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內容摘要：當代環(huán)錠細紗機在牽伸加壓形式、卷捻技術、傳動方式、長車和細絡聯(lián)以及緊密紡紗技術等有了很大的發(fā)展，已形成了高科技的環(huán)錠紡紗機。本文對上述幾個方面進行了詳細的討論。
關鍵詞：牽伸形式 鋼領鋼絲圈 高速錠子 變頻調速 緊密紡紗技術

目前全世界約有1.7億枚棉紡環(huán)錠細紗機，800萬頭轉杯紡，其它新型紡紗如噴氣紡、渦流紡等容量很少。但轉杯紗產量占全部紗線市場的42%，環(huán)錠紗占56%，其它如噴氣紡占2%。
環(huán)錠紡是傳統(tǒng)紡紗方法，工藝技術十分成熟，是紡紗生產中占比例最大、又十分重要的紡紗方式。新型紡紗技術雖然生產效率高、工藝流程短，品種、紗支適應性好，但成紗結構及性能不如環(huán)錠紗，所以在相當長的時期內不可能完全取代環(huán)錠紗，因此，環(huán)錠紡仍然是現(xiàn)代紡紗生產中最主要的紡紗方式。
在20世紀后半期，環(huán)錠紡紗技術有很大進步，細紗機錠速達到25000轉/分，一臺細紗機錠數(shù)已發(fā)展到1400錠，牽伸倍數(shù)230倍左右，在牽伸形式、加壓、錠子、鋼領鋼絲圈、吸棉、紗管、膠輥、膠圈、傳動技術等方面都有了很大發(fā)展，在細紗與自動絡紗聯(lián)合技術上也有了新的突破，有不少機型都形成了細絡聯(lián)。代表國際先進水平的機型有瑞士立達公司、德國緒森公司、意大利馬佐里公司及以德國青澤公司生產的各種新型環(huán)錠細紗機，在高速、高效、節(jié)能、機電一體化及自動控制自動化方面都已達到很高水平。
1999年巴黎展覽會上，瑞士立達、德國緒森等公司展出了緊密紡環(huán)錠細紗機，這是環(huán)錠紡紗技術新的突破，緊密環(huán)錠紡紗技術是在細紗牽伸區(qū)以外，增加了凝聚細紗須條的機構，消除了加捻三角區(qū)，成紗質量更為優(yōu)越：減少了細紗毛羽，提高細紗強力，改善了細紗條干，為下游工序提高織物質量，減少上漿負擔、取消燒毛等創(chuàng)造了條件，與此同時，細紗制成率提高，飛花減少，對提高經(jīng)濟效益及改善生產環(huán)境都有明顯作用。
我國FA500系列環(huán)錠細紗機，在貫徹重加壓，強控制、大牽伸的工藝路線上，吸收了國外先進環(huán)錠細紗機的經(jīng)驗及特點，結合我國國情進行較大改進，結構比較合理，制造精度有所提高，設備運轉可靠性、穩(wěn)定性也有進一步提高，適紡性能強，紡紗質量進一步提高。目前我國也生產出超長型環(huán)錠細紗機，在高速度，大牽伸，自動化連續(xù)和智能化方向上有了一定發(fā)展，我生產的1008錠細紗機最高速度達到22000轉/分，牽伸倍數(shù)50倍，也生產出了細絡聯(lián)合機，國內許多企業(yè)已十分重視緊密紡紗技術的發(fā)展，所有這些，都說明我國環(huán)錠細紗機也發(fā)展到一定的高水平階段。
現(xiàn)對環(huán)錠紡紗技術的有關技術進步問題討論如下：
1、牽伸加壓機構的技術進步：
牽伸機構要能滿足以下幾項要求：
能夠適應紡織纖維加工品種的需要（包括純棉、滌、腈及混紡品種）；總牽伸倍數(shù)能達到60倍的高倍牽伸能力；成紗質量能滿足下游工序的要求，細紗條干CV%值、粗節(jié)、細節(jié)、棉結及單強、單強不勻率CV%等各項指標均能達到2001年烏斯特公報的25%；要求機械制造水平高精度，包括羅拉、搖架、彈簧、上下肖等零部件精度高耐用；能實現(xiàn)大牽伸、重加壓、強控制；前區(qū)工藝貫徹三小工藝要求，即小浮游區(qū)、小皮圈鉗口距離、小羅拉中心距；后區(qū)能達到良好控制，產生穩(wěn)定的磨擦力界，后區(qū)牽伸能力為前區(qū)牽伸提供的須條要有良好的條干均勻度、較好的結構均勻度、較大的緊密度及穩(wěn)定的后鉗口，防止握持不良造成纖維的滑移。
目前我國引進的牽伸加壓機構有SKF、R2P、HP及INA-V等，在消化吸收國外技術的基礎上，自行設計或仿造的牽伸加壓形式有仿SKF-PK225的YJ2-142仿INA-V的QVX型和參考H2P及INA-V型的R2V型等，都各有特色及優(yōu)點，現(xiàn)就有關問題討論如下：
1.1 牽伸形式發(fā)展：
環(huán)錠細紗機牽伸形式共兩類，一類是三羅拉雙區(qū)直線牽伸，一類是三羅拉雙區(qū)曲線牽伸，為了更好的控制纖維運動，在三羅拉雙區(qū)牽伸中配有雙皮圈結構，SKF、R2P、INA-V及國產YJ2、QVX、R2V都在前區(qū)配以上短下長的雙皮圈，而QVX及R2V的前區(qū)牽伸又有許多改進，使前中羅拉中心距及浮游區(qū)相應減小，德國HP前區(qū)為雙短皮圈式，配置新型金屬下肖，浮游區(qū)長度最短。
1.1.1前區(qū)牽伸配置要三小，即前中羅拉中心距小，浮游區(qū)小及皮圈鉗口隔距小。不論是雙短皮圈還是長短皮圈及上、下、肖皮圈架的設計都力圖達到三小要求，對SKF、R2P、INA-V及HP四種國外牽伸形式進行對比（見表1），以HP中心距最小，為14.4毫米。
牽伸形式 SKF R2P IVA-V HP
最近線測量距離 14.62 13.6 14.2 12.6
中心鉗口距（毫米） 16.41 15.5 15.8 14.4
1.1.2后區(qū)牽伸形式有兩種，SKF、R2P及國產YJ2系列的后區(qū)牽伸屬於三羅拉雙區(qū)直線牽伸、所不同的是有的牽伸羅拉中心距較長，像R2P牽伸區(qū)后羅拉中心距長。而INA-V、QVX及R2V的牽伸屬於三羅雙區(qū)拉曲線牽伸，上后羅拉抬高12.5毫米，使后羅拉握持點前移，縮短中后羅拉中心距，從而制造出好的摩擦界，曲線牽伸是改善后區(qū)牽伸對纖維控制的技術措施。
1.1.3牽伸過程中工藝配置的目的是通過前區(qū)達到三�。ㄐ°Q口中心距，小浮游區(qū)小皮圈鉗口）要求來有效控制主牽伸區(qū)快速纖維的移動，改善條干、紗疵、粗細節(jié)、棉結，提高紡紗質量。后區(qū)要為前區(qū)主牽伸提供優(yōu)良的須條結構，創(chuàng)造良好的牽伸條件。三羅拉雙皮圈雙區(qū)曲線牽伸的后區(qū)，摩擦力界比直線式好，使須條受到良好控制，適紡較高紗支。
1.1.4我國在SKF或YJ2-142彈簧搖架加壓及R2P直線雙區(qū)雙皮圈牽伸機構中，后區(qū)實行二大二小針織紗工藝原則（即后區(qū)中心鉗口距大，粗紗捻系數(shù)大后區(qū)牽伸小及粗紗小牽伸），以對前區(qū)主牽伸提供優(yōu)質須條，隨著市場對機織物外觀要求日益提高。二大二小工藝不再是針織紗的專門工藝，已普通用於生產各類針織、機織紗。
1.2加壓機構：
國內外短纖維環(huán)錠細紗機的牽伸加壓機構有彈簧搖架加壓和氣動搖架加壓兩大類。彈簧搖架加壓又分為SKF圈簧加壓及HP板簧加壓兩種，因此短纖維環(huán)錠細紗機加壓又可分為氣動搖架加壓、圈簧搖架加壓及板簧搖架加壓三種。對各式搖架加壓，總的要求是通過加壓技術的實施，實現(xiàn)對纖維運動重加壓強控制，加壓裝置使各羅拉鉗口的纖維有足夠穩(wěn)定的握持及牽伸能力，造成合理的摩擦力界，實現(xiàn)壓力穩(wěn)定，增加對纖維運動的控制。
現(xiàn)對我國采用的各類加壓機構有關問題進行如下討論：
1.2.1 SKF型圈簧式搖架加壓是德國紡機公司20世紀50年代推出的加壓形式，經(jīng)過半個世紀不斷的改進，使加壓機構不斷完善，是世界上應用面最廣，應用時間最長的加壓系統(tǒng)。圈簧加壓元件（PK220系列），上肖為OH式已由鐵板改為工程塑料動片式上肖；下肖為T型階梯肖，上下肖之間形成擺動鉗口總牽伸20-60倍。
我國FA系列YJ2—142系列的搖架，基本上與SKF相同，加壓重而穩(wěn)，牽伸也達到20-60倍，前羅拉加壓值為10、14、18dan/雙錠可調節(jié)，中羅拉為10或14dan/雙錠，后羅拉為14、18dan/雙錠固定式。
金屬材料受力后會變形，有彈性變形，緩彈性變形及永久性變形（塑性變形）三類。圈簧式加壓的彈性變形持久性有多久而不會產生塑性變形或緩彈性變形是SKF加壓搖架性能的關鍵。據(jù)國外報導：圈簧式搖架連續(xù)使用四年后，細紗條干CV%值上升1%粗細節(jié)紗疵增加20%，說明圈簧搖架加壓力的持久穩(wěn)定性還存在一定問題，圈簧彈性變形隨時間增加而產生衰退，形成緩彈性變形或永久性變形。
SKF圈簧搖架加壓機構存在的另一個問題在國內反映較為普遍，主要是三個羅拉加壓鉗口的平行度不能很好保證，由于采用自調平行的原理，前后上皮輥及上皮圈不穩(wěn)定，以搖架支撐點發(fā)生前后擺動，使一組搖架上相鄰兩個加壓在前中后三個鉗口線不能始終保持平行，因此造成三個羅拉的鉗口隔距大小發(fā)生變化使牽伸工藝不能真正到位，使紡紗質量達不到應有的水平，這種現(xiàn)象不僅在細紗，而且在粗紗、并條工序的加壓搖架也存在，SKF搖架的自調平行作用在實踐中并不理想并來一些負作用，這是它的重要缺陷。
1.2.2 HP板簧搖架加壓：
HP板簧加壓搖架是德國緒森公司20世紀80年代推出的新型加壓搖架，在三羅拉雙短皮圈雙區(qū)牽伸中，雙短皮圈可使鉗口充分前移，縮短了浮游區(qū)距離，是所有牽伸加壓系統(tǒng)中浮游區(qū)距離最小的一種，緒森HP-A-320型板簧搖架加壓機構的制造精度比SKF改進了許多，堅實的板簧為加壓無件，橫截面大堅固耐用，據(jù)測在達到同樣壓力條件下，板簧的彈性變形僅是圈簧彈性變形的8.7%左右。
HP-A-320板簧搖架，分別對前、中、后羅拉施以三個板簧加壓，用明螺栓固定在搖架槽內，可在加壓狀態(tài)下調整上羅拉中心距，簡便準確，板簧與皮輥握持爪匝的頂面固定聯(lián)接在定位匝上，裝有上膠輥定位彈簧，三者聯(lián)為一體，握持爪中心線與上羅拉中心線相吻合平行。在握持爪定位后再進行研磨加工，精度高，保證在加壓狀態(tài)下穩(wěn)定可靠。皮輥加工精度高，保證在加壓狀態(tài)下穩(wěn)定可靠，皮輥芯子與搖架握持爪匝的寬度比SKF寬3毫米，上皮輥與下羅拉平行度以加工精度來保證，因此HP三個鉗口線握持平行度是幾種搖架壓中最好的。
國內一些棉紡企業(yè)應用HP的體會是HP紡紗質量好，機構簡便，易於管理維護、加壓精確。目前國內一些新型粗紗機上已開始使用HP搖架。綜上所述，HP板簧加壓搖架具有很好的發(fā)展?jié)摿�。HP前中后羅拉加壓為16/12dan/雙錠，二檔選用，后區(qū)為14 dan/雙錠。
1.2.3 氣動加壓
國內外在20世紀80年代后期已在短纖維環(huán)錠紡紗機上推廣應用氣動加壓搖架。氣動加壓搖架性能優(yōu)於彈簧搖架，主要表現(xiàn)在：壓力穩(wěn)定，基本上無錠差；壓力不因時間延長而波動和衰退；具有重加壓強控制的優(yōu)點，加壓力大小可在機器運轉中整機無級調壓，操作簡便；細紗機仃車時可做到半釋壓或全釋壓，半釋壓狀態(tài)下不影響纖維須條的分布狀態(tài)，因此開車時不會產生細節(jié)及斷頭；有的氣動加壓系統(tǒng)還配有欠壓和過壓自動控制系統(tǒng)；氣動加壓搖架能較好的保證膠輥與羅拉這間及三個握持線的平行；易於清潔及維護，適應機器高速運行。
1.2.4 INA-V型牽伸加壓機構是德國制造，屬三羅拉長短皮圈雙區(qū)牽伸，后區(qū)為曲線牽伸，氣動加壓的壓力可微調。后羅拉加壓18公