并條機眼差的預防措施

國產A272型并條機自70年代初投放市場以來，至今已有30多年的歷史了。由于該機型具有占地少、條干優、出條速度高等特點(與60年代之前的并條機相比較)，被全國所有棉紡廠所應用。自80年代開始，新一代的FA系列并條機又以更高的科技含量被棉紡行業所青睞。傳動輪系的合理分配及齒輪精度的提高、牽伸部件質量的提高及牽伸形式的更趨完善使并條機的出條速度從原250米份增至600米份以上，棉條的條干CV％及重量CV％的水平也有了較大幅度的提高，但由于雙眼并條機左右兩只眼始終存在著一定量的條干、重量不勻率的差異，這種差異在棉紡廠稱之為“眼差”，它在一定程度上影響了紗線質量的進一步提高。為消除“眼差”，棉紡專業技術人員在不斷地探索其造成原因，以求找出解決“眼差”的根本方法。綜合分析，造成“眼差”的因素是多方面的：有梳棉生條重量差異(臺差)的不一致所形成，所以較先進的并條機均采用了自調勻整裝置，確保喂人條重量的一致性，從而可消除棉條進入牽伸區后因截面內纖維數量的變化而引發的條干不勻；有纖維混合不良而引發的隨機性不勻；有牽伸部分的元器件存在缺陷而引發的機械牽伸波等等。

　　長期以來，尋求消除“眼差”的措施工作一直注重在牽伸和喂入部分，對于圈條成形機構尚未作深層的分析。那么，圈條成形機構對“眼差”到底有何影響呢?由于本人長期從事并條工序工作，根據實踐經驗對“眼差”的形成原因作如下分析。一、形成“眼差”的原因分析：從生產現場觀察(以A272型并條為例)，有以下規律出現：l、左眼(靠車尾)的圈條外觀成形略差于右眼(靠車頭)，這種差異隨條桶直徑的變化而變化，即條桶直徑越小，其外觀成形差異越大，Φ400(16″)條桶好于Φ350(14″)條桶好于Φ300(12″)條桶。2、搖測左右兩桶棉條總長，右眼的長度要長于左眼，差異率隨下列因素的影響而變化：①隨所紡制原料的摩擦系數增大而增大；②與纖維的伸直度成正比，伸直度越好，長度差異越大，如二并(或三并)的差異要大于頭并；③與條桶的卷裝長度成正比，條桶定長越長，差異率隨之增加；④與條桶的直徑成反比，條桶直徑越小差異率越大；測試數據見下表：3、在設備維修過程中，維修人員為使工藝指標達到標準，常將起始段棉條(在棉條與圈條器及車面底平面無接觸情況下)送檢驗部門檢驗，其條干數據要優于滿筒時的數據。

　　分析上述三種情況，歸結到一點，那就是一切與圈條器及車面底平面與棉條相對運動時所產生的摩擦力有關，與圈條器偏心的設置方向有關。目前雙眼并條機的圈條成形機構型式繁多，但大多為左右式偏心和后置式偏心，以左右式偏心為例：左眼圈條器的回轉中心位于條桶中心左方，右眼圈條器位于條桶中心右方，條桶與圈條器均作反方向回轉，如A272型并條機、FA304型并條機。從表面看，該成形機構在設計中是完全對稱的，條桶內棉條頂面與圈條器及車面底平面的接觸面是完全一致的，圈條器及條桶的運動速度也是完全相同的，因此在該機構運行中，所產生的摩擦阻力應為相等。對該機構所受到的摩擦阻力進行分析，如圖所示：面積①為棉條筒棉層頂面與車面底平面的接觸面積；面積②為棉條筒棉層頂面與圈條器底面的接觸面積；面積③為條桶中腔，屬無接觸狀態。

　　由于圈條器回轉速度大大高于條桶回轉速度(其轉速之比為圈條比)，因此，面積②所受到的摩擦阻力遠遠大于面積①部分的摩擦力，又：根據圓周運動阻力可分解為切線方向與法線方向(指向軸心)，由于棉層為柔軟體，切線方向的力會使棉條產生意外伸長，法線方向的力會導致棉條產生微小量的位移，造成對外觀成形及中腔內成形的影響。眾所周知：摩擦力總和=摩擦系數×正壓力×接觸面積，隨著一桶棉條從起始到滿筒的過程中，其正壓力隨筒內棉條量增加而增大，所以滿筒時力的影響因素較高。同時，在紡制不同摩擦系數纖維時，其影響因素因受摩擦系數的增大而增加，如紡制純滌綸時就比紡純棉時阻力增大。在一桶棉條內有上述變化，問題是左、右兩桶棉條所受的阻力假如是方向一致、大小相等的話，則所受的影響是均等的。在對摩擦力方向的分析中發現，由于圈條器與條桶軸心線的偏差，其摩擦力作用的方向起了變化，如圖3所示：左眼條桶的摩擦力指向條桶外側，右眼條桶的摩擦力指向條桶內側。

　　由于棉條筒與圈條器是兩個各自回轉的獨立體，在各自的運動中，所產生的摩擦力共同作用于條桶內棉條頂面，對這些摩擦力作用于棉條層的影響進行分析：1、對棉條筒外側的受力分析：左眼圈條器摩擦阻力指向條桶外側，該力可使棉條克服棉條桶產生的摩擦阻力而使外觀成形較差；右眼圈條器摩擦阻力指向條桶內側而使外觀成形較好2、對棉條筒內側的受力分析：左眼圈條器摩擦阻力指向條桶內側，該力可與棉條桶頂面棉條與車面底平面所產生的摩擦阻力迭減后使棉條有向外位移的趨勢而使其內孔成形較好右眼圈條器摩擦阻力指向條桶外側，同理可得迭減后的作用力使棉條有向內位移的趨勢而使內成形較差，并造成一定量的伸長。

　　從分析中可知，由摩擦力的方向不一致導致兩眼的棉條在圈條成形過程中所造成的意外伸長不一致，這些意外伸長不但使兩眼的棉條長度產生一定量的差異，同時也在一定程度上影響了棉條內纖維的有序排列而造成條干均勻度的差異。因為決定摩擦大小變化有三方面的因素，即摩擦系數，接觸面積(相對運動速度)，正壓力。

　　分析這些因素也完全符合生產實際中出現的常規規律：1、由于化纖的摩擦系數要大于純棉，所以兩眼的伸長差異一成形差異一條干差異要比純棉大，且在紡制化纖品種時，由于化纖油脂在棉條通道內的積聚，使摩擦系數增大，當達到嚴重程度時，使圈條成形嚴重惡化并影響棉條質量，棉紡廠常采用定期擦光的方法來解決。2、隨著條桶內棉條容量的不斷增加，其正壓力不斷加大，當達到一定值的時候，會導致棉條成形的惡化，同時，在烏斯特條干cV％的檢測的波譜圖中會出現由圈條效應導致的規律峰值，這種圈條效應對棉條造成的影響在喂入粗紗機的過程中，由于棉條的自重下垂使其自然消失，它不會影響成紗的條干，當條桶卷裝長度過長，其壓力增大后，使棉條內已造成的圈條效應峰值不易自然恢復，亦會產生對粗紗條干的影響。因此，必須選擇合理的條桶定長。3、接觸面積(相對運動速度)：接觸面積應分為棉條桶棉層頂面與圈條器底面接觸部分及與車面底面接觸部分。圈條器的直徑是固定的，但由于條桶直徑的選用以及偏心距、圈條比等因素的變化，應從兩方面分析。見下圖：對圖中陰影面積(棉條與車面底平面接觸面積)進行直觀分析，該陰影面積所產生的摩擦力和因條桶內棉條對車面底平面的正壓力是互相抑制的，隨著正壓力的增加，它所產生的力可增加棉條內纖維之間的密度而增加其抱合力，可使棉條克服因摩擦阻力產生的意外伸長的增大，因此．條桶直徑越大，其差異率越顯得小，同時，由于偏心距及圈條邊緣到棉條出口端距離的增大，圈條器與棉條表面層動態接觸面積增大而對棉條表面層產生破壞作用，因此，條桶直徑越小，其差異率及成形外觀越差。二、消除“眼差”的措施1、消極的預防措施：從分析中可知，眼差形成的主要原因是因并條機二只眼的意外伸長不同所造成，那么我們可以從管理上采用以下互補的辦法給予解決。

　　從頭并條桶流轉到二并加工時，可采用如圖所示方法進行：以八根喂人為例，二并的八根棉條喂人中，有4根棉條是左眼輸出的，4根棉條是右眼輸出的。這種交叉搭配的方法既可彌補因梳棉條的重量差異造成對重不勻的影響，又可消除因頭并眼差帶來的對產品質量的不利因素。當二并棉條流人到粗紗工序時，可利用粗紗機后排棉條的意外伸長大于前排棉條這一因素，將右眼棉條置于粗紗前排，左眼棉條置于粗紗后排，如圖所示：這種交叉互補的方法，可在一定程度上消除因“眼差”造成對紗線質量的影響，但它增加了運轉管理的幅度和運轉操作工人的工作負荷。2、積極的預防措施：要消除圈條器對眼差造成的影響，應著眼于兩個眼的摩擦阻力的大小、方向完全一致。那么理想型的圈條成型機構應如圖所示：當棉條進人圈條中心后，它所受到的力的作用方向及大小是完全一致的。其成型后棉條頂面與圈條器及車面底平面所有位移中的距離及接觸面積亦完全相等。目前的左右式偏心是以左圈條器的圈條器中心回轉180°而構成，因此其作用力也隨之發生逆轉，我們只需將左眼圈條器及條桶的回轉方向同時作180°的回轉，便可使其受力的大小與方向仍完全一致，其受力示意如下圖：(1)、將A272—0905圈條器底盤蝸桿，A272—0902A圈條底盤48齒蝸輪改為右旋。(2)、將A272—083132齒斜齒輪，A272—0810A18齒斜齒輪改為左旋。(3)、將圈條器結合件0800—2的螺旋彎管反方向制作便可完成。經改進后的圈條成形機構名為逆向回轉圈條成形機構，在江蘇幾家棉紡廠試用后，其外觀成形一致，長度差異基本消除，條干平均差異有所降低，有些廠家已進行全面改造，對于前后式偏心的圈條成形機構也存在二眼的的長度差異，在某廠實測FA302并條紡制純滌綸時二并2000米差異為6．4米，差異率為3．2‰。因其改造幅度較大，未曾作改前改后對比。

　　結語：對于同向回轉圈條成形機構改為逆向是本人在20年前擔任原無錫二棉并粗技術員時潛心研究的結果，后因工作調離，未曾實施。目前，一些對成紗質量要求較高的廠提出要在紡紗過程中消除四大差異：臺差、眼差、桶差、錠差，以求成紗質量進一步提高，特撰寫此文，以供全國棉紡廠及紡機制造廠改造的參考。