集體落紗鋼絲圈鋼領的選配

趙仁兵 冉美玲 王可平 解建軍 張同華

（1.重慶金貓紡織器材有限公司，重慶，401336；2.西南大學，重慶，400715）

我國是一個紡織大國，全國共有紗錠1.3億錠左右。隨著紡織行業技術的不斷發展，紡紗裝備的自動化、智能化、高速化、無人化，新型紡紗技術轉型升級步伐快速化，纖維品種及功能多樣化，減少用工、降低生產成本等現象日益突出。集體落紗的發展是近幾年環錠紡細紗自動化、智能化、減少用工的一個典范，但目前采用集體落紗的細紗機只有1 000萬錠左右，90%以上細紗機仍采用人工落紗，人工成本高[1]。評價集體落紗質量的因素很多，留頭率就是其中之一。

近幾年，老式細紗機改為集體落紗[2]，由于沒有升降功能及夾紗器等，落紗后留頭率較低，造成成本增加。為了提高集體落紗留頭率，大多數紡織企業的焦點都集中在設備的自動化、智能化改造[3-4]，錠子的提升[5-6]、日常維護、強化管理、優化工藝等方面也取得了很多效果。但是較少從鋼絲圈、鋼領的使用上去考慮對留頭率的影響。因此，本文以鋼絲圈鋼領的受力為出發點，探討鋼絲圈鋼領的選配對集體落紗留頭率的影響。

1 鋼絲圈鋼領受力分析

提高留頭率的關鍵是保證落紗停車前及落紗開車后，短時間內紗線的繃緊狀態，防止紗線從鋼絲圈中脫出或斷頭。在紡紗過程中，鋼絲圈鋼領的受力如圖1所示。其中，Tw為卷繞張力，Tt為氣圈底部紗線張力，N為鋼領的支承力。在集體落紗停車時，Tw、Tt、N趨于零，鋼領板停止運動后，主軸滯后停止運轉，由于紗線本身存在一定的捻度及自身重力，且鋼領對鋼絲圈的支承力很小或為零，兩者跑道幾乎無接觸，這樣就會造成紗線存在松弛現象，導致紗線從鋼絲圈中脫出，從而造成留頭率過低。停車后紗線滑出鋼絲圈的狀態如圖2所示。

圖1 鋼絲圈鋼領受力示意圖

圖2 停車后紗線滑出鋼絲圈

在紡紗過程中，鋼絲圈的外傾角、前傾角、超前角不斷變化[7-8]。如果鋼絲圈鋼領接觸面不匹配，選配不當，鋼絲圈可能楔住，如圖3所示。如外傾角過大，鋼絲圈外腳容易碰鋼領外壁；外傾角過小，鋼絲圈內腳碰鋼領內壁，增加紗線斷頭幾率。如前傾角過大，就會減小紗線通道，造成紗線斷頭，同樣影響留頭率。

圖3 鋼絲圈在鋼領上的傾角

鋼絲圈鋼領表面不光滑或者不耐磨損，如圖4和圖5所示。在紡紗的過程中，其摩擦力增加，導致Tw、Tt增加，造成紗線斷頭。同時，磨損的表面可能割斷紗線，也會造成紗線斷頭。另外鋼絲圈磨損后，強度發生一定的下降，鋼絲圈開口有變大的趨勢，同樣會造成紗線從鋼絲圈中滑出，造成留頭率的降低。

圖4 鋼絲圈表面粗糙

圖5 鋼絲圈表面磨損

2 鋼絲圈鋼領的選配對留頭率的影響

2.1 鋼絲圈開口

由以上分析可知，如果鋼絲圈開口過大，除容易飛圈外，紗線容易從鋼絲圈中滑出，造成斷頭，降低留頭率。如果鋼絲圈開口過小，鋼絲圈腳容易接觸鋼領的內外壁，鋼絲圈容易被楔住，造成楔住斷頭，同樣影響留頭率。

2.2 鋼絲圈重心及寬度

鋼絲圈重心太高，寬度過小，鋼絲圈受到的力矩增加，鋼絲圈容易楔住。重心太低，鋼絲圈紗線通道狹小，除容易惡化毛羽等指標外，由于紗線很容易與鋼絲圈鋼領摩擦，致使鋼絲圈散熱慢及紗線斷頭，影響留頭率。

2.3 鋼領

傳統鋼領對落紗留頭率影響較小，表面上看甚至沒有影響，除非鋼領表面被磨損，從而影響鋼絲圈的運行，造成紗線張力變化，增加紗線斷頭，如圖6所示。但是，如果鋼領的內深較淺，鋼絲圈運行過程中的外傾角過小，其內角容易接觸鋼領內壁，增加運行阻力或楔住，從而增加紗線斷頭，降低留頭率。通過分析紗線落紗時，紗線從鋼絲圈開口中滑出的現象發現，如果改變鋼領的局部結構，在集體落紗后，能主動阻止紗線從鋼絲圈開口中滑出，那么紗線留頭率將會大大提升。因此我們生產了集體落紗專用鋼領，通過結構的改進，有效地防止紗線從鋼絲圈中滑出，從而提升了留頭率。

圖6 鋼領表面磨損

2.4 制造精度

制造精度主要體現在鋼絲圈鋼領的一致性上。目前集體落紗很多都是長車，如果鋼絲圈鋼領的加工精度不高，批量一次性較差，即鋼絲圈開口尺寸、片材寬度、圈形、鋼領跑道形狀等相差較大，就會造成少數錠子中紗線張力波動，增加紗線斷頭，停車時紗線滑出，降低落紗后的留頭率。

2.5 鋼絲圈鋼領耐磨性

如果鋼絲圈鋼領耐磨性較差，磨損的表面容易割斷紗線，造成斷頭，尤其在落紗后重啟時，由于鋼絲圈表面被磨損造成較多的斷頭，影響留頭率。另外，鋼絲圈內腳及紗線通道被磨損，整個鋼絲圈的強度受到一定影響，造成鋼絲圈開口有變大的趨勢，致使紗線從鋼絲圈中滑出，降低了留頭率。

3 鋼絲圈鋼領選配的注意事項

對于集體落紗，鋼絲圈鋼領的選配與一般紡紗選配基本相同，主要有以下注意點。

一是在保證紡紗質量及鋼絲圈不被楔住的情況下，鋼絲圈開口尺寸盡量較小，鋼絲圈寬度不宜過大；二是在保證紗線通道通暢的情況下，鋼絲圈重心不宜過高，這樣有助于鋼絲圈的平穩運行；三是選用特殊結構的集體落紗專用鋼領；四是選用制造精度高、一致性好的鋼絲圈鋼領，它可以很大程度提升鋼絲圈在鋼領上運行的平穩性，穩定紡紗張力，減少紗線斷頭，一定程度上提高落紗留頭率；五是選用耐磨性較好的鋼絲圈鋼領，如C系進口合金材料，d系高耐磨合金材料等。

4 鋼絲圈鋼領合理選配使用效果

山東某紡織企業為差異化紡紗，試驗所紡品種為莫代爾14.8 tex，合理選配前選用BSJM1EL gc 6/0#型鋼絲圈、DPG1-4254型鋼領，錠速16 500 r/min，留頭率94%～96%，留頭率指標不能達到內控要求。為提高集體落紗留頭率，選用TPJM1EL gc 6/0#型鋼絲圈、JDPG1-4254CHg T型鋼領，錠速17 000 r/min，留頭率提高到98.5%～99%，斷頭率減少了30%～50%。

5 結語

集體落紗是細紗機發展的必然趨勢，留頭率的高低是體現集體落紗質量好壞的指標之一。鋼絲圈鋼領選配對其有著重要的影響，尤其是集體落紗專用鋼領，它對老式長車改為集落或新式長車（帶升降功能及夾紗器）提高留頭率都有很大的作用。總之，提高集體落紗留頭率，鋼絲圈鋼領選配應遵循：鋼絲圈開口不宜過大，片材不宜過寬，重心不宜過高；鋼領選用集體落紗專用鋼領；鋼絲圈鋼領選用高精密高耐磨，可確保留頭率提升到98.5%～99%。