在国内推广应用紧密纺纱技术生产紧密纱有两种方法:一是采用从国外进口的或国产的紧密纺细纱机,对传统的环锭纺纱机进行更新改造;二是采用从国外进口的或国产的紧密纺纱装置,对现有的环锭纺纱机进行技术改造。就这两种方法而论,前者虽然比较简单方便快捷,但一次性投入的资金比较大;而后者操作起来比较麻烦,但一次性投入的资金却比较少。
笔者认为,如果是新建企业生产紧密纱,直接采用紧密纺细纱机就比较好;若是老企业,可采用进口或国产紧密纺纱装置对现有的环锭细纱机进行局部改造。就价格而言,进口紧密纺纱装置价格较国产要贵一些,两相比较采用国产紧密纺纱装置改造传统的环锭纺纱机,不仅价格便宜,而且也可以取得比较好的效果。
1国产紧密纺装置的类型与特点
目前国内紧密纺纱装置有 3 种类型:即A型、B型和C型。其中C型紧密纺纱装置在国内使用得比较多,原因是使用C型紧密纺装置在原有环锭纺纱机上进行安装改造,其牵伸装置的尺寸和工艺部件基本上保持不变,只是在前罗拉前方增加一套由异形截面吸管、网格状多孔网圈(其上有33 000 目/cm2)和输出胶辊组成的装置,即成为一套结构性能完整的紧密纺纱装置。另外一个原因是目前国内纺机企业采用C型紧密纺装置的专利,在国内不受专利技术的时间性和地域性限制。这是因为C型紧密纺装置的发明者舒尔・施塔莱克及格里尔叙森芯轴厂股份有限公司,于2001年1月26日在德国申请了专利,但却没有于优先期内在中国申请专利,因而失去了在中国专利保护的权利,因此可以放心地使用,不受任何限制。
近年来由于国际上紧密纺纱技术已进入了成熟的应用期,国内的纺机企业、研究院校都看好了紧密纺纱技术的应用前景,在生产紧密纺纱设备的同时投入了一定研发力量进行研究创新并取得了 10 余项发明专利。这些专利主要是在紧密纺纱装置的零部件结构上做出了技术创新,如网格圈、集聚管、耐磨、清吸维护和负压检测等方面,研发出了具有自主知识产权的紧密纺纱装置。这些国产紧密纺纱装置性能比较好,生产运行比较稳定,受到了使用者的好评。由于国内生产的紧密纺纱装置型号较多,本文只对其中 3 种实用性能比较好、安装方便的紧密纺纱装置予以介绍,供企业选用时参考。
1.1KJF紧密纺纱装置
KJF紧密纺纱装置是由上海纺织机械研究所根据国产细纱机型的特点,综合了原有牵伸系统、前罗拉驱动集聚部分的传动负荷、原机前罗拉扭矩增量、运行稳定、输出皮辊的加压对牵伸部分的影响、上皮辊传动输出皮辊及网格圈所需要驱动力对前上皮辊运行稳定性等,专门为适应细纱机改造而设计的。
该装置将传统细纱机牵伸装置前罗拉钳口处输出的纤维须条通过负压吸附,使纤维集聚在一条线上,消除了纺纱加捻三角区。大幅度减少了纱线毛羽,提高成纱强力,该装置改造非常方便,除罗拉座需要更换外,其它均保留,加上纺机厂提供的皮辊座组件、负压吸风系统和相应的控制箱,即可成为新型的紧密纺纱机。能加工 36.4 ～ 7.3 tex(Ne 16 ～ 80)棉型、中长型纤维(包括粗梳、精梳、混纺纤维)纱。
与传统环锭纺纱相比:3 mm以上毛羽可降低 60% 以上;减少纺纱飞花;提高成纱强力;改善细纱条干CV值;降低纺纱、络筒、整经、织造断头,提高生产效率;降低上浆率,减少浆料消耗;取消印染烧毛工序等,有利于提高织物质量。
1.2FJA506紧密纺纱装置
HFJA506紧密纺装置是由江苏江阴华方新技术有限公司研制生产的。传动形式采用网格圈积极传动,在异形截面负压吸管内加装一根带齿小罗拉,带齿小罗拉的转动通过桥齿轮由带齿前罗拉传动,网格圈的运动是通过小罗拉和紧密纺胶辊的钳口夹持而积极运动,从结构上形成了一个四罗拉牵伸紧密纺装置。
(1)结构比较简单,安装维护方便;网格积极运动准确稳定,成纱质量不受上罗拉直径变化的影响,避免摩擦传动中网格容易出现滞移、打钝现象;
(2)由于积极传动的网格圈对细纱机摇架加压的压力要求不高,所以目前普遍使用的弹簧摇架和气动摇架都可以适应紧磨纺装置改造的要求;
(3)网格的传动速度由紧密纺小罗拉控制,前胶辊与紧密纺胶辊之间没有传动关系,两个胶辊可以相换,这样可以减少胶辊磨损和调换工作量;
(4)网格圈采用积极传动方式的使用寿命长于摩擦传动,降低了使用成本,采用单张力架结构,网格圈张力均匀,不会出现网格圈跑偏而轧坏网格圈;
(5)负压控制系统风管采用流量控制技术,能确保车头和车尾的负压差控制在极小范围内;大风机负压流量稳定,噪音小;总风机可靠性高,采用变频传动,可节省电力。还可根据生产纱线号数及纤维的类别,可以灵活的选用不同的工艺负压;总风机集中排风,可以有效的过滤进入负压系统的短纤维,不再流入车间空气中,特别适用于色纺纱的生产;安装可以不在车面上打孔,保持机件对振动的阻尼 特性;
(6)该装置既可用于棉纺细纱机,也可用于毛纺细纱机改为紧密纺纱,生产出来的紧密纱各项指标与从国外进口的无差异,其中毛羽值、强力指标还优于进口的装置生产的紧密纱,维修保养方便,运行使用费用比较低。
使用该装置生产的紧密 3 mm以上毛羽可降低 70% 以上,生产区域飞花减少 80%,细纱断头降低 30% ～ 40%,纱的强力提高 5% ～ 15%,上浆率降低 2% 左右,织机生产效率提高约 3%,织物实物质量有很大改善。
1.3机械式立体紧密纺纱装置
机械式立体紧密纺纱装置是由浙江绍兴华裕纺机有限公司发明的,它是利用捻陷原理将须条加捻点转移到沟槽内,使须条在聚集沟槽内呈立体集聚状态,彻底消除了加捻三角区,大大减少了 3 mm以上有害毛羽。该装置设计合理,操作简便,节电效果明显,具有投资少成本低廉,使用成本更是接近于零等特点,适用于棉、毛、麻、化纤短纤维等高、中、低号纱的纺制。该装置既可为新机添置紧密纺纱功能,又可以在旧机上使用,改造工作特别简单,只需将该装置卡在前罗拉皮辊轴上即可。
使用企业将该装置与环锭纺进行了对比,用该装置纺Ne 120 纱 3 mm以上毛羽可降低 90.20%,纺Ne 80 纱 3 mm以上毛羽可降低 84.20%,纺Ne 60 纱 3 mm以上毛羽可降低 91.70%,效果十分显著。
2紧密纺纱装置与细纱机的匹配性
尽管目前国内生产紧密纺纱装置的类型、技术原理、结构形式基本相同,但安装要求还是有区别的,与其安装配套使用的细纱机结构形式、尺寸还存在着某些差异。因此,要在目前使用的各种型号细纱机上安装使用国产紧密纺装置,还必须解决与细纱机相互连接、相互匹配的问题。
2.1机架
在目前现有细纱机上安装紧密纺装置与细纱机架相关的部分有:(1)左右龙筋内侧面间的距离(它涉及到真空负压风机支架的安装);(2)龙筋、机梁距地面的高度(它涉及到真空吸风电机安装及落纱操作);(3)中墙板的结构型式及布置方式(它涉及到真空负压风机传动轴的安装);(4)龙筋的截面形状(它涉及到真空负压系统的布置方式),这些要素应在紧密纺装置安装时予以考虑。如果将真空负压系统以中墙板为基础进行设计安装,那么紧密纺装置可能对细纱机适应性会更大。但也会对细纱机地面清洁带来负面影响。
目前使用的细纱机的龙筋的截面形状有:U形槽型和L形槽型两种,U形槽型龙筋刚性好,对紧密纺装置安装有利,宜优先选用,但需要克服安装中龙筋变形的问题。真空伏压风机支架的支座安装在龙筋上,为了加工便利,龙筋的内侧往往都设计成带凹面的形式,这样安装中龙筋受力后将产生变形,变形量在局部可达到 0.45 mm ,会影响锭子的安装和龙筋的稳定性,可采取两种方法予以解决:
一是对于新机,可改善龙筋的截面形状,填平凹面,使 4 个受力点在同一条直线上,从根本上消除龙筋变形现象;二是对于旧机改造,则应采用合理的压板结构,使 2 个受力点外移,减少 4 个受力点间的距离,尽可能减少龙筋的变形。在实际使用中,此距离一般控制在 0.05 mm以下。
2.2锭距
紧密纺纱装置一般都包括摇架及皮辊、罗拉、负压管部件、真空负压系统部件等与锭距直接有关联的零件,负压管上吸风槽间的距离是与锭距相一致的,因此,在安装时紧密纺装置与细纱机的锭距必须一致。
2.3牵伸形式
目前使用紧密纺大多纺中、高支纱,配棉相对较好,因此绝大多数紧密纺均采用平牵伸,只有在纺中、低支纱时才会考虑采用V牵伸。牵伸形式的不同,涉及到摇架、导纱喇叭、罗拉滑座等零部件,配置必须相互适应。
2.4罗拉直径
优质紧密纺装置的牵伸罗拉已普遍采用D27罗拉,但原有环锭纺细纱机大多数还采用的是D25罗拉,因此,在改装时应配相应的罗拉头。
2.5机头传动系统
纺优质紧密纱需要采用重加压、强控制纺纱工艺,因此罗拉传动系统的负荷将会加大,同时紧密纺装置还增加了一个阻捻胶辊,由前胶辊带动,动力同样来自罗拉传动系统。这样前罗拉的传动负荷增加了大约 18%。因此有必要对前罗拉传动链中的承载元件进行强度复核,保证机头传动系统稳定可靠;对薄弱的传动齿轮进行加强改进,在尽量不改变原有结构尺寸的前提下,采用承载力更大或质量更好的机件满足紧密纺纱装置的要求。
2.6摇架
摇架是保证紧密纱品质和锭与锭之间差异小的关键部件之一。目前紧密纺纱装置采用的摇架有:专用和改装两种,改装的摇架对细纱机改造有利,但它改造后对原前、中、后皮辊压力的影响以及摇架之间的差异的扩大,满足不了纺纱的要求;而前者由于其精心设计和制作,并与紧密纺纱装置相互配套,虽然增加了改造费用,但对纺纱质量有了根本保证,性价比较高。
2.7负压吸风系统
负压吸风系统有单电机、多风机直排系统和单电机、单风机集中负压系统两种。前者有利于老机改造,但对纺纱车间吸排风有较高的要求,如果车间能采用集中排风管道,则对改善纺纱环境是有利的。而后者是在原有细纱机基础上需要新增一套通风管和风机,集中排风,有利于纺纱环境的改善,真空负压系统变得简洁,设备的可靠性高,但不适用于老机改造。
2.8导纱喇叭扁钢、吸棉管
导纱喇叭扁钢的尺寸、吸棉管的形式以及吸棉风箱中吸棉管插入口的位置等也应与原细纱机相匹配。
2.9罗拉座
紧密纺罗拉座要满足安装负压管的需要,通常需要更换。钢板结构的罗拉座制造精度高,一致性好,有利于安装,但成本较大;铸铁罗拉座稳定性好,精度略低,但成本相对较低,可按照企业的实际情况选用。
2.10粗纱动程
在环锭细纱机上,为了延长皮辊的使用寿命,在粗纱喂入时都设有 8 ～ 10 mm的横向动程,目的是保护皮辊。而在利用负压式原理制成的紧密纺纱装置中,由于负压吸风槽的位置是固定的,而且吸风槽形状对集聚效果有决定性的影响,况且导入口宽度也有限,一般不超过 4 ～ 5 mm,因此限制了粗纱动程不能过大,否则会影响紧密纺纱效果。通过测量正常粗纱动程为 4 ～ 4.5 mm,只要对粗纱横动机构作适当调整就可以满足要求。当然最好将粗纱动程设置为不可调式,一方面可以防止错误操作,另一方面也可以防止由于机构不可靠而影响纺纱质量。
3结语
紧密纺能最大限度地减小环锭纺三角关系中的宽度和高度,对减少成纱毛羽十分有利。使用紧密纺的技术原理纺出的纱线使得织物组织结构更好,没有外围纤维,扭曲分配更完善。因此,增强了织物的结构。这种技术已经有效地改善了纱线的质量,提高了纱线在下游加工时的结构性能,现在这种技术取得的成就已经无可争议。
专家们预言,随着紧密环锭纺技术的出现,环锭纺形势已经发生根本变化。在所有相关的质量标准方面,真正的紧密纱大大优于传统环锭纱,与标准的市场价值已经不可同日而语。它将是环锭纺的一次革命。可以断言,未来属于紧密纺纱线。紧密纺纱技术具备广泛的使用范围,包括所有原料、混纺、纱支,这种技术不受任何限制。
参考文献
[1] 王卫. 紧密纺知识产权及其技术创新[J]. 现代纺织技术,2009(5):49 – 52.
[2] 余雨金. 浅论紧密纺装置与细纱机的匹配性[A]. “德昌杯”2006年全国紧密纺纱技术研讨会论文集[C],2006.
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