成紗質(zhì)量卻有顯著差異。分析兩種不同錫林的精梳條AFIS檢測指標發(fā)現(xiàn)：雖然大多數(shù)指標比較接近，但兩種精梳條的棉結(jié)直徑卻有明顯差異。進一步分析認為，采用新型錫林后精梳條中所含的棉結(jié)直徑小，部分小棉結(jié)在后道工序紡紗時易被纖維包纏在紗體內(nèi)而最終不被顯露；因此，成紗中的棉結(jié)數(shù)量少。相反，普通錫林對纖維的梳理效果較差，精梳條中的棉結(jié)直徑大，精梳條中殘留的棉結(jié)在紡紗時絕大多數(shù)不能被纖維包纏在紗體內(nèi)而成為棉結(jié)；另外，不可忽視的重要因素是新型精梳機錫林梳理后的精梳棉網(wǎng)清潔度、清晰度高，纖維的伸直度好，纖維的彎鉤數(shù)量少，也是造成新型精梳機錫林產(chǎn)生較低數(shù)量棉結(jié)的另一個重要因素之一。

由此可見，選用新型錫林對纖維的梳理更加細致合理，可達到改善成紗質(zhì)量的目的。

5 AFIS單纖維測試儀的其它應用

5.1 原棉選批

目前，國際上普遍使用USTER?HVI大容量纖維測試儀做為原棉檢測儀器，HVI大容量纖維測試儀可提供原棉的馬克隆值、成熟度系數(shù)、上半部平均長度、長度整齊度指標、斷裂比強度、短纖維率和棉結(jié)等測試數(shù)據(jù)。

USTER?AFIS單纖維測試儀不但可測得棉纖維的單纖維長度，同時可檢測出棉纖維的直徑、重量短絨和根數(shù)短絨含量；而直徑指標直觀地反映出棉纖維的粗細程度。棉纖維線密度對成紗的條干、強力、毛羽指標影響最為顯著，尤其在生產(chǎn)粗號紗時對原棉的線密度要求更加嚴格。原棉中的短絨含量不僅影響成紗質(zhì)量的多項物理指標，同時還直接關(guān)系到紡紗廠的紡紗生產(chǎn)用棉成本。

USTER?HVI大容量纖維測試儀和AFIS單纖維測試儀相結(jié)合對原棉進行數(shù)據(jù)檢測，可幫助我們準確掌握原棉和混配棉的各項物理指標信息，正確選擇紡紗所需原棉和合理進行混配棉，使得混配棉變得更加科學。

5.2 合理控制精梳落棉率

精梳機的落棉率直接影響成紗質(zhì)量和生產(chǎn)成本，落棉率的大小一般應依照原料情況和紗線質(zhì)量要求進行確定。

生產(chǎn)過程中，不能完全依賴加大落棉率來滿足和改進成紗質(zhì)量，不同的原料、前道工序的加工質(zhì)量、精梳機配置等，都會對精梳機的落棉率產(chǎn)生很大的影響。為了合理控制精梳機落棉率，應對精梳條的AFIS單纖維測試儀檢測短絨率和各類疵點數(shù)據(jù)進行分析，當精梳條中短絨含量和棉結(jié)數(shù)量、其它疵點數(shù)量可滿足成紗質(zhì)量要求時，就不必采用過大的落棉率來降低精梳條中的棉結(jié)和短絨率。

USTER?AFIS單纖維測試儀還可以用來直接檢測精梳落棉的纖維長度，以確定精梳落棉率的合理性。精梳落棉率過大或精梳機機臺故障都可能導致精梳落棉中的長纖維含量過高，從而造成紡紗成本的增加。在進行質(zhì)量控制的過程中，可采用AFIS單纖維測試儀定期檢測精梳機機臺落棉長度和其他指標，分析落棉AFIS單纖維測試儀測試的各項指標，合理控制落棉率，減少長纖維損失。

以下是使用USTER?AFIS單纖維測試儀檢測精梳機落棉指標的一個實例（見表6、表7）。紡紗原料為100%新疆長絨棉；試驗機臺為E62精梳機。

表6 精梳機正常機臺與4號精梳機精梳條AFIS單纖維測試儀指標對比

試驗數(shù)據(jù)分析表明：4號精梳機與其它機臺相比落棉率接近，精梳條中短絨含量高，精梳條質(zhì)量較差；同時，其精梳落棉中纖維平均長度大，長纖維含量高，短絨含量低。由此可知，該機可能存在故障，會造成紡紗原料浪費。經(jīng)維修工對指標異常的4號精梳機落棉風壓及錫林定位校準，找出了問題所在，消除了這種異常狀況。

表7 精梳機正常機臺與4號精梳機落棉AFIS單纖維測試儀指標對比

6 結(jié)語

在現(xiàn)代紡紗生產(chǎn)中，應用USTER?AFIS單纖維測試儀對前紡關(guān)鍵工序各機臺進行周期性的主要質(zhì)量指標監(jiān)控，可有效地進行半制品質(zhì)量和紡紗質(zhì)量控制，測試儀提供準確的質(zhì)量技術(shù)指標信息，為紡織廠技術(shù)人員調(diào)整和優(yōu)化紡紗工藝、設(shè)備維護維修提供了依據(jù)。事實證明，紡紗廠有效借助各類紡紗試驗儀器可穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低紡紗成本、提高經(jīng)濟效益。

Application of the Textile Instruments in Relation to the Quality Control

ZHAO Yang
（Xinjiang Yida Textile Corporation，Urumchi 830054，China）

Through the expatiation on the instruments in Xinjiang Yida Textile Corporation，introduction is done to the advantages of the advanced AFIS single yarn tester applicated in quality control in the key process of the preparation area，in equipment maintenance，process optimization，selection of material and material mixing as well as noil control.The mass production and production data prove that full use of the advanced AFIS single yarn tester for the control of the semi－product and the noil can lay solid foundation for the process optimization and equipment maintenance，consequently stablizing the yarn qualitic and economic of the production cost and increasing production efficiency.

neps；content of short fiber；noil rate；AFIS single yarn tester；quality control

TS103.65

A

1001－9634（2012）05－0043－05

2012－04－01

趙 陽（1973—），男，陜西咸陽人，工程師，主要從事棉紡織設(shè)備、工藝、檢測、紡專器材等方面的研究。