新型細(xì)紗機(jī)的開(kāi)發(fā)和紡紗實(shí)驗(yàn)

眾所周知，細(xì)紗機(jī)是紡紗行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，其性能好壞對(duì)紡紗質(zhì)量的影響更為直接和重要，而且細(xì)紗機(jī)的設(shè)備投資占整套紡紗設(shè)備的三分之一以上。細(xì)紗機(jī)的重要性可見(jiàn)一般。

　　建國(guó)以后的幾十年來(lái)，我國(guó)的紡紗行業(yè)無(wú)論是在總量上還是在技術(shù)水平的提高上都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。特別是在近幾年來(lái)，隨著電子及自動(dòng)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，更為紡紗設(shè)備的發(fā)展提供了廣闊的空間。我國(guó)紡紗設(shè)備與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家之間的差距進(jìn)一步縮小。

　　細(xì)紗機(jī)主要有三大功能，即：牽伸、加捻及卷繞成型。其它機(jī)構(gòu)大都是為這三大功能服務(wù)的。其中牽伸部分的性能對(duì)成紗質(zhì)量影響更加直接和明顯。所以國(guó)家在十五期間，把細(xì)紗機(jī)牽伸機(jī)構(gòu)的研究、改進(jìn)作為重中之重的課題，不可否認(rèn)，提高設(shè)備的機(jī)電一體化水平非常必要，但是，提高設(shè)備機(jī)電一體化的同時(shí)，也較大幅度提高了設(shè)備的制造成本。在目前我國(guó)的勞動(dòng)資源十分豐富，勞動(dòng)力成本較低,市場(chǎng)對(duì)設(shè)備價(jià)格承受能力不高的情況下，把研究改進(jìn)對(duì)成紗質(zhì)量影響更為直接的牽伸機(jī)構(gòu)上，更加重要。幾年來(lái)，我們對(duì)細(xì)紗機(jī)的牽伸機(jī)構(gòu)作了大量的研究，取得了比較明顯的效果。

　　1 .超大牽伸精紡細(xì)紗機(jī)

　　目前國(guó)內(nèi)外細(xì)紗機(jī)的牽伸機(jī)構(gòu)基本都采用三羅拉雙皮圈牽伸。三列羅拉分為兩個(gè)牽伸區(qū)，前區(qū)設(shè)有一對(duì)皮圈參與牽伸，所以前牽伸區(qū)叫做皮圈牽伸區(qū)，后區(qū)是簡(jiǎn)單羅拉牽伸。在前牽伸區(qū)，由于紗條在變速點(diǎn)和前羅拉之間已基本沒(méi)有捻度，而且由于上、下皮圈間摩擦力的存在，所以前牽伸區(qū)的牽伸倍數(shù)可達(dá)到20～30倍。而在后牽伸區(qū)，由于是簡(jiǎn)單羅拉牽伸，而且粗紗條上有較多的捻回，所以牽伸倍數(shù)一般不超過(guò)1.3倍。在實(shí)際生產(chǎn)中，為了滿足市場(chǎng)對(duì)紗線質(zhì)量越來(lái)越高的要求，總牽伸倍數(shù)一般不超過(guò)30倍左右。從上面的情況不難看出，現(xiàn)有細(xì)紗機(jī)的后牽伸區(qū)是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，是制約細(xì)紗機(jī)總牽伸能力提高的關(guān)鍵。我公司經(jīng)過(guò)多年的研究，成功地開(kāi)發(fā)了細(xì)紗機(jī)三羅拉四皮圈牽伸機(jī)構(gòu)。在后牽伸區(qū)設(shè)置了上、下皮圈，使后區(qū)也變成皮圈牽伸區(qū)，此項(xiàng)技術(shù)已獲國(guó)家實(shí)用新型專利（專利號(hào)：ZL01 2 43901.0）。

　　在后牽伸區(qū)，由于粗紗條上有較多捻回，增加皮圈之后，也不可能達(dá)到前區(qū)的牽伸倍數(shù)，但是增加了皮圈之后，在后牽伸區(qū)，被牽伸中的紗條也受到上、下兩只皮圈的積極而有效的控制，特別是長(zhǎng)毛羽和短纖維得到了更好的控制，粗紗條在牽伸、退捻的過(guò)程中，所有纖維的運(yùn)動(dòng)更有規(guī)律，實(shí)驗(yàn)中觀察，紗條在進(jìn)入中羅拉時(shí)，纖維排列比三羅拉雙皮圈更緊密，纖維伸直更好。四皮圈牽伸的前上絨輥上沾花比雙皮圈明顯減少。這也說(shuō)明用四皮圈牽伸時(shí)紗條在前羅拉鉗口比雙皮圈變窄。肉眼觀察紗線毛羽變少。

　　在三羅拉雙皮圈牽伸機(jī)構(gòu)中，由于后區(qū)是簡(jiǎn)單羅拉牽伸，紗條得不到控制，所以把粗紗的捻系數(shù)做的偏大，還因?yàn)榇旨喍科。岣吣硐禂?shù)可以減少粗紗意外牽伸，降低粗紗機(jī)紡紗的斷頭率。在三羅四皮圈牽伸機(jī)構(gòu)中，由于后區(qū) 有了皮圈控制，后區(qū)牽伸倍數(shù)可以適當(dāng)提高。在實(shí)驗(yàn)室的工藝試驗(yàn)表明，總牽伸能力比原來(lái)提高50%～100%而不降低細(xì)紗條干水平。由于粗紗條在進(jìn)入前區(qū)時(shí)，纖維緊密度好，前區(qū)牽伸倍數(shù)可以相應(yīng)提高。

　　三羅拉四皮圈牽伸細(xì)紗機(jī)的特點(diǎn)：

　　（1）在不降低成紗質(zhì)量的前提下，總牽伸能力可提高50%～100%。由于牽伸倍數(shù)提高，粗紗定量可以變大，粗紗捻系數(shù)適當(dāng)降低，減少了螺旋狀纖維的數(shù)量，更有利于在牽伸過(guò)程中保持纖維有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)。粗紗定量加大后，提高粗紗機(jī)的產(chǎn)量，可以減少粗紗機(jī)的配臺(tái)數(shù)，節(jié)省人力、物力及能源。
　　（2）由于后區(qū)變成皮圈牽伸區(qū)，牽伸中的紗條形態(tài)好，更適宜于紡高支紗。
　　（3）三羅拉四皮圈牽伸機(jī)構(gòu)工藝適應(yīng)性好，可以用同一定量粗紗紡制不同支數(shù)的細(xì)紗，適應(yīng)多品種小批量生產(chǎn)，不用頻繁改變粗紗機(jī)工藝。

　　（4）成紗質(zhì)量好，毛羽少。

　　由于以上特點(diǎn)，三羅拉四皮圈牽伸細(xì)紗機(jī)機(jī)可以叫做超大牽伸精紡細(xì)紗機(jī)。

　　在我公司紡紗實(shí)驗(yàn)室中，曾用熟條直接紡制細(xì)紗，總牽伸倍數(shù)可達(dá)150～250倍。也取得了理想的效果。

　　三羅拉四皮圈牽伸機(jī)構(gòu)的后牽伸區(qū)的牽伸規(guī)律和特點(diǎn)不同于三羅拉雙皮圈牽伸的前區(qū)，也不同于后區(qū)。在三羅拉四皮圈牽伸的后區(qū)，中后羅拉隔距，隔距塊，粗紗捻系數(shù)、后區(qū)牽伸倍數(shù)對(duì)成紗質(zhì)量都有影響，必須選用合適的工藝參數(shù)，才能取得滿意的效果。

　　表一為三羅拉雙皮圈及三羅拉四皮圈試紡對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，1號(hào)試樣為三羅拉雙皮圈紡制，2號(hào)試樣為三羅拉四皮圈牽伸機(jī)構(gòu)紡制，樣機(jī)為我廠生產(chǎn)的FA506細(xì)紗機(jī)，原料為精梳純棉。

　　2. 賽絡(luò)紡細(xì)紗機(jī)系列

　　SFA502、SFA506、SFA528、SFB505是在原有機(jī)型的基礎(chǔ)上按照賽絡(luò)紡工藝要求研制的新產(chǎn)品。

　　賽絡(luò)紡（siro）紡紗工藝是近幾年迅速發(fā)展的新型紡紗工藝，賽絡(luò)紡工藝開(kāi)始在毛紡行業(yè)應(yīng)用，由于賽絡(luò)紡工藝的特點(diǎn)，決定了賽絡(luò)紗的獨(dú)特和優(yōu)良的物理指標(biāo)，近年來(lái)開(kāi)始在棉紡行業(yè)推廣應(yīng)用。

　　賽絡(luò)紡工藝是在同一個(gè)錠子上同時(shí)喂入兩根粗紗，兩根粗紗保持一定的距離，在同一個(gè)錠位上被同步牽伸，紗條在前羅拉鉗口輸出后，形成一個(gè)三角形，由于加捻的作用，兩股紗條合并成一根賽絡(luò)紗。所以賽絡(luò)紡是一種集紡、并、捻于一體的一種新型紡紗工藝。賽絡(luò)紡由于成紗機(jī)理不同于現(xiàn)有其它紡紗方法，有其獨(dú)特的特點(diǎn)：

　　（1）在紡紗過(guò)程中，由于是兩根粗紗同時(shí)被牽伸后再合并成一根賽絡(luò)紗，兩束紗條的粗細(xì)可以互相補(bǔ)償，所以賽絡(luò)紗的條干、粗、細(xì)節(jié)、毛羽、強(qiáng)力指標(biāo)都相當(dāng)好，是目前其它任何紡紗工藝所不能比擬的。賽絡(luò)紗既有股紗的特點(diǎn)，也有單紗的屬性。而多數(shù)情況下可以代替股紗應(yīng)用，是高檔服裝面料、針織、牛仔布等行業(yè)的首選用紗。

　　按數(shù)理統(tǒng)計(jì)規(guī)律，紗線的重量及條干不勻率符合以下規(guī)律：

        　　Cx=C0×1/√n
　　式中：Cx 為并合后的不勻率。
                C0為并合前的不勻率；
                n為并合根數(shù)；

　　賽絡(luò)紡的不勻率按下式變化：

　　Cx=C0×1/√2 =0.7 C0

　　即并合后比并合前的不勻率下降了30%。當(dāng)然這只是按數(shù)理統(tǒng)計(jì)規(guī)律得出的結(jié)果，同實(shí)際情況有所差別，實(shí)驗(yàn)證明有時(shí)比理論計(jì)算的結(jié)果還要好，如果同一錠位上的兩支粗紗來(lái)自不同的粗紗機(jī)，可能會(huì)得到更為理想的結(jié)果。   

　　在粗、細(xì)節(jié)上有以下變化規(guī)律：

　　在紡紗過(guò)程中，如果一股為標(biāo)準(zhǔn)直徑，而另一股為粗節(jié)（標(biāo)準(zhǔn)直徑的1.5倍），則并合后的直徑為標(biāo)準(zhǔn)直徑的1.28倍。說(shuō)明粗節(jié)消除了。同樣道理，細(xì)節(jié)也消失，只有更為嚴(yán)重的粗細(xì)節(jié)有可能形成新的粗細(xì)節(jié)，或粗節(jié)與粗節(jié)，細(xì)節(jié)與細(xì)節(jié)處并合后才保留粗細(xì)節(jié)，但也不會(huì)惡化。以上充分說(shuō)明為什么賽絡(luò)紡的條干、粗、細(xì)節(jié)水平非常好的道理。表2是在公司實(shí)驗(yàn)室用三羅拉四皮圈牽伸加賽絡(luò)紡工藝紡出的普梳純棉紗的物理指標(biāo)。

　　說(shuō)明：上述試紡樣品所用粗紗，在該棉紡廠用傳統(tǒng)工藝紡紗，其烏斯特指標(biāo)水平一般在97烏斯特公報(bào)25%水平或略差。

　　上表中1號(hào)試樣用4.1g/10m×2粗紗紡制，總牽伸倍數(shù)為31.05倍（97烏斯特公報(bào)27.8Tex紗5%水平CV%為13.2～13.6）

　　2號(hào)試樣用3.0g/10m×2粗紗紡制，總牽伸倍數(shù)為43.26倍。（97烏斯特公報(bào)14.6Tex紗5%水平CV%為15.6～16.1）

　　號(hào)試樣用4.1g/10m×2粗紗紡制，總牽伸倍數(shù)為57.8倍，其條干等水平可達(dá)到97烏斯特公報(bào)5%水平。

　　以上結(jié)果充分說(shuō)明賽絡(luò)紡工藝的優(yōu)越性。我們?cè)脙晒山z、棉、羊絨（同色或不同顏色）或一股為純棉一股為絲、棉、羊絨，滌棉、純棉等不同纖維做過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，效果均十分理想。

　　（2）.賽絡(luò)紡生產(chǎn)的紗線毛羽極少，4mm（包括4mm）以上的毛羽幾乎沒(méi)有。這是因?yàn)樵诖笕切蔚募饨翘帲瑑筛啑l互為中心卷繞，所有的長(zhǎng)毛羽都被卷在紗線里面。所以賽絡(luò)紡不但毛羽極少。而且還有一個(gè)和其它工藝的不同之處，因?yàn)槊鹗潜粌晒杉啑l交替卷繞在主紗線上。在絡(luò)筒及后道工序不容易脫出。不象其它工藝生產(chǎn)的紗線在絡(luò)筒工序會(huì)增加大量毛羽。表三是我們?nèi)∽試?guó)外進(jìn)口緊密紡細(xì)紗機(jī)上的樣品同賽絡(luò)紗的毛羽對(duì)比情況。從表中可以看出，緊密紗和賽絡(luò)紗4mm以上毛羽都幾乎沒(méi)有，但1-3mm的毛羽，賽絡(luò)紗僅為緊密紗的50%以下。

　　我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在紡紗中兩股粗紗的中心距對(duì)斷頭率及毛羽有較明顯的影響，中心距增大，斷頭率有增加的趨勢(shì)，這是因?yàn)橹行木嗉哟螅_拉前的三角形大，斜邊長(zhǎng)，而在這個(gè)斜邊上紗條只有弱捻存在。如接近纖維平均長(zhǎng)度，斷頭率急劇增加，如果粗紗中心距過(guò)小，則三角形的頂角變大，4～6mm的毛羽明顯增多，但6mm以上的毛羽沒(méi)有增加。

　　（3）賽絡(luò)紗由于是兩股紗條相互捻合在一起，所以其強(qiáng)力較高，一般是高于單紗，低于股紗。由于其強(qiáng)力高，所以可以適當(dāng)降低捻系數(shù)，是理想的針織用紗。因?yàn)橘惤j(luò)紗由兩股紗條捻合后而成并且互有滲透，紗線耐磨性好，所以賽絡(luò)紗也非常適合用于牛仔布行業(yè)及高檔服裝面料。賽絡(luò)紡工藝有著其它紡紗工藝無(wú)法比擬的優(yōu)越性。但長(zhǎng)期以來(lái)，在紡紗過(guò)程中若產(chǎn)生斷頭后就紡出單股紗，這個(gè)技術(shù)問(wèn)題長(zhǎng)期以來(lái)一直困擾著紡織界的業(yè)內(nèi)人士。用賽絡(luò)紡工藝紡紗時(shí)，羅拉前面大三角形的兩條斜邊上紗的捻度很弱，強(qiáng)度低，在這里容易發(fā)生斷頭，如果其中一股出現(xiàn)斷頭，這時(shí)就要迅速把另一根紗人為打斷，以免紡出疵紗，如果用遠(yuǎn)紅外或光電式斷紗打斷器，能夠解決問(wèn)題，但是，根據(jù)資料介紹這種打斷器每錠需100多元，顯然是投資過(guò)大，我們也曾對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的機(jī)械式斷紗打斷器專利技術(shù)查詢過(guò)，但這幾種機(jī)械式斷紗打斷器主要是用于毛紡行業(yè)，而且誤動(dòng)作率高，打斷率低，而且擋車工接頭時(shí)操作不方便。
　　經(jīng)過(guò)一年多的實(shí)驗(yàn)和研究，我公司研制成功一種機(jī)械式斷紗打斷器，誤動(dòng)作率為零，打斷率高，并可作上、下移動(dòng)，方便擋車工操作。這種打斷器的研制成功，為大面積推廣賽絡(luò)紡新技術(shù)提供了有力的保證。

　　賽絡(luò)紗有著優(yōu)良的物理指標(biāo)，但賽絡(luò)紡也有其不足之處：

　　（1）賽絡(luò)紡的粗紗導(dǎo)紗喇叭一般不能橫動(dòng)，這樣使皮輥、皮圈容易磨損，皮輥磨礪周期縮短，但由于賽絡(luò)紡工藝流程短，紡紗附加值高，完全可以彌補(bǔ)這一缺陷。

　　（2）由于賽絡(luò)紡是雙粗紗喂入，所以粗紗定量較小，這就增加了粗紗機(jī)的壓力。如能同我公司的專利技術(shù)：“細(xì)紗機(jī)四皮圈牽伸機(jī)構(gòu)”配套使用，就可以在保證質(zhì)量的前提下，大大提高總牽伸倍數(shù)，使粗紗定量加大。

　　3.緊密紡細(xì)紗機(jī)系列產(chǎn)品

　　緊密紡技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，發(fā)展勢(shì)頭很猛。緊密紡的單纖維伸直度好，排列緊密，單紗強(qiáng)力高，毛羽很少，是理想的織造用紗，緊密紗的條干、粗、細(xì)節(jié)指標(biāo)比傳動(dòng)環(huán)錠紡略有提高，這是因?yàn)榫o密紡在紗條從前羅拉輸出時(shí)牽伸已基本完成，在聚集區(qū)只能起到整理作用，不能象賽絡(luò)紡那樣從根本上改變紗線的指標(biāo)。

　　我公司研制的JFA502、JFA506、JFA528、JFB505是在原有基本型的基礎(chǔ)上配備緊密紡紗機(jī)構(gòu)而研制的棉、毛紡細(xì)紗機(jī)系列產(chǎn)品，利用這項(xiàng)技術(shù)也可以很方便地對(duì)現(xiàn)有服役中的設(shè)備進(jìn)行改造。

　　4.光滑紡細(xì)紗機(jī)系列產(chǎn)品

　　GFA502、GFA506、GFA528、GFB505系列棉、毛紡細(xì)紗機(jī)是在原有機(jī)型的基礎(chǔ)上配備光滑紡機(jī)構(gòu)而研制的新產(chǎn)品。

　　所謂光滑紡紗是在細(xì)紗機(jī)前羅拉和導(dǎo)紗鉤之間的弱捻區(qū)增加一套光滑紡裝置，把已形成的長(zhǎng)毛羽再呈螺旋狀卷繞在紗線上，利用這套裝置還可以上臘或上油，省去毛紡中的上油工序。該技術(shù)的特點(diǎn)是成紗毛羽極少，紗線表面光滑，紡出的普梳紗比精梳紗毛羽還要少，如能配以蒸紗工序效果更好。

　　5.直紡細(xì)紗機(jī)系列產(chǎn)品

　　ZFA502、ZFA506、ZFA528、ZFA505系列棉、毛紡細(xì)紗機(jī)是在原有機(jī)型的基礎(chǔ)上，采用四羅拉雙皮圈、三皮圈或四皮圈牽伸機(jī)構(gòu)共三種牽伸形式，粗紗有小條卷或條筒兩種配置，用并條后的熟條直接紡出細(xì)紗，省去粗紗工序，可以節(jié)省大量的人力、物力、能源，而且省去粗紗機(jī)的一次性設(shè)備投資。

　　用直紡工藝，熟條直接變成細(xì)紗，纖維就不用在粗紗工序加捻，部分纖維變成螺旋狀，到細(xì)紗牽伸時(shí)再拉直。所以纖維的伸直度好，纖維運(yùn)動(dòng)更有規(guī)律，也更容易控制，紡出的細(xì)紗質(zhì)量更好。

　　以上提及的緊密紡機(jī)構(gòu)，賽絡(luò)紡斷紗打斷器，直紡細(xì)紗機(jī)牽伸機(jī)構(gòu)我公司已完成工藝試驗(yàn)并申報(bào)國(guó)家實(shí)用新型專利，取得了優(yōu)先權(quán)。