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1、 粗纱锭翼的发展和探讨（项城市纺织有限公司） 棉纺环锭纺纱系统中，粗纺工程的实质是为改变纤维流程中的卷装的型式及大小， 使之适合环锭细纱机的喂入而设。粗纱捻度少而强力低，将数千米弱捻粗纱整齐、无伸长 地卷绕到粗纱管上，并利于细纱机喂入时退绕，无疑是一项艰巨而复杂的工作，粗纺工艺 及粗纱机结构(机械和电气)的难度，即在于此。时至今日，通过锭翼来完成粗纱的加捻卷 绕功能仍然是唯一的方法，故锭翼的结构型式及制造质量之优劣对粗纱质量及粗纺工序的 效率乃至成纱的成本都有很大的影响。现代棉纺粗纱技术的高质量，高速，大卷装，自动 化程度提高即是以锭翼由托锭锭翼向悬锭锭翼发展为基础的。一、粗纱锭翼型式按支承方
2、式区分粗纱锭翼有三种型式： 1托锭锭翼：锭翼由锭子托持支承为传统支承型式，如国产 A454，A456 型粗纱机 的锭翼即是，托锭锭翼伴随着近代粗纱机的出现，已经有一百多年的历史。托锭锭翼一般 使用在卷装较小，速度较低的传统粗纱机上，纺纱部件与加捻卷绕部件无分隔，锭翼工作 时上窜气流较大，一旦发生粗纱断头，在气流作用下的飘头将造成严重纱疵。粗纱落纱时， 须将托锭锭翼取下，落纱效率低，劳动强度大，更无法实现自动落纱，因此，这种托锭锭 翼在现代棉纺粗纱机上已很少采用。2悬锭锭翼：锭翼由固装于上龙筋的轴承座支承。悬锭锭翼的出现是粗纱技术的革 命性改革：实现了高速大卷装，使粗纱单锭质量提高，粗、细纱工序
3、用工数大幅度降低； 结合机电一体化及自动化技术的提高，使粗纱自动落纱及粗细联成为可能；固定的上龙筋 将纺纱部件与卷绕部件隔开，锭翼高速回转时产生的上窜气流被上龙筋挡住，纱条运行平 稳，粗纱断头后不会发生飘头，可以避免因飘头产生的大量纱疵，粗纱质量得以提高。此 外，应用悬锭锭翼在粗纱落纱时，能进行半自动落纱或自动落纱，使操作工劳动强度大为 降低。我国生产的新型棉纺粗纱机为 FA458A，FA415A，FA421 等均使用悬锭锭翼。悬锭锭翼按照筒管定位方式的不一而分为上锭杆式悬锭锭翼和下锭杆式悬锭锭翼， 前者筒管上端由与锭翼联成一体的锭杆定位，后者筒管的定位由与筒管座联成一体的锭杆 定位。应用上锭
4、杆式悬锭锭翼的粗纱机结构较简单，制造难度小，制造成本较低，其缺点 是运转中筒管无法取出，筒管与锭杆间有相对运动，筒管易磨损，噪声较大。使用下锭杆 式悬锭锭翼的粗纱机优缺点与使用上锭杆式悬锭锭翼的粗纱机正好相反。我国和日本生产 的悬锭粗纱机大都使用上锭杆式悬锭锭翼，欧洲生产的悬锭粗纱机则大都使用下锭杆式悬 锭锭翼。3双支承锭翼：锭翼上下两端联成一体，能防止锭翼臂张开及锭端振动，锭速能达 到 1800rmin。锭翼、筒管和锭子的升降分别由三根传动轴通过螺旋齿轮传动，结构复杂， 制造成本高，只有少数粗纱机采用双支承锭翼。目前，我国环锭纺纱系统拥有的粗纱机约 13 为使用上锭杆式悬锭锭翼的悬锭粗纱 机
5、。其中有少量由欧洲进口的使用下锭杆式悬锭锭翼的悬锭粗纱机；约 23 仍为使用托锭 锭翼的传统型托锭粗纱机。二、锭翼的粗纱通道型式自粗纱锭翼发明以来的 100 多年中，锭翼的粗纱通道基本是敞开的，即粗纱在锭翼 臂的 U 形通道中通过，锭翼高速回转时气流直接冲击粗纱。自二十世纪七十年代以后，逐步出现闭式粗纱通道，粗纱在封闭的不锈钢管内孔中通过，粗纱不再受高速气流冲击。我 们称前者为开式锭翼，后者为闭式锭翼，两者的优缺点如下：1闭式锭翼对温湿度不敏感，粗纱断头少：据丰田 FL16 型粗纱机资料：纺普梳 40 英支，定量为 52g10m，锭速 1100rmin 时 10 落纱统计，开式较闭式悬锭锭翼的
6、粗纱 断头数增加近五倍。我们曾将 FA401 型粗纱机的开式锭翼改变为闭式锭翼，锭速 960rmin 时，同品种、同台机，由于断头减少而致粗纱产量增加 1520。2闭式锭翼高速性能好：锭翼高速是粗纱提高产量的主要途径之一。锭翼高速回转 时，锭翼臂在离心力作用下向外张开，在粗纱机锭距确定的前提下，张开量是制约该机速 度提高的主要因素。闭式悬锭锭翼目前最高转速能达 1800rmin，实用转速达 1600rmin，而开式悬锭锭翼最高转速为 1200rmin，实用转速仅 1000rmin，因此现代 高速粗纱机几乎全部采用闭式悬锭锭翼。3闭式锭翼空气动力特性好，运转时功耗小。4闭式锭翼以不锈钢管壁为粗纱
7、通道，摩擦系数小(Ra04m)，耐磨、使用可 靠寿命长。开式锭翼一般以锭翼的铝质基体加涂料作为粗纱通道，涂料磨损或脱落就会发 生挂花，产生纱疵。5闭式锭翼的生头，清洗保养工作可以用机械化方法进行，效果好，效率高。 开式锭翼则比较困难。纺纱运转中挡车工的劳动强度大。6闭式锭翼使用与维护不当易产生挂花和纱疵：闭式锭翼粗纱通道为一曲折的封闭 形管道，管壁的缺陷(不锈管的固有缺陷及棉蜡、油剂的污染)难以发现，易造成挂花(俗称 “棉老鼠”)，挂花后纺纱段粗纱松弛，严重的会造成断头。闭式锭翼高速回转时下管口与 空气的相对速度达到 10msec 左右，上管口形成负压，空气中的短绒、尘杂被吸入管内， 在离心力
8、的作用下甩向管壁的外侧，而粗纱则在卷绕张力作用下由内侧通过。若管壁光滑 度不够，则不断吸入的短绒、尘杂在出口处积聚，停车后再次开车时积聚的短绒便落下随 粗纱绕上纱管，产生纱疵，对细纱质量威胁很大。这种因上管口负压吸入短绒，尘杂而产 生的纱疵，在开式锭翼上不存在。三、等高锭翼与等导纱角锭翼棉纺粗纱机粗纱管前后配置，相应的锭翼亦为前后排配置。由于自前罗拉输出的纱 条纵向位于一条直线上，被引向前后排锭翼人口时，若为等高锭翼便形成前排导纱角小， 后排导纱角大，在捻度作用下前罗拉钳口处形成的无捻三角区后排粗纱较前排粗纱大。无 捻三角区易发生意外伸长。为了使前后排粗纱伸长差异减小，便把后排锭翼的上部抬高，
9、 形成前排低，后排高，使其导纱角一致的等导纱角锭翼。在使用三罗拉牵伸机构的粗纱机 上，等导纱角锭翼使用效果较显著。因为三罗拉牵伸机构的主牵伸区不允许用口子较小的 集棉器，否则粗纱条干恶化。此时，输出的粗纱须条较宽(一般达 81Omm)。前罗拉钳口 处的无捻三角区长度较长，前后排差异大、造成前后排粗纱伸长差异增加。但是现代新型 棉纺粗纱机大多采用四罗拉牵伸机构，在三罗拉牵伸主牵伸区的前方增加了一个仅有张力 牵伸的集束区，集束区内采用了口子较小的集棉器，不会影响粗纱条干的恶化。此时，输 出的粗纱须条已较窄至 3-5mm，等高锭翼使用高效假捻器后使无捻三角区缩短到 10mm 以 内。前后排差异也大大
10、减小，因此采用等导纱锭翼的效果就不明显。以下两表取自二家粗 纱机制造厂的样机鉴定报告，二机均为四罗拉牵伸机构，但一家为等高锭翼，一家为等导纱角锭翼，试验数据表明，两者的效果相近(不同工厂伸长率试验手法有异，仅供参考) 但是：等导纱角锭翼因前后排锭翼不同而增加了锭翼备件的品种；后排锭杆抬高使 下清洁器取出困难；锭翼齿轮做保养工作时，上龙筋盖板必须取下，增加了麻烦。曾有个 别厂将等导纱角锭翼改回等高锭翼的例子。从纺织工艺的角度分析，采用等导纱角锭翼的 后排锭翼假捻器至前罗拉钳口间粗纱长度过短，弹性减少，对卷绕张力的敏感性增加，对 卷绕张力的调整要求提高，当调整不当或假捻效果欠佳时，反而不利于条干的
11、改善和伸长 率差异的减小。 也有纺织厂发现：使用等高锭翼纺某品种粗纱时，后排粗纱强力低于前排，在细纱机 上退绕时易断头。改用等导纱角锭翼即后排锭翼抬高使后粗纱退绕断头有所减少。众所周 知，在一台粗纱机上锭速不存在差异，粗纱的捻度前后排粗纱是一致的，出现上述现象有 待更多纺纱实践证实和探讨。四、锭翼压掌型式 关于压掌压纱力的讨论：压掌是锭翼的重要组成部分，粗纱离开锭翼导纱臂后，即在 压掌臂上绕 15 圈或 25 圈进入压掌导纱孔，随着锭翼与粗纱管间的相对运动，粗纱被 有条不紊整齐地卷绕到纱管上。压掌的压纱力影响粗纱的卷绕密度，也是提高粗纱卷装容 量的途径之一，一般书本上讨论的压纱力往往是指锭翼在
12、高速回转时，压掌绕其自身回转 支点转动，其离心惯性力使压掌叶压向纱管的力称为压纱力。我们曾做过试验使锭翼回转 时压掌叶不向心，即压掌自身压纱力为“0”的情况下，粗纱仍能进行正常的卷绕；我们又 做了增加压掌自身压纱力的试验，发现其对卷绕密度几乎没有什么影响，但当我们在允许 的伸长率范围内增加卷绕张力，卷绕密度增加十分明显，因此，我们认为对压掌压纱力的 描述，应认为其为二种力的合力：1由卷绕张力牵引压掌叶向纱管表面的压力。2由压掌在离心惯性力作用下，绕其自身回转支点旋转，压掌对纱管表面的压力。 实践表明，由卷绕张力而形成的压纱力远大于压掌自身的压纱力。但是为了防止粗 纱机在空运转时，相邻的压掌相互
13、干涉，压掌的设计，仍应保证在较低转速下(如 400rmin)能自动向心。压掌按粗纱离开锭翼导纱臂后进入压掌臂的形式可以分为有导纱钩(孔)，无导纱钩 二种。前者如 FA458A，FA415A，FA42l 等，后者如丰田 FL100，青泽 660 等使用的压掌。 有导纱钩(孔)者在开式锭翼上是必须的，但在闭式锭翼上使用有导纱钩(孔)的压掌有时会阻 碍出纱口处积花自动排出，易产生纱疵。压掌按其材质来分有铝质及钢质二种：铝质压掌一般为铸件，耐磨性差，受外力作 用易断裂，但对锭翼体有一定的保护作用。铝质压掌一般在压纱点处镶有钢质耐磨块，能 延长其寿命，也有铝质压掌镀硬铬者，则耐磨性较好。钢质压掌有普通钢
14、质镀铬，及不锈 钢精密铸件二种。钢质压掌耐磨，在外力作用下变形后可以修复是其优点，但其缺点也正 在于此：若变形后未及时矫正形状及位置则会导致粗纱频发冒纱事故，压掌叶会被钩入粗 纱而致锭翼导纱臂变形或折裂，造成重大事故。我们认为，以纺纯棉为主的工厂使用铝质压掌较为合适。以纺化纤为主的工厂使用 钢质压掌能提高压掌的使用寿命，但前提是压掌受外力变形后，挡车工要及时反映，维修 工能及时整形，否则，仍以使用铝压掌较为安全。五、假捻器安装在锭翼顶端的假捻器零件虽然小，其作用与重要性已为越来越多的纺织工艺工 作者所认识。它可以增加粗纱纺出段(前罗拉输出点到锭翼假捻器假捻点之间的粗纱)的捻 回数，缩短无捻三角
15、区，增加纺出段粗纱的张力，减少伸长与前后排粗纱伸长率差异，减 少粗纱断头，提高粗纱质量及粗纱工序效率。 一般以纺出段捻回数来判定假捻效果。假捻度可达粗纱真捻的一倍至数倍，对粗纱 纺出段张力、强度及伸长率产生显著影响。假捻与真捻在现有的粗纱机上同为 Z 捻。粗纱 的假捻度在过假捻器以后自动释放至粗纱工艺能规定的捻度。假捻效果取决于如下因素： 假捻器材质、假捻器形状、假捻器与粗纱接触处即假捻器直径的大小、锭翼转速、卷绕张 力的大小及所纺纤维的品种等诸多因素。假捻器的材质有聚氨酯(聚氨基甲酸醋简称 Pu)弹性体，橡胶和聚酰胺塑料(PA)等， 聚氨酯假捻器摩擦系数较大，耐磨、耐油，一般采用注塑方法加工
16、；橡胶假捻器摩擦系数 大，假捻效果好，但耐磨性差，用寿命短；聚酰胺假捻器摩擦系数较小，主要靠摩擦面上 的齿点增加假捻效果。目前，粗纱假捻器以使用聚氨酯材料居多，其硬度一般为邵氏 A7590，硬度低者，假捻效果好，但耐磨性差，硬度高者，耐磨性好，但摩擦系数减小。 建议纺纯棉可用低硬度 Pu 假捻器以增强假捻效果，纺涤棉或纯化纤则使用高硬度 PU 假捻 器以延长其使用寿命。假捻器的形状，有锥形，筒形，喇叭形，锅形等多种；以摩擦面状态分则有稀齿， 密齿，无齿之分。可通过改变假捻器锥形角大小来弥补粗纱等高锭翼导纱角不同，减少前 后排锭翼假捻效果差异。也有前后排锭翼使用摩擦面状态不同的假捻器来减小导纱角不等 带来的假捻效果差异。假捻器入口的形状与摩擦面上齿的形状与密度对假捻效果的影响以 及形状各异的假捻器对粗纱品种的适纺性尚需在实践中加以判断，一般而言，纺纯化纤者 以使用无齿光面的假捻器较妥。可以避免齿部起毛，齿的高度以不增加粗纱毛羽为度，齿 高者假捻效果好，但会将部分纤维从弱捻的粗纱中钩出，增加粗纱的毛羽。假捻
