行了许多的改进,诸如纺纱几何的完善、牵伸系统及相关器材的更新、无机械波罗拉的推出以及各种自动化装置的配备,但这样环锭纺也并不是完美无缺的,特别是纱线表面的毛羽问题,由于毛羽对色织、针织织物及色织、针织机械的生产效率的影响愈发的重要,如何控制毛羽并减少毛羽的产生,传统环锭纺纱线毛羽的形成主要是在主牵伸区须条被牵伸至所要求的纱支,在抵达前钳口时已呈自由状态,须条中纤维的粘附力已消失,为了使纱线获得所需的强度,必须加上一定的捻度以束缚纤维;捻度由钢丝圈产生向上传递并尽可能接近前钳口,由于输出的须条具有一定的宽度(图4.1所示)B-B的宽度取决于纱线支数,粗纱捻度、牵伸倍数等因素;纱线中的捻回不可能进入前钳口线A-A,在前钳口前形成一个没有捻度的三角形纤维束,即所谓的纺纱三角区;纺纱三角区b的大小取决于纺纱张力。而须条在前钳口的宽度B总是大于纺纱三角区b,因此纺纱三角区不可能聚拢前钳口所有的纤维,很多边缘纤维变成飞花损失掉(纺纱区大约85%的飞花来源于纺纱三角区);处在加捻三角区的纤维因受纺纱张力和加捻的作用,产生了向心压力或径向压力。在加捻三角区边缘处的纤维,向心压力最大,在纱轴中心的纤维,向心压力最小。由于内外层纤维受力不同,在加捻三角区中就会发生纤维由内到外和外到内的反复转移,纤维的两端也常暴露在外面而形了纱线毛羽。环锭纺纱中的纤维在纱中呈螺旋线状,纤维平行于纱轴方向的程度较低,整根纱的强力远小于单纤维强力之和,纤维的强力利用系数较低。
上世纪80年代末,E.Fehrer博士提出了消除纺纱三角的集聚纺纱工艺以来,一些国外纺机制造厂商和研究机构相继研发各种形式的紧密纺纱机或装置;在1999年的巴黎ITMA展会上,Rieter公司展出了应用Fehrer的尘笼原理开发的ComforSpin (卡摩纺)紧密纺系统; Sussen 和Zinser 则应用Denkendorf纺织技术研究院的Artzt 原理开发的Elite Spinning和CompACT3紧密纺系统并随即推入市场。由于消除纺纱三角区,纱线纤维排列结构发生改变,这些紧密纺纱机纺制的紧密纱纱体光洁,纱线的特性——强度、均匀度提高;纱疵、毛羽尤其长毛羽减少;纱线质量明显提高。这种技术不是为满足纱线减少毛羽的要求而表现出的昙花一现的时尚。相反,紧密纺技术将有助于提高环锭纺工艺的灵活性和纱线质量,它使得环锭纺纱展现出光明的前景。
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图 4.1 常规环锭工艺的纱线成形
对于国内拥有数以千万锭计环锭细纱机的纱线生产厂,已有部分引进了紧密纺纱的整机或改造装置 ,但引进设备投资昂贵,这是众多纱线生产企业很难承受的;另一方面,环锭纺纱机都具有很长的使用寿命,市场上现有的不同的纺纱机在纱线质量和性能上又几乎没有区别,如何让纺纱厂无须淘汰现有正常使用的细纱机,结合我国细纱机机型现状,开发出拥有自主知识产权的紧密纺装置,以适当的改造成本将纺纱厂广泛应用的FA506、FA507等FA系列细纱机改造为紧密纺细纱机,势必成为紧密纺技术的发展和普及方向[4]。
环锭纺是传统纺纱方法,工艺技术十分成熟,是纺纱生产中占比例最大、又十分重要的纺纱方式。新型纺纱技术虽然生产效率高、工艺流程短,品种、纱支适应性好,但成纱结构及性能不如环锭纱,所以在相当长的时期内不可能完全取代环锭纱,因此,环锭纺仍然是现代纺纱生产中最主要的纺纱方式。
在20世纪后半期,环锭纺纱技术有很大进步,细纱机锭速达到25000转/分,一台细纱机锭数已发展到1400锭,牵伸倍数230倍左右,在牵伸形式、加压、锭子、罗拉、钢领钢丝圈、吸棉管、纱管、胶辊、胶圈、传动技术等方面都有了很大发展,在细纱与自动络纱联合技术上也有了新的突破,有不少机型都形成了细络联。 紧密纺环锭细纱机,这是环锭纺纱技术新的突破,紧密环锭纺纱技术是在细纱牵伸区以外,增加了凝聚细纱须条的机构,消除了加捻三角区,成纱质量更为优越:减少了细纱毛羽,提高细纱强力,改善了细纱条干,为下游工序提高织物质量,减少上浆负担、取消烧毛等创造了条件,与此同时,细纱制成率提高,飞花减少,对
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提高经济效益及改善生产环境都有明显作用。
我国FA500系列环锭细纱机,在贯彻重加压,强控制、大牵伸的工艺路线上,吸收了国外先进环锭细纱机的经验及特点,结合我国国情进行较大改进,结构比较合理,制造精度有所提高,设备运转可靠性、稳定性也有进一步提高,适纺性能强,纺纱质量进一步提高。目前我国也生产出超长型环锭细纱机,在高速度,大牵伸,自动化连续和智能化方向上有了一定发展,国内许多企业已十分重视紧密纺纱技术的发展,在消化吸收国外的先进技术的基础上,我国也研制开发了国产的紧密纺纱机供应市场。与此同时,我国一些企业先后引进了瑞士及的国的紧密纺纱机。所有这些,都说明我国环锭细纱机也发展到一定的高水平阶段。 现对环锭纺纱技术的有关技术进步问题讨论如下: 1、牵伸加压机构的技术: 牵伸机构要能满足以下几项要求:
能够适应纺织纤维加工品种的需要(包括纯棉、涤、腈及混纺品种);总牵伸倍数能达到60倍的高倍牵伸能力;成纱质量能满足下游工序的要求,细纱条干CV%值、粗节、细节、棉结及单强、单强不匀率CV%等各项指标均能达到2001年乌斯特公报的25%及以上;要求机械制造水平高精度,包括罗拉、摇架、弹簧、上下肖等零部件精度高耐用;能实现大牵伸、重加压、强控制;前区工艺贯彻三小工艺要求,即小浮游区、小皮圈钳口距离、小罗拉中心距;后区能达到良好控制,产生稳定的摩擦力界,后区牵伸能力为前区牵伸提供的须条要有良好的条干均匀度、较好的结构均匀度、较大的紧密度及稳定的后钳口,防止握持不良造成纤维的滑移。 目前我国引进的牵伸加压机构就有如下问题讨论: 一、牵伸形式发展
环锭细纱机牵伸形式共两类,一类是三罗拉双区直线牵伸,一类是三罗拉双区曲线牵伸,为了更好的控制纤维运动,在三罗拉双区牵伸中配有双皮圈结构,SKF、R2P、INA-V及国产YJ2、QVX、R2V都在前区配以上短下长的双皮圈,而QVX及R2V的前区牵伸又有许多改进,使前中罗拉中心距及浮游区相应减小,德国HP前区为双短皮圈式,配置新型金属下肖,浮游区长度最短。
1)前区牵伸配置要三小,即前中罗拉中心距小,浮游区小及皮圈钳口隔距小。 2)后区牵伸形式有两种,三罗拉双区直线牵伸和三罗双区拉曲线牵伸(V牵
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伸),曲线牵伸是改善后区牵伸对纤维控制的技术措施。
3)牵伸过程中工艺配置的目的是通过前区达到三小(小钳口中心距,小浮游区小皮圈钳口)要求来有效控制主牵伸区快速纤维的移动,改善条干、纱疵、粗细节、棉结,提高纺纱质量。后区要为前区主牵伸提供优良的须条结构,创造良好的牵伸条件。三罗拉双皮圈双区曲线牵伸的后区,摩擦力界比直线式好,使须条受到良好控制,适纺较高纱支。
4) 我国弹簧摇架加压及直线双区双皮圈牵伸机构中,后区实行二大二小针织纱工艺原则(即后区中心钳口距大,粗纱捻系数大后区牵伸小及粗纱小牵伸),以对前区主牵伸提供优质须条,随着市场对机织物外观要求日益提高。二大二小工艺不再是针织纱的专门工艺,已普通用于生产各类针织、机织纱。 二、加压机构
有弹簧摇架加压和气动摇架加压两大类。弹簧摇架加压又分为SKF圈簧加压及HP板簧加压两种,因此短纤维环锭细纱机加压又可分为气动摇架加压、圈簧摇架加压及板簧摇架加压三种。对各式摇架加压,总的要求是通过加压技术的实施,实现对纤维运动重加压强控制,加压装置使各罗拉钳口的纤维有足够稳定的握持及牵伸能力,造成合理的摩擦力界,实现压力稳定,增加对纤维运动的控制。
一般采用三罗拉双区曲线牵伸气动加压形式。气动加压是比较理想的加压方式,最大特点是压力持久不变,不会衰退,锭差小。具有重加压强控制的优点,加压力大小可在机器运转中整机无级调压,操作简便;细纱机停车时可做到半释压或全释压,半释压状态下不影响纤维须条的分布状态,因此开车时不会产生细节及断头;有的气动加压系统还配有欠压和过压自动控制系统;气动加压摇架能较好的保证胶辊与罗拉这间及三个握持线的平行;易于清洁及维护,适应机器高速运行。但是气动加压唯一不足是要在环锭细纱机上增加许多气动加压附属机构。另外,一台细纱机总气量及气压的设计是恒定的,不因个别锭子停纺而改变气量及气压,因此,如果发生一对摇架或多对摇架停,纺就会引起气压气量的重新分配或多或少引起每对锭子摇架的气压量及压力的波动。
三、罗拉
罗拉是细纱机的重要牵伸元件,随着纺纱速度的不断提高,牵伸系统加压力的增加以及市场对对纺纱质量需求日益提高,对牵伸罗拉提出了新的要求,尤其前罗
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