關(guān)于彈簧加壓搖架實施無壓力差紡紗的探討

李 敬，吳永升

(中國紡織機械協(xié)會，北京 100028)

0 引言

我國已約有1.2億枚環(huán)錠紡紗錠投入生產(chǎn)，因彈簧加壓搖架間工作壓力差導(dǎo)致成紗質(zhì)量欠佳和電能、制造膠管的橡膠資源耗量增加的問題不可小視，為此，探討在不停產(chǎn)的情況下，消除搖架間的工作壓力差值是一個具有實際意義的課題。

當粗紗機或棉紡環(huán)錠細紗機上所用牽伸加壓搖架的前膠輥直徑相同時，搖架間壓力差自然消失。根據(jù)這一工作原理，“無壓力差紡紗之新法”改變搖架和膠輥的使用方法、改變膠輥的供應(yīng)方法，將常規(guī)紡紗車間過渡為無壓力差紡紗車間，達到不停產(chǎn)、不投資，成紗質(zhì)量提高并達到一致，并且消除多耗的電能、降低橡膠耗用量，同時保證其它效益，從而迎頭趕上氣動加壓搖架的主要功能。

1 搖架的使用現(xiàn)狀與問題

我國1.2億枚紗錠配置6000萬套牽伸加壓搖架，每一套傳統(tǒng)的棉紡環(huán)錠細紗機搖架使用外徑為28 mm，27 mm，26 mm和25 mm的4種膠輥，粗紗機使用外徑為31 mm，30 mm，29 mm和28 mm的4種膠輥，使用膠輥總數(shù)約為2億只[1]。

棉紡粗紗機上使用的搖架分為氣動加壓搖架和彈簧加壓搖架，而棉紡環(huán)錠細紗機使用的搖架分為彈簧加壓搖架、板簧加壓搖架、氣動加壓搖架等，其中彈簧加壓搖架的使用量約占75%，這些彈簧加壓搖架的適應(yīng)性能和實用性能良好，是粗紗機、細紗機搖架中的上品。

由于粗紗車間和細紗車間的搖架都使用4種直徑的膠輥，以致?lián)u架的牽伸加壓系統(tǒng)前、后膠輥的工作壓力隨著膠輥直徑的大小有所差異。全車間的搖架前、后膠輥各有4種壓力值同時使用，搖架之間的工作壓力差由此產(chǎn)生。

前膠輥工作壓力值是探討的重點，例如，用于棉紡車間的4套細紗機彈簧加壓搖架，其前握爪分別使用直徑為28 mm，27 mm，26 mm，25 mm的膠輥，則這4套搖架的牽伸加壓系統(tǒng)前膠輥的工作壓力分別為100 N，90 N，80 N和70 N，4套搖架前膠輥間明顯存在著30 N，20 N和10 N的壓力差值(壓力差值之和為60 N)。其中，直徑為25 mm膠輥的工作壓力為70 N，為細紗紡棉時最小的工作壓力，也是細紗機彈簧加壓搖架原設(shè)計的基本值。

又如，用于棉紡的4套粗紗搖架，前握爪各裝入直徑為31 mm，30 mm，29 mm，28 mm的膠輥，則這4套搖架牽伸加壓系統(tǒng)前膠輥的工作壓力分別為200.0 N，187.5 N，175.0 N，162.5 N。4套搖架間明顯存在37.5 N，25.0 N，12.5 N的工作壓力差值(壓力差值之和為75.0 N)。其中，直徑為28 mm膠輥的工作壓力為162.5 N，是棉紡工藝所要求的最小工作壓力值。

以10萬錠的棉紡細紗車間為例，搖架使用情況見表1。

如果全車間膠輥直徑都為25 mm，則全車間的工作壓力總和為3500kN，比用4種直徑膠輥的車間減少750 kN，這750 kN是多余的、有害的，既不利于全車間成紗質(zhì)量，又增加了紡機前下羅拉傳動前上羅拉膠輥的功率，增加電耗。

表1 10萬錠細紗車間搖架使用現(xiàn)狀

搖架數(shù)量/套膠輥直徑/mm工作壓力/N每種膠輥的工作壓力和/kN12 50028100125012 5002790112512 5002680100012 5002570875

雖然在SKFPK225系列彈簧加壓搖架使用說明中[2]，告知搖架間的壓力差很小、對成紗質(zhì)量的影響也很小，但是，提高成紗質(zhì)量、減少耗電、減少膠管消耗的問題仍凸顯出來；為此，有些紡紗廠為提高成紗質(zhì)量已棄用直徑為27 mm及以下的膠輥，采用直徑為30 mm，28 mm的膠輥，壓力差為20 N。

實現(xiàn)無壓力差紡紗時，搖架牽伸加壓系統(tǒng)前膠輥的工作壓力值下降30 N，則前加壓彈簧的工作壓力下降30×1.6/1=48 N，可緩解加壓彈簧力的衰減、延長彈簧的壽命(1.6︰1是杠桿比)；節(jié)假日長時間停機后，再開機生產(chǎn)時的斷頭率也會下降，為此，必須找到消除彈簧加壓搖架使用4種直徑膠輥而產(chǎn)生的工作壓力差值的方法。

2 新型加壓搖架

在20世紀中期，SKF在PK225系列彈簧加壓搖架基礎(chǔ)上，將牽伸加壓系統(tǒng)前膠輥的加壓方式改進為彈簧與氣壓混合加壓的PK2251系列細紗加壓搖架，目的就是要將搖架牽伸加壓系統(tǒng)前膠輥工作壓力減小并取得一致，還能集中調(diào)壓。這一搖架投入的時間不長，被SKFPK3025型氣動加壓搖架取代。氣動加壓搖架是無壓力差紡紗的搖架，搖架之間的工作壓力差被消除，也能按紡紗工藝要求的工作壓力值來調(diào)整氣壓，全細紗車間搖架前、中、后膠輥的工作壓力值達到一致、成紗質(zhì)量一致，但是因為售價昂貴，難于擴大使用。

21世紀，有PK2600SE系列和PK2025+系列兩種彈簧加壓搖架問世[3-4]，它們借減小彈簧搖架的檔壓值來減小搖架間的工作壓力差值，可見國外早已重視彈簧加壓搖架之間的工作壓力差值，以及隨著膠輥外徑因磨礪變小而影響成紗質(zhì)量的問題。

20世紀后期，我國也開發(fā)了氣動加壓搖架，使用量較多。進入21世紀，已有2種國產(chǎn)搖架投入使用，一是常州市同和紡織機械制造有限公司制造的BYJ-145型板簧加壓搖架[5]，共有4檔工作壓力值：130 N，150 N，170 N，190 N，使用直徑為28 mm，27 mm，26 mm，25 mm的膠輥，搖架之間的壓力差值為：5 N，10 N，15 N，合計為30 N，比YJ系列細紗搖架減少50%；二是常德經(jīng)緯搖架科技有限公司制造的YJ200系列和YJ210系列彈簧加壓搖架[6]，2種搖架牽伸加壓系統(tǒng)前膠輥工作壓力值各有2個規(guī)格，均為：60 N，100 N，140 N，180 N和110 N，150 N，190 N，230 N，檔差為40 N，搖架之間的壓力差值為10 N，20 N，30 N，合計為60 N，仍采用了YJ2系列搖架的參數(shù)，有一定的優(yōu)點，但搖架之間的工作壓力差值所導(dǎo)致的諸多問題仍未改善。

3 無壓力差紡紗方法

為使常規(guī)紡紗過渡到“無壓力差紡紗”，本著“細紗車間所用搖架的牽伸加壓系統(tǒng)中，前膠輥直徑相同時則搖架間工作壓力差值自然消失”的原理，提出如下4種方法供各紡紗廠研究、參考。

3.1 膠輥的使用方法

加強紡紗廠膠輥間的生產(chǎn)管理，改變4種膠輥的使用方法，減少或消除搖架間的工作壓力差值。

3.1.1膠輥制作與更換法

a) 膠輥間在制作膠輥時，應(yīng)該將直徑為25 mm，26 mm的膠輥與直徑為27 mm，28 mm的膠輥分隔儲存，不可混淆。

b) 更換膠輥時，應(yīng)將直徑為25 mm，26 mm的膠輥作為搖架的前膠輥；將直徑為27 mm，28 mm的膠輥作為搖架的后膠輥。

生產(chǎn)后的綜合效益將大有改善：① 搖架間工作壓力差值減到10 N，成紗質(zhì)量大大提升；② 4搖架前膠輥工作壓力之和，由340 N下降為300 N，因工作壓力差值耗用電量下降66.6%；雖然還存在10 N的工作壓力差，但取得的效益已越過PK2600SE和PK2025+兩種彈簧加壓搖架和BJY-145板簧加壓搖架；③ 前膠輥工作壓力減小20 N及30 N，加壓彈簧工作力減少32 N或48 N，彈簧的使用壽命延長，節(jié)假日長時間停機再開機時的斷頭率下降。

相應(yīng)的粗紗車間也按上述方法處理。

3.1.2細紗車間膠輥直徑分區(qū)無壓力差紡紗法

在3.1.1基礎(chǔ)上，將棉紡細紗車間機臺等分為φ25 mm膠輥區(qū)、φ26 mm膠輥區(qū)，即直徑為25 mm膠輥全用于“φ25 mm膠輥區(qū)”內(nèi)搖架的前握爪；而直徑為26 mm膠輥則用于“φ26 mm膠輥區(qū)”內(nèi)搖架的前握爪，且該區(qū)內(nèi)搖架體高度調(diào)高0.4 mm；兩區(qū)搖架的后握爪都使用直徑為27 mm或28 mm膠輥，生產(chǎn)的綜合效益將進一步提高(見表2)。

表2 膠輥直徑分區(qū)無壓力差紡紗法

棉紡細紗車間常規(guī)紡紗分區(qū)無壓力差紡紗膠輥直徑分區(qū)/mm不分區(qū)25264搖架前膠輥直徑/mm25,26,27,2825264搖架后膠輥直徑/mm25,26,27,2827或2827或284搖架前膠輥工作壓力/N70,80,90,10070704搖架前膠輥工作壓力差/N10,20,30004搖架前膠輥工作壓力和/N340280

粗紗車間也按3.1.2的方法處理，準備工作與3.1.1基本相同，就能獲得比3.1.1更好的綜合效益：① 搖架間工作壓力差值全部消除，成紗質(zhì)量達到最佳水平；② 4搖架前膠輥工作壓力和下降到280 N，工作壓力差耗電為0；③ 直徑為25 mm，26 mm的膠輥工作壓力均為70 N，使用周期進一步延長，停機、更換膠輥次數(shù)進一步減少，紗的斷頭率進一步下降，節(jié)假日長時間停機后再開機生產(chǎn)時斷頭率下降；④ 前膠輥工作壓力下降30 N，加壓彈簧工作力下降48 N，使用壽命延長。

細紗車間膠輥分區(qū)法只能用于棉紡、混紡、化纖紡、集聚紡車間，當細紗車間有多品種紡區(qū)時，也應(yīng)按膠輥直徑分區(qū)。

加強紡紗廠膠輥間的生產(chǎn)管理工作，應(yīng)逐步減少膠輥直徑規(guī)格(僅有26 mm，25 mm兩種規(guī)格)，也能消除搖架間的工作壓差值。

3.1.3膠輥直徑統(tǒng)一無壓力差紡紗法

將直徑為25 mm的膠輥裝入搖架的前握爪，直徑為26 mm的膠輥裝入搖架的后握爪，全車間一致達到無壓力差紡紗的狀態(tài)，與使用直徑為28 mm，27 mm，26 mm，25 mm膠輥的常規(guī)紡紗的結(jié)果相比較(見表3)。

相應(yīng)的粗紗車間也可以按這一方法處理，準備工作與3.1.2相同，應(yīng)先準備直徑為27 mm的新膠管替代直徑為29 mm的膠管；待原直徑為28 mm，27 mm的膠輥用完后即可利用直徑為25 mm的膠輥裝入搖架的前握爪、直徑為26 mm膠輥裝入后握爪，就能獲得與3.1.2方法相同的效益，這一方法可應(yīng)用于所有的細紗車間。

3.1.4前后膠輥直徑統(tǒng)一無壓力差紡紗法

3.1.3的紡紗法可參照3.1.2膠輥直徑分區(qū)法，即將φ25 mm膠輥區(qū)內(nèi)搖架前、后握爪都用直徑為25mm的膠輥，而φ26mm的膠輥區(qū)內(nèi)搖架前、后握爪都用φ26 mm膠輥，φ26 mm膠輥區(qū)內(nèi)搖架體高度調(diào)高0.4 mm，生產(chǎn)的綜合效益更好(見表4)。

表3 膠輥直徑統(tǒng)一的無壓力差紡紗法

棉紡細紗車間常規(guī)紡紗膠輥直徑統(tǒng)一無壓力差紡紗4搖架前膠輥直徑/mm4搖架后膠輥直徑/mm28,27,26,25同上25,25,25,2526,26,26,26搖架間無壓力差4搖架前膠輥工作壓力/N100,90,80,7070,70,70,70紡紗工藝要求的最小值4搖架前膠輥工作壓力和/N340280-604搖架間工作壓力差/N10,20,30004搖架間工作壓力差之和/N6000

表4 前后膠輥直徑統(tǒng)一無壓力差紡紗法

棉紡細紗車間常規(guī)紡紗無壓力差紡紗膠輥分區(qū)?25 mm膠輥區(qū)?26 mm膠輥區(qū)4搖架前膠輥直徑/mm28,27,26,2525264搖架后膠輥直徑/mm28,27,26,2525264搖架前膠輥工作壓力/N100,90,80,7070704搖架前膠輥工作壓力和/N340280

相應(yīng)的粗紗車間也可以按這一方法處理，準備工作與3.1.3相同，應(yīng)先準備直徑為27 mm的新膠管，待直徑為28 mm，27 mm膠輥用完，僅制作直徑為26 mm，25 mm兩種膠輥供φ25 mm膠輥區(qū)和φ26 mm膠輥區(qū)使用；直徑為25 mm，26 mm膠輥分別用于φ25 mm，φ26 mm膠輥區(qū)內(nèi)搖架的前、后握爪，將直徑為26 mm膠輥搖架高度調(diào)高0.4 mm。由于后膠輥的使用壽命長于前膠輥，還由于前、后膠輥的直徑相同，前、后膠輥可對調(diào)使用，前膠輥的工作壓力值仍為70 N，膠輥更換周期延長。這一方法只可用于棉紡、混紡、化纖紡、集聚紡。

3.2 注意事項

3.2.1加強膠輥間的生產(chǎn)管理、更換膠輥的督導(dǎo)復(fù)檢工作，磨好的膠輥應(yīng)按直徑規(guī)格分隔儲存、明顯標記，換下的膠輥也不能混淆。

3.2.2細紗車間紡機總臺數(shù)如果是奇數(shù)，應(yīng)將等分后多出的一臺細紗機列入φ25 mm膠輥區(qū)。

3.2.3φ25 mm膠輥區(qū)與φ26 mm膠輥區(qū)必須設(shè)置醒目標記，以防更換膠輥時錯裝；紡紗廠從領(lǐng)導(dǎo)到車間職工如果已認同彈簧加壓搖架的缺陷且決定進行改革時，建議采用上述幾種無壓力差紡紗方法。

總之，已投產(chǎn)多年的細紗車間和粗紗車間如果選用上述4種方法之一，將使YJ型粗、細紗搖架的缺陷得到彌補，輕而易舉地實現(xiàn)無壓力差紡紗，獲得的綜合效益優(yōu)于PK2600SE和PK2025+兩種彈簧加壓搖架。

3.3 無壓力差紡紗方法的選用指南

3.3.1氣動加壓搖架是無壓力差紡紗搖架，可按原使用方法不做變動；如果僅使用直徑為25mm，26 mm的兩種膠輥，則氣囊的漲縮變形量由原來的1.5 mm下降為0.5 mm，非常有利于延長氣囊使用壽命。

3.3.2使用氣動加壓搖架的細紗車間改用直徑為26 mm，25 mm的兩種膠輥時，也可采用分區(qū)無壓力差紡紗法，可將兩區(qū)內(nèi)搖架牽伸加壓系統(tǒng)前膠輥的工作壓力調(diào)整一致，并將工作壓力值降至紡紗工藝所要求的最小值，如棉紡的最小工作壓力值為70 N，既可以提升成紗質(zhì)量，又可以減少用電量。

3.3.3使用板簧加壓搖架或PK2025+彈簧加壓搖架、PK2600SE彈簧加壓搖架或老式彈簧加壓搖架的細紗車間都可應(yīng)用3.1.4的方法，將細紗車間細紗機總臺數(shù)平分為φ25 mm膠輥區(qū)、φ26 mm膠輥區(qū)，φ26 mm膠輥區(qū)內(nèi)搖架體的高度無須調(diào)整(也可調(diào)整)，因其用量較少，兩區(qū)搖架之間的工作壓力差只有5 N或6.25 N，所獲得綜合效益也很好。

使用上述幾種搖架的紡紗廠的粗紗車間也可以采用直徑為29 mm，28 mm的兩種膠輥的方法，也能獲得好的效果。

牽伸加壓搖架前膠輥的工作壓力是紡紗工藝所要求的最小值。對于細紗而言，棉紡為70 N，混紡為110 N，化纖紡為150 N，集聚紡為190 N；對于粗紗，棉紡為162.5 N，混紡為212.5 N，化纖紡為262.5 N。

紡機前下羅拉的傳動功率下降到正常狀態(tài)。

4 結(jié)語

從高速度發(fā)展轉(zhuǎn)向高質(zhì)量增長，是今后國民經(jīng)濟發(fā)展的總趨勢。提質(zhì)、增效、節(jié)能、降耗，是實現(xiàn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的具體措施。

紡紗牽伸作用是一項系統(tǒng)工程，有搖架、膠輥、上銷、下銷和羅拉的相互配合，有彈簧加壓搖架、氣動加壓搖架，各種加壓形式都存在著工作壓力的一致性、穩(wěn)定性問題，應(yīng)通過創(chuàng)新不斷改進、提高，才能適應(yīng)紡紗工藝要求。另一方面是紡紗工藝技術(shù)以及

企業(yè)管理方面的配合，為優(yōu)化加壓方式應(yīng)提出改進、提高的具體要求及硬件與軟件的配合、多管齊下，達到提質(zhì)、增效、節(jié)能、降耗的最終目的。