棉紡粗紗機(jī)的發(fā)展和展望

摘要：文章闡述當(dāng)代電腦調(diào)控?zé)o錐輪多電機(jī)粗紗機(jī)的結(jié)構(gòu)，功能和作用；對(duì)粗紗機(jī)導(dǎo)條、牽伸、錠翼部件，斷頭自停裝置，自動(dòng)落紗裝置，粗細(xì)聯(lián)運(yùn)輸系統(tǒng)等技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步，作了分析和評(píng)議，提出粗紗機(jī)發(fā)展趨勢(shì)；對(duì)具有發(fā)展前途、能適應(yīng)高速和節(jié)能的翼錠粗紗機(jī)的理念作了討論、研究，提出攻克關(guān)鍵的方案和研發(fā)方向。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速；多電機(jī)；無(wú)錐輪驅(qū)動(dòng)；翼導(dǎo)新技術(shù)；粗細(xì)聯(lián)

中圖分類(lèi)號(hào)：TS103.226 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Development and Outlook of Cotton Roving Frame

Abstract： The paper introduced the structure and functions of modern computer-controlled cone pulley-less multi-motor-driven roving frame， analyzed and commented on the technological progress in sliver guiding， drafting， flyer， broken-end stop motion， automatic doffing system and conveyor system between roving frame and spinning frame； discussed the concept of promising flyer roving frame featured high speed and energy-saving； and gave some suggestions on tackling key technical points.

Key words： frequency control of motor speed； multi-motor； cone pulley-less driving； new flyer-guiding technology； roving and spinning unit

粗紗機(jī)是棉紡的主要設(shè)備，也是最復(fù)雜的設(shè)備之一，粗紗機(jī)的優(yōu)劣直接影響成紗的物理指標(biāo)性能，如條干均勻度、重量不勻率、強(qiáng)度、紗疵等指標(biāo)，對(duì)紡紗的產(chǎn)量、能耗、用工、用料、勞動(dòng)生產(chǎn)率、成本、效益、占地面積也起著舉足輕重的作用。粗紗機(jī)必須圍繞優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗、減少用工、降低成本等要求，不斷采用新技術(shù)、新工藝、新器材，立足于紡織強(qiáng)國(guó)之夢(mèng)，為我國(guó)紡織業(yè)作出貢獻(xiàn)。

1 當(dāng)代粗紗機(jī)的主要發(fā)展和進(jìn)步

1.1 電腦控制無(wú)錐輪粗紗機(jī)

電腦控制無(wú)錐輪粗紗機(jī)是當(dāng)今紡機(jī)整機(jī)推行計(jì)算機(jī)控制最早、最成功的典范，全機(jī)組成系統(tǒng)見(jiàn)圖 1。

全機(jī)由主控器CPU或PLC控制 4 個(gè)變頻器和對(duì)應(yīng)的電機(jī)，實(shí)行同步運(yùn)行和速度變化，主要功能和特點(diǎn)如下。

（1）采用變頻調(diào)速控制，可不用原機(jī)復(fù)雜的機(jī)械控制及附件如鐵炮、擺動(dòng)裝置、差微輪系驅(qū)動(dòng)機(jī)件、變換齒輪等，基本實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，除牽伸變換外，可免除所有變換齒輪，并實(shí)行無(wú)級(jí)調(diào)整。

（2）采用CCD張力傳感器、抽樣檢測(cè)、細(xì)微調(diào)整落紗張力變化，可精確到0.1 mm精度來(lái)檢測(cè)粗紗下垂的位置變化，進(jìn)行卷繞速度的調(diào)整。

作者認(rèn)為，如果設(shè)計(jì)停車(chē)時(shí)，錠翼稍遲于羅拉停止，使前羅拉至錠翼一段粗紗稍增捻度、增加強(qiáng)力，也可獲得相同的效果。

（5）無(wú)錐輪粗紗機(jī)由兩組獨(dú)立電機(jī)分別傳動(dòng)錠翼和紗管，傳動(dòng)方式目前有螺旋齒輪和同步齒形帶兩種，后者噪音較低。1 臺(tái)錠翼電機(jī)可驅(qū)動(dòng)多只錠翼，一般為 4 ～ 6錠，多的如蘇拉（金壇）JSR668為24 ～ 32錠。上海EJK213粗紗機(jī)采用單錠電機(jī)自接驅(qū)動(dòng)，實(shí)屬創(chuàng)舉，具有調(diào)整方便、節(jié)能省電、噪音低等優(yōu)點(diǎn)。蘇拉（金壇）JSR668粗紗機(jī)的龍筋傳動(dòng)等采用低速電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，不需平衡系統(tǒng)和減速機(jī)構(gòu)。

（6）上海EJK系列粗紗機(jī)通過(guò)電腦母線(xiàn)控制方式，使錠翼轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)同時(shí)處于發(fā)電狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換，減小錠翼傳動(dòng)功率，節(jié)省電耗。

（7）本機(jī)可實(shí)行人機(jī)對(duì)話(huà)，觸摸屏多功能設(shè)定、顯示、調(diào)整、儲(chǔ)存主要工藝參數(shù)、產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)數(shù)據(jù)，設(shè)備故障自動(dòng)診斷，及時(shí)報(bào)警。

（8）電腦無(wú)錐輪粗紗機(jī)多數(shù)采用變頻調(diào)速。天津宏大 JWF1418A采用一變頻，三伺服調(diào)速，調(diào)速精度更高，投資也高些。大功率變頻器須注意降溫。變頻器會(huì)在輸入、輸出端產(chǎn)生諧波，干涉連接電源，產(chǎn)生誤動(dòng)作，干擾通訊，增加設(shè)備損耗，須加防范和線(xiàn)路改進(jìn)。

（9）新型粗紗機(jī)設(shè)置突發(fā)停電防護(hù)裝置，利用蓄電儲(chǔ)能，保證同步降速停車(chē)，防止突發(fā)停機(jī)的大面積斷頭。

（10）采用無(wú)錐輪粗紗機(jī)不僅產(chǎn)量增加、質(zhì)量提高，而且簡(jiǎn)化傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，降低耗能，減少設(shè)備維修，節(jié)省機(jī)物料。采用新型潤(rùn)滑脂，如錠翼傳動(dòng)齒輪用特級(jí)長(zhǎng)絲潤(rùn)滑脂，可做到 1 萬(wàn)h不加油。

1.2 導(dǎo)條、牽伸部分

1.2.1 導(dǎo)條羅拉的改進(jìn)

隨著粗紗條筒直徑和高度的增加，導(dǎo)條羅拉至后羅拉間導(dǎo)條牽伸的配置顯得更加重要。該段牽伸應(yīng)在1.0左右，牽伸偏大，易在引條時(shí)產(chǎn)生細(xì)節(jié)和毛羽，特別在紡輕定量條子和抱力較差的精梳條和化纖條時(shí)；如果牽伸偏小，會(huì)形成擁?xiàng)l，使條子因自重而下垂，產(chǎn)生意外牽伸，造成斷頭、紗疵。為此不少現(xiàn)代粗紗機(jī)設(shè)置微調(diào)牽伸裝置，可根據(jù)纖維和棉條定量的不同，優(yōu)選其張力牽伸，如豐田FL200型等。也有幾家新型粗紗機(jī)設(shè)計(jì)多列導(dǎo)條輥，如上海EJR212型，有 5 或 7 列積極式導(dǎo)條輥，起托住條子作用，但會(huì)加大引條的張力。

長(zhǎng)短圈三羅拉牽伸系統(tǒng)：適用棉型和中長(zhǎng)型纖維。

雙短圈四羅拉（D型）牽伸系統(tǒng)：適用棉型纖維，其前區(qū)為沒(méi)有牽伸的集束區(qū)，輸出條子緊密光滑呈橢圓形。作者認(rèn)為D型牽伸設(shè)計(jì)合理，體現(xiàn)了緊密紡的理念，并在粗紗機(jī)上首先應(yīng)用，值得推薦。

此外水平羅拉座均以?xún)A斜羅拉座代替，一般傾斜15°左右，以減小須條無(wú)捻包圍弧。

1.3 錠翼

1.3.1 兩排錠翼后高前低

目的是保持前后紗須導(dǎo)紗角一致，減少兩排粗紗定量差異，改善粗紗重量不勻率。

1.3.2 錠翼的改進(jìn)

為了適應(yīng)高速生產(chǎn)和落紗方便普遍使用懸掛式錠翼，為了減少氣流旋轉(zhuǎn)的影響，減少飛花和粘附，降低噪聲，采用全封閉錠管。錠翼材料采用鋁合金整體澆鑄，以減輕重量，節(jié)省能耗，也有報(bào)道在封閉錠翼空臂上端拐彎處開(kāi)孔，解決空臂易積花聚雜問(wèn)題。新型壓掌與錠臂一體連接，采用硬質(zhì)含金或碳纖維復(fù)合材料，可做到無(wú)靜電產(chǎn)生，耐磨、抗彎、光滑、不易積花。

早年我國(guó)首創(chuàng)錠翼頂端刻槽，增加羅拉至錠翼紗段的假捻，取得很好的效果。20世紀(jì)60年代推廣錠端加裝假捻器，以減少錠間假捻的變異?，F(xiàn)代錠翼已普遍采用，可選用各種纖維合適的錠翼假捻器。

1.4 粗紗斷頭自停裝置

現(xiàn)代粗炒機(jī)普遍設(shè)置不可見(jiàn)光（紅外線(xiàn)）斷頭自停裝置，減少外來(lái)光的干涉。較完整的有：機(jī)后棉條斷頭 1 套、錠翼二排前側(cè)各 1 套（并有操作安全防護(hù)作用）、車(chē)面前后各一套，合計(jì) 5 套。

1.5 飛花、塵埃清潔裝置

現(xiàn)在粗紗機(jī)普遍采用上下羅拉回轉(zhuǎn)式絨罩，結(jié)合巡回式吹吸清潔裝置，保持牽伸部分和整機(jī)整潔，但耗能較多。FL200型粗紗機(jī)設(shè)置機(jī)后清掃槽，能把羅拉清潔絨帶的積花、塵埃刮下落入槽中，然后用運(yùn)輸帶送到機(jī)尾的槽內(nèi)。不少機(jī)型的龍筋設(shè)置設(shè)有機(jī)玻璃防飛花清潔罩（圖 6），由此可不用巡回吹吸裝置，減少能耗和噪聲。

1.6 自動(dòng)落紗裝置

現(xiàn)代粗紗機(jī)多數(shù)已裝備自動(dòng)落紗裝置，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、減少落紗停機(jī)時(shí)間、節(jié)約人工。

一般機(jī)型均采用半自動(dòng)落紗，落紗時(shí)將紗管向外側(cè)傾斜（龍筋極保持水平），落紗用人工，但機(jī)上落紗過(guò)程完全自動(dòng)化。

全自動(dòng)落紗有內(nèi)置式、外置式兩類(lèi)。內(nèi)置式裝置所有的部件都包括在機(jī)內(nèi)，落紗操作包括滿(mǎn)紗和空管儲(chǔ)放均由本機(jī)完成，無(wú)須外部協(xié)助，其優(yōu)點(diǎn)是落紗時(shí)間短，停車(chē)時(shí)間短，一般在 5 min左右。外置式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈活性大，落紗時(shí)下龍筋向車(chē)前方向移出，在機(jī)前自動(dòng)地取下滿(mǎn)紗，放空管，實(shí)現(xiàn)生頭開(kāi)車(chē)。

自動(dòng)落紗機(jī)實(shí)行落紗、換管、生頭、紡紗全盤(pán)自動(dòng)化。為了生頭自動(dòng)化，需采用氣動(dòng)引導(dǎo)穿接。豐田FL200采用空筒下部一段有固定毛刺，使壓掌更好地把紗尾卷在紗管上，使粗紗生頭更加可靠簡(jiǎn)單。該機(jī)還有頂管防止功能，可防止空管未放正確，造成部件損壞，發(fā)生頂管，龍筋即刻停止升降。

粗紗機(jī)推行定長(zhǎng)、定位、定向自動(dòng)落紗。天津宏大JWF1418機(jī)滿(mǎn)紗后采取在筒紗肩部打X形結(jié)的方式，進(jìn)行卷繞定形（圖 7），防止在運(yùn)輸過(guò)程和粗紗堆放時(shí)紗尾脫散、搭落，形成紗疵和飛花。

2 粗紗機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)和展望

2.1 粗紗機(jī)長(zhǎng)車(chē)的發(fā)展

早年粗紗機(jī)一般為80 ～ 100錠，以后逐步增加至120～ 140錠，那時(shí)錠數(shù)多、落紗時(shí)間長(zhǎng)，斷頭多，影響整機(jī)生產(chǎn)，效率除低，且與擋車(chē)工看錠能力有關(guān)。現(xiàn)代粗紗機(jī)因卷裝容量大，同時(shí)采用自動(dòng)或半自動(dòng)落紗，落紗次數(shù)少，時(shí)間短，斷頭率也低，故每臺(tái)錠數(shù)有逐步增加趨勢(shì)。目前長(zhǎng)車(chē)一般都在140錠以上，例如青島賽特、上海二機(jī)為156錠，蘇拉（金壇）、Reiter F16/F36為192錠。但錠距多數(shù)為220 mm，表明采用自動(dòng)落紗以后，增大卷裝意義不大。

2.2 羅拉直徑有加大趨勢(shì)

早期粗紗機(jī)前后羅拉直徑用28 mm，二、三羅拉用的22 ～ 25 mm。隨著車(chē)速增大，加壓增加，牽伸倍數(shù)加大，目前四羅拉不少已采用32 mm × 32 mm × 28 mm × 32 mm，如青島賽特、滁洲華威、寧波同和、陜西航空、上海二機(jī)。豐田FL200三羅拉采用31.75 mm × 28.5 mm × 31.75 mm。加大羅拉直徑有利于減少羅拉彎曲，增強(qiáng)抗扭、防振能力，延長(zhǎng)使用壽命。

2.3 翼導(dǎo)粗紗機(jī)的展望

粗紗機(jī)有翼導(dǎo)、管導(dǎo)兩種傳動(dòng)方式，近百年來(lái)幾乎都用管導(dǎo)粗紗機(jī)。其主要原因是翼管的回轉(zhuǎn)方向和卷繞方向相反，粗紗機(jī)斷頭后，壓掌會(huì)吹削斷頭后卷裝的紗頭，產(chǎn)生飛花和飄頭，造成旁錠斷頭和紗疵。另外翼導(dǎo)紗管的轉(zhuǎn)速需隨卷繞直徑的加大而增加，容易造成大紗的不穩(wěn)定性。然而管導(dǎo)的紗管速度要比翼導(dǎo)高。根據(jù)作者對(duì)翼導(dǎo)粗紗機(jī)錠翼轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)和示例計(jì)算，在相同的輸出速度下，管導(dǎo)的紗管速度比翼導(dǎo)高出14%。粗紗機(jī)耗電主要在紗管部分，因此翼導(dǎo)能較大降低耗電。根據(jù)有關(guān)資料，翼導(dǎo)粗紗機(jī)可節(jié)電20%。此外有關(guān)文獻(xiàn)指出：管導(dǎo)粗紗機(jī)紗管高速帶來(lái)的紡紗張力大，易造成斷頭和冒紗、成形不良等問(wèn)題，已成為進(jìn)一步高速的瓶頸。

現(xiàn)代粗紗機(jī)的發(fā)展，可望通過(guò)下列途徑解決翼導(dǎo)存在的問(wèn)題：

（1）設(shè)置高靈敏粗紗斷頭自停裝置，使粗紗斷頭迅速關(guān)車(chē)，不致產(chǎn)生斷頭飄逸；

（2）通過(guò)錠翼電機(jī)用能耗制動(dòng)裝置，進(jìn)一步保證瞬時(shí)停車(chē)，減少慣性轉(zhuǎn)動(dòng)；

（3）錠翼設(shè)計(jì)反向回轉(zhuǎn)，可減少壓掌對(duì)粗紗紗尾的切削，減少飛花；

（4）采用新型翼導(dǎo)錠翼，無(wú)錫成本紡機(jī)公司已開(kāi)發(fā)翼導(dǎo)專(zhuān)用的錠翼。

另外據(jù)有關(guān)專(zhuān)家觀點(diǎn)，采用反向錠翼回轉(zhuǎn)，使粗紗加S捻，配置細(xì)紗機(jī)常用Z捻，可使成紗減少毛羽?？傊茝V翼導(dǎo)可提高產(chǎn)量，減少能耗，前景良好。

翼導(dǎo)粗紗機(jī)早在20世紀(jì)70年代已有出現(xiàn)，安徽某紡機(jī)與德國(guó)共同開(kāi)發(fā)，已進(jìn)入市場(chǎng)，但未見(jiàn)使用報(bào)道，目前上海二機(jī)、河北太行也在研究開(kāi)發(fā)，期望攻克關(guān)鍵，早日實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

電腦控制的無(wú)錐輪多電機(jī)粗紗機(jī)是20世紀(jì)紡機(jī)制造的重要成就，它為粗紗機(jī)實(shí)行結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化、機(jī)電一體化、工藝合理化、紡紗張力自動(dòng)調(diào)整、開(kāi)關(guān)車(chē)同步運(yùn)行、車(chē)速自動(dòng)控制、防止粗紗細(xì)節(jié)、簡(jiǎn)化工藝調(diào)節(jié)等方面進(jìn)行改革和創(chuàng)新。為高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、省人、節(jié)能降低噪音創(chuàng)出了新的途徑。粗紗機(jī)的自動(dòng)落紗和粗細(xì)聯(lián)自動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)更為粗紗機(jī)全盤(pán)自動(dòng)化錦上添花。計(jì)算機(jī)上面板顯示，可實(shí)行人機(jī)對(duì)話(huà)、工藝、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、參數(shù)的控制和調(diào)整、儲(chǔ)存，實(shí)行生產(chǎn)管理自動(dòng)化。

近見(jiàn)中暉紡機(jī)廠(chǎng)將鐵砲粗紗機(jī)改成電腦無(wú)錐輪粗紗機(jī)的方案，效果接近新機(jī)，值得老廠(chǎng)考慮。

翼錠粗紗機(jī)具有筒紗轉(zhuǎn)速低等特點(diǎn)，能進(jìn)一步實(shí)行高產(chǎn)和低耗，電耗可降低20%，應(yīng)積極研究，開(kāi)拓發(fā)展。

本文可供紡紗廠(chǎng)開(kāi)拓視野，進(jìn)一步了解現(xiàn)代粗紗機(jī)機(jī)理和特性，用好新型粗紗機(jī)，也可供新機(jī)選型時(shí)擇優(yōu)，紡機(jī)廠(chǎng)設(shè)計(jì)研發(fā)新機(jī)作參考研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉榮清，金敏華，屠珍雪.粗紗機(jī)卷繞轉(zhuǎn)速數(shù)學(xué)模型的建立和應(yīng)用[J].上海紡織科技，2005（3）：10-12.

[2] 劉榮清.棉紡翼導(dǎo)粗紗機(jī)關(guān)鍵技術(shù)和轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)的探討[J].紡織導(dǎo)報(bào)，2011（5）：73-76.

[3] 劉榮清.變頻技術(shù)在紡織機(jī)械上的應(yīng)用[J].紡織器材，2013（3）（增刊）：52-54.

[4] 丁培章，劉榮清.細(xì)紗機(jī)可控硅能耗制動(dòng)裝置[J].上海紡織科技，1979（9）：1-2.

此外水平羅拉座均以?xún)A斜羅拉座代替，一般傾斜15°左右，以減小須條無(wú)捻包圍弧。

1.3 錠翼

1.3.1 兩排錠翼后高前低

目的是保持前后紗須導(dǎo)紗角一致，減少兩排粗紗定量差異，改善粗紗重量不勻率。

1.3.2 錠翼的改進(jìn)

為了適應(yīng)高速生產(chǎn)和落紗方便普遍使用懸掛式錠翼，為了減少氣流旋轉(zhuǎn)的影響，減少飛花和粘附，降低噪聲，采用全封閉錠管。錠翼材料采用鋁合金整體澆鑄，以減輕重量，節(jié)省能耗，也有報(bào)道在封閉錠翼空臂上端拐彎處開(kāi)孔，解決空臂易積花聚雜問(wèn)題。新型壓掌與錠臂一體連接，采用硬質(zhì)含金或碳纖維復(fù)合材料，可做到無(wú)靜電產(chǎn)生，耐磨、抗彎、光滑、不易積花。

早年我國(guó)首創(chuàng)錠翼頂端刻槽，增加羅拉至錠翼紗段的假捻，取得很好的效果。20世紀(jì)60年代推廣錠端加裝假捻器，以減少錠間假捻的變異。現(xiàn)代錠翼已普遍采用，可選用各種纖維合適的錠翼假捻器。

1.4 粗紗斷頭自停裝置

現(xiàn)代粗炒機(jī)普遍設(shè)置不可見(jiàn)光（紅外線(xiàn)）斷頭自停裝置，減少外來(lái)光的干涉。較完整的有：機(jī)后棉條斷頭 1 套、錠翼二排前側(cè)各 1 套（并有操作安全防護(hù)作用）、車(chē)面前后各一套，合計(jì) 5 套。

1.5 飛花、塵埃清潔裝置

現(xiàn)在粗紗機(jī)普遍采用上下羅拉回轉(zhuǎn)式絨罩，結(jié)合巡回式吹吸清潔裝置，保持牽伸部分和整機(jī)整潔，但耗能較多。FL200型粗紗機(jī)設(shè)置機(jī)后清掃槽，能把羅拉清潔絨帶的積花、塵埃刮下落入槽中，然后用運(yùn)輸帶送到機(jī)尾的槽內(nèi)。不少機(jī)型的龍筋設(shè)置設(shè)有機(jī)玻璃防飛花清潔罩（圖 6），由此可不用巡回吹吸裝置，減少能耗和噪聲。

1.6 自動(dòng)落紗裝置

現(xiàn)代粗紗機(jī)多數(shù)已裝備自動(dòng)落紗裝置，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、減少落紗停機(jī)時(shí)間、節(jié)約人工。

一般機(jī)型均采用半自動(dòng)落紗，落紗時(shí)將紗管向外側(cè)傾斜（龍筋極保持水平），落紗用人工，但機(jī)上落紗過(guò)程完全自動(dòng)化。

全自動(dòng)落紗有內(nèi)置式、外置式兩類(lèi)。內(nèi)置式裝置所有的部件都包括在機(jī)內(nèi)，落紗操作包括滿(mǎn)紗和空管儲(chǔ)放均由本機(jī)完成，無(wú)須外部協(xié)助，其優(yōu)點(diǎn)是落紗時(shí)間短，停車(chē)時(shí)間短，一般在 5 min左右。外置式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈活性大，落紗時(shí)下龍筋向車(chē)前方向移出，在機(jī)前自動(dòng)地取下滿(mǎn)紗，放空管，實(shí)現(xiàn)生頭開(kāi)車(chē)。

自動(dòng)落紗機(jī)實(shí)行落紗、換管、生頭、紡紗全盤(pán)自動(dòng)化。為了生頭自動(dòng)化，需采用氣動(dòng)引導(dǎo)穿接。豐田FL200采用空筒下部一段有固定毛刺，使壓掌更好地把紗尾卷在紗管上，使粗紗生頭更加可靠簡(jiǎn)單。該機(jī)還有頂管防止功能，可防止空管未放正確，造成部件損壞，發(fā)生頂管，龍筋即刻停止升降。

粗紗機(jī)推行定長(zhǎng)、定位、定向自動(dòng)落紗。天津宏大JWF1418機(jī)滿(mǎn)紗后采取在筒紗肩部打X形結(jié)的方式，進(jìn)行卷繞定形（圖 7），防止在運(yùn)輸過(guò)程和粗紗堆放時(shí)紗尾脫散、搭落，形成紗疵和飛花。

2 粗紗機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)和展望

2.1 粗紗機(jī)長(zhǎng)車(chē)的發(fā)展

早年粗紗機(jī)一般為80 ～ 100錠，以后逐步增加至120～ 140錠，那時(shí)錠數(shù)多、落紗時(shí)間長(zhǎng)，斷頭多，影響整機(jī)生產(chǎn)，效率除低，且與擋車(chē)工看錠能力有關(guān)?，F(xiàn)代粗紗機(jī)因卷裝容量大，同時(shí)采用自動(dòng)或半自動(dòng)落紗，落紗次數(shù)少，時(shí)間短，斷頭率也低，故每臺(tái)錠數(shù)有逐步增加趨勢(shì)。目前長(zhǎng)車(chē)一般都在140錠以上，例如青島賽特、上海二機(jī)為156錠，蘇拉（金壇）、Reiter F16/F36為192錠。但錠距多數(shù)為220 mm，表明采用自動(dòng)落紗以后，增大卷裝意義不大。

2.2 羅拉直徑有加大趨勢(shì)

早期粗紗機(jī)前后羅拉直徑用28 mm，二、三羅拉用的22 ～ 25 mm。隨著車(chē)速增大，加壓增加，牽伸倍數(shù)加大，目前四羅拉不少已采用32 mm × 32 mm × 28 mm × 32 mm，如青島賽特、滁洲華威、寧波同和、陜西航空、上海二機(jī)。豐田FL200三羅拉采用31.75 mm × 28.5 mm × 31.75 mm。加大羅拉直徑有利于減少羅拉彎曲，增強(qiáng)抗扭、防振能力，延長(zhǎng)使用壽命。

2.3 翼導(dǎo)粗紗機(jī)的展望

粗紗機(jī)有翼導(dǎo)、管導(dǎo)兩種傳動(dòng)方式，近百年來(lái)幾乎都用管導(dǎo)粗紗機(jī)。其主要原因是翼管的回轉(zhuǎn)方向和卷繞方向相反，粗紗機(jī)斷頭后，壓掌會(huì)吹削斷頭后卷裝的紗頭，產(chǎn)生飛花和飄頭，造成旁錠斷頭和紗疵。另外翼導(dǎo)紗管的轉(zhuǎn)速需隨卷繞直徑的加大而增加，容易造成大紗的不穩(wěn)定性。然而管導(dǎo)的紗管速度要比翼導(dǎo)高。根據(jù)作者對(duì)翼導(dǎo)粗紗機(jī)錠翼轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)和示例計(jì)算，在相同的輸出速度下，管導(dǎo)的紗管速度比翼導(dǎo)高出14%。粗紗機(jī)耗電主要在紗管部分，因此翼導(dǎo)能較大降低耗電。根據(jù)有關(guān)資料，翼導(dǎo)粗紗機(jī)可節(jié)電20%。此外有關(guān)文獻(xiàn)指出：管導(dǎo)粗紗機(jī)紗管高速帶來(lái)的紡紗張力大，易造成斷頭和冒紗、成形不良等問(wèn)題，已成為進(jìn)一步高速的瓶頸。

現(xiàn)代粗紗機(jī)的發(fā)展，可望通過(guò)下列途徑解決翼導(dǎo)存在的問(wèn)題：

（1）設(shè)置高靈敏粗紗斷頭自停裝置，使粗紗斷頭迅速關(guān)車(chē)，不致產(chǎn)生斷頭飄逸；

（2）通過(guò)錠翼電機(jī)用能耗制動(dòng)裝置，進(jìn)一步保證瞬時(shí)停車(chē)，減少慣性轉(zhuǎn)動(dòng)；

（3）錠翼設(shè)計(jì)反向回轉(zhuǎn)，可減少壓掌對(duì)粗紗紗尾的切削，減少飛花；

（4）采用新型翼導(dǎo)錠翼，無(wú)錫成本紡機(jī)公司已開(kāi)發(fā)翼導(dǎo)專(zhuān)用的錠翼。

另外據(jù)有關(guān)專(zhuān)家觀點(diǎn)，采用反向錠翼回轉(zhuǎn)，使粗紗加S捻，配置細(xì)紗機(jī)常用Z捻，可使成紗減少毛羽?？傊茝V翼導(dǎo)可提高產(chǎn)量，減少能耗，前景良好。

翼導(dǎo)粗紗機(jī)早在20世紀(jì)70年代已有出現(xiàn)，安徽某紡機(jī)與德國(guó)共同開(kāi)發(fā)，已進(jìn)入市場(chǎng)，但未見(jiàn)使用報(bào)道，目前上海二機(jī)、河北太行也在研究開(kāi)發(fā)，期望攻克關(guān)鍵，早日實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

電腦控制的無(wú)錐輪多電機(jī)粗紗機(jī)是20世紀(jì)紡機(jī)制造的重要成就，它為粗紗機(jī)實(shí)行結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化、機(jī)電一體化、工藝合理化、紡紗張力自動(dòng)調(diào)整、開(kāi)關(guān)車(chē)同步運(yùn)行、車(chē)速自動(dòng)控制、防止粗紗細(xì)節(jié)、簡(jiǎn)化工藝調(diào)節(jié)等方面進(jìn)行改革和創(chuàng)新。為高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、省人、節(jié)能降低噪音創(chuàng)出了新的途徑。粗紗機(jī)的自動(dòng)落紗和粗細(xì)聯(lián)自動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)更為粗紗機(jī)全盤(pán)自動(dòng)化錦上添花。計(jì)算機(jī)上面板顯示，可實(shí)行人機(jī)對(duì)話(huà)、工藝、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、參數(shù)的控制和調(diào)整、儲(chǔ)存，實(shí)行生產(chǎn)管理自動(dòng)化。

近見(jiàn)中暉紡機(jī)廠(chǎng)將鐵砲粗紗機(jī)改成電腦無(wú)錐輪粗紗機(jī)的方案，效果接近新機(jī)，值得老廠(chǎng)考慮。

翼錠粗紗機(jī)具有筒紗轉(zhuǎn)速低等特點(diǎn)，能進(jìn)一步實(shí)行高產(chǎn)和低耗，電耗可降低20%，應(yīng)積極研究，開(kāi)拓發(fā)展。

本文可供紡紗廠(chǎng)開(kāi)拓視野，進(jìn)一步了解現(xiàn)代粗紗機(jī)機(jī)理和特性，用好新型粗紗機(jī)，也可供新機(jī)選型時(shí)擇優(yōu)，紡機(jī)廠(chǎng)設(shè)計(jì)研發(fā)新機(jī)作參考研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉榮清，金敏華，屠珍雪.粗紗機(jī)卷繞轉(zhuǎn)速數(shù)學(xué)模型的建立和應(yīng)用[J].上海紡織科技，2005（3）：10-12.

[2] 劉榮清.棉紡翼導(dǎo)粗紗機(jī)關(guān)鍵技術(shù)和轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)的探討[J].紡織導(dǎo)報(bào)，2011（5）：73-76.

[3] 劉榮清.變頻技術(shù)在紡織機(jī)械上的應(yīng)用[J].紡織器材，2013（3）（增刊）：52-54.

[4] 丁培章，劉榮清.細(xì)紗機(jī)可控硅能耗制動(dòng)裝置[J].上海紡織科技，1979（9）：1-2.

此外水平羅拉座均以?xún)A斜羅拉座代替，一般傾斜15°左右，以減小須條無(wú)捻包圍弧。

1.3 錠翼

1.3.1 兩排錠翼后高前低

目的是保持前后紗須導(dǎo)紗角一致，減少兩排粗紗定量差異，改善粗紗重量不勻率。

1.3.2 錠翼的改進(jìn)

為了適應(yīng)高速生產(chǎn)和落紗方便普遍使用懸掛式錠翼，為了減少氣流旋轉(zhuǎn)的影響，減少飛花和粘附，降低噪聲，采用全封閉錠管。錠翼材料采用鋁合金整體澆鑄，以減輕重量，節(jié)省能耗，也有報(bào)道在封閉錠翼空臂上端拐彎處開(kāi)孔，解決空臂易積花聚雜問(wèn)題。新型壓掌與錠臂一體連接，采用硬質(zhì)含金或碳纖維復(fù)合材料，可做到無(wú)靜電產(chǎn)生，耐磨、抗彎、光滑、不易積花。

早年我國(guó)首創(chuàng)錠翼頂端刻槽，增加羅拉至錠翼紗段的假捻，取得很好的效果。20世紀(jì)60年代推廣錠端加裝假捻器，以減少錠間假捻的變異?，F(xiàn)代錠翼已普遍采用，可選用各種纖維合適的錠翼假捻器。

1.4 粗紗斷頭自停裝置

現(xiàn)代粗炒機(jī)普遍設(shè)置不可見(jiàn)光（紅外線(xiàn)）斷頭自停裝置，減少外來(lái)光的干涉。較完整的有：機(jī)后棉條斷頭 1 套、錠翼二排前側(cè)各 1 套（并有操作安全防護(hù)作用）、車(chē)面前后各一套，合計(jì) 5 套。

1.5 飛花、塵埃清潔裝置

現(xiàn)在粗紗機(jī)普遍采用上下羅拉回轉(zhuǎn)式絨罩，結(jié)合巡回式吹吸清潔裝置，保持牽伸部分和整機(jī)整潔，但耗能較多。FL200型粗紗機(jī)設(shè)置機(jī)后清掃槽，能把羅拉清潔絨帶的積花、塵埃刮下落入槽中，然后用運(yùn)輸帶送到機(jī)尾的槽內(nèi)。不少機(jī)型的龍筋設(shè)置設(shè)有機(jī)玻璃防飛花清潔罩（圖 6），由此可不用巡回吹吸裝置，減少能耗和噪聲。

1.6 自動(dòng)落紗裝置

現(xiàn)代粗紗機(jī)多數(shù)已裝備自動(dòng)落紗裝置，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、減少落紗停機(jī)時(shí)間、節(jié)約人工。

一般機(jī)型均采用半自動(dòng)落紗，落紗時(shí)將紗管向外側(cè)傾斜（龍筋極保持水平），落紗用人工，但機(jī)上落紗過(guò)程完全自動(dòng)化。

全自動(dòng)落紗有內(nèi)置式、外置式兩類(lèi)。內(nèi)置式裝置所有的部件都包括在機(jī)內(nèi)，落紗操作包括滿(mǎn)紗和空管儲(chǔ)放均由本機(jī)完成，無(wú)須外部協(xié)助，其優(yōu)點(diǎn)是落紗時(shí)間短，停車(chē)時(shí)間短，一般在 5 min左右。外置式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈活性大，落紗時(shí)下龍筋向車(chē)前方向移出，在機(jī)前自動(dòng)地取下滿(mǎn)紗，放空管，實(shí)現(xiàn)生頭開(kāi)車(chē)。

自動(dòng)落紗機(jī)實(shí)行落紗、換管、生頭、紡紗全盤(pán)自動(dòng)化。為了生頭自動(dòng)化，需采用氣動(dòng)引導(dǎo)穿接。豐田FL200采用空筒下部一段有固定毛刺，使壓掌更好地把紗尾卷在紗管上，使粗紗生頭更加可靠簡(jiǎn)單。該機(jī)還有頂管防止功能，可防止空管未放正確，造成部件損壞，發(fā)生頂管，龍筋即刻停止升降。

粗紗機(jī)推行定長(zhǎng)、定位、定向自動(dòng)落紗。天津宏大JWF1418機(jī)滿(mǎn)紗后采取在筒紗肩部打X形結(jié)的方式，進(jìn)行卷繞定形（圖 7），防止在運(yùn)輸過(guò)程和粗紗堆放時(shí)紗尾脫散、搭落，形成紗疵和飛花。

2 粗紗機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)和展望

2.1 粗紗機(jī)長(zhǎng)車(chē)的發(fā)展

早年粗紗機(jī)一般為80 ～ 100錠，以后逐步增加至120～ 140錠，那時(shí)錠數(shù)多、落紗時(shí)間長(zhǎng)，斷頭多，影響整機(jī)生產(chǎn)，效率除低，且與擋車(chē)工看錠能力有關(guān)。現(xiàn)代粗紗機(jī)因卷裝容量大，同時(shí)采用自動(dòng)或半自動(dòng)落紗，落紗次數(shù)少，時(shí)間短，斷頭率也低，故每臺(tái)錠數(shù)有逐步增加趨勢(shì)。目前長(zhǎng)車(chē)一般都在140錠以上，例如青島賽特、上海二機(jī)為156錠，蘇拉（金壇）、Reiter F16/F36為192錠。但錠距多數(shù)為220 mm，表明采用自動(dòng)落紗以后，增大卷裝意義不大。

2.2 羅拉直徑有加大趨勢(shì)

早期粗紗機(jī)前后羅拉直徑用28 mm，二、三羅拉用的22 ～ 25 mm。隨著車(chē)速增大，加壓增加，牽伸倍數(shù)加大，目前四羅拉不少已采用32 mm × 32 mm × 28 mm × 32 mm，如青島賽特、滁洲華威、寧波同和、陜西航空、上海二機(jī)。豐田FL200三羅拉采用31.75 mm × 28.5 mm × 31.75 mm。加大羅拉直徑有利于減少羅拉彎曲，增強(qiáng)抗扭、防振能力，延長(zhǎng)使用壽命。

2.3 翼導(dǎo)粗紗機(jī)的展望

粗紗機(jī)有翼導(dǎo)、管導(dǎo)兩種傳動(dòng)方式，近百年來(lái)幾乎都用管導(dǎo)粗紗機(jī)。其主要原因是翼管的回轉(zhuǎn)方向和卷繞方向相反，粗紗機(jī)斷頭后，壓掌會(huì)吹削斷頭后卷裝的紗頭，產(chǎn)生飛花和飄頭，造成旁錠斷頭和紗疵。另外翼導(dǎo)紗管的轉(zhuǎn)速需隨卷繞直徑的加大而增加，容易造成大紗的不穩(wěn)定性。然而管導(dǎo)的紗管速度要比翼導(dǎo)高。根據(jù)作者對(duì)翼導(dǎo)粗紗機(jī)錠翼轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)和示例計(jì)算，在相同的輸出速度下，管導(dǎo)的紗管速度比翼導(dǎo)高出14%。粗紗機(jī)耗電主要在紗管部分，因此翼導(dǎo)能較大降低耗電。根據(jù)有關(guān)資料，翼導(dǎo)粗紗機(jī)可節(jié)電20%。此外有關(guān)文獻(xiàn)指出：管導(dǎo)粗紗機(jī)紗管高速帶來(lái)的紡紗張力大，易造成斷頭和冒紗、成形不良等問(wèn)題，已成為進(jìn)一步高速的瓶頸。

現(xiàn)代粗紗機(jī)的發(fā)展，可望通過(guò)下列途徑解決翼導(dǎo)存在的問(wèn)題：

（1）設(shè)置高靈敏粗紗斷頭自停裝置，使粗紗斷頭迅速關(guān)車(chē)，不致產(chǎn)生斷頭飄逸；

（2）通過(guò)錠翼電機(jī)用能耗制動(dòng)裝置，進(jìn)一步保證瞬時(shí)停車(chē)，減少慣性轉(zhuǎn)動(dòng)；

（3）錠翼設(shè)計(jì)反向回轉(zhuǎn)，可減少壓掌對(duì)粗紗紗尾的切削，減少飛花；

（4）采用新型翼導(dǎo)錠翼，無(wú)錫成本紡機(jī)公司已開(kāi)發(fā)翼導(dǎo)專(zhuān)用的錠翼。

另外據(jù)有關(guān)專(zhuān)家觀點(diǎn)，采用反向錠翼回轉(zhuǎn)，使粗紗加S捻，配置細(xì)紗機(jī)常用Z捻，可使成紗減少毛羽?？傊茝V翼導(dǎo)可提高產(chǎn)量，減少能耗，前景良好。

翼導(dǎo)粗紗機(jī)早在20世紀(jì)70年代已有出現(xiàn)，安徽某紡機(jī)與德國(guó)共同開(kāi)發(fā)，已進(jìn)入市場(chǎng)，但未見(jiàn)使用報(bào)道，目前上海二機(jī)、河北太行也在研究開(kāi)發(fā)，期望攻克關(guān)鍵，早日實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

電腦控制的無(wú)錐輪多電機(jī)粗紗機(jī)是20世紀(jì)紡機(jī)制造的重要成就，它為粗紗機(jī)實(shí)行結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化、機(jī)電一體化、工藝合理化、紡紗張力自動(dòng)調(diào)整、開(kāi)關(guān)車(chē)同步運(yùn)行、車(chē)速自動(dòng)控制、防止粗紗細(xì)節(jié)、簡(jiǎn)化工藝調(diào)節(jié)等方面進(jìn)行改革和創(chuàng)新。為高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、省人、節(jié)能降低噪音創(chuàng)出了新的途徑。粗紗機(jī)的自動(dòng)落紗和粗細(xì)聯(lián)自動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)更為粗紗機(jī)全盤(pán)自動(dòng)化錦上添花。計(jì)算機(jī)上面板顯示，可實(shí)行人機(jī)對(duì)話(huà)、工藝、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、參數(shù)的控制和調(diào)整、儲(chǔ)存，實(shí)行生產(chǎn)管理自動(dòng)化。

近見(jiàn)中暉紡機(jī)廠(chǎng)將鐵砲粗紗機(jī)改成電腦無(wú)錐輪粗紗機(jī)的方案，效果接近新機(jī)，值得老廠(chǎng)考慮。

翼錠粗紗機(jī)具有筒紗轉(zhuǎn)速低等特點(diǎn)，能進(jìn)一步實(shí)行高產(chǎn)和低耗，電耗可降低20%，應(yīng)積極研究，開(kāi)拓發(fā)展。

本文可供紡紗廠(chǎng)開(kāi)拓視野，進(jìn)一步了解現(xiàn)代粗紗機(jī)機(jī)理和特性，用好新型粗紗機(jī)，也可供新機(jī)選型時(shí)擇優(yōu)，紡機(jī)廠(chǎng)設(shè)計(jì)研發(fā)新機(jī)作參考研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉榮清，金敏華，屠珍雪.粗紗機(jī)卷繞轉(zhuǎn)速數(shù)學(xué)模型的建立和應(yīng)用[J].上海紡織科技，2005（3）：10-12.

[2] 劉榮清.棉紡翼導(dǎo)粗紗機(jī)關(guān)鍵技術(shù)和轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)的探討[J].紡織導(dǎo)報(bào)，2011（5）：73-76.

[3] 劉榮清.變頻技術(shù)在紡織機(jī)械上的應(yīng)用[J].紡織器材，2013（3）（增刊）：52-54.

[4] 丁培章，劉榮清.細(xì)紗機(jī)可控硅能耗制動(dòng)裝置[J].上海紡織科技，1979（9）：1-2.