采用個(gè)性定制解決環(huán)錠紡細(xì)紗錠子用塑料經(jīng)紗筒管使用難題

戴云卿

(浙江三友塑業(yè)股份有限公司，浙江 臺(tái)州　318059)

0　引言

環(huán)錠紡細(xì)紗錠子用塑料經(jīng)紗筒管(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“經(jīng)紗管”)，落紗時(shí)拔管困難、紡紗時(shí)跳管的問(wèn)題一直困擾著紡織企業(yè)，盡管有紡織企業(yè)推廣使用集落小車(chē)，也不能保證百分之百順利拔管和留頭，加之勞動(dòng)力成本上升，如何生產(chǎn)出既有利于拔管又不產(chǎn)生跳管的經(jīng)紗管，是擺在專(zhuān)業(yè)紗管制造企業(yè)面前一道難題[1]。

經(jīng)過(guò)近五年調(diào)查研究、深入紡織企業(yè)，與一線擋車(chē)工一起查擺問(wèn)題，分析紗管在使用中牢錠和跳管產(chǎn)生的原因，結(jié)合紗管制造過(guò)程中的技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)，尋找解決問(wèn)題的方法。現(xiàn)將我公司的意見(jiàn)和建議以及具體做法分享給廣大紡織同仁，使紗管既不會(huì)產(chǎn)生跳管、浮管、“牢錠”，又能在始紡時(shí)易起紗、不脫紗，拔管容易、插管方便。

1　紡織企業(yè)使用經(jīng)紗管現(xiàn)狀

目前，盡管鋁套管錠子和集落技術(shù)在廣泛推廣，但環(huán)錠紡細(xì)紗錠子的用量仍占國(guó)內(nèi)錠子總量的80%以上。環(huán)錠紡細(xì)紗錠子在使用中無(wú)法實(shí)現(xiàn)集體落紗仍然是不爭(zhēng)的事實(shí)(當(dāng)然，有部分主機(jī)廠和紡織企業(yè)對(duì)環(huán)錠紡細(xì)紗錠子進(jìn)行改造后，實(shí)現(xiàn)了集體落紗，如淮安百隆，浙江益利隆等)，還是需要擋車(chē)工逐只拔出和插入，如果出現(xiàn)個(gè)別紗管“牢錠”嚴(yán)重，拔管困難，細(xì)紗擋車(chē)工和專(zhuān)業(yè)落紗工的勞動(dòng)強(qiáng)度將隨之加大。加之有的企業(yè)為了降低用工成本，已完全取消了維護(hù)和保養(yǎng)紗管這道工序，連最簡(jiǎn)單的紗管余紗處理工作也沒(méi)有進(jìn)行，更談不上紗管每年周期性的錠位檢驗(yàn)和振程檢驗(yàn)，這便加重了落紗時(shí)拔管的難度，也會(huì)使斷頭率升高。尤其是新塑料紗管在使用1 a～2 a后，錠桿的錠尖部位和紗管的管芯(俗稱(chēng)“天眼”)接觸部位會(huì)更加緊密，密合面更加充分，當(dāng)紡制以化纖、混紡為主的粗號(hào)紗時(shí)，對(duì)車(chē)間溫濕度未做嚴(yán)格控制，除塵裝置不理想，車(chē)間內(nèi)飛塵較多，甚至?xí)霈F(xiàn)與紗管管芯接觸部位的錠桿發(fā)“澀”的問(wèn)題，無(wú)形中增加了管芯與錠桿的摩擦力。有的企業(yè)管理不到位，落紗時(shí)錠腳回絲未及時(shí)清理，錠盤(pán)上纏回絲且較多——幾種問(wèn)題在錠子上疊加，更加大了拔管難度，這種情形在南方的“梅雨”季節(jié)表現(xiàn)得尤為突出。

紡織企業(yè)為了減輕擋車(chē)工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高落紗效率，采用智能集落小車(chē)進(jìn)行落紗，但也經(jīng)常出現(xiàn)落紗小車(chē)不能順利啟拔紗管的問(wèn)題，而且拔壞錠子的現(xiàn)象時(shí)常出現(xiàn)，有時(shí)一落紗會(huì)有幾支甚至十幾支紗管留在錠桿上，需要人工進(jìn)行清理。如此，既無(wú)助于減少勞力，又增加了落紗時(shí)間，降低紡紗效率。

2　國(guó)內(nèi)環(huán)錠紡細(xì)紗錠子的基本型式

圖1為環(huán)錠紡細(xì)紗錠子錠桿的基本型式[2](除去錠子本身的結(jié)構(gòu)型式)。

圖1　環(huán)錠紡細(xì)紗錠子錠桿基本型式

3　經(jīng)紗管結(jié)構(gòu)

3.1　經(jīng)紗管結(jié)構(gòu)及其接觸面的測(cè)定

經(jīng)紗管結(jié)構(gòu)如圖2所示[3]。

圖2　經(jīng)紗管結(jié)構(gòu)

以205 mm經(jīng)紗管配D3200系列環(huán)錠紡細(xì)紗錠子為例進(jìn)行說(shuō)明。經(jīng)紗管管芯與錠桿密合面的長(zhǎng)度為12 mm～15 mm。接觸面的測(cè)定方法：在標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定量規(guī)的圓錐面上(與管芯接觸的部位)均勻涂上紅印油，然后把量規(guī)放入經(jīng)紗管使兩者緊密接觸并旋轉(zhuǎn)180°，取出量規(guī)后目測(cè)其密合面大小，以抹去密合面上85%以上紅印油為合格。而芯底距(管芯距紗管底部的距離)一般控制在(177.50±0.80)mm，經(jīng)紗管管底孔徑控制在(17±0.05)mm。對(duì)有自絡(luò)技術(shù)要求的紡織企業(yè)，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮經(jīng)紗管與絡(luò)筒機(jī)上的“撐腳”相配合：根據(jù)國(guó)內(nèi)外多種絡(luò)筒機(jī)結(jié)構(gòu)，在經(jīng)紗管的底端平面向上50 mm～80 mm設(shè)計(jì)出一定的技術(shù)空間，來(lái)滿足絡(luò)筒機(jī)“撐腳”的順利下插，以及下插后絡(luò)筒機(jī)“撐腳”的順利打開(kāi)并固定住經(jīng)紗管，確保在退繞紗線的過(guò)程中紗管穩(wěn)定，不崩管；同時(shí)要滿足絡(luò)筒機(jī)在紗線退繞完畢時(shí)能將紗管安全移開(kāi)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)落紗換管。

3.2　經(jīng)紗管外形“瓶狀”設(shè)計(jì)

經(jīng)紗管外部形狀的設(shè)計(jì)普遍采用“瓶狀式”結(jié)構(gòu)，管上部外徑為18 mm，管中部外徑為20 mm～21 mm，管下部外徑為26 mm，產(chǎn)品的單支質(zhì)量為50 g～52 g。國(guó)外紗管的設(shè)計(jì)型式是外部尺寸較大，一般都是采用管上部外徑為20 mm，管中部外徑為22 mm，管下部外徑為26 mm，產(chǎn)品的單支質(zhì)量約為55 g。經(jīng)紗管表面線槽結(jié)構(gòu)型式多種多樣，由供、訂貨雙方商定。選用原則為：紡中、粗號(hào)紗時(shí)，可采用鋸齒線條或梯形線條型式；紡中、細(xì)號(hào)紗時(shí)，可采用U線或細(xì)U字型式，為了適應(yīng)高速退繞的需要，經(jīng)紗管表面可增加“細(xì)紋”型式以增加最底層紗線與紗管的摩擦力，確保在起紗或退繞至最后過(guò)程中，避免由于經(jīng)紗管表面太光滑而產(chǎn)生起紗不易和退繞脫圈問(wèn)題，降低絡(luò)筒工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高紡織企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，減少紗線浪費(fèi)等，經(jīng)紗管經(jīng)高速自動(dòng)絡(luò)筒退繞徹底，干凈，無(wú)余紗。

3.3　經(jīng)紗管“割紗槽”式設(shè)計(jì)

另一種典型的外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是在經(jīng)紗管的中、下部做2條長(zhǎng)度為50 mm～75 mm的180°對(duì)稱(chēng)小凹槽，槽寬為2 mm～4 mm，槽深為0.8 mm～1.0 mm，俗稱(chēng)“割紗槽”。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是最后幾圈沒(méi)有退繞干凈的余紗，工人對(duì)著割紗槽進(jìn)行割紗，防止割紗刀割壞紗管表面；國(guó)外很少用，因?yàn)殡y免會(huì)破壞紗管表面，且隨著紗管的表面越來(lái)越粗糙，落紗后產(chǎn)生的余紗也會(huì)越來(lái)越多。

4　經(jīng)紗管制造困惑

隨著細(xì)紗機(jī)錠速的提高，如何解決拔管難與跳管問(wèn)題，已成為紗管制造企業(yè)的焦點(diǎn)和亟需破解的難題；如何能制造出“萬(wàn)能”紗管，已成為器材人追求的目標(biāo)，但就目前技術(shù)而言難度較大。有紡織企業(yè)認(rèn)為，紗管是十分簡(jiǎn)單的器材，其質(zhì)量?jī)?yōu)劣不會(huì)對(duì)紡紗造成影響，只要主機(jī)質(zhì)量和其它專(zhuān)配件良好，就能紡好紗，但事實(shí)并非如此。

由管理學(xué)的木桶理論可知：品質(zhì)差的經(jīng)紗管，其管芯與錠子的接觸面不良會(huì)造成跳管、弱捻紗；如果接觸面太好，在落紗時(shí)會(huì)造成拔管困難，影響整體落紗的時(shí)間和效率。如果經(jīng)紗管和錠桿配合不理想，振動(dòng)大且錠位又高低不一，就會(huì)造成紗線條干不勻；經(jīng)紗管與錠子配合的振程大，主機(jī)整體的振動(dòng)就會(huì)增加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)與主機(jī)產(chǎn)生共振，縮短主機(jī)壽命，且主機(jī)的專(zhuān)配件損壞率明顯增大，尤其是錠子壽命明顯縮短，紗線毛羽和條干惡化，直接影響紡織企業(yè)的紗線品質(zhì)和效益。

特別是一些小型紡織企業(yè)，紡紗錠速不高且紡紗品種多為粗號(hào)紗，其使用品質(zhì)稍差紗管引起的潛在問(wèn)題并不十分明顯，成本還能節(jié)省不少；但對(duì)紡制中、細(xì)號(hào)紗的紡織企業(yè)來(lái)說(shuō)，因紗管質(zhì)量不同存在的潛在問(wèn)題則十分明顯。

在實(shí)際使用中，如果管芯與錠桿接觸處發(fā)“澀”或錠盤(pán)與筒管下口接觸處發(fā)“澀”，要及時(shí)進(jìn)行處理，否則會(huì)因錠、管摩擦力增大導(dǎo)致拔管時(shí)無(wú)法啟拔。錠桿發(fā)“澀”的處理方法十分簡(jiǎn)單：在平車(chē)檢修時(shí)，首先用極細(xì)號(hào)紗布對(duì)錠桿進(jìn)行拋光處理，直至去除錠桿上的銹漬為止；其次，要加強(qiáng)對(duì)紗管進(jìn)行周期性保養(yǎng)，特別是PC材料的紗管宜半年左右進(jìn)行一次維護(hù)，在紗管的管芯處加添甲基硅油、石蠟或凡士林等潤(rùn)滑劑。有條件的企業(yè)可購(gòu)置熱鼓風(fēng)大烘箱對(duì)紗管進(jìn)行回火處理，以防經(jīng)紗管應(yīng)力集中產(chǎn)生斷管。

5　管芯

5.1　材料及作用

管芯被喻為“紗管生命”，對(duì)紗管的整體作用和影響不可小覷。其制作材料目前普遍采用熱固性酚醛樹(shù)脂材料為主，也有的制造企業(yè)采用聚苯硫醚、三聚氰胺或聚碳酸酯增強(qiáng)等，采用整體注塑成型工藝和二次注塑工藝；但是，無(wú)論管芯用何種材料、何種工藝，最根本還是紗管管芯與錠桿配合要良好且耐磨，同步性好，有一定的摩擦力和握持力，不能出現(xiàn)“丟圈”問(wèn)題，且要減少管芯嵌件結(jié)構(gòu)型式對(duì)紗管整體產(chǎn)生的膨脹力，以防止經(jīng)紗管在使用中開(kāi)裂，延長(zhǎng)紗管有效使用壽命。在紡紗過(guò)程中，要做到起紗容易，退繞方便，插管、拔管順利，不“牢錠”。

5.2　設(shè)計(jì)方法

5.2.1針對(duì)個(gè)別紡織企業(yè)一落紗時(shí)間較長(zhǎng)，錠速較高情況下紡細(xì)號(hào)紗，當(dāng)錠子速度不小于17 kr/min時(shí)，錠子振程、紗管振程以及它們之間產(chǎn)生的離心力就會(huì)成倍增加；在生產(chǎn)工藝方面，采用短軸距加長(zhǎng)接觸形式進(jìn)行定制，其目的是防止在較長(zhǎng)的紡紗時(shí)間經(jīng)紗管上浮，用增加受力面的方式，迫使經(jīng)紗管上浮的概率降低，但也要保證落紗時(shí)不會(huì)出現(xiàn)管芯抱死錠桿的問(wèn)題，使人工落紗時(shí)拔管相對(duì)輕松。

5.2.2紡粗號(hào)紗，紡紗時(shí)間較短，采用的是長(zhǎng)軸距短接觸的形式進(jìn)行定制，紗線較粗，牽伸力會(huì)變大，當(dāng)鋼領(lǐng)板上升時(shí)，紗線張力會(huì)迫使紗管產(chǎn)生一個(gè)向上的浮力，使紗管上浮，俗稱(chēng)“浮管”，若強(qiáng)行使紗管停留在一個(gè)相對(duì)的位置上，則會(huì)產(chǎn)生跳管。而采用管芯的相對(duì)位置上移，相對(duì)軸距就會(huì)加長(zhǎng)，支承點(diǎn)位置向上改變，相對(duì)頭部的振程會(huì)減少；經(jīng)紗管與錠桿的同軸度提高，離心力降低，使經(jīng)紗管的管芯與錠桿能充分握持，不會(huì)產(chǎn)生“游離”狀態(tài)，管芯與錠桿的接觸處于相對(duì)緊握的狀態(tài)，此時(shí)經(jīng)紗管的握持力就會(huì)增大，產(chǎn)生跳管的概率就會(huì)降低。

6　用大數(shù)據(jù)大概率分析

拔管難與跳管是紡織廠的難題，經(jīng)過(guò)實(shí)際考察和技術(shù)攻關(guān)，我公司已經(jīng)獲得有價(jià)值的研究成果。針對(duì)紡織廠拔管難，以及老錠、新錠混合使用的問(wèn)題，可以進(jìn)行個(gè)性化定制。管芯是紗管的生命，制作時(shí)既要保證管芯與錠桿的高度配合，又不能“牢錠”，因此，要十分重視。管芯內(nèi)孔表面粗糙度是由管芯芯模表面粗糙度控制的。“鏡面級(jí)”管芯內(nèi)孔必須對(duì)芯模分多道工序加工生產(chǎn)，先粗磨、精磨、然后用極細(xì)號(hào)紗布對(duì)其進(jìn)行拋光處理，之后進(jìn)行鍍硬鉻工藝，鍍硬鉻厚度達(dá)到0.03 mm～0.05 mm，鍍硬鉻后再對(duì)芯模進(jìn)行打磨和拋光處理，將成品表面粗糙度Ra值控制在0.025 μm以?xún)?nèi)[4]。管芯采用頂級(jí)酚醛樹(shù)脂材料制造，具有高密度、高硬度和高耐磨的特點(diǎn)，采用專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的數(shù)字化全自動(dòng)注塑機(jī)——酚醛樹(shù)脂專(zhuān)用機(jī)床，以確保每模成型周期內(nèi)注塑壓力、溫度和時(shí)間的統(tǒng)一，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的一致。

在對(duì)紡織企業(yè)進(jìn)行質(zhì)量跟蹤調(diào)查的過(guò)程中，我們大面積試紡獲取有用數(shù)據(jù)，并采用大數(shù)據(jù)大概率分析法，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和評(píng)價(jià)分析后，進(jìn)行個(gè)性化定制；利用軸距長(zhǎng)短原理，進(jìn)行改進(jìn)或改變，徹底解決紡織廠的后顧之憂。同時(shí)，掌控關(guān)鍵數(shù)據(jù)，如每支錠位、下口尺寸和振程等，進(jìn)行逐支人工+機(jī)器檢驗(yàn)，剔除不符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的紗管；錠速為18.5 kr/min～21.5 kr/min時(shí)檢驗(yàn)空管振程，確?？展苷癯滩淮笥?.15 mm。

我公司對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的紗管進(jìn)行不定期抽檢，并建立試紡實(shí)驗(yàn)室，主機(jī)采用變頻技術(shù)，紡紗錠速14.0 kr/min～23.0 kr/min(不考慮紡紗過(guò)程中的條干和毛羽，只觀察其跳管和“牢錠”問(wèn)題)可調(diào)，用頻顯燈觀察在試紡過(guò)程中的空管“牢錠”、浮管或跳管等問(wèn)題，用振程儀記錄空管振程和滿紗振程，尤其注重和分析紡至中大紗時(shí)，紗管在錠桿上的跳動(dòng)變化，掌握第一手資料，確保每批紗管在用戶方順利使用。

針對(duì)紡織廠小錠桿配大紗管，尤其是導(dǎo)紗鉤與紗管頂端距離相對(duì)較短時(shí)，紗線易觸碰紗管頭部問(wèn)題，我公司設(shè)計(jì)了“尖頭型”專(zhuān)用紗管。其目的是防止紗線在始紡時(shí)，氣圈較小的情形下產(chǎn)生毛羽紗。

7　材料的專(zhuān)業(yè)化定制

為了使生產(chǎn)出的紗管更具針對(duì)性和適用性，采用雙錐螺桿的混煉技術(shù)，使材質(zhì)的粒子分布更加均勻；在注塑方面，采用目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的注塑機(jī)，進(jìn)行全電腦監(jiān)控，認(rèn)真分析注塑時(shí)材料在料腔內(nèi)的剪切情況，壓注時(shí)的流速，及時(shí)調(diào)整料筒的溫度、壓力和成型周期，在電腦上模擬模具的流道大小、澆口大小是否與實(shí)際的生產(chǎn)有差異，便于直觀反映，減少在實(shí)際注塑過(guò)程中的質(zhì)量偏差，然后再確定和定制模具的流道和澆口尺寸。在一定壓力時(shí)澆口的流量用電腦軟件進(jìn)行分析，確定不同產(chǎn)品流量與流速的關(guān)系，分別設(shè)定薄壁產(chǎn)品或相對(duì)厚壁產(chǎn)品的成型工藝。

成型主機(jī)采用專(zhuān)用聚碳酸酯料筒，使材料熔化的更加均勻一致，添加一定劑量的高流速?gòu)?fù)合材料，使其均布在產(chǎn)品的內(nèi)外表面，從而使紗管產(chǎn)品的管壁質(zhì)量更加均勻，同軸度一致、可靠和穩(wěn)定。原料采用改性聚碳酸酯，這是國(guó)內(nèi)外比較通用的做法。從目前的技術(shù)水平分析，這種材料用于制造塑料紗管處于相對(duì)領(lǐng)先的水平；苯環(huán)狀結(jié)構(gòu)形式能保證產(chǎn)品剛性與韌性達(dá)到最佳，以保證紗管在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)不變形、不彎曲，適合紡織企業(yè)的基本技術(shù)要求；如果這種材料處理不當(dāng)，或工藝技術(shù)設(shè)定不合理，缺點(diǎn)也十分明顯，即易疲勞，易開(kāi)裂，耐應(yīng)力效果差。因此，我公司在關(guān)鍵技術(shù)把控、改性工藝等方面，與高校合作研發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專(zhuān)有技術(shù)，生產(chǎn)的產(chǎn)品具有剛性強(qiáng)，韌性足，不變形，老化緩慢，色澤靚麗等特點(diǎn)。

8　對(duì)紡織廠的建議

目前，紡織企業(yè)一臺(tái)細(xì)紗機(jī)上可能會(huì)出現(xiàn)從不同企業(yè)采購(gòu)的錠子，我們稱(chēng)之為“萬(wàn)國(guó)錠”，對(duì)與之配套的經(jīng)紗管來(lái)說(shuō)，要想使紡織企業(yè)在使用過(guò)程中完全滿意，難度較大。企業(yè)在制造錠子時(shí)，致力于使錠子更加穩(wěn)定、節(jié)能、環(huán)保、免維護(hù)，第一代的1200系列，到后來(lái)的3200系列、4200系列、5200系列等都有突破改進(jìn)。如3200系列的錠子采用整體結(jié)構(gòu)，上下支承由銑有螺旋槽的鋼質(zhì)彈性管聯(lián)接，下部配裝吸振卷簧，下支承具有良好的自調(diào)功能，運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)，且承載力有明顯提高；改原先的“尖底”結(jié)構(gòu)型式為“平底”結(jié)構(gòu)型式；改進(jìn)錠子的錠輪尺寸，從原來(lái)24 mm到現(xiàn)在的19 mm；改進(jìn)了錠膽的阻尼結(jié)構(gòu)，使錠子具有更好的穩(wěn)定性和可靠性，錠子的振程也有較大提高，使實(shí)現(xiàn)高速紡紗成為可能。

因此，建議紡織廠在使用紗管和錠子時(shí)，最好選用同一家企業(yè)制造的紗管和錠子，避免在一臺(tái)車(chē)上出現(xiàn)有多個(gè)企業(yè)制造的錠子或一臺(tái)車(chē)上使用多家經(jīng)紗管的現(xiàn)象。目前，有好多紡織企業(yè)取消了維護(hù)和保養(yǎng)人員，致使紗管“帶病工作”，給錠子、主機(jī)及相關(guān)的零配件帶來(lái)直接損壞，最終影響紗線品質(zhì)。所以建議紡織廠適當(dāng)增加紗管的維護(hù)保養(yǎng)人員,10萬(wàn)錠規(guī)模的工廠可增設(shè)2～3個(gè)人對(duì)紗管進(jìn)行分批次的維護(hù)和保養(yǎng),剔除自然報(bào)廢的紗管，做好保養(yǎng)記錄,減少過(guò)程中的浪費(fèi)。

雖然各企業(yè)都有制造錠子的標(biāo)準(zhǔn)、紗管的標(biāo)準(zhǔn)，但不同制造企業(yè)對(duì)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)知和制造理念都會(huì)有微小差異，且都有自己的生產(chǎn)工藝、技術(shù)特點(diǎn)和“殺手锏”。因此，對(duì)同一型號(hào)紗管來(lái)說(shuō)，就會(huì)產(chǎn)生配合上的差異，不同廠家相同產(chǎn)品要做到簡(jiǎn)單統(tǒng)一和重復(fù)是極為困難的，會(huì)隨時(shí)間、空間、溫濕度和注塑工藝以及原材料的變化而產(chǎn)生微量變化，這些都是作為企業(yè)自身需要克服和改進(jìn)的。

9　結(jié)語(yǔ)

經(jīng)紗管是重要的紡紗器材，也是關(guān)鍵器材之一，好的紗管有利于紡織企業(yè)提升紗線品質(zhì)和降低勞動(dòng)強(qiáng)度；因此，重視并提升紗管品質(zhì)，是紗管制造企業(yè)的追求，也是紡織企業(yè)的追求。紗管的正確使用和保養(yǎng)已成為紡織企業(yè)要正確面對(duì)的問(wèn)題，需要我們共同努力，開(kāi)啟塑料紗管制造和使用的新篇章。