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降低细纱断头的技术与管理措施
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摘要:为降低细纱断头率,从纺纱原理出发分析了细纱断头问题的实质,阐述了降低细纱断头率的基本途径和技术管理措施。指出:降低细纱断头主要应从降低纺纱张力最大值、减少张力波动和提高棉纱强力最小值、减小强力波动两方面采用措施。降低细纱断头是一项涉及面广、复杂、细致而全面的系统工程,与企业的设备、工艺、操作、原料及温湿度等各项基础管理工作及提高质量的各项技术措施都有密切的关系。应统筹兼顾、精益求精地做好各项技术与管理工作,才能收到良好效果。

关键词:纺纱张力;棉纱强力;弱环;条干均匀度;细节;粗节;棉结

细纱千锭时断头率是纺纱生产重要的经济技术指标之一,体现了纺纱生产技术全系统的综合效果。降低细纱断头率不仅可以降低用棉成本,提高细纱机效率与单产,而且是当前棉纺企业扩大看锭数、减少用工成本、提高经济效益的重要途径之一。降低细纱断头的各项技术管理工作与提高棉纱强力、提高条干均匀度、减少细节与粗节、降低纱疵等提高棉纱质量工作 着密切关系。根据多年生产实践,现将细纱断头的原因及解决措施加以总结、分析与论述,供参考与借鉴。

1、降低细纱断头的基本途径

纺纱过程中同,当纺纱张力大于棉纱强力时就会断头这是细纱断头的实质。这两者的平均值肯定是棉纱强力大于纺纱张力,否则无法正常纺纱。此处的棉纱强力是纺纱段动态强力、气圈段动态强力、卷绕段动态强力等的统称;纺纱张力亦是动态的纺纱段张力、气圈张力、卷绕张力等的统称。纺纱张力与棉纱强力是波动变量,当纺纱张力的最大值大于棉纱强力最小值的瞬间,就会断头。因此,降低细纱断头的基本途径,一方面是将纺纱张力最大值降下来,尽可能降低张力与波动,另一方面是将棉纱强力最小值升上去,并减少棉纱的强力波动。

2降低纺纱张力最大值及张力波动

2.1影响纺纱张力波动的因素

1)锭带高速运行的不稳定性。当锭盘直径为22mm,锭速为20000r/min时,锭带运行的线速度高达1382.3m/min。由于锭带通过摩擦带动锭子,因而会直接影响锭速的稳定,因此,锭带的品质、运行状态对纺纱张力波动有较大的影响。

2)锭子高速转动的不稳定性。锭子高速回转是纺纱张力和气圈的动力源,锭子转速不匀、振动、上下跳动等缺陷会影响纺纱张力的稳定。

3)筒管品质不良。纺纱卷绕是靠筒管实现,如果筒管质量较差,筒管摇头、上下跳动以及筒管与锭子啮合不良两者同步回转使筒管转速不匀等均会影响纺纱张力的稳定。

4)钢领与钢丝圈的影响。钢领与钢丝圈在纺纱中处于高速高压高温状态。当细纱机采用42mm直径钢领,锭子转速16000r/min20000r/min时,钢丝圈回转线速可高达35.2m/s~44m/s,并产生:300℃以上的高温。据检测计算,18.2tex棉纱在管底成形卷绕为大直径时接触压力为243cN,假定在钢丝圈走熟期内瞬时钢丝圈对钢领的接触面积为0.1mm,接触压强为24.3MPa,是飞机引擎曲轴轴承表而压强规定的最高极限值18.1MPa的134倍。钢丝圈在钢领上处于高速、高温、高压特殊条件转动,这给纺纱张力的稳定造成较大的负面效应。钢丝圈在钢领上分别在子午面、水平面、横切面以高速倾斜摆动同转,发生振支、顿挫,在倾斜摆动过度时发生楔住,使纺纱张力窘境造成断头。因此钢领、钢丝圈的合理选配对纺纱张力变化有冠著的影响。

5)锭子、钢领与导纱钩三点同心度差,使钢丝圈存钢领空间的摆动、倾斜、楔住的几率增加,产生张力波动。

(6)纺纱气圈使棉纱在导纱钩内圈的后内侧呈一定宽度左右摆动,摆动区段如果不水平将使气圈不稳定或形成气圈影响纺纱张力稳定。

7)隔纱板歪斜易造成纺纱气圈,并撞击隔纱板,使纺纱张力不稳定。

8)钢丝圈清洁器磨损有毛剌或钢丝圈至清洁器隔距偏大,不能有效清除钢丝圈上缠绕的飞花,使纺纱张力不稳定并趋向增大。

9)钢领板升降中振动、打顿,也易造成纺纱张力不稳定。

10)纺纱环境中飞花附入纺纱气圈或空调出风口分布不合理,气流干扰纺纱气圈也会使纺纱张力波动。

2.2稳定纺纱张力的技术措施

221锭子系统

  锭尖和锭底轴承、锭杆和上轴承不可磨损;锭子回转不可以摇头、严禁上下跳动;锭脚不可微温、微振;定期检验校准锭杆、锭盘的偏心弯曲;锭带长度、张力正常,不可烂边、绞状,不可沾油污、积纤维,不可与锭盘边、滚盘边摩擦,接头不可厚、硬,运行不可跳动;锭带盘表面和轴承不可磨损,轴承定期清洁,不可有更化油垢,回转不可以跳动、晃动;筒管头不可以有毛剌、破损,筒管上部天眼与锭杆上部锥度啮合紧密,确保锭子和筒管同步转动,筒管下口与锭子下部钟柱间略有空隙;筒管与锭子之间不可有回丝;筒管回转不可摇头、上下振动、跳管。

222钢领钢丝圈和气圈系统

  1)钢领不可有锈斑,上口和负丝圈跑道不可有毛刺。

  2)随着钢领磨损要正常调换钢领使用周期,对于传统钢领正常同磨周期,采用行星擦光机同磨钢领以及采用优质磨料、磨液,注意回磨方法,提高回磨质量。

  3)钢领板高低位置不论在小纱至大纱任何位置均要保持整台成一条直线,钢领板要左右、前后水平,钢领紧固于钢领板不可松动、倾斜,钢领板升降不可振动、打顿。

  4)钢丝圈择优选型,钢丝圈轻重根据棉纱强力、钢领状态、锭子转速及钢丝圈线速、气圈形态、断头分布、温湿度波动以及棉纱毛羽数等因素合理调整。

  5)钢丝圈调换周期根据断头数、毛羽数正确制定,认真执行,防止个别钢丝圈漏换。

  6)认真校准锭子水平,锭子、钢领、导纱钩垂吊三中心认真对准,这只是静态,必须做好动态校验打好基础在锭子高速时钢领板在小纱、满纱两个位置对锭子、钢领两中心活校对准,对重新调整锭子位置的导纱钩垂吊要复校。

  7)导纱钩不可磨损、松动,导纱板不可松动,不论小纱至满纱任何位置导纱钩要保持平齐。

  8)隔纱板不可有毛剌,安装在两锭中间不可歪斜、松动。

  9)钢丝圈清洁器隔距工具设计合理、制造准确,清洁器不可松动、有毛剌,隔距偏小掌握。

  10)纺纱气圈不可歪斜,如果由导纱钩内孔里侧不水平造成歪气圈应将该导纱钩换下停用。纺纱气圈形态稳定不可振动,满纱位置气圈应有微小圆弧形。气圈不可摩擦筒管头、碰隔纱板。

  11)定期检验钢领上平面平整度、内孔圆整度偏差不大于0.05mm,钢领的钢丝圈跑道内侧实际深度不可小于设计深度。

  12)运转管理做好牵伸和加捻卷绕部件的清洁工作。

3.增加棉纱强力的最小值,减小强力波动

  提高棉纱强力的最小值,降低单强CV值是一项系统工程。其涉及诸多因素,每个因素均可为一个专题,各个专题均有很多学术理论与实践经验供我们学习交流,下面只将主要因素简述如下。

31配棉与混棉

  棉纤维的长度、等级、细度、强力、成熟度、短绒率、回潮率、疵点等均与棉纱强力有关。配棉要使各个混棉队别的棉纤物理机械性能起到取长补短的作用。混棉是将各个混棉队别的纤维充分混和均匀。棉纱截面内有利于棉纱强力的纤维较多则该处强力较大,反之该处强力较小易形成棉纱强力弱环。配棉接批应勤调少调,防止混棉的平均物理机械性能波动造成棉纱强力波动。混棉与配棉同样重要。应注意做好以下几项工作:棉包排列图由品质管理部门制定并认真执行;棉包排放直立,削高嵌缝,棉包上层不可放松散纤维,散纤嵌缝;回花经打包后以排包图排放;棉包底层不可因部分棉包用完露地,就将其余尚未用完的棉包均匀分散塞入棉包间缝中。

32开清棉

  开清棉将棉块处理为较小的棉束,为梳棉将棉束分梳成单纤维创造良好条件,应注意防止损伤纤维和增我板结;开清棉除杂以重、大杂质为主,但注意防止杂质破碎给梳棉清除细、轻杂质增加难度,应早落防碎。开清棉工艺应柔和开松、以梳代打,连续均匀薄喂,提高各单机运转率,落杂要早落防碎。对于传统式开清棉机组要降低棉卷的纵向和横向不匀率。梳棉机输入筵棉与配棉比较,16mm以下短绒增长率应掌握在-1%+1%,棉结增长率掌握在80%以下力争更低。因为清棉工序造成的棉结在梳棉工序经梳理可能分解为短绒,给梳棉生条减少短绒工作增加困难。

  一般应做到:自动抓棉机运转率在95%以上;开清棉机组各单机联运灵敏,成卷机之前各单机运转率同上述要求;各棉箱机械的帘子角钉小可倒钩,断钉不可有刀刃口,均棉我拉或输棉罗拉不可绕花、返花;各种打手的梳针、锯片、锯齿不可倒钩、绕花、返花;落杂罗栅、尘棒表面光洁、平直,不可挂花、糊塞;输棉管道内表面光洁,不挂、不漏风,输棉气流通顺不堵塞。

33梳棉

  梳棉工艺既要将棉束分梳为单纤状态、将扭绕乱纤分解或将疵点杂质从纤维束中分离减少棉结,又要防止损伤纤维增加短绒,因为短纤将会给棉纱的强力、毛羽、条干、纱疵、棉结、细节与粗节等造成负面效应。分梳工艺的核心是正确处理好梳理度、梳理强度与转移三者关系。梳理元件力求到“七锋全准”,即刺辊、刺辊预分梳板、后固定盖板、移动盖板、前固定盖板、锡林、道夫共七个梳理元件针齿均要锋利度、平整度、粗糙度、耐磨度优良,全部隔距均要准确。梳理元件的平整度优良则是实施准确隔距的基础,梳理元件的锋利度、粗糙度优良是梳理与转移良好的基础。

  刺辊是损伤纤维的主要部位,在“七锋全准”工作到位,实施锡林刺辊大速比、增转移工艺,实施锡林移动盖板“紧隔距、强分梳”工艺前提下,可在降低梳棉短绒增量,提高成纱强力方面收到良好效果。例如:在配棉16mm以下短绒率为12.7%条件下,交锡林与刺辊线速比由2.31提高到2.5:1,刺辊与给棉板隔距由0.46mm加大到052mm,结果使生条短绒率由175%降为15.8%、精梳条短绒率由814%降为662%、粗纱12.5mm以下短绒率由3.65%降为3.39%。细纱14.6tex纱条干CV13.51%降为13.29%;细纱18.2tex条干CV12.20%降为12.10%,强力由272.3cN提高为276.7cN.

  梳棉工序还就注意做好以下几项管理工作:对梳理元件的包卷、使用情况、梳棉机加工纤维数量做好原始记录,为适时更换梳理元件提供依据;定期检测梳理元件的“七锋全准”并做好记录;做好梳理元件同磨及回磨质量记录;定期测试同台机台机后输入棉层和生条短绒率、棉结杂质、生条重量,经统计分析对落后机台进行检修;生条比混棉短纤增加率掌握在3%5%;加强运转管理,提高挡车工损伤水平,正确使用设备,防止轧伤针。

34并条

并条工序是提高纤维伸直平行度,保证细纱正常牵伸,提高成纱强力的重要工序。对细纱重量不匀率及形成长片段细节都是有较大的影响。主要抓好以下几项技术措施:

1)对生条重量波动较大的品种,并条并合数可由6×8改为8×8.提高并合效果,改善末并重量不匀率。

2)降低熟条重量CV值。一是重视生条重量的控制;二是适当增加半熟条重量检验次数;三是运转三班每班检验三次重量,以每次重量CV进行控制;四是重量CV超标时及时进行追踪分析,分清是输入棉条重量差异偏高造成,还是胶辊或加压机构、断条或缺条自停机构、牵伸机构吸尘吸风太大并不稳定等缺陷所造成,要有针对性地采取措施;五是温湿度控制稳定。

3)防止由并要工序不良因素造成细纱长细节。纺出由并条经过粗纱约7.5倍牵伸、细纱约40倍牵伸共300倍总牵伸造成细纱长经节的缺陷在粗纱、细纱工序是无法解决的,因此,并条工序应在消灭长细节的前提下降低熟条条十CV。这涉及工艺设计是否合理、牵伸元件与加压机构是否正常、运转管理与机台清整洁是否良好等。

4)合理配置牵伸工艺,提高纤维伸直度、平行度。根据经验:头并后区牵伸为1.75倍、前区牵伸在3.5倍以内,末并后区牵伸为1.25倍左右,相应前区牵伸为6.5倍至7倍,使进入前区纤维数量增加由此牵伸力增加。特别注意:前胶辊握持力是否大于牵伸力,防止因握持力的最小值大于或等于牵伸力的最大值的临界状态。当机后输入棉条的重量或状态结构发生波动造成细纱产生长细节和长粗节纱疵时,可适当放大后区牵伸倍数或罗拉隔距,这是降低牵伸力的消极方法,有条件的可采用增加握持力的积极方法更加合理。

5)消除并条机械波。并条工序的机械波,不一定会明显恶化细纱条干CV,但经各工序高倍牵伸后会形成长片段的粗细节。如果在棉纱重量偏轻纱段又与条干不均的细节重叠将使棉纱强力下降出现强力弱环。因此,一定要杜绝熟条发生机械波。

  此外,还就注意做好以下几项管理工作:定期检校断条缺条自停机构的灵敏度,挡车工发现缺条灵敏度不良应及时维修;加强运转管理,提高挡车工操作水平,严禁搭条,防止棉要包卷不良、输入棉条交叉重叠,对输出轻条等疵品清除干净,保持机台整洁杜绝种花附入棉条;每天或每班测全部机台熟条条干CV,对机械波和条干CV恶化机台应及时维修,对常发这类缺点的机件、工艺等问题应研究改进;严禁挡车工用刀割伤胶辊、处理不当轧伤胶辊,专人定期检查胶辊与轴承的运行状态,运转挡车工定期可用防绕专用清洗剂擦除胶辊表面棉蜡熔化油污。

3.5粗纱

  粗纱质量对细纱质量有着直接的影响。应通过工艺选合理配置粗纱牵伸工艺,尽可能降低粗纱条干CV和重量不匀率,为细纱改善条干,提高强力创造良好的条件。

  粗纱捻系数与细纱质量和工艺参数配置密切相关。适当增加粗纱捻系数,有利于细纱牵伸区中纤维的控制改善成纱条干,防止粗纱退绕过程中因意外牵伸形成细节。但过高的捻系数往往会造成细纱牵伸不良,出现粗细节增加,甚至牵伸不开,造成大量断头的问题。实际生产中应综合考虑粗纱定量、纤维状况、细纱牵伸机构性能及牵伸工艺参数等因素合理配置

应通过周期性检测加强对粗纱机械波的监控,对产生危害较大机械波的落后锭子和机台要及时组织检修予以清除。粗纱捻度较少须条纤维间抱合较松,要重视假捻器的作用。防止粗纱通道不光洁、集合器状态不良等因素造成纤维结构不良,影响细纱牵伸,增加成纱细节。

粗纱伸长率不仅会影响粗纱条干及重量不匀率,对细纱重量不匀率、条干及强力不匀率也有较大的影响。要努力降低粗纱伸长率并严格控制粗纱前后排、大小纱以及锭间伸长率的差异。同时注意降低机后熟条在高架导条上的意外牵伸。要确保粗纱机防细节装置工作正常,杜绝粗纱机开关车细节对细纱断头的影响。

36细纱

细纱的强力CV与条干CV和纱疵、捻度CV、加捻过程捻度向上传递顷纺纱段的“捻陷”有着密切的关系。降低细纱强力CV主要应从以下几方面下手。

1)改善棉纱条干均匀度、减少纱疵。当前,采用高弹性低硬度胶辊是改善成纱质量的一条重要途径,经试验研究,在针织纱牵伸工艺中、采用高弹性低硬度耐高压表面免(淡)处理铝管胶辊并实施重加压工艺,并与中上胶辊、新型下销等工艺技术相结合,能进一步明显改善条干、降低纱疵。例如:WRC-0865型胶辊(试验代号),配置175N/双锭的较重加压,配合采用短平台高拱弧新型下销,稳定性高、吸震性较好的气压加压V形牵伸机构,粗纱捻系数117,后区牵伸1.214倍、后区握持距长度64mm、钳口隔距2.6mm。经测试,CJ18.2tex纱的条干CV11.20%,细节0.13/km,粗节6.3/km,棉结26.2/km,各项数值均优于乌斯特2001公报5%的上限水平。

2)降低捻度CV。纱的强力CV与捻度CV关系密切。强捻与弱捻都会造成强力弱环。前述有关锭子系统造成纺纱张力波动的因素,同时也会造成纱的捻度波动。有关技术措施已作详细叙述,此处不再赘述。

3)减轻阻捻和捻线的作用。由于捻度白钢领圈向上传递存在滞后现象,捻度白钢领圈向前罗拉钳品逐渐减少。在导纱钩处输送棉纱向下而捻度反向向上传递,又回导纱钩的摩擦阻力产生阻捻作用,自导纱钩向上至前罗拉钳口因阻捻作用而使纺纱段捻度逐步减少。靠近前罗拉钳口区段又因纱包存在包围弧形成弱捻区,在前罗拉钳口处捻度趋于零形成捻陷。纱条动态强力在靠近前罗拉弱捻区最薄弱,纺纱强力只有单纱强力的1/4左右。此处最易造成断头即通常称上部断头,为了减少上部断头必须设法将阻捻和捻陷作用降低到最小。其措施一是提高锭子、钢领、导纱钩垂吊三中心精度,使捻度向上传递效率最大,二是将前胶辊前移量适当增大,使纱条在前罗拉的包围弧减少,三是使用小直径小圈形光滑耐磨导纱钩。

4)降低细纱断头的其他工作

降低细纱断头除了主要抓好减少纺纱张力、增大纺纱强力两个方面的工作外,还应注意做到:提高粗纱回潮率到7.5%以上,确保细纱生产正常,若由此使粗纱生产不正常,应从工艺、设备、运转等方面做好工作使其缓解;细纱相对温度保持在55%60%,使细纱回潮率略低于粗纱回潮率,粗纱在细纱处于放湿状态;细纱断头吸棉系统良好,断头吸棉合格率100%。吸风管道不漏风、不挂纤、不堵塞、风门不漏风,真空度良好。吸棉笛管安装良好,上绒辊回转正常并定期清洁,挡车工及时清理吸棉箱积花;加强运转管理,认真执行操作法,保持机台整洁,减少环境中飞花、短绒、尘杂地细纱断头的影响。

5)结束语

通过纺纱原理分析认为,细纱断头的实质是纺纱张力最大值大于纺纱强力最小值。因此,降低细纱断头主要应从降低纺纱张力最大值减小张力波动和提高棉纱强力最小值减小强力波动两方面采取措施。降低细纱断头是一项涉及面广、复杂、细致而全面的系统工程,与企业的设备、工艺、操作、原料及温湿度等各项基础管理工作及提高质量的各项措施都有密切的关系。应统筹兼顾、融会贯通,坚持一丝不苟、精益求精地做好各项技术与管理工作,才能收到良好的效果。

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