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細(xì)紗是環(huán)錠紡系統(tǒng)中最關(guān)鍵的成紗工序，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。所以，挖掘細(xì)紗的生產(chǎn)能力，是整個(gè)系統(tǒng)能否盈利的關(guān)鍵。紡紗廠的成本核算是按噸紗成本來(lái)核定的，提高細(xì)紗產(chǎn)量就意味著降低生產(chǎn)成本，尤其是對(duì)分?jǐn)偣潭ǔ杀酒鹬鴽Q定性的作用。因此，細(xì)紗高速?gòu)哪撤N意義上講，就是紡紗增效，同時(shí)也是紡紗能力的體現(xiàn)。對(duì)任何一個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，在不增加斷頭和能耗的前提下，增速就意味著有增效的可能。事實(shí)上很多企業(yè)用自己的實(shí)踐證明，只有增效，才能從惡劣的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中找到生存之路。

眾所周知，鋼領(lǐng)和鋼絲圈這對(duì)摩擦副是環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)上實(shí)現(xiàn)加捻和卷繞的關(guān)鍵器材，二者之間配合是否“默契”，以及“自身”的質(zhì)量是否過(guò)硬，與成紗的品質(zhì)有直接關(guān)聯(lián)。鋼領(lǐng)與鋼絲圈的配合中選擇鋼絲圈規(guī)格十分重要。在二者配合中，既要使摩擦力達(dá)到一定數(shù)值，又要使磨損盡量減少。在細(xì)紗高速生產(chǎn)過(guò)程中，鋼領(lǐng)與鋼絲圈之間的摩擦情況非常復(fù)雜，因?yàn)槎咴诟咚佟⒏邏汉透邷貭顟B(tài)下進(jìn)行跳躍式滑動(dòng)摩擦，這與常溫狀態(tài)下的滑動(dòng)摩擦差異很大。

由于我國(guó)提出高速這個(gè)概念時(shí)間不長(zhǎng)，故目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的鋼領(lǐng)和鋼絲圈，都達(dá)不到高速運(yùn)行的要求，只有很少一部分能在高速機(jī)上使用。作為器材廠家，當(dāng)務(wù)之急就是要踏踏實(shí)實(shí)提高技術(shù)水準(zhǔn)和技術(shù)質(zhì)量，而不是靠廣告效應(yīng)來(lái)獲得銷(xiāo)售市場(chǎng)的占有率。作為紡紗企業(yè)必須更新高速加捻卷繞部件。

2.1錠子速度定位

錠子速度在18000r/min以下是低速；18000-20000r/min是中速；20000-22000r/min是高速；22000r/min以上為特高速（實(shí)際能超過(guò)此錠速的企業(yè)在國(guó)內(nèi)很少）。

2.2鋼絲圈線速度定位

鋼絲圈旋轉(zhuǎn)速度在36m/s以下是低速；36-40m/s是中速；40-44m/s是高速；45m/s以上為特高速（一般不超過(guò)此線速度）。

3.1紡紗張力

紡紗張力以下公式計(jì)算：

F＝m×R×n²         （１）

其中：F為紡紗張力/N；m為鋼絲圈重量/g；n為卷繞半徑/mm；R為錠子轉(zhuǎn)速／（r/min）。

由式（１）得知：減輕鋼絲圈重量，減少卷繞半徑，增加氣圈環(huán)都能降低紡紗張力，減少斷頭的發(fā)生。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，每減輕１號(hào)鋼絲圈，能加速500-1000r/min。

3.2鋼絲圈瞬時(shí)功率

鋼絲圈瞬時(shí)功率p按以下公式計(jì)算：

p＝k×m×r×n³        （２）

其中：k是隨摩擦系數(shù)改變而改變的常數(shù)；m是鋼絲圈重量/g；r是鋼絲圈回轉(zhuǎn)半徑/mm；n是錠子轉(zhuǎn)速/（r/min）。

從式（２）中可以看到：當(dāng)鋼領(lǐng)鋼絲圈的摩擦系數(shù)降低時(shí)，能減少功耗；當(dāng)鋼領(lǐng)直徑減小時(shí)，功耗下降；當(dāng)錠子速度上升時(shí)，功耗與錠速成立方關(guān)系上升。從式（２）分析得到：提高鋼領(lǐng)和鋼絲圈的光潔度，降低鋼領(lǐng)和鋼絲圈的摩擦系數(shù)，使二者之間的摩擦系數(shù)值為0.08-0.12，是高速紡紗的基本條件。減小鋼領(lǐng)直徑，是高速紡紗降低成本的主要方法。但鋼領(lǐng)減小，帶來(lái)的是紡紗過(guò)程中落紗次數(shù)的增加，落紗工作量的增加。所以，采用自動(dòng)落紗是實(shí)現(xiàn)高速紡紗必須的附加裝置。

由式（１）、（２）得知，氣圈高度（紗管長(zhǎng)度）增加，錠速就要降低，反之亦然。棉紡細(xì)紗適宜卷裝與速度關(guān)系如表１所示。

表１ 棉紡細(xì)紗卷裝尺寸與速度關(guān)系

由實(shí)驗(yàn)得知，為進(jìn)一步提高錠速并使紗線氣圈不崩潰的有效方法是采用氣圈控制環(huán)控制氣圈形態(tài)，則紡紗錠速能相應(yīng)增大。經(jīng)測(cè)算，采用氣圈控制環(huán)后，紗線張力降低30-50%，錠速平均能提高3000-5000r/min，鋼絲圈高速回轉(zhuǎn)時(shí)摩擦功率消耗也顯著降低，取得較好節(jié)能效果。

研究發(fā)現(xiàn)，鋼領(lǐng)鋼絲圈相互配合，二者的磨損屬于粘著熱腐蝕，因此，鋼領(lǐng)和鋼絲圈的制造質(zhì)量至關(guān)重要。同時(shí)，二者在幾何形狀跑道契合性、機(jī)械性能的匹配性、鋼絲圈輕重號(hào)數(shù)選擇、表面處理方式的匹配，制造材質(zhì)選擇匹配等方面都值得研究和探索。

5.1鋼領(lǐng)在高速紡紗時(shí)的要求

ａ）光潔度高，摩擦系數(shù)小且一致性好；ｂ）抗鍥能力強(qiáng)；ｃ）圓整度小，跳動(dòng)小；ｄ）自清潔、自潤(rùn)滑能力強(qiáng)，上車(chē)自適應(yīng)性好；ｅ）導(dǎo)熱性好；ｆ）抗磨性好，壽命長(zhǎng)；ｇ）材質(zhì)上要選用耐磨、耐熱、耐蝕性較好的軸承鋼、合金鋼；ｈ）從表面處理上要選用耐磨、耐蝕、自潤(rùn)滑性能較好的涂覆材料；ｉ）適紡性強(qiáng)，走熟期短。

5.2高速紡紗對(duì)鋼絲圈要求

ａ）氣圈穩(wěn)定，一致性好；ｂ）拎頭輕爽，氣圈富有彈性；ｃ）走熟期短，飛圈少，斷頭少；ｄ）毛羽好；ｅ）導(dǎo)熱性好；ｆ）摩擦系數(shù)小且一致性好；ｇ）使用周期達(dá)標(biāo)；ｈ）在圈型選擇方面，要使用幾何形狀重心較低的，有利于高速和提高效率；ｉ）在截面形狀選擇上，如紡純棉品種，可選扁平形或?qū)挵雸A形，紡合成紗或混紡紗可選半圓形，紡化纖可選瓦楞型。

如何驗(yàn)證在高速紡紗環(huán)境中鋼領(lǐng)鋼絲圈的配合是否合理，主要關(guān)注數(shù)據(jù)是：ａ）３ｍｍ以上有害毛羽、千錠時(shí)斷頭率、棉結(jié)、使用壽命、適紡性、走熟期、防腐性能等；ｂ）鋼絲圈在鋼領(lǐng)上運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、跳動(dòng)、振動(dòng)頻率及振程小，鋼絲圈輪廓較清晰，紗線通道中積花少；ｃ）鋼絲圈運(yùn)轉(zhuǎn)造成的張力穩(wěn)定，紗線碰隔紗板及紗管頂部的次數(shù)較少；ｄ）紗線通道寬敞、外傾角較小，能夠保證鋼絲圈平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)；ｅ）鋼絲圈磨損接觸面面積較大、磨痕淺。

近幾年紡紗企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，產(chǎn)品的品質(zhì)、檔次不斷提升，用工的矛盾尤為突出，為此求盛公司近幾年在新型鋼領(lǐng)、鋼絲圈的研發(fā)和生產(chǎn)上加大投入，克服困難取得了一定成績(jī)。重點(diǎn)做了以下工作。

7.1鋼領(lǐng)的研發(fā)

ａ）采用新材質(zhì)，從過(guò)去較為單一的低碳鋼發(fā)展到現(xiàn)在的多種合金鋼、軸承鋼等不同特性的材質(zhì)，以適應(yīng)不同客戶對(duì)使用壽命的不同要求；

ｂ）抓制造精度，把延續(xù)了十幾年的傳統(tǒng)加工設(shè)備徹底淘汰，優(yōu)化了生產(chǎn)工藝，引進(jìn)了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的具有針對(duì)性的各種數(shù)控設(shè)備加以批量生產(chǎn)，使產(chǎn)出的鋼領(lǐng)不僅精度高，且一致性，特別是工作面的一致性極好，這樣就滿足了客戶對(duì)高速生產(chǎn)、成紗質(zhì)量?jī)?yōu)而穩(wěn)定的需求；

ｃ）改進(jìn)處理方法，通過(guò)幾種不同的表面處理方法，使產(chǎn)品工作表面的物理特性發(fā)生改變，從而達(dá)到走熟期更短、斷頭率更低、成紗質(zhì)量更好、耐磨性更強(qiáng)、抗腐效果優(yōu)良的結(jié)果。

表２為國(guó)內(nèi)某知名紡紗企業(yè)，使用求盛精密軸承鋼領(lǐng)和配進(jìn)口鋼絲圈，與另一家國(guó)內(nèi)著名鋼領(lǐng)廠同錠質(zhì)量對(duì)比，從表２中可以看出，JC14.6tex紗質(zhì)量明顯提高。

表２ 求盛公司與其它公司生產(chǎn)鋼領(lǐng)紡JC14.6tex質(zhì)量對(duì)比

7.2鋼絲圈的研發(fā)

在選材上選用機(jī)械性能和耐磨性更好的材質(zhì)，并開(kāi)發(fā)出適用于集聚紡使用的高耐磨性產(chǎn)品；有針對(duì)性的進(jìn)行表面處理，使其提高耐磨性，增加潤(rùn)滑性和散熱性。

鋼領(lǐng)鋼絲圈是環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)的主要紡紗部件，隨著企業(yè)對(duì)紡紗質(zhì)量和紡紗生產(chǎn)效率要求的不斷提高，對(duì)鋼領(lǐng)鋼絲圈制造企業(yè)提出了許多新要求。鋼領(lǐng)和鋼絲圈之間摩擦系數(shù)要小，一致性好，上機(jī)走熟期要短，且使用壽命要長(zhǎng)，能適應(yīng)高速環(huán)錠紡和集聚紡的紡紗要求，成紗毛羽與棉結(jié)少。

求盛公司近年來(lái)通過(guò)對(duì)材料的優(yōu)選與對(duì)特定加工設(shè)備進(jìn)行熱處理，改進(jìn)表面處理等方式進(jìn)行升級(jí)改造和流程再造，在鋼領(lǐng)鋼絲圈的研發(fā)及生產(chǎn)上取得突破，先后推出紡進(jìn)口系列鋼領(lǐng)的精密軸承鋼領(lǐng)。使鋼領(lǐng)的平均壽命從原來(lái)的一年多提高到六年多，鋼絲圈的平均周期壽命從過(guò)去的5-7天，提高到現(xiàn)在的25天以上。通過(guò)在國(guó)內(nèi)眾多大、中型中高端紡織企業(yè)的集聚紡和高速環(huán)錠紡應(yīng)用實(shí)踐，結(jié)果表明其能夠完全滿足紡紗生產(chǎn)的需要，并且可以替代國(guó)外同規(guī)格的進(jìn)口產(chǎn)品。這將不僅有利于國(guó)內(nèi)紡織企業(yè)降低這方面專(zhuān)件器材的使用成本，又能滿足客戶要求的紗線品質(zhì)指標(biāo)，可以廣泛推廣和應(yīng)用。