纱线强力弱环与细纱断头关系的探讨
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纱线强力弱环与细纱断头关系的探讨

时间:2018-09-03
  为了降低细纱断头,提高生产效率,分析了纱线强力弱环形成的原因及减少原纱强力弱环的措施,指出纱线上的细节、粗细节结合点、弱捻点、结杂包覆点等位置最容易形成纱线上的强力弱环,通过适当的工艺,提高强力弱环处的强力,降低纱线粗细节疵点及捻度不匀率可减少纱线强力弱环。
 

  1纱线强力弱环是制约细纱机提速的关键因素

 
  由细纱气圈的离心力系数a 的计算公式(1)和气圈底端张力TR的计算公式(2)可知[1]:
 
细纱机气圈底端张力公式
 
  式中:
 
  a——气圈离心力系数;
 
  m——纱条单位长度的质量/(g·cm-1);
 
  ω——气圈角速度/(rad·s-1);
 
  Tx——气圈张力垂直分量/(10μN);
 
  TR——气圈底端张力;
 
  Gt——钢丝圈重力/cN;
 
  n1——锭子转速/(kr·min-1);
 
  R——钢领半径/cm;
 
  f——钢丝圈与钢领间的“楔摩擦因数”;
 
  rx——管纱卷绕半径/cm;
 
  θn——钢领对钢丝圈反力的方向角;
 
  αR——气圈底角;
 
  K——张力比,其值与钢丝圈的截面形状有关。
 
  在其它生产条件不变的情况下,当锭速提高时气圈受到的离心力增大,纱线受到的张力也会明显增大。
 
  当纱线的最小强力小于纱线瞬间受到的张力时,就会形成细纱断头[2],因而,提高细纱车速,对纱线的最小强力提出了更高的要求。
 
  由于纱线上存在粗细节、捻度不匀等问题,会造成纱线上存在一些强力较小的片段而形成细纱断头隐患,我们称之为“纱线强力弱环”。纱线强力弱环的存在是制约细纱机提速的关键因素之一[3]。
 

  2 纱线强力弱环形成的原因

 
  纱线上之所以出现强力弱环,主要是因为纱线上存在细节和片段性弱捻。大量的试验资料表明,纱线上的强力弱环在纱线上的表现形式主要有如下几种。
 
  2.1  短细节强力弱环
 
  由于纱线上的短细节截面内的纤维根数较少,能够承受的张力较小,容易造成纱线断头,从而形成强力弱环。
 
  2.2  长细节强力弱环
 
  当纱线上存在长细节时,由于钢丝圈重力、锭速等生产条件没有变化,生产过程中加在纱线上长细节处的捻度与正常纱线相同,因而造成细节处的实际捻系数变小,纤维间的抱合力降低;并且根据公式(1)可知,由于纱线的单位长度的质量m 变小,纱线的离心力系数a也变小,气圈变得瘦长,钢丝圈在钢领上的姿态发生变化、运行稳定性变差,当纱线的强力不能承受张力波动时也造成纱线断头,形成纱线强力弱环。
 
  2.3  粗细节结合点处强力弱环
 
  如果纱线上存在粗、细节,由于纱线的捻度有向细节处集中的趋势,那么在细节处的捻度多、在粗节处的纤维多但是捻度少,在粗、细节的结合点处,一方面捻度偏少,另一方面纤维也相对较少,纤维间的抱合力相对较差,纱线容易在此处断裂,从而形成强力弱环。
 
  2.4  弱捻点强力弱环
 
  纱线上由于某种原因(如锭子运行打顿)形成弱捻点,弱捻点上的纤维之间抱合力较小、强力较低,纱线很容易在此断裂,形成强力弱环。
 
  2.5  结杂包覆点强力弱环
 
  如果在纱线内部包覆有结杂,结杂包覆点处的纤维结构被破坏,往往会造成此处的纤维根数少、纤维伸直平行度差、捻回角不一致等问题,从而使这个点能够承受的断裂功较小;另外,由于这个结杂包覆点处的纱线直径一般粗大,纱线通过钢丝圈时往往会受到阻力,造成卷绕张力的瞬间峰值,从而引起纱线断头,形成强力弱环。
 

  3 减少原纱强力弱环的措施

 
  3.1 采取适当工艺,提高强力弱环处的强力
 
  3.1.1 提高纱线捻度
 
  适当提高纱线的捻度,使纱线中纤维的抱合更加紧密,从而提高纱线的整体强力,降低捻度不匀率,提升纱线弹性,从而提高纱线的最小强力,减少纱线断头。
 
  3.1.2 提高粗纱回潮率
 
  适当提高粗纱的回潮率,可以在细纱牵伸的过程中使纤维处于放湿状态,有利于纤维在牵伸区中有序地变速,同时,可以提高单纤维的强力和纤维之间的抱合力,从而提高纱线的整体强力,减少纱线的断头。
 
  3.1.3 保持适宜的温湿度
 
  保持车间适宜的温湿度,可以有效保证牵伸的顺利进行,提高纱线条干均匀度,减少粗细节和毛羽,从而提高纱线的整体强力。
 
  3.1.4 优化工艺参数
 
  牵伸波和工艺性机械波会严重影响成纱强力,造成大量强力弱环,因此,在工艺配置上一定要保证不会造成产品的牵伸波及工艺性机械波。
 
  3.2 降低纱线粗细节疵点
 
  3.2.1 合理选用原料
 
  选择单纤维强度高、短绒率小、长度整齐度好、线密度较细、含杂少的原料纺纱,可以有效提高成纱条干,减少粗细节疵点,提升纱线强力,从而降低纱线强力弱环。
 
  3.2.2 减少纤维损伤
 
  在开清棉和梳棉工序,在对纤维进行开松、除杂和梳理的过程中,要尽可能地保护纤维、减少纤维损伤、降低纤维的疲劳度,以减少成纱中短纤维的数量和单纤维强度的损失、提高成纱强力,从而减少强力弱环。
 
  3.2.3 适当多排短绒、杂质和棉结
 
  提高清梳、精梳工序的短绒、杂质和棉结的排除率,适当提高落棉量,可以有效提高成纱质量,减少强力弱环。
 
  3.2.4 优化配置工艺参数
 
  (1) 清梳工序掌握“柔和开松、充分混合、早落少碎、多排少伤”的工艺原则,减少杂质含量、降低纤维疲劳度和短绒率、控制棉结增长率,为减少成纱疵点奠定基础。
 
  (2) 梳棉工序掌握“理顺气流、柔性梳理、合理转移、提高纤维三度”的工艺原则,控制刺辊与给棉板处的梳理强度,强化预分梳效果,提升主分梳区分梳质量,优化纤维转移条件,关注机台各部位(特别是刺辊—锡林三角区、锡林—道夫三角区)的气流状
 
  态,以提高纤维分离度、伸直度和定向度为控制重点,降低生条短绒、结杂数量。
 
  (3)并粗工序掌握“合理牵伸分配、控制纤维运行、改善纤维结构、降低棉结增长率”的工艺原则,优化并条与粗纱、头并与末并、并粗前后区之间牵伸倍数的分配,合理设置并粗工序的罗拉隔距,以进一步提高纤维的伸直度,改善纤维在须条中的排列状
 
  态,为细纱高倍牵伸提供良好的须条结构,以减少成纱粗细节。
 
  (4)细纱工序掌握“加压适度、控制合理、握持距前紧后松、捻系数偏大”的工艺原则,以达到成纱强力高、条干均匀、纱条光洁、断头少的目的。
 
  3.2.5 选配优质专件器材
 
  (1)细纱工序采用低硬度高弹性胶辊、高精度无机械波罗拉、新型上销、新型下销、带压力棒隔距块、后区压力棒、高速锭子等专件器材,可以有效提高纱线条干,减少千米细节、粗节和棉结,从而减少断头,为提高细纱车速奠定基础。
 
  (2)并条、粗纱工序采用高精度罗拉、优质胶辊和胶圈,合理配置喇叭口、集束器和假捻器;老式粗纱机加装防细节装置,以保证卷绕线速度与罗拉输出线速度的同步性,减少条子、粗纱的意外伸长,防止纤维集束变速,减少成纱粗、细节。
 
  (3)梳棉机采用新型针布、小踵趾差盖板,老机还应增加刺辊下预分梳齿条盖板、前后固定齿条盖板和棉网清洁器,采用盖板反转技术,提高梳理效果,减少生条棉结,改善强力CV 值,可有效减少细纱粗、细节和断头。
 
  (4)清花工序采用稀密打手、鼻型打手、梳针打手等,提高柔性开松能力;在老式流程中增配多仓混棉提高混合效果等,为提高成纱质量打好基础。
 
  3.2.6 提高设备运行可靠性
 
  各工序设备运转状态不良,特别是牵伸系统部件出现问题时将会严重影响纱线条干,造成成纱强力弱环。
 
  清梳工序要保证输棉管道光洁,无挂、堵、原料翻滚问题;打手、角钉、齿条无钩挂、缠绕问题;梳棉针布锋利度良好,无针、齿损伤;保证除尘效果良好,风管、棉网清洁器、吸尘低压罩无堵塞、漏风问题等。
 
  并、粗、细各工序要保证胶辊、罗拉无弯曲跳动、损伤、偏心等问题;齿轮无缺齿、齿形磨损、偏心等问题;键槽、键配合良好,无松动、滚槽问题;摇架加压稳定可靠、上销无变形、胶圈无损伤等。
 
  3.2.7 减少并粗工序细节
 
  并粗工序产生的细节在后工序无弥补的机会,经细纱高倍牵伸后将会形成较长的细节,这段偏细的纱条上如果再叠加了细纱工艺过程中产生的“细节”,将会形成比正常纱线细得更多的细节疵点,很容易造成细纱断头,成为强力弱环。所以,条子和粗纱的细节是产生强力弱环的重要原因之一。
 
  (1)并条要杜绝缺条纺纱问题。并条机(特别是末并)后掉条子未及时停车,或机前末掐净细条,都会造成细纱长细节。因此,并条一是要保证缺条自停的灵敏度;二是挡车工要加强巡回,及时发现缺条纺纱问题;三是发现缺条纺纱,一定要掐净细条,杜绝缺条造成的成纱长细节。
 
  (2)并条(特别是末并)下吸风吸走牵伸区部分须条会造成细纱长细节,因此,并条一是要调整好下吸风、控制下吸风吸白条问题;二是挡车工要经常检查吸风箱,发现风箱内有白花时,要及时追踪处理纺出来的细条。
 
  (3)条子在搬运、换条操作时要做好防护工作,防止造成粘条、劈条问题。
 
  (4)条子、特别是精梳条子要合理设置退绕路线,防止退绕时产生意外伸长。
 
  (5)粗纱要合理设置卷绕张力、控制粗纱伸长,特别是要保证大小纱、前后排纱的伸长差异不能过大。
 
  3.2.8 优化设备传动
 
  (1)有效控制并条机启动方式
 
  并条机的传动系统有多种不同的形式,老式并条机传动系统复杂,启动时容易造成细节。现代并条机有向简化传动系统、用齿形带代替齿轮传动的趋势,对减少、减小启动细节有利,但由于并条车速高,突然启动会造成一些小细节。为此,新型并条机普遍采用软启动,通过慢速启动、逐步提速的方式有效控制启动细节的产生。
 
  另外,新型并条机还配备有自调匀整系统,可以有效控制条子重量不匀率,降低成纱重量CV 值,对减少细纱断头、降低成纱强力弱环也具有很大作用。
 
  据乌斯特公司报道:成纱号数不匀率在小于2.0%时,纱线最低强力低于平均断裂强力的60%;成纱号数不匀率从1.8%降到1.3%时,纱线最低强力的下限会提高14%。这会对减少细纱断头、提高细纱车速提供良好的条件。
 
  (2)解决粗纱机开关传动不同步造成的细节
 
  传统粗纱机在启动和关车时,由于牵伸和卷绕两个传统系统的传动路线不同,惯性不一致使前罗拉输出的线速度和纱管卷绕的线速度不同,在开关车时就会产生大量细节。
 
  为解决锥轮粗纱机的开车细节,新型粗纱机取消了锥轮而改用电脑控制,使前罗拉输出和卷绕同步进行,彻底解决了粗纱开关车细节问题。
 
  (3)改进细纱机牵伸传动系统启动方式
 
  目前细纱牵伸传动系统主要有3种传动方式:第一种是由车头传动前罗拉,再由前罗拉传动后罗拉,再传动中罗拉,简称“1传3传2”。这种传动方式繁杂、维修不便,当前罗拉转动时中罗拉要经后罗拉转动后再传动过来,中罗拉的转动和前罗拉之间有个滞后时间,因而会产生1个细节,同时由于后罗拉转动时中罗拉尚未转动又产生1个小粗节,所以1传3传2方式每次开关车时就产生1个细节、1个粗节。
 
  第二种是由车头传动前罗拉、再由前罗拉传动中罗拉、再传动后罗拉,简称“1传2传3”,这种传动方式每次开关车产生2个小细节;由于传动时前罗拉首先传动中罗拉,因此产生的细节比第一种传动形式短、小。
 
  第三种是牵伸传动系统由两个电机来完成,前罗拉1个电机,中、后罗拉1个电机,使3个罗拉同步,这种传动方式可以彻底解决细纱机开关车时产生的粗、细节问题。
 
  3.3 降低捻度不匀率
 
  细纱机的卷捻系统普遍采用滚盘、锭带、锭盘摩擦传动的方式加捻纱线,锭带张力差异、锭带与滚盘或锭带与锭盘滑溜率的差异等都会造成加捻效果出现差异,从而影响纱线捻度不匀率;当这种差异使纱线上出现弱捻点时就容易造成细纱断头,形成纱线强力弱环。
 
  3.3.1 消除长片段弱捻纱疵点
 
  锭子缺油,锭带加压装置加压失效或加压不足,锭带伸长过度,锭带张力轮转动不灵活,锭带张力轮安装位置不当,锭带滑脱,锭带严重磨损,锭带攀3根锭子,钢领起浮,纱管与锭子配合松动,用错锭盘直径的锭子等,都会造成长片段的弱捻纱线。因此,维修人员要加强对细纱卷捻系统的保养及检查,加强锭子、锭带、张力轮、加压装置的管理;操作人员要加强巡回,发现卷捻系统出现不正常问题及时处理,发现弱捻纱锭子要及时通知维修,并挑拣处理弱捻纱穗。
 
  3.3.2 消除短片段弱捻纱疵点
 
  锭子短时间轧刹、滞转、打滑,钢丝圈瞬间在钢领上楔住(未形成断头),纱管跳动,锭子缠回丝,锭带接头不良、锭带上有破损点,锭带张力轮转动顿滞,滚盘松动,锭带严重打晃,气圈严重撞击隔纱板,钢丝圈或钢丝圈清洁器挂花造成钢丝圈运行受阻等,都会造成纱线短片段弱捻。因此,要优选钢领、钢丝圈,加强对卷捻系统的检修管理和落纱操作管理及清洁工作,以消除纱线上的弱捻点,减少细纱断头,为细纱提速奠定基础。
 

  4 结语

 
  影响细纱强力弱环的因素较多,因而要寻求造成细纱强力弱环的最根本性原因,从源头上消除形成细纱强力弱环的因素,才能有效减少细纱断头,为提高细纱车速提供保障。
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