棉紡羅拉牽伸的發(fā)展和展望

劉榮清

(上海紡織工程學(xué)會，上海 200092)

?綜合述評

棉紡羅拉牽伸的發(fā)展和展望

劉榮清

(上海紡織工程學(xué)會，上海 200092)

為了優(yōu)選并創(chuàng)新羅拉牽伸系統(tǒng)，追溯了環(huán)錠紡細紗機牽伸系統(tǒng)的發(fā)展歷程，分析了建國以來牽伸系統(tǒng)在牽伸裝置、加壓機構(gòu)、集聚紡裝置、羅拉及其傳動機構(gòu)、膠輥、膠圈、膠圈銷及壓力棒和吸棉裝置等方面的發(fā)展進步；闡明羅拉牽伸的缺陷，即：摩擦傳動滑溜、膠圈內(nèi)凹、周期性機械波、扭振惡化等；分析取消上膠圈，采用磁力加壓裝置的現(xiàn)狀并進行展望。指出：傳統(tǒng)紡織技術(shù)應(yīng)跟上時代發(fā)展，積極采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新器材，實現(xiàn)紡紗技術(shù)的自動化、智能化、信息化、數(shù)字化和連續(xù)化。

環(huán)錠紡細紗機；牽伸系統(tǒng)；羅拉；膠輥；膠圈；上銷；下銷；加壓機構(gòu)；牽伸摩擦；負壓；磁力加壓

羅拉牽伸系統(tǒng)是環(huán)錠紡細紗機的核心和關(guān)鍵部分，其優(yōu)劣直接關(guān)系到成紗產(chǎn)質(zhì)量、能耗和效益。優(yōu)選、創(chuàng)新羅拉牽伸系統(tǒng)具有重要意義。

1 羅拉牽伸系統(tǒng)的發(fā)展沿革

建國以前我國沒有完善的紡機制造體系，紡紗主機設(shè)備幾乎全部依賴進口，以歐美、日本、瑞士為主，機型復(fù)雜，設(shè)備落后。這一時期，細紗機開始用簡單的三羅拉牽伸，其前、中、后羅拉采用自重加壓，牽伸倍數(shù)約為10倍。20世紀50年代改用膠圈牽伸，前、中羅拉兩側(cè)合用黑魚錘自重加壓，以生產(chǎn)中、粗號棉紗為主，雙膠圈牽伸有日東式、卡氏式(Casablanca)等，牽伸倍數(shù)約為20倍。建國以后，國產(chǎn)細紗機問世，先后生產(chǎn)1系列和A系列細紗機，如1291、1301型，為三羅拉雙短膠圈，1292、1302型為三羅拉單膠圈，1293M、1293N、1294C、1294D型為四羅拉長短膠圈。牽伸倍數(shù)可達20倍～40倍。A系列(A512、A513等型)細紗機均采用三羅拉長短膠圈，彈簧搖架加壓，牽伸倍數(shù)最高可達50倍，并適應(yīng)化纖紡紗。1959年，個別工廠曾采用雷柄林專利——彈簧膠圈銷和綜合式大牽伸；大躍進時期曾在上海國棉一廠、北紡工廠建立四羅拉超大牽伸試驗車間，但均未取得理想效果。文革以后，曾一度開展雙短膠圈銷的改進熱潮，將L型上銷改為K2型上銷等，取得一定效果。

改革開放以來，我國紡織工業(yè)取得了長足進步，制造細紗機的企業(yè)已有數(shù)十家，機型更多。當(dāng)前國際通用的彈簧加壓、氣加壓三羅拉長短膠圈等牽伸裝置已成為主流，能適應(yīng)棉、化纖或混紡，長度為65 mm以下的纖維，牽伸倍數(shù)一般可達60倍～80倍。國產(chǎn)牽伸系統(tǒng)器材都有很大創(chuàng)新和發(fā)展，接近國外一般水平。

2 牽伸系統(tǒng)主要發(fā)展和進步

牽伸系統(tǒng)泛指羅拉牽伸裝置、羅拉加壓機構(gòu)、上下羅拉傳動機構(gòu)、膠輥及膠圈、上下膠圈銷、下膠圈張力架、集聚紡附加裝置、斷頭吸棉裝置等。

2.1 牽伸裝置

搖架牽伸裝置主要優(yōu)點是安裝、使用、調(diào)整、管理方便，上羅拉(上膠輥、上膠圈)連接在一起，加壓、卸壓方便，不如日東式將膠圈架騎放于下羅拉頸上，產(chǎn)生因膠圈架磨滅改變前鉗口位置高低而導(dǎo)致的一系列問題。此外，采用長短膠圈設(shè)計，設(shè)置下膠圈張力架，可以保持下膠圈張力，減少上下膠圈的內(nèi)凹；采用上托式階梯下銷，可強化纖維變速點前移。搖架加壓原先存在的上下羅拉平行度差、加卸壓不便等問題，通過相應(yīng)改進，現(xiàn)已解決。為了加強后牽伸區(qū)摩擦力場對纖維的控制，使后區(qū)牽伸倍數(shù)或總牽伸倍數(shù)有所提高，可采用V型牽伸，將后羅拉抬高約半個羅拉直徑并適當(dāng)前移，形成后膠輥25°的V形后傾角和后包圍弧，對成紗質(zhì)量有利。

2.2 加壓機構(gòu)

現(xiàn)代牽伸系統(tǒng)淘汰傳統(tǒng)的重錘直接加壓和橫桿間接加壓，解決了設(shè)備笨重、耗材大、卸壓難、管理不便等系列問題。當(dāng)前主要采用螺旋彈簧加壓、空氣加壓和板簧加壓3種型式。

2.2.1 螺旋圓柱彈簧加壓搖架

螺旋圓柱彈簧(以下簡稱圈簧)加壓使用最早，推行面最廣，結(jié)構(gòu)較簡單，售價較低，但彈簧參數(shù)如直徑、螺距、壓縮長度及其材質(zhì)，搖架軸的高度、角度、羅拉加壓后的撓度等均影響羅拉壓力大小[1]。因此，易產(chǎn)生錠間壓力變異，破壞穩(wěn)定；弱壓力的錠子對產(chǎn)品質(zhì)量影響很大。此外圈簧占用體積大、產(chǎn)生壓力較?。徽{(diào)節(jié)壓力時，前、中、后區(qū)相互影響；壓力調(diào)整常用色塊改變進行微調(diào)整，不能單獨調(diào)節(jié)，導(dǎo)致錠間壓差大；另外，彈簧易老化、衰退、變形，改進方向為采用直壓式可單獨無級調(diào)整。

2.2.2 空氣加壓搖架

空氣加壓搖架(簡稱氣加壓搖架)是繼圈簧加壓搖架后發(fā)展的新的搖架加壓方式，屬軟彈性加壓，吸振能力強、加壓穩(wěn)定可靠。可方便無級調(diào)節(jié)加壓，滿足紡紗要求。其壓力變化可定量顯示，并能實現(xiàn)半釋壓和全釋壓。新型氣加壓已采用氣囊直接加壓，早期開關(guān)車氣壓不穩(wěn)定問題已基本解決；但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，需有一個凈化壓縮空氣的供氣系統(tǒng)，包括空壓機、儲氣筒、油水分離器、減壓閥、安全閥等，雖供氣不多，但耗能不少。每錠投資費用約是彈簧搖架的2倍，總成本較高。

2.2.3 板簧加壓搖架

板簧加壓搖架開發(fā)較早，現(xiàn)已成為成熟技術(shù)，國內(nèi)外均有生產(chǎn)。新型板簧搖架示意見圖1。

新型板簧搖架每檔膠輥都由一個獨立單元組成，壓力傳遞無摩擦損耗，板簧形變產(chǎn)生壓力直接施加于膠輥與羅拉，沒有橫向分力。板簧材質(zhì)好、剛性大、壓力穩(wěn)定可靠，不易疲勞變形，使用壽命長；在相同壓力下，板簧的彈性變形約是圈簧的8%～10%，采用較寬的握持距和精密制造，確保上下羅拉平行度；但調(diào)壓范圍較小，一般設(shè)計壓力偏大。板簧要求采用特種鋼材制做，售價比圈簧搖架超出數(shù)倍。

當(dāng)前，3種搖架各有利弊，但從發(fā)展來看，板簧搖架具有較強生命力和發(fā)展前途。不論采用何種搖架必須加強管理，揚長避短，定期檢查調(diào)整，保持良好的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。筆者建議在每錠受力端部加裝壓力傳感器，實現(xiàn)低壓顯示或報警，確保單錠或每只搖架壓力始終處于控制狀態(tài)。

2.3 集聚紡裝置

20世紀80年代研制的集聚紡裝置(早期叫緊聚紡裝置)是牽伸系統(tǒng)的重大創(chuàng)新，對減少成紗毛羽，提高強力具有良好的效果?，F(xiàn)今除中、粗號紗、起絨用紗無需推廣外，一般都宜采用。

集聚紡裝置型式較多，可歸結(jié)為負壓式和機械式兩大類。負壓式又有網(wǎng)格圈式、打孔膠圈式和集聚塵籠式3種。網(wǎng)格圈式又分為三羅拉和四羅拉兩種，各有特點：負壓式原理相同，均是通過吸風(fēng)裝置形成膠圈負壓，使邊緣纖維以擬定的軌跡向中心集聚，形成結(jié)構(gòu)緊密、毛羽少的細紗。機械式則通過磁力加壓全封閉集束器實現(xiàn)集聚效果，集束器底面形狀與前羅拉表面相吻合、無間隙，在無牽伸區(qū)逐步收縮須條形成緊密紗。機械式集聚紡裝置結(jié)構(gòu)較簡單，但不適合特細號紗使用，其以瑞士羅卡斯(Rocas)為代表，國內(nèi)華裕紡機有限公司[2]、宜興貝特爾紡織機械有限公司也有類似產(chǎn)品[3]。

集聚紡裝置仍有發(fā)展和改進的空間，有關(guān)研究資料較多，這里不贅述。

2.4 羅拉及其傳動機構(gòu)

羅拉及其傳動機構(gòu)數(shù)十年來取得了很大進步。首先，為了適應(yīng)重加壓、高負荷運轉(zhuǎn)，羅拉直徑從早期22 mm、23 mm加大至25 mm甚至27 mm，目前，青澤(Zinzer)、馬佐里(Marzoli)羅拉直徑為30 mm。老機每節(jié)羅拉錠數(shù)一般為8錠，為了減少每節(jié)中間錠子加壓后，后羅拉撓度加大，對羅拉加壓、彎曲的影響，國內(nèi)新機已改為6錠，但國外細紗機仍保持8錠。而為減少須條無捻包圍弧，羅拉座已從早期35°改為45°。

當(dāng)代細紗機由于材質(zhì)改進，制造工藝、熱處理方法等的進步，羅拉彎曲、偏心減少，不少企業(yè)已能制造高精度無機械波羅拉，如常州同和紡機等，為羅拉增速、加長、防振創(chuàng)造了基礎(chǔ)。多錠長車對提高勞動生產(chǎn)率、降低成本、增加效率極為有利，目前青澤公司的Zinzer72型細紗機錠數(shù)最多，已達3 016錠，據(jù)介紹成本可減少11%，長車對羅拉要求較高，否則容易產(chǎn)生斷頭和錠間質(zhì)量變異，必須采取車頭、車尾兩側(cè)羅拉同步驅(qū)動；而豐田長錠細紗機則采用頭、中、尾3處同步驅(qū)動。

新型細紗機配置三根羅拉，分別用伺服電機獨立驅(qū)動，通過電腦對后羅拉速度進行調(diào)整，生產(chǎn)粗節(jié)或粗細節(jié)竹節(jié)紗、異號紗；通過對中羅拉速度的控制，實現(xiàn)停、開或變化，用兩根異色粗紗可生產(chǎn)各種款式的彩紗，國內(nèi)外企業(yè)都有研制可供用戶選配。羅拉單獨傳動還可做到無級調(diào)節(jié)線密度偏差，而無需調(diào)節(jié)，并節(jié)省能耗，減少羅拉扭矩和扭振。

細紗前后羅拉有直齒、斜齒(螺旋形)兩種，溝槽的齒形有等節(jié)距和不等節(jié)距之分，可按加工纖維選用。筆者建議制造人字形溝槽羅拉，以確保纖維在溝槽表面中間輸出。

2.5 膠輥與膠圈

膠輥即牽伸上羅拉，早年稱“皮輥”，用高檔小牛皮作表層，內(nèi)襯純羊毛呢套與鑄鐵心軸膠接再上膠而成，工藝復(fù)雜、保養(yǎng)困難，成本高且易損壞。20世紀50年代后期試用聚氯乙烯管材套制，表面上膠，但壽命不長，易磨損中凹；80年代改用丁腈膠代替，并使用小套差、鋁襯管等工藝，膠輥軸承從滾動軸承改為滾柱軸承；表面處理也從酸處理、生漆處理改為碳黑處理、抗靜電涂料處理等；21世紀由丁腈橡膠和金屬氧化物交聯(lián)加抗靜電型增塑劑制成的免處理或微處理膠輥，已擴大使用，效果良好。

膠輥要求有較好的彈性和回彈性，較小的變形量和較大的握持力，但這些要求互相矛盾。有企業(yè)將膠圈鐵輥(中鐵輥)用直徑相同或稍大的中膠輥代替，可增加握持力，減少滑溜，對條干有利。

緒森公司推薦采用不同彈性體組成的夾層式膠輥，能提高耐磨性，增加使用壽命。我國近期有聚氨酯膠輥面世，其特點是彈性好，但耐磨性、摩擦性能尚待考驗。

膠圈也是由皮圈發(fā)展而來，目前由丁腈橡膠和簾子線構(gòu)成。內(nèi)層為壓縮層，與膠圈銷接觸，要求光潔，不粘附纖維，抗張力和抗彎曲性能好，不易老化且耐油污，抗靜電和纏繞。中層為強力層，要求不變形，耐撕裂，尺寸穩(wěn)定。

噴氣渦流紡、賽絡(luò)菲爾紡因無橫動裝置，對膠輥膠圈耐磨性提出更高要求，膠輥制造企業(yè)應(yīng)研制新的高分子材料。

2.6 膠圈銷和壓力棒

近年來國內(nèi)已研發(fā)多種型式的碳纖維上銷，保持上下膠圈有效地接觸，增強對纖維的控制，改善上銷前沿與中下羅拉的平行度。也有制造廠將上銷加長3 mm～4 mm，稱大前沖上銷，以減小牽伸浮游區(qū)長度，對紡純棉條干有利。新T形下銷將平面寬度由8 mm改為5 mm，厚度從3 mm減為2 mm，加強中部摩擦力場，對改善條干，減少細節(jié)有利[4]。

牽伸區(qū)附加壓力棒是我國的創(chuàng)舉，可以附加摩擦力場，減少對牽伸不利的羅拉反包圍弧，加強對纖維的控制，使變速點集中和前移，對紗線條干有益；但必須強調(diào)的是，壓力棒安放位置要適當(dāng)，高低要統(tǒng)一，否則會造成錠間牽伸效率不一致，甚至出現(xiàn)硬頭致使條干惡化。壓力棒安裝形式[5]有前區(qū)和后區(qū)兩種，前區(qū)上銷帶壓力棒、下銷帶壓力棒等。德國緒森公司采用壓力棒與隔距塊鑲嵌組合在一起的形式，見圖2。

2.7 吸棉裝置

細紗吸棉裝置影響斷頭、飛花、紗疵、用電、落棉及操作勞動強度等，是牽伸系統(tǒng)的重要器材。傳統(tǒng)車間的集體吸落棉裝置因其耗電量大，開關(guān)車不同步，斷頭不易控制，一旦有火患，容易波及相鄰機臺等原因，已基本淘汰?，F(xiàn)代細紗機采用單電機驅(qū)動，吸棉箱安裝有負壓自動控制系統(tǒng)，可自動報警及時處理落棉，保持吸口真空度基本穩(wěn)定，提高吸棉效率，長車推行車前、車后單獨配置吸棉系統(tǒng)，以節(jié)省用電，提高吸棉效率。有報導(dǎo)稱，青澤1 200錠長車細紗機老機車頭用1臺10 kW吸棉電機，現(xiàn)車頭、車尾改用兩臺2.2 kW吸棉電機，可節(jié)省用電約50%。

值得推薦的是瑞士立達(Rieter)公司發(fā)明的獲國家能源獎的新型Ecorized吸棉管[6]。其外形和效果見圖3和圖4。它設(shè)計巧妙，正常紡紗時吸棉管開口較小，不斷頭時單錠吸棉功率可降低50%(3.5 kW)，斷頭后開口放大，正常吸棉，還可優(yōu)化設(shè)計與吸棉變頻電機結(jié)合控制，效果更顯著。

3 羅拉牽伸的缺點

羅拉牽伸已存在近百年，是成熟的牽伸方式，特別適合紡制細特和特細線密度產(chǎn)品，存在主要問題是條干不勻，與自由端紡紗的轉(zhuǎn)杯紡、噴氣渦流紡、摩擦紡等有差距。根據(jù)Bruk/Trommer的研究，轉(zhuǎn)杯紡的條干不勻率是同類環(huán)錠紡的75%[7]；歷屆USTER統(tǒng)計值可知，轉(zhuǎn)杯紡紗與環(huán)錠紡紗同類產(chǎn)品條干CV值的比較也可明顯看到這一點，分析主要原因有以下幾點。

3.1 上下羅拉摩擦傳動存在滑溜和膠圈內(nèi)凹

雙膠圈裝置摩擦傳動上羅拉和上膠圈，在傳遞點產(chǎn)生一定程度的摩擦損失，必然產(chǎn)生一定的滑溜[8]。在牽伸區(qū)無纖維時也會產(chǎn)生滑溜，據(jù)測試其滑溜率在4%～10%，紡紗時，在牽伸力作用下，滑溜變異更加明顯。圖5～圖8分別比較有無纖維、上羅拉加壓、下羅拉表面狀態(tài)、后牽伸倍數(shù)大小對滑溜率的影響。圖中OH62、OH2022表示兩種SKF膠圈架。

由此可見，纖維有無、上羅拉加壓、下羅拉表面狀態(tài)、后牽伸倍數(shù)大小、牽伸力大小等均影響膠輥和膠圈的滑溜和牽伸效率。

在紡紗狀態(tài)下，前中、中后會有兩個牽伸力。牽伸力大有利于纖維在牽伸中伸直平行度的提高和彎鉤纖維的伸直，對成紗強力有利；但在羅拉握持力不足的情況下，后區(qū)牽伸力過大會使后膠輥前向滑移、后膠輥增速，后牽伸倍數(shù)減小，紡紗效率降低，線密度增大，重量不勻率加大，甚至出現(xiàn)出硬頭、斷頭、紗疵增加等。前區(qū)牽伸力加大會造成前膠輥后向滑移，轉(zhuǎn)速減小，同樣出現(xiàn)上述問題。此時若將前后區(qū)隔距放大，后牽伸加大(遠離臨界牽伸)，前鉗口隔距片加大或減小粗紗捻度等都可以減小牽伸力，減輕或消除不良影響。膠圈(中羅拉)加壓后，一般因握持力較大不易產(chǎn)生轉(zhuǎn)速變異，出硬頭時條干CV值往往變化不大，但粗節(jié)明顯增加，成紗強力反而增加。唯一可靠的解決牽伸力過大、上羅拉過度變異的方法是增加中、后羅拉加壓，提高握持力，但會增加羅拉負荷，產(chǎn)生一系列問題。

由此可見，膠輥、膠圈摩擦傳動產(chǎn)生的滑溜問題是羅拉牽伸的主要癥結(jié)。

此外，盡管采用上托和下壓等措施，摩擦傳動形成膠圈松邊側(cè)內(nèi)凹也是不可避免的。內(nèi)凹產(chǎn)生摩擦力場的不足，會形成對牽伸須條的弱控制，增加條干不勻。

3.2 羅拉、膠輥偏心、彎曲、變形惡化條干不勻率

上下羅拉偏心、彎曲和變形，均會使羅拉對纖維握持點前后移動，從而使羅拉輸出長度發(fā)生瞬時或周期性變化，雖然握持點移距不大，但對每一回轉(zhuǎn)羅拉或膠輥而言，足夠?qū)е聴l干不勻率加大。膠輥變形后可縮短浮游區(qū)距離，改善條干不勻，紡棉效果較顯著。因此，采用低硬度膠輥可彌補變形造成的附加不勻，但膠輥硬度太小，膠輥加壓后形成準橢圓形狀態(tài)。膠輥一轉(zhuǎn)可產(chǎn)生兩個粗節(jié)和兩個細節(jié)的典型波譜圖，對條干極為不利[9]。除上面形成握持點移動的不勻外，還會形成微觀的轉(zhuǎn)速和線速度變異，造成微觀的牽伸倍數(shù)周期性變化，使條干不勻。

3.3 羅拉、膠輥動態(tài)偏心、彎曲形成周期性機械波

環(huán)錠紡羅拉、膠輥最常見的周期性機械波及其條干不勻率與動態(tài)偏心、彎曲程度、羅拉轉(zhuǎn)速、羅拉撓度、潤滑狀態(tài)呈正相關(guān)，一般有規(guī)律性，對成紗和后加工產(chǎn)品危害最大，而這些在自由端紡紗中一般不會出現(xiàn)。

3.4 后羅拉扭振惡化致條干不勻

后羅拉扭振形成的原因比較復(fù)雜，它與羅拉加壓太重、扭矩過大、羅拉長度過長、羅拉摩擦阻力過大、纖維牽伸力過大和羅拉軸潤滑不良等有關(guān)。在紡差別化化纖和中粗號紗時更容易產(chǎn)生；嚴重時可目測車尾后羅拉間隙抖動和停頓，造成條干惡化和紗疵，甚至羅拉接頭處松脫等。

4 羅拉牽伸系統(tǒng)創(chuàng)新和發(fā)展展望

4.1 牽伸裝置改進

基于膠圈摩擦傳動的多種缺點，筆者認為取消上膠圈對消除條干隱患是有利的。20世紀80年代上海部分工廠曾做過無上膠圈牽伸試驗，條干有所改善，但牽伸力降低，使成紗強度降低。2012年程登木先生創(chuàng)制的JF-120型聚纖紡細紗牽伸系統(tǒng)[10]，也是去掉上膠圈，下膠圈與集聚紡相似，通過負壓網(wǎng)格圈和控制棒實現(xiàn)對須條的變細控制，使纖維的變速點更靠前、更穩(wěn)定、更集中。據(jù)介紹成紗條干顯著改善，可低于USTER統(tǒng)計值5%的水平，毛羽也有所減少。該裝置在網(wǎng)格圈上置放壓力棒，可加強纖維的摩擦力場，保持一定的牽伸力；較徹底地解決了雙膠圈內(nèi)凹和牽伸力過大，導(dǎo)致膠輥滑溜問題。該裝置在2012年上海國際紡機展運行正常，但現(xiàn)場飛花較多，須條有跳出壓力棒的問題，成紗強度也有所下降。筆者認為可參考并條機牽伸裝置，加裝下壓式回轉(zhuǎn)壓力棒，適當(dāng)提高牽伸力，并研究網(wǎng)格圈吸口截面形態(tài)，優(yōu)化牽伸變細曲線。2015年國際紡機展，南通金馳紡機也有類似裝置展出，取消了上膠圈并簡化牽伸機構(gòu)，可節(jié)約用電；為了減少毛羽并增加強力，可在此基礎(chǔ)上在前區(qū)加裝類似RoCos磁力加壓集棉器。當(dāng)前該改進還不夠成熟，但方向可圈可點，有待業(yè)內(nèi)有興趣人士進一步研究。

牽伸系統(tǒng)條干的改善，為擴大牽伸倍數(shù)創(chuàng)造條件，為前紡加重定量，甚至實現(xiàn)棉條喂入的超大牽伸創(chuàng)造條件，具有重大經(jīng)濟意義；至于取消上膠圈后紗線強力略為降低，可采用適當(dāng)增大牽伸力，增加纖維伸直度來補償，況且強力問題不是當(dāng)前需要關(guān)注的主要問題。

4.2 牽伸加壓的改進——磁力加壓的可行性

磁力加壓是一種新型加壓方式，它利用磁體產(chǎn)生的磁力線在上下羅拉間構(gòu)成的回路產(chǎn)生吸力，實現(xiàn)加壓效果。磁力僅存在于上下羅拉間，下羅拉承受的荷重僅是上羅拉的荷重，因此無需復(fù)雜的加壓結(jié)構(gòu)，羅拉、軸承、機面受力大幅減輕，從而避免重負荷帶來的機械磨損、羅拉彎曲、變形、扭振、機架要求高、耗電大等一系列問題。磁力加壓在20世紀80年代初期，一度用于細紗機后上羅拉，稱之為磁性大鐵輥，其不足之處是上下羅拉的壓力會隨其間隙的加大而降低，當(dāng)喂入粗紗定量大時，壓力會減小，不符合紡紗工藝要求。此外，由于當(dāng)時磁體材料易損壞，磁力易衰退，需定期充磁等問題，導(dǎo)致磁力加壓技術(shù)停滯。

隨著計算機信息產(chǎn)業(yè)、航天航空、新能源、軍工新電機等前沿科技的發(fā)展，磁性材料獲得驚人的突破，稀土永磁材料已成為當(dāng)前的主體，早年用作大鐵輥的鋇鐵氧體、鍶鐵氧體已趨淘汰。稀土永磁釤鈷(SmCo)永磁體和釹鐵硼(NdFeB)永磁體磁能積在27 Goe～50 Goe，被稱為永磁王。它比20世紀90年代使用的磁鋼的磁性高100多倍，比鐵氧體、鋁鎳鈷磁體性能優(yōu)異很多，比鉑鈷合金的磁性還高出一倍，新型稀土永磁材料的發(fā)展為磁力加壓奠定了基礎(chǔ)。

磁體的性能指標有：磁感應(yīng)強度、矯頑力、最大磁能積等。磁體的材料已從原先粉末燒結(jié)發(fā)展為合金和陶瓷鍍層等多種。

紡紗四種加工型式與膠輥間隙的關(guān)系曲線如圖9所示[11]。

由圖9可見，如果工作間隙在A點以上，磁力加壓的壓力也有足夠保證，新的永磁材料使A點不斷上升，使磁力加壓的可靠性更高，從而代替其他加壓方式。目前，磁力加壓因永磁材料價格高、產(chǎn)量低受到限制；但隨著科技發(fā)展，這種現(xiàn)象必將改變，在紡織行業(yè)擴大使用，前景看好?，F(xiàn)今磁力加壓已用于RoCos集聚紡集束器、織機磁力引緯器等，筆者建議大力研發(fā)牽伸系統(tǒng)的磁力加壓，盡早擺脫細紗機“重負荷”的局面。

5 結(jié)語

5.1 追溯環(huán)錠紡細紗機牽伸系統(tǒng)的發(fā)展歷程，有利于創(chuàng)新發(fā)展。棉紡牽伸系統(tǒng)自建國以來成績不小，但至今還未擺脫學(xué)仿模式，缺乏品牌產(chǎn)品和創(chuàng)新動力，自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品不多。

5.2 目前牽伸裝置、加壓機構(gòu)等存在多種型式，應(yīng)容許其在發(fā)展中成長、改進、競爭、淘汰。遺憾的是，雙膠圈牽伸裝置數(shù)十年來并未有大的發(fā)展。

5.3 紡織技術(shù)應(yīng)適應(yīng)時代的發(fā)展，應(yīng)大力采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新器材，實現(xiàn)自動化、智能化、信息化、數(shù)字化和連續(xù)化。

5.4 應(yīng)積極支持研發(fā)無上膠圈負壓引導(dǎo)的新型牽伸裝置和稀土永磁材料的新型磁力羅拉加壓機構(gòu)。

[1] 劉榮清，李學(xué)成，呂德根.搖架加壓機構(gòu)的發(fā)展和展望[C]//“經(jīng)緯股份杯” 2007年全國環(huán)錠細紗機科技創(chuàng)新及紡紗器材、專件應(yīng)用技術(shù)交流研討會論文集.咸陽:全國紡織器材科技信息中心，2007.

[2] 紹興華裕紡機有限公司.產(chǎn)品說明書[Z].

[3] 宜興貝特爾紡織機械有限公司.產(chǎn)品說明書[Z].

[4] 劉榮清.棉紗條干不勻分析與控制[M].北京:中國紡織出版社，2007:103-104.

[5] 劉全新，劉寧，寧煥英.現(xiàn)代細紗牽伸機構(gòu)利用壓力棒的回顧與探討:兼析壓力棒的多種定位方式及特點[J].紡織器材，2014，41(3):47-56.

[6] 瑞士立達公司.技術(shù)資料[Z].2013.

[7] 瑞士立達公司.Brunk/Trommer立達紡紗手冊:5冊[Z].

[8] Bay.E，Baier.F，SKF紡織機械公司(德國).現(xiàn)代環(huán)錠紡紗工藝術(shù)對牽伸系統(tǒng)的要求[J].國際紡織導(dǎo)報，1998(4):9-13.

[9] 劉榮清，王柏潤.棉紡試驗[M].北京:紡織工業(yè)出版社，1981:227-228.

[10] 程登木.略談JXF-120型聚纖紡細紗機牽伸系統(tǒng)[C]//“經(jīng)緯股份杯”2012’“強專件、促設(shè)備、為行業(yè)”技術(shù)進步和創(chuàng)新經(jīng)驗研討會論文集.咸陽:全國紡織器材科技信息中心，2012:78-83.

[11] 中國紡織大學(xué)棉紡教研室.棉紡學(xué):下冊[M].2版.北京:紡織工業(yè)出版社，2001:189-190.

The Development and Prospect of Cotton Rollers

LIU Rongqing

(Shanghai Textile Engineering Assn.,Shanghai 200092,China)

To select and innovate the drafting system, the history of ring spinning frame drafting system,and the progresses of drawing device,pressure mechanism,compact spinning device,roller and its transmission mechanism,cots and aprons and apron pins and the pressure rod and a suction device and such since the founding of new China are reviewed with the description of the defects of drafting including the friction drive slippery and aprons in concave and periodic mechanical wave and torsion vibration deterioration.Analysis is made on the current status and prospect of replacing top apron with the magnetic pressure device.It is pointed out that the traditional textile technology should keep up with the times in new technology,new equipment,new accessories for the automation,intelligentization,informationization,digitalization and continuous operation of spinning technology.

ring spinning frame;drafting system;roller;cot;apron;top apron;bottom apron;pressurizing mechanism;drawing friction;negative pressure;magnetic pressurizing

2015-04-28

劉榮清(1934—)，男，江蘇無錫人，教授級高級工程師，主要從事紡紗工藝、產(chǎn)品及測試應(yīng)用方面的研究。

TS103.11+4

A

1001-9634(2016)06-0052-06