兩種集聚紡形式的使用效果分析

侯長(zhǎng)勇

(山東聊城華潤(rùn)紡織有限公司,山東聊城,252000)

環(huán)錠紡紗是紡紗生產(chǎn)中的重要紡紗形式，而集聚紡紗技術(shù)的出現(xiàn)使環(huán)錠紡紗的質(zhì)量有了質(zhì)的飛躍[1]。由于集聚紡紗的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯，紡紗企業(yè)在原有的環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上進(jìn)行技術(shù)改造成為集聚紡紗，使其市場(chǎng)占有率在不斷地增加，國(guó)內(nèi)紡紗生產(chǎn)企業(yè)多以三羅拉和四羅拉集聚紡紗為主。我公司現(xiàn)有20萬(wàn)紗錠，其中三羅拉集聚紡約13.6萬(wàn)紗錠，主要以生產(chǎn)精梳長(zhǎng)絨棉2.65 tex～7.3 tex紗為主；四羅拉集聚紡約4.6萬(wàn)紗錠，主要以生產(chǎn)精梳長(zhǎng)絨棉4.86 tex～8.33 tex紗為主。兩種集聚紡紗各有自己的紡紗特點(diǎn)。目前我公司集聚紡紗占到總紗錠的90%以上，集聚紡紗的增多，提高了紡紗的質(zhì)量，增加了專(zhuān)件器材的消耗。

1 集聚紡紗的特性

集聚紡紗是基于環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)的一種新型紡紗技術(shù)，無(wú)論是三羅拉式還是四羅拉式，都是在環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)牽伸裝置前增加一個(gè)纖維集聚區(qū)，基本消除了前羅拉至加捻點(diǎn)之間的紡紗加捻三角區(qū)，纖維須條從前羅拉輸出，使?fàn)可斓捻殫l先經(jīng)過(guò)負(fù)壓氣流集聚后再經(jīng)輸出膠輥加捻成集聚紡紗，使紡紗性能得到改善。盡管兩種集聚紡紗結(jié)構(gòu)不同，卻有著一些共同點(diǎn)，雙膠輥握持、網(wǎng)格圈輸出、異形管吸風(fēng)、斜槽吸口引入等等。集聚紡紗有兩種膠輥，一般稱(chēng)其為牽伸膠輥和輸出膠輥，二者在紡紗中分別起著不同的作用。由于集聚紡紗基本消除了加捻三角區(qū)，減少了邊緣纖維的散失，使加捻前的纖維充分伸直平行，3 mm以上的毛羽明顯減少，紗線光潔，降低了整經(jīng)工序的上漿率和后工序加工的疵點(diǎn)。由于單根纖維是在伸直平行狀態(tài)下加捻，提高了單紗強(qiáng)力和伸長(zhǎng)率，纖維間相互排列緊密，采用相同的經(jīng)緯密織布，其布面平整、光潔。與傳統(tǒng)環(huán)錠紡相比，集聚紡紗的條干CV及粗細(xì)節(jié)指標(biāo)更好，纖維排列明顯平行、伸直，在生產(chǎn)過(guò)程中的斷頭也減少，使紗線的耐磨性能得到了改善。集聚紡紗在織造中有更大的優(yōu)越性，在拉伸過(guò)程中強(qiáng)力損失小。集聚紡紗優(yōu)化了紗線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能，使織物手感柔軟、細(xì)膩，織物光澤得到改善[1]，織物品質(zhì)高且穿著舒適，因此集聚紡紗在不斷的增多。

2 兩種集聚紡紗技術(shù)

2.1 三羅拉集聚紡

三羅拉集聚紡以德國(guó)緒森公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)緒森)的倚麗特(EliTe)集聚紡為代表，它通過(guò)牽伸膠輥的摩擦，下羅拉帶動(dòng)前膠輥，過(guò)橋齒輪驅(qū)動(dòng)輸出膠輥，異形吸風(fēng)管外套在網(wǎng)格圈上，纖維須條從前羅拉鉗口輸出后，經(jīng)過(guò)回轉(zhuǎn)的網(wǎng)格圈，經(jīng)氣流的吸附凝聚在異形管斜槽部位，由于氣流的收縮和聚合作用，把邊緣纖維及其端部卷進(jìn)須條內(nèi)部，使成紗具有毛羽少、強(qiáng)力高等特點(diǎn)[2]。由于集聚紡紗具有特殊的成紗結(jié)構(gòu)，對(duì)紡紗器材的使用提出了新的要求。緒森集聚紡倚麗特膠輥是一個(gè)封閉式的結(jié)合件，由牽伸、輸出膠輥、過(guò)橋齒輪、軸、倚麗罩殼等組成，纖維和雜物不容易進(jìn)入，可避免倚麗罩殼內(nèi)出現(xiàn)傳動(dòng)故障，網(wǎng)格圈在摩擦傳動(dòng)下不容易打滑，其結(jié)構(gòu)使集聚區(qū)免受巡回式清潔機(jī)氣流的影響。主牽伸膠輥、輸出膠輥的硬度、彈性、型號(hào)一般根據(jù)集聚紡紗品種來(lái)確定。紡純棉精梳紗時(shí)可以選擇J-463A、WRC-365等型號(hào)的膠輥，工藝上對(duì)牽伸膠輥和輸出膠輥的直徑有嚴(yán)格要求，必須同時(shí)進(jìn)行磨礪或調(diào)換，以保證紡紗的質(zhì)量。網(wǎng)格圈是一種多孔管狀織物，其透氣率25%～27%，使氣流能順利的通過(guò)網(wǎng)格圈作用于須條，完成集聚，不能使細(xì)小纖維堵塞網(wǎng)孔，要求網(wǎng)格圈的孔隙分布均勻，網(wǎng)格圈目數(shù)一般根據(jù)紡紗品種和紡紗質(zhì)量的要求來(lái)確定，網(wǎng)格圈應(yīng)具有耐伸長(zhǎng)、耐磨性、防靜電性能。

2.2 四羅拉集聚紡

四羅拉集聚紡以同和紡織機(jī)械制造有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)同和)的集聚紡為代表，通過(guò)在前羅拉前面增加集聚部件組成的，采用四列羅拉傳動(dòng)形式，前羅拉通過(guò)過(guò)橋齒輪帶動(dòng)輸出羅拉，輸出羅拉為帶齒小羅拉，由過(guò)橋齒輪傳動(dòng)。異形管組件由異形吸風(fēng)管、帶齒小羅拉、網(wǎng)格圈及張力架組成，網(wǎng)格圈在輸出膠輥與輸出羅拉的夾持下形成積極傳動(dòng)，經(jīng)過(guò)牽伸后的纖維在網(wǎng)格圈的帶動(dòng)下進(jìn)入集聚區(qū)，再經(jīng)輸出膠輥輸出，對(duì)牽伸和輸出膠輥的直徑要求不十分嚴(yán)格。牽伸膠輥和輸出膠輥不必成對(duì)磨礪或調(diào)換，二者可互換使用，降低了膠輥的消耗。但輸出羅拉由過(guò)橋齒輪傳動(dòng)，過(guò)橋齒輪處于靠右第二錠位置，中間齒輪不密封，容易集聚積花和雜質(zhì)。從膠輥組合件上看，三羅拉集聚紡在膠輥磨礪、維護(hù)、使用方面比四羅拉復(fù)雜；從異形管組合件上看，四羅拉集聚紡比三羅拉復(fù)雜。

3 兩種集聚紡紗質(zhì)量對(duì)比

在JC 7.3 tex品種上，兩種集聚紡紗質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比情況如下。

集聚紡形式 三羅拉 四羅拉

U/% 10.66 11.33

CVm/% 13.51 13.65

-40%細(xì)節(jié)/個(gè)·km-1252.2 297.7

-50%細(xì)節(jié)/個(gè)·km-114.0 19.8

+35%粗節(jié)/個(gè)·km-1339.5 475.0

+50%粗節(jié)/個(gè)·km-134.3 51.0

+140%棉結(jié)/個(gè)·km-1256.4 283.8

+200%棉結(jié)/個(gè)·km-176.2 72.0

毛羽H值 2.32 2.44

從試驗(yàn)指標(biāo)上可以看出：三羅拉集聚紡紗在質(zhì)量指標(biāo)方面占一定的優(yōu)勢(shì)。

4 兩種集聚紡紗裝置的牽伸倍數(shù)

4.1 三羅拉集聚紡

在三羅拉緒森集聚紡的膠輥組合件中，牽伸膠輥與輸出膠輥鐵芯芯軸的齒數(shù)分別為17T和22T，其牽伸倍數(shù)的計(jì)算公式見(jiàn)式(1)。

i=V1/V2=(N1×d1)/(N2×d2)=(17×N1×d1)/(22×N1×d2)=(17×d1)/(22×d2)

(1)

式中：i為集聚牽伸倍數(shù)，V1為輸出膠輥的線速度，V2為牽伸膠輥的線速度，d1為輸出膠輥的直徑，d2為牽伸膠輥的直徑，N1為輸出膠輥的轉(zhuǎn)速，N2為牽伸膠輥的轉(zhuǎn)速。

根據(jù)所紡不同纖維的特性和成紗質(zhì)量要求，依據(jù)集聚紡牽伸倍數(shù)的大小對(duì)輸出膠輥和牽伸膠輥進(jìn)行配對(duì)磨礪組裝。

4.2 四羅拉集聚紡

在四羅拉同和集聚紡的組合件中，其集聚輸出羅拉的齒數(shù)為19T，牽伸羅拉的齒數(shù)為27T，牽伸羅拉直徑為27 mm，網(wǎng)格圈的厚度約為0.20 mm，其牽伸倍數(shù)的計(jì)算公式見(jiàn)式(2)。

i=V1/V2=[N1×(d1+0.2)]/(N2×d2)=[27×N2×(d1+0.2)]/(27×19×N2)=(d1+0.2)/19

(2)

式中：i為集聚牽伸倍數(shù)，V1為集聚輸出羅拉的線速度，V2為牽伸羅拉的線速度，d1為集聚輸出羅拉的直徑，d2為牽伸羅拉的直徑，N1為集聚輸出羅拉的轉(zhuǎn)速，N2為牽伸羅拉的轉(zhuǎn)速。

三羅拉集聚紡張力牽伸倍數(shù)的大小可通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比紡紗質(zhì)量指標(biāo)的情況來(lái)選擇。有試驗(yàn)分析，紡純棉精梳紗張力牽伸一般選擇1.065倍，紡合成纖維或混紡紗張力牽伸一般選擇1.025倍。按照集聚張力牽伸倍數(shù)的大小對(duì)組合的倚麗特膠輥進(jìn)行成對(duì)磨礪或調(diào)換。而同和四羅拉集聚紡膠輥不需要配對(duì)磨礪，按傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗磨礪，牽伸膠輥和輸出膠輥可互換使用。

5 集聚紡紗對(duì)器材的消耗

集聚紡紗使用的異形負(fù)壓吸風(fēng)管在每一個(gè)紡紗位上都開(kāi)有一個(gè)斜槽，相對(duì)于纖維運(yùn)動(dòng)有一定的傾斜角，由于集聚斜槽較窄(上部開(kāi)口3 mm左右，槽身寬1.5 mm左右)，而牽伸鉗口輸出的須條必須在集聚槽上部開(kāi)口位置，不能偏離太遠(yuǎn)，否則將影響到集聚效果。因此喂入橫動(dòng)喇叭口的導(dǎo)紗動(dòng)程不能太大，搖架壓力大(160 N/雙錠～180 N/雙錠)，對(duì)膠輥、膠圈、網(wǎng)格圈、異形管、鋼絲圈等一些器材的消耗非常大，一般需要周期性更換。由于緒森的三羅拉集聚紡在質(zhì)量指標(biāo)方面占一定的優(yōu)勢(shì)，使它在國(guó)內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用，緒森集聚紡?fù)ㄟ^(guò)倚麗特膠輥組合件，在搖架加壓下實(shí)現(xiàn)對(duì)纖維的牽伸。磨礪時(shí)必須按一定的張力牽伸倍數(shù)對(duì)牽伸膠輥和輸出膠輥同時(shí)進(jìn)行回磨，回磨以后根據(jù)要求再組裝好，上機(jī)同時(shí)調(diào)換這一對(duì)膠輥，這就增加了專(zhuān)件器材的消耗和膠輥室的用工，緒森倚麗特膠輥組合件由于上機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，罩殼內(nèi)有可能集聚積花，需要及時(shí)進(jìn)行清理和周期性更換中間的過(guò)橋齒輪。而在同和四羅拉集聚紡紡紗中，輸出羅拉由前羅拉通過(guò)過(guò)橋齒輪傳動(dòng)，是一個(gè)主動(dòng)傳動(dòng)，牽伸膠輥和輸出膠輥均為消極傳動(dòng)，在羅拉的傳動(dòng)下并保持一定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，對(duì)牽伸膠輥和輸出膠輥直徑?jīng)]有嚴(yán)格的要求，可不考慮張力牽伸倍數(shù)的大小，按常規(guī)進(jìn)行磨礪和調(diào)換即可，它取消了對(duì)倚麗罩殼的維護(hù)保養(yǎng)和過(guò)橋齒輪的更換。兩種集聚紡紡純棉精梳紗時(shí)膠輥直徑對(duì)照見(jiàn)表1。表1中三羅拉集聚紡是按照集聚張力牽伸1.065倍，計(jì)算出牽伸膠輥和輸出膠輥的直徑。四羅拉集聚紡牽伸膠輥和輸出膠輥直徑是按照常規(guī)直徑配置的。

表1 兩種集聚紡紡純棉精梳紗時(shí)膠輥直徑對(duì)照

三羅拉集聚紡膠輥直徑/mm牽伸膠輥 輸出膠輥四羅拉集聚紡膠輥直徑/mm牽伸膠輥 輸出膠輥30.029.729.429.128.828.541.3540.9040.5040.1039.7039.3030.029.729.429.128.828.529.5～30.029.5～30.029.0～29.529.0～29.528.5～29.028.2～28.7

一般情況下，兩種集聚紡紗膠輥的用量和消耗情況見(jiàn)表2。

表2 兩種集聚紡紗膠輥的用量和消耗情況

集聚紡形式直徑/mm牽伸膠輥輸出膠輥價(jià)格/元·個(gè)-1牽伸膠輥輸出膠輥三羅拉集聚紡四羅拉集聚紡30.030.041.430.04474

由表2可知，假設(shè)兩種集聚紡紗所用膠輥的淘汰周期都是16個(gè)月，同和集聚紡每年萬(wàn)錠消耗膠輥6萬(wàn)元，緒森集聚紡每年萬(wàn)錠消耗倚麗特膠輥8.25萬(wàn)元。緒森倚麗特膠輥在回磨時(shí)需要拆卸整個(gè)罩殼，組裝時(shí)要檢查過(guò)橋齒輪，增加了日常維護(hù)成本和工作量，由于緒森集聚紡紗的輸出膠輥的價(jià)格幾乎是牽伸膠輥的2倍，再加上組裝用的罩殼和過(guò)橋齒輪的費(fèi)用，三羅拉集聚紡紗每年膠輥的消耗費(fèi)用比四羅拉集聚紡紗要多30%以上。對(duì)于三羅拉集聚紡，當(dāng)管紗斷頭纏繞膠輥后，如果不及時(shí)進(jìn)行處理，中間過(guò)橋齒輪的傳動(dòng)會(huì)造成過(guò)橋齒輪的損壞和啃傷膠輥，而四羅拉集聚紡紗由于牽伸膠輥和輸出膠輥中間無(wú)過(guò)橋齒輪，均為消極傳動(dòng)，纏繞后啃傷膠輥的概率要小。

6 兩種集聚紡紗在使用中應(yīng)注意的問(wèn)題

為保證集聚效果，集聚紡紗在工藝設(shè)置中采用較小的紗條橫動(dòng)動(dòng)程(一般為4 mm左右)，賽絡(luò)集聚紡甚至基本沒(méi)有橫動(dòng)動(dòng)程，易造成膠輥表面磨損、凹心，縮短了膠輥的磨礪周期，使膠輥的使用周期比傳統(tǒng)環(huán)錠紡明顯縮短。

緒森集聚紡由于工藝上對(duì)倚麗特膠輥的直徑有一定的要求，牽伸膠輥和輸出膠輥必須按照張力牽伸倍數(shù)同時(shí)成對(duì)進(jìn)行磨礪或調(diào)換，增加了膠輥的消耗。同時(shí)為保證牽伸膠輥、輸出膠輥的磨礪質(zhì)量和精度，一般紡紗廠都配有2臺(tái)或2臺(tái)以上的全自動(dòng)磨膠輥機(jī)，又增加了企業(yè)的成本[3]。組裝倚麗特膠輥組合件時(shí)，要清潔罩殼內(nèi)的灰塵、雜質(zhì)，清除19T尼龍輪、17T和22T齒圈的油泥，組裝過(guò)程中應(yīng)注意介輪芯子與外殼的定位及左右間隙，上下外殼四周密封入槽，以防止組裝后的倚麗特膠輥運(yùn)轉(zhuǎn)不良或上機(jī)過(guò)程中造成嵌花等[4]，而造成倚麗特膠輥運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活損壞。運(yùn)轉(zhuǎn)操作清潔管理在緒森集聚紡中占有重要的地位，如果清潔不到位，接頭不及時(shí)，容易導(dǎo)致纏繞羅拉、膠輥、網(wǎng)格圈，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成膠輥、網(wǎng)格圈損壞，運(yùn)轉(zhuǎn)值車(chē)工應(yīng)加強(qiáng)巡回，及時(shí)處理斷頭，做好牽伸部件的清潔，檢查倚麗特膠輥的運(yùn)轉(zhuǎn)情況和網(wǎng)格圈的積花情況，上機(jī)后要根據(jù)倚麗特膠輥直徑大小來(lái)校正搖架壓力，保證同臺(tái)車(chē)倚麗特膠輥直徑、搖架壓力等一致，以保持運(yùn)轉(zhuǎn)良好。近幾年，緒森公司不斷地進(jìn)行技術(shù)改造、創(chuàng)新，其中新開(kāi)發(fā)的倚麗特集聚紡膠輥裝置升級(jí)版——可翻轉(zhuǎn)技術(shù)在紡紗中的應(yīng)用，就起到了很好的效果。當(dāng)上機(jī)的倚麗特膠輥表面上第一道紡紗路產(chǎn)生磨損需要磨削時(shí)，只要在該紡紗錠位上翻轉(zhuǎn)該升級(jí)版倚麗特膠輥，繼續(xù)使用膠輥的另一側(cè)進(jìn)行紡紗，形成第二道紡紗路，當(dāng)這一道紡紗路需要磨削時(shí)，再進(jìn)行磨礪，從而延長(zhǎng)了倚麗特膠輥的使用壽命。在實(shí)際紡紗應(yīng)用中，要求該紡紗路的導(dǎo)紗橫動(dòng)動(dòng)程要調(diào)節(jié)好，檢查倚麗特膠輥的表面狀態(tài)，磨損嚴(yán)重的要及時(shí)更換，以保證翻轉(zhuǎn)后倚麗特膠輥第二次能使用，這種升級(jí)版的倚麗特膠輥如果能大面積推廣使用，將進(jìn)一步減少倚麗特膠輥的消耗，也減輕了膠輥室的工作量。

同和集聚紡是通過(guò)四列羅拉來(lái)傳動(dòng)，它改變了緒森網(wǎng)格圈傳動(dòng)靠牽伸膠輥傳導(dǎo)過(guò)橋齒輪再傳導(dǎo)給輸出膠輥的傳動(dòng)方式，簡(jiǎn)化了對(duì)膠輥直徑配套要求的管理，牽伸和輸出膠輥通過(guò)支撐架連接，裝卸也方便，集聚區(qū)內(nèi)輸出膠輥和牽伸膠輥可以互換使用。筆者認(rèn)為：為便于膠輥統(tǒng)一管理、調(diào)換周期的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定紡紗質(zhì)量，由于前后膠輥的直徑、型號(hào)不一定相同，它的上機(jī)時(shí)間也不一定相同，前后膠輥盡量不要互換，按膠輥的使用周期進(jìn)行調(diào)換。由于輸出膠輥壓力小，磨損輕，可考慮把輸出膠輥的使用周期適當(dāng)延長(zhǎng)，調(diào)換時(shí)和牽伸膠輥錯(cuò)開(kāi)周期進(jìn)行，節(jié)約了膠輥的消耗。同和集聚紡的中間過(guò)橋齒輪位于靠右第二錠不密封，應(yīng)加強(qiáng)清潔，防止雜質(zhì)飛花侵入，導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活。

要經(jīng)常檢查兩種集聚紡紗負(fù)壓的大小(紡紗品種不同、負(fù)壓值也有差異)，負(fù)壓值的大小應(yīng)使集聚槽處的紗條有規(guī)律地排列，以達(dá)到凝聚纖維的效果。特別是車(chē)頭、車(chē)尾的負(fù)壓值要與中間位置的負(fù)壓大小一致且穩(wěn)定，以免影響集聚紡紗效果。運(yùn)轉(zhuǎn)值車(chē)工要經(jīng)常保持牽伸區(qū)內(nèi)的清潔，觀察集聚槽處紗條的形狀，出現(xiàn)紗條打頓、分散時(shí)要檢查網(wǎng)格圈網(wǎng)眼是否被堵塞，及時(shí)進(jìn)行維修，網(wǎng)格圈應(yīng)根據(jù)不同紡紗品種制定出合理的更換周期，達(dá)到一致的集聚效果，以穩(wěn)定紡紗的質(zhì)量。

7 結(jié)語(yǔ)

在傳統(tǒng)細(xì)紗機(jī)上改造的無(wú)論哪一種集聚紡紗，都會(huì)提高紡紗質(zhì)量，即減少了紗線毛羽、提高了紡紗強(qiáng)力和性能。具體采用哪一種集聚紡紗，企業(yè)要根據(jù)自身的實(shí)際情況和原環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的機(jī)型、使用年限等方面考慮。緒森公司與同和公司通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新，使集聚紡紗進(jìn)一步提高紡紗的質(zhì)量和減少專(zhuān)件器材的消耗，降低紡紗企業(yè)的生產(chǎn)成本。紡紗企業(yè)在結(jié)合自身的生產(chǎn)管理中，要掌握好緒森集聚紡和同和集聚紡裝置的使用和維修方法，優(yōu)選工藝參數(shù)，降低由于細(xì)紗工藝參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，機(jī)臺(tái)維修不及時(shí)，接頭、清潔不及時(shí)等原因而纏繞膠輥、網(wǎng)格圈造成器材的損壞。在生產(chǎn)管理中要保持設(shè)備的良好運(yùn)行狀態(tài)、工藝參數(shù)的優(yōu)化、專(zhuān)件器材的選用、車(chē)間溫濕度的控制，還要加強(qiáng)運(yùn)轉(zhuǎn)操作管理?？傊越档推鞑牡南暮吞嵘徏喌馁|(zhì)量為目的，用好集聚紡紗。