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技術(shù) | ?細(xì)紗高速紡紗選用鋼領(lǐng)、鋼絲圈的探討

2022.07.22

細(xì)紗是環(huán)錠紡系統(tǒng)中最關(guān)鍵的成紗工序,是整個(gè)系統(tǒng)的核心。所以,挖掘細(xì)紗的生產(chǎn)能力,是整個(gè)系統(tǒng)能否盈利的關(guān)鍵。紡紗廠(chǎng)的成本核算是按噸紗成本來(lái)核定的,提高細(xì)紗產(chǎn)量就意味著降低生產(chǎn)成本,尤其是對(duì)分?jǐn)偣潭ǔ杀酒鹬鴽Q定性的作用。因此,細(xì)紗高速?gòu)哪撤N意義上講,就是紡紗增效,同時(shí)也是紡紗能力的體現(xiàn)。對(duì)任何一個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō),在不增加斷頭和能耗的前提下,增速就意味著有增效的可能。事實(shí)上很多企業(yè)用自己的實(shí)踐證明,只有增效,才能從惡劣的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中找到生存之路。



一、鋼領(lǐng)鋼絲圈概述

眾所周知,鋼領(lǐng)和鋼絲圈這對(duì)摩擦副是環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)上實(shí)現(xiàn)加捻和卷繞的關(guān)鍵器材,二者之間配合是否“默契”,以及“自身”的質(zhì)量是否過(guò)硬,與成紗的品質(zhì)有直接關(guān)聯(lián)。鋼領(lǐng)與鋼絲圈的配合中選擇鋼絲圈規(guī)格十分重要。在二者配合中,既要使摩擦力達(dá)到一定數(shù)值,又要使磨損盡量減少。在細(xì)紗高速生產(chǎn)過(guò)程中,鋼領(lǐng)與鋼絲圈之間的摩擦情況非常復(fù)雜,因?yàn)槎咴诟咚?、高壓和高溫狀態(tài)下進(jìn)行跳躍式滑動(dòng)摩擦,這與常溫狀態(tài)下的滑動(dòng)摩擦差異很大。

由于我國(guó)提出高速這個(gè)概念時(shí)間不長(zhǎng),故目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的鋼領(lǐng)和鋼絲圈,都達(dá)不到高速運(yùn)行的要求,只有很少一部分能在高速機(jī)上使用。作為器材廠(chǎng)家,當(dāng)務(wù)之急就是要踏踏實(shí)實(shí)提高技術(shù)水準(zhǔn)和技術(shù)質(zhì)量,而不是靠廣告效應(yīng)來(lái)獲得銷(xiāo)售市場(chǎng)的占有率。作為紡紗企業(yè)必須更新高速加捻卷繞部件。



二、國(guó)際上高速概念定義


2.1錠子速度定位

錠子速度在18000r/min以下是低速;18000-20000r/min是中速;20000-22000r/min是高速;22000r/min以上為特高速(實(shí)際能超過(guò)此錠速的企業(yè)在國(guó)內(nèi)很少)。


2.2鋼絲圈線(xiàn)速度定位

鋼絲圈旋轉(zhuǎn)速度在36m/s以下是低速;36-40m/s是中速;40-44m/s是高速;45m/s以上為特高速(一般不超過(guò)此線(xiàn)速度)。



三、高速紡紗時(shí)紡紗張力和

鋼絲圈瞬時(shí)功率的變化


3.1紡紗張力

紡紗張力以下公式計(jì)算:

F=m×R×n2         (1)


其中:F為紡紗張力/N;m為鋼絲圈重量/g;n為卷繞半徑/mm;R為錠子轉(zhuǎn)速/(r/min)。


由式(1)得知:減輕鋼絲圈重量,減少卷繞半徑,增加氣圈環(huán)都能降低紡紗張力,減少斷頭的發(fā)生。經(jīng)實(shí)驗(yàn),每減輕1號(hào)鋼絲圈,能加速500-1000r/min。


3.2鋼絲圈瞬時(shí)功率

鋼絲圈瞬時(shí)功率p按以下公式計(jì)算:

p=k×m×r×n3        (2)


其中:k是隨摩擦系數(shù)改變而改變的常數(shù);m是鋼絲圈重量/g;r是鋼絲圈回轉(zhuǎn)半徑/mm;n是錠子轉(zhuǎn)速/(r/min)。


從式(2)中可以看到:當(dāng)鋼領(lǐng)鋼絲圈的摩擦系數(shù)降低時(shí),能減少功耗;當(dāng)鋼領(lǐng)直徑減小時(shí),功耗下降;當(dāng)錠子速度上升時(shí),功耗與錠速成立方關(guān)系上升。從式(2)分析得到:提高鋼領(lǐng)和鋼絲圈的光潔度,降低鋼領(lǐng)和鋼絲圈的摩擦系數(shù),使二者之間的摩擦系數(shù)值為0.08-0.12,是高速紡紗的基本條件。減小鋼領(lǐng)直徑,是高速紡紗降低成本的主要方法。但鋼領(lǐng)減小,帶來(lái)的是紡紗過(guò)程中落紗次數(shù)的增加,落紗工作量的增加。所以,采用自動(dòng)落紗是實(shí)現(xiàn)高速紡紗必須的附加裝置。



四、定速、定位,選擇適宜

卷裝尺寸及采用氣圈控制環(huán)


由式(1)、(2)得知,氣圈高度(紗管長(zhǎng)度)增加,錠速就要降低,反之亦然。棉紡細(xì)紗適宜卷裝與速度關(guān)系如表1所示。


表1 棉紡細(xì)紗卷裝尺寸與速度關(guān)系

圖片



由實(shí)驗(yàn)得知,為進(jìn)一步提高錠速并使紗線(xiàn)氣圈不崩潰的有效方法是采用氣圈控制環(huán)控制氣圈形態(tài),則紡紗錠速能相應(yīng)增大。經(jīng)測(cè)算,采用氣圈控制環(huán)后,紗線(xiàn)張力降低30-50%,錠速平均能提高3000-5000r/min,鋼絲圈高速回轉(zhuǎn)時(shí)摩擦功率消耗也顯著降低,取得較好節(jié)能效果。



五、高速紡紗對(duì)鋼領(lǐng)鋼絲圈的要求


研究發(fā)現(xiàn),鋼領(lǐng)鋼絲圈相互配合,二者的磨損屬于粘著熱腐蝕,因此,鋼領(lǐng)和鋼絲圈的制造質(zhì)量至關(guān)重要。同時(shí),二者在幾何形狀跑道契合性、機(jī)械性能的匹配性、鋼絲圈輕重號(hào)數(shù)選擇、表面處理方式的匹配,制造材質(zhì)選擇匹配等方面都值得研究和探索。


5.1鋼領(lǐng)在高速紡紗時(shí)的要求

a)光潔度高,摩擦系數(shù)小且一致性好;b)抗鍥能力強(qiáng);c)圓整度小,跳動(dòng)?。唬洌┳郧鍧?、自潤(rùn)滑能力強(qiáng),上車(chē)自適應(yīng)性好;e)導(dǎo)熱性好;f)抗磨性好,壽命長(zhǎng);g)材質(zhì)上要選用耐磨、耐熱、耐蝕性較好的軸承鋼、合金鋼;h)從表面處理上要選用耐磨、耐蝕、自潤(rùn)滑性能較好的涂覆材料;i)適紡性強(qiáng),走熟期短。


5.2高速紡紗對(duì)鋼絲圈要求

a)氣圈穩(wěn)定,一致性好;b)拎頭輕爽,氣圈富有彈性;c)走熟期短,飛圈少,斷頭少;d)毛羽好;e)導(dǎo)熱性好;f)摩擦系數(shù)小且一致性好;g)使用周期達(dá)標(biāo);h)在圈型選擇方面,要使用幾何形狀重心較低的,有利于高速和提高效率;i)在截面形狀選擇上,如紡純棉品種,可選扁平形或?qū)挵雸A形,紡合成紗或混紡紗可選半圓形,紡化纖可選瓦楞型。



六、在高速紡紗環(huán)境中

鋼領(lǐng)鋼絲圈配合要合理


如何驗(yàn)證在高速紡紗環(huán)境中鋼領(lǐng)鋼絲圈的配合是否合理,主要關(guān)注數(shù)據(jù)是:a)3mm以上有害毛羽、千錠時(shí)斷頭率、棉結(jié)、使用壽命、適紡性、走熟期、防腐性能等;b)鋼絲圈在鋼領(lǐng)上運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、跳動(dòng)、振動(dòng)頻率及振程小,鋼絲圈輪廓較清晰,紗線(xiàn)通道中積花少;c)鋼絲圈運(yùn)轉(zhuǎn)造成的張力穩(wěn)定,紗線(xiàn)碰隔紗板及紗管頂部的次數(shù)較少;d)紗線(xiàn)通道寬敞、外傾角較小,能夠保證鋼絲圈平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn);e)鋼絲圈磨損接觸面面積較大、磨痕淺。



七、新型鋼領(lǐng)鋼絲圈的研發(fā)


近幾年紡紗企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快,產(chǎn)品的品質(zhì)、檔次不斷提升,用工的矛盾尤為突出,為此求盛公司近幾年在新型鋼領(lǐng)、鋼絲圈的研發(fā)和生產(chǎn)上加大投入,克服困難取得了一定成績(jī)。重點(diǎn)做了以下工作。


7.1鋼領(lǐng)的研發(fā)

a)采用新材質(zhì),從過(guò)去較為單一的低碳鋼發(fā)展到現(xiàn)在的多種合金鋼、軸承鋼等不同特性的材質(zhì),以適應(yīng)不同客戶(hù)對(duì)使用壽命的不同要求;


b)抓制造精度,把延續(xù)了十幾年的傳統(tǒng)加工設(shè)備徹底淘汰,優(yōu)化了生產(chǎn)工藝,引進(jìn)了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的具有針對(duì)性的各種數(shù)控設(shè)備加以批量生產(chǎn),使產(chǎn)出的鋼領(lǐng)不僅精度高,且一致性,特別是工作面的一致性極好,這樣就滿(mǎn)足了客戶(hù)對(duì)高速生產(chǎn)、成紗質(zhì)量?jī)?yōu)而穩(wěn)定的需求;


c)改進(jìn)處理方法,通過(guò)幾種不同的表面處理方法,使產(chǎn)品工作表面的物理特性發(fā)生改變,從而達(dá)到走熟期更短、斷頭率更低、成紗質(zhì)量更好、耐磨性更強(qiáng)、抗腐效果優(yōu)良的結(jié)果。


表2為國(guó)內(nèi)某知名紡紗企業(yè),使用求盛精密軸承鋼領(lǐng)和配進(jìn)口鋼絲圈,與另一家國(guó)內(nèi)著名鋼領(lǐng)廠(chǎng)同錠質(zhì)量對(duì)比,從表2中可以看出,JC14.6tex紗質(zhì)量明顯提高。


表2 求盛公司與其它公司生產(chǎn)鋼領(lǐng)紡JC14.6tex質(zhì)量對(duì)比

圖片


7.2鋼絲圈的研發(fā)

在選材上選用機(jī)械性能和耐磨性更好的材質(zhì),并開(kāi)發(fā)出適用于集聚紡使用的高耐磨性產(chǎn)品;有針對(duì)性的進(jìn)行表面處理,使其提高耐磨性,增加潤(rùn)滑性和散熱性。



八、結(jié) 語(yǔ)


鋼領(lǐng)鋼絲圈是環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)的主要紡紗部件,隨著企業(yè)對(duì)紡紗質(zhì)量和紡紗生產(chǎn)效率要求的不斷提高,對(duì)鋼領(lǐng)鋼絲圈制造企業(yè)提出了許多新要求。鋼領(lǐng)和鋼絲圈之間摩擦系數(shù)要小,一致性好,上機(jī)走熟期要短,且使用壽命要長(zhǎng),能適應(yīng)高速環(huán)錠紡和集聚紡的紡紗要求,成紗毛羽與棉結(jié)少。


求盛公司近年來(lái)通過(guò)對(duì)材料的優(yōu)選與對(duì)特定加工設(shè)備進(jìn)行熱處理,改進(jìn)表面處理等方式進(jìn)行升級(jí)改造和流程再造,在鋼領(lǐng)鋼絲圈的研發(fā)及生產(chǎn)上取得突破,先后推出紡進(jìn)口系列鋼領(lǐng)的精密軸承鋼領(lǐng)。使鋼領(lǐng)的平均壽命從原來(lái)的一年多提高到六年多,鋼絲圈的平均周期壽命從過(guò)去的5-7天,提高到現(xiàn)在的25天以上。通過(guò)在國(guó)內(nèi)眾多大、中型中高端紡織企業(yè)的集聚紡和高速環(huán)錠紡應(yīng)用實(shí)踐,結(jié)果表明其能夠完全滿(mǎn)足紡紗生產(chǎn)的需要,并且可以替代國(guó)外同規(guī)格的進(jìn)口產(chǎn)品。這將不僅有利于國(guó)內(nèi)紡織企業(yè)降低這方面專(zhuān)件器材的使用成本,又能滿(mǎn)足客戶(hù)要求的紗線(xiàn)品質(zhì)指標(biāo),可以廣泛推廣和應(yīng)用。



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