棉紡輔機(jī)的特點(diǎn)及發(fā)展

侯長(zhǎng)勇

(山東聊城華潤(rùn)紡織有限公司，山東 聊城 252000)

棉紡輔機(jī)是紡紗設(shè)備的重要組成部分，棉紡企業(yè)已日益重視其應(yīng)用。棉紡輔機(jī)的應(yīng)用，不僅能為企業(yè)提供精準(zhǔn)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，而且為提高產(chǎn)品質(zhì)量提供技術(shù)支撐。

1 烏斯特條干均勻度儀

1.1 概況

為保持紡紗質(zhì)量穩(wěn)定，紡織企業(yè)須有一套能夠檢測(cè)紡紗產(chǎn)品質(zhì)量的儀器，而條干均勻度儀是一種測(cè)試和分析紗線與棉條條干不均勻程度、測(cè)試紗線毛羽、考核紗線質(zhì)量、指導(dǎo)紗線生產(chǎn)的精密儀器，能為紡紗提供多項(xiàng)質(zhì)量測(cè)試指標(biāo)。自從1970年瑞士烏斯特(Uster)公司推出Uster條干儀以來(lái)，其測(cè)試技術(shù)不斷改進(jìn)，測(cè)試方法、性能指標(biāo)不斷增加和完善，功能不斷增強(qiáng)[1]，目前電子條干均勻度儀已成為紡織廠檢測(cè)紡織產(chǎn)品質(zhì)量重要的、不可或缺的試驗(yàn)儀器。通過(guò)對(duì)紡織產(chǎn)品檢測(cè)、對(duì)測(cè)試指標(biāo)進(jìn)行分析，能快速找出影響產(chǎn)品質(zhì)量的原因，從而通過(guò)采取相應(yīng)措施加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的控制。

1.2 特點(diǎn)及作用

烏斯特條干均勻度儀可用于測(cè)定條子、粗紗、細(xì)紗、股線的均勻度，能作出紗條的不勻率曲線，判斷紗條不勻率產(chǎn)生的原因及對(duì)后工序和最終織物的影響。利用不勻率曲線分析長(zhǎng)片段不勻，利用波譜圖通過(guò)計(jì)算能直接找到周期性不良部件，能有效控制條干，為后工序提供質(zhì)量合格的產(chǎn)品。紗條線密度不勻曲線橫坐標(biāo)為紗條片段不勻，縱坐標(biāo)為紗條單位長(zhǎng)度質(zhì)(重)量或線密度，根據(jù)曲線可判斷紗條線密度不勻的指標(biāo)——平均差系數(shù)U或標(biāo)準(zhǔn)差不勻率CV值；U和CV這兩項(xiàng)指標(biāo)是紗條線密度不勻的重要指標(biāo)，用以分析紗條的質(zhì)量變化、查找設(shè)備出現(xiàn)的具體原因。

烏斯特條干均勻度試驗(yàn)儀能檢測(cè)紗條不勻、原料品質(zhì)，并監(jiān)控生產(chǎn)中各工序半制品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)從纖維到成品的全過(guò)程控制，正確使用烏斯特條干均勻度儀可準(zhǔn)確地測(cè)試出纖維條干均勻度。由于生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)和工藝影響導(dǎo)致條干不勻的周期性不同，可以通過(guò)對(duì)該儀器的測(cè)試結(jié)果以及圖形的分析推斷發(fā)生缺陷的原因[2]，根據(jù)這些原因查找有缺陷部件并對(duì)其維修更換，做到及時(shí)進(jìn)行控制、穩(wěn)定紡紗質(zhì)量。

根據(jù)烏斯特條干均勻度試驗(yàn)儀所附的繪圖儀，即可作出紗條的不勻率曲線，根據(jù)波譜圖對(duì)紗條不勻率的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，判斷不勻率和質(zhì)量變化的原因以及對(duì)織物產(chǎn)生的影響，并能檢測(cè)紗線的U值和CV值指標(biāo)，記錄紗線的粗細(xì)節(jié)、棉結(jié)數(shù)量和毛羽值等，為后工序紡紗加工提供可靠的質(zhì)量依據(jù)。

1.3 利用條干均勻度儀分析紗線的兩類(lèi)不勻

紗線在烏斯特條干均勻度儀上測(cè)試，不僅能得到紗條的不勻率曲線，還能測(cè)量到細(xì)節(jié)、粗節(jié)、棉結(jié)數(shù)和毛羽指數(shù)等指標(biāo)；在波譜儀上可得到波譜圖，波譜圖的橫坐標(biāo)為紗條線密度不勻的波長(zhǎng)，縱坐標(biāo)為紗條線密度不勻，相對(duì)振程是波長(zhǎng)的函數(shù)。

在波譜圖上可以反映兩類(lèi)重要的粗細(xì)不勻：機(jī)械波和牽伸波引起的周期性不勻。

1.3.1 機(jī)械波

在紡紗過(guò)程中，由于回轉(zhuǎn)的機(jī)械部件狀況不良造成紗條周期性粗細(xì)不勻，可能是因紡紗設(shè)備上羅拉彎曲、膠輥不圓，齒輪嚙合不良、缺齒及磨損嚴(yán)重，羅拉頭與傳動(dòng)軸之間磨損嚴(yán)重等引起的，這種粗細(xì)不勻在波譜圖上呈現(xiàn)為“煙囪”狀凸起，通過(guò)波長(zhǎng)可以計(jì)算出回轉(zhuǎn)機(jī)件的直徑，進(jìn)而查找出造成不勻的工藝部件。

機(jī)械波長(zhǎng)的計(jì)算：λ=D×π×E

式中：

λ——回轉(zhuǎn)機(jī)件形成的周期性波長(zhǎng)/cm；

D——回轉(zhuǎn)機(jī)件的直徑/cm；

E——缺陷機(jī)件到輸出羅拉(部件)之間的牽伸倍數(shù)。

當(dāng)波譜圖上的煙囪波長(zhǎng)與經(jīng)過(guò)計(jì)算的波長(zhǎng)接近時(shí)，該機(jī)件就可能是產(chǎn)生條干不勻的原因。如波譜圖上7 cm～8 cm波長(zhǎng)有一煙囪形的波峰，即表明細(xì)紗工序紗錠上有周期性不勻，由于羅拉(直徑為25 mm)轉(zhuǎn)1圈輸出的紗條長(zhǎng)度正好為波的周長(zhǎng)，計(jì)算可知7 cm～8 cm不勻波是細(xì)紗前羅拉彎曲造成的跳動(dòng)，應(yīng)及時(shí)對(duì)羅拉進(jìn)行校直，以消除機(jī)械波。機(jī)械波在機(jī)織、針織布面上將產(chǎn)生嚴(yán)重的橫檔疵點(diǎn)，從而使布面豐滿(mǎn)度變差、布面風(fēng)格惡化。

成紗均勻度下降，產(chǎn)生機(jī)械波的工序、部位也較多，有并條、粗紗、細(xì)紗工序等，應(yīng)根據(jù)波長(zhǎng)通過(guò)計(jì)算來(lái)查找有缺陷的機(jī)件。

1.3.2 牽伸波

在紡紗過(guò)程中，由于牽伸工藝設(shè)計(jì)與配置不合理、牽伸器材狀態(tài)不良會(huì)造成牽伸不良、條干不勻，這種問(wèn)題在波譜圖上反映為“小山狀”的波形。根據(jù)波譜圖波形，分析牽伸波波長(zhǎng)范圍和波峰波長(zhǎng)，當(dāng)波幅超過(guò)基波幅度20%時(shí)，將會(huì)影響布面外觀。

牽伸波長(zhǎng)的計(jì)算：λ=K×I×E

式中：

λ——牽伸波的波長(zhǎng)/cm；

K——常數(shù)(一般細(xì)紗取2.75，粗紗取3.5，條子取4.0);

I——纖維平均長(zhǎng)度/mm；

E——牽伸波發(fā)生后試樣再經(jīng)過(guò)的牽伸倍數(shù)。

分析波譜圖可了解紗線不勻的性質(zhì)，確定產(chǎn)生疵點(diǎn)的工序和部位，以便及時(shí)調(diào)整機(jī)械狀態(tài)和改進(jìn)工藝，減少紗疵。波譜圖一般有理想波譜圖、正常波譜圖及機(jī)械波、牽伸波波譜圖，在生產(chǎn)中應(yīng)減小機(jī)械波和牽伸波發(fā)生概率，才能提高紡紗質(zhì)量。由于烏斯特條干均勻度儀是精密的紡織試驗(yàn)儀器，日常要嚴(yán)格按照儀器說(shuō)明使用，不應(yīng)隨意拆卸、變更工藝參數(shù)，注意保持條干儀的清潔、紗架位置，確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。烏斯特條干均勻度儀的應(yīng)用，為紡紗生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制提供了可靠的實(shí)際依據(jù)。

2 磨金屬針布機(jī)

2.1 金屬針布的重要作用

金屬針布是重要的梳理器材，金屬針布的高度、表面粗糙度、鋒利度、耐磨度等直接影響其梳理纖維的效果。在梳理過(guò)程中，金屬針布與纖維間存在摩擦，在連續(xù)梳理中為排除非單纖維物質(zhì)，齒條被磨損而慢慢衰退、直到下機(jī)磨礪，以提高金屬針布表面粗糙度和鋒利度。

2.2 磨金屬針布機(jī)和包卷機(jī)

提到磨金屬針布機(jī)，須先介紹包卷機(jī)，這兩種輔機(jī)共同擔(dān)負(fù)著保養(yǎng)金屬針布的重任。為了做好二者的維護(hù)保養(yǎng)工作，應(yīng)檢查包卷機(jī)各個(gè)部位運(yùn)行的靈活性，包卷張力是否合適，與金屬針布齒條接觸部位是否光潔平滑，包卷金屬針布時(shí)對(duì)齒條要均勻加速、張力穩(wěn)定，以提高金屬針布的包卷質(zhì)量；要嚴(yán)格按照針布的磨礪技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，磨礪速度要根據(jù)針布的狀態(tài)而定，以保證金屬針布齒尖面的圓柱度，圓柱度高才能保證隔距的準(zhǔn)確性；金屬針布表面粗糙度好，才能減少纖維掛花，梳理順暢；金屬針布鋒利，有利于梳理纖維、清除雜質(zhì)。因此，對(duì)包卷機(jī)和磨礪針布的工藝參數(shù)應(yīng)不斷優(yōu)化，以達(dá)到理想的梳理效果，提高梳理質(zhì)量。

在實(shí)際生產(chǎn)的長(zhǎng)時(shí)間使用中，針布的鋒利度會(huì)逐漸下降、直至需要磨礪，磨礪可恢復(fù)其鋒利度和齒尖面圓柱度，從而達(dá)到對(duì)纖維梳理的最佳狀態(tài)[3]。不同的針布磨礪方法不同，尤其是蓋板針布的磨礪效果，在鋒利度、表面粗糙度和平面度上可能有差異，導(dǎo)致使用效果可能不同，但一定要嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行磨礪。金屬針布宜采用大氣孔砂輪及適當(dāng)?shù)倪M(jìn)刀量，砂輪圓柱度精度要高，往復(fù)運(yùn)動(dòng)一定要均勻，防止出現(xiàn)頓挫，避免產(chǎn)生零星火花。

有資料顯示，經(jīng)梳棉機(jī)梳理的生條結(jié)雜、短絨的去除率約為85%，錫林—回轉(zhuǎn)蓋板針布的梳理質(zhì)量對(duì)后工序纖維的牽伸、成紗條干及棉結(jié)有明顯的改善作用。由于金屬針布齒條在包覆過(guò)程中有一定誤差，需要在磨針布機(jī)上進(jìn)行往復(fù)磨削，確保金屬針布的鋒利度，延長(zhǎng)其使用周期。針布的梳理功能與維護(hù)保養(yǎng)不可分，應(yīng)對(duì)針布進(jìn)行合理磨礪，一般原則是少磨、輕磨、精磨、勤磨。

普通金屬針布多采用順?biāo)ⅰ⒛婺?、快速磨礪方法，磨礪后要測(cè)量左、中、右3點(diǎn)，其磨削差異一般為不大于0.02 mm。金屬針布齒條的表面粗糙度主要是靠磨針過(guò)程中的平磨、精磨等來(lái)實(shí)現(xiàn)，表面粗糙度、鋒利度提高有利于對(duì)纖維的抓取、轉(zhuǎn)移，減少掛花和纏繞。

在線精磨技術(shù)是比較先進(jìn)的磨礪方法，其磨礪周期要根據(jù)紡紗品種、產(chǎn)量及棉結(jié)程度確定。在線磨礪在生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)自動(dòng)完成，錫林金屬針布的磨礪是利用安裝在錫林底部與錫林軸相平行軌道上的專(zhuān)用砂輪，通過(guò)在顯示屏上進(jìn)行設(shè)定和控制進(jìn)行磨礪，使金屬針布表面在使用過(guò)程中鋒利度始終處于良好狀態(tài)[4]，有利于金屬針布梳理的穩(wěn)定性。采用在線磨礪，有效避免了傳統(tǒng)磨礪造成的停臺(tái)問(wèn)題，提高了設(shè)備利用率。

2.3 發(fā)展方向

2.3.1 高質(zhì)高效化

提高針布的包卷質(zhì)量和磨礪效率，向高質(zhì)量、高效率發(fā)展，使包卷的質(zhì)量和磨礪質(zhì)量符合梳棉機(jī)的使用技術(shù)要求，在梳理過(guò)程中使纖維達(dá)到良好的狀態(tài)，減少纖維損傷。

2.3.2 數(shù)字化

磨針布機(jī)逐步向觸摸屏設(shè)計(jì)方向發(fā)展，根據(jù)針布的使用情況和狀態(tài)，工人只需在觸摸屏上設(shè)置合理的磨削參數(shù)，磨頭就能精確定位，減少手動(dòng)調(diào)節(jié)磨礪誤差，提高其磨礪精度，使磨礪后針布保持良好的鋒利度和表面粗糙度。

2.3.3 智能化

在觸摸屏上能自動(dòng)顯示在線檢測(cè)的結(jié)果，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果分為磨礪合格和不合格；磨礪合格的放在一起，對(duì)磨礪不合格的應(yīng)能進(jìn)行原因分析，待其達(dá)到磨礪效果后自動(dòng)停機(jī)。實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)磨針與自動(dòng)控制，有效提高了針布的磨礪效果。

3 氣動(dòng)套壓膠輥機(jī)

3.1 特點(diǎn)及問(wèn)題

氣動(dòng)套壓膠輥機(jī)是套壓各類(lèi)膠輥的重要設(shè)備，其操作雖然簡(jiǎn)單，但卻是膠輥磨礪前最重要的環(huán)節(jié)。為使套壓膠輥機(jī)運(yùn)行狀態(tài)良好，壓縮空氣氣壓要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，即一般約為0.6 MPa、氣缸運(yùn)行平穩(wěn)，根據(jù)軸承型號(hào)調(diào)整好套壓動(dòng)程，保證同軸度，并應(yīng)一次套壓成功，特別是精梳分離膠輥較長(zhǎng)，其同軸度非常重要；細(xì)紗膠輥的套壓量較大，套壓一批膠管后要檢查同軸度誤差，要使鋁襯管內(nèi)壁與軸承的鐵芯壁緊密均勻接觸，且避免剮傷鋁襯管膠管的內(nèi)壁，膠輥上機(jī)后應(yīng)防止其左右移動(dòng)而影響紡紗效果。只有膠輥套壓好、磨礪效果才能好。膠輥套壓后應(yīng)放置在專(zhuān)用托盤(pán)上，并用包布蓋好，防止擠壓，等待磨礪。

3.2 發(fā)展設(shè)想

集聚環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的出現(xiàn)，增加了膠輥的使用量，原來(lái)每次只能套壓1只膠輥的效率明顯較低，根據(jù)氣動(dòng)膠輥雙頭加油機(jī)的原理，設(shè)想也能同時(shí)進(jìn)行兩只膠輥的套壓，將大大提高膠輥的套壓效率。

4 全自動(dòng)磨膠輥機(jī)

膠輥表面的磨礪質(zhì)量對(duì)紡紗質(zhì)量有重要影響，每道紡紗工序?qū)可炷z輥的表面粗糙度都有具體要求。應(yīng)根據(jù)不同紡紗品種對(duì)膠輥表面的不同要求合理設(shè)置磨礪工藝，使膠輥表面粗糙度、圓柱度達(dá)到紡紗質(zhì)量要求。

以前使用手動(dòng)磨膠輥機(jī)，如FU802，F(xiàn)U804型砂輪的線速度、車(chē)頭轉(zhuǎn)速、縱向進(jìn)刀量基本不變，磨礪往復(fù)次數(shù)多，致使膠輥表面粗糙度Ra值不勻且效率低，用工多。隨著精梳細(xì)號(hào)紗的研發(fā)、集聚環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的發(fā)展及各種特種纖維的出現(xiàn)，手動(dòng)磨膠輥機(jī)的磨礪效率和質(zhì)量已滿(mǎn)足不了紡紗品種的要求，從而促使磨膠輥機(jī)自動(dòng)化程度不斷提高。已出現(xiàn)的全自動(dòng)磨膠輥機(jī)使膠輥?zhàn)晕谷胫凛敵鐾耆詣?dòng)磨礪，不需人工操作，并具備全自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能，在顯示屏上全程顯示工作參數(shù)，完全實(shí)現(xiàn)機(jī)、電、氣、儀一體化，且砂輪定量設(shè)置后能自動(dòng)修整、自動(dòng)清潔，始終保持砂輪鋒利。先進(jìn)的全自動(dòng)磨膠輥機(jī)將膠輥磨礪后直接擺放在塑料托盤(pán)上，并具有膠輥?zhàn)詣?dòng)打標(biāo)記功能，從而使膠輥磨礪更加方便快捷，磨削精度高，表面粗糙度好，采用PLC程序全程控制，自動(dòng)記錄顯示磨削膠輥的總量，膠輥直徑大小自動(dòng)檢測(cè)，膠輥表面粗糙度值可根據(jù)紡紗品種要求自行設(shè)置，磨削精度不大于0.02 mm，膠輥大小頭差異不大于0.02 mm，使膠輥達(dá)到最佳工作狀態(tài)。膠輥磨削模式有指定直徑磨削、不同直徑磨削和膠輥?zhàn)詣?dòng)分揀，均可自行設(shè)定，大大提高了磨礪效率。

1臺(tái)全自動(dòng)磨膠輥機(jī)可滿(mǎn)足10萬(wàn)紗錠使用膠輥的需求。該磨膠輥機(jī)回磨一套細(xì)紗膠輥只需20 s，膠輥與砂輪接觸時(shí)間僅約8 s。快速度提高了膠輥的回磨效率；膠輥與砂輪接觸的時(shí)間短，減小了砂輪高溫灼傷膠輥的概率，保證膠輥具有合格的表面粗糙度Ra值，磨礪后的膠輥表面能更好適應(yīng)紡紗品種的要求；設(shè)定不同的磨礪速度可使砂輪圓柱表面產(chǎn)生不同的表面粗糙度，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)帶有壓縮空氣的自動(dòng)清潔裝置沿砂輪的橫向進(jìn)行往復(fù)清潔，可確保砂輪鋒利度的均勻性。

隨著磨膠輥機(jī)技術(shù)不斷進(jìn)步，其自動(dòng)化、智能化、功能化水平更高，效率更高，如瑞士貝克(BERKOL)公司制造的全自動(dòng)磨膠輥機(jī)，無(wú)錫通力霍普紡織機(jī)械有限公司、無(wú)錫培力自動(dòng)化設(shè)備有限公司制造的全自動(dòng)高效磨膠輥機(jī)，自動(dòng)化程度均較高，能適應(yīng)棉紡企業(yè)對(duì)輔機(jī)的需求，滿(mǎn)足了企業(yè)生產(chǎn)的要求。

5 輔機(jī)發(fā)展方向

輔機(jī)作為棉紡設(shè)備的一部分，它同主機(jī)一樣在棉紡企業(yè)中發(fā)揮著重要作用。在結(jié)構(gòu)上，輔機(jī)正逐步向模塊化設(shè)計(jì)發(fā)展；在技術(shù)上，正沿著自動(dòng)化、高速化、智能化方向發(fā)展；在配置上，向連續(xù)化、機(jī)、電、氣、儀方向發(fā)展；在操作上，向簡(jiǎn)單化、可遙控方面發(fā)展；在減少用工和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度方面，輔機(jī)也有突破，如智能落紗小車(chē)、自動(dòng)理管機(jī)、錠子自動(dòng)加油機(jī)，其工作效率均非常高，有效解放了人工，降低了生產(chǎn)成本。

6 結(jié)語(yǔ)

棉紡輔機(jī)在紡織企業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，使用烏斯特條干均勻度儀能全面檢測(cè)紡織產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)，為穩(wěn)定生產(chǎn)提供可靠的數(shù)據(jù)支撐，為紡織產(chǎn)品提供了可靠的質(zhì)量保證；對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量缺陷能及時(shí)追蹤，利于減少損失；包卷機(jī)、磨針布機(jī)、套壓膠輥機(jī)、全自動(dòng)磨膠輥機(jī)為梳理器材、牽伸器材的使用質(zhì)量提供了有力保障。紡織企業(yè)應(yīng)重視棉紡輔機(jī)的應(yīng)用、保養(yǎng)和管理，使各類(lèi)器材在紡紗生產(chǎn)中更好地發(fā)揮作用。

隨著科技的不斷進(jìn)步，棉紡輔機(jī)在結(jié)構(gòu)、技術(shù)、配置、操作方面向更快、更智能、更全面、更便捷的方向發(fā)展，其大范圍使用提高了工作效率，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，并減少了用工數(shù)量。