兩種集聚紡形式的使用效果分析

侯長勇

(山東聊城華潤紡織有限公司,山東聊城,252000)

環錠紡紗是紡紗生產中的重要紡紗形式，而集聚紡紗技術的出現使環錠紡紗的質量有了質的飛躍[1]。由于集聚紡紗的優勢越來越明顯，紡紗企業在原有的環錠細紗機上進行技術改造成為集聚紡紗，使其市場占有率在不斷地增加，國內紡紗生產企業多以三羅拉和四羅拉集聚紡紗為主。我公司現有20萬紗錠，其中三羅拉集聚紡約13.6萬紗錠，主要以生產精梳長絨棉2.65 tex～7.3 tex紗為主；四羅拉集聚紡約4.6萬紗錠，主要以生產精梳長絨棉4.86 tex～8.33 tex紗為主。兩種集聚紡紗各有自己的紡紗特點。目前我公司集聚紡紗占到總紗錠的90%以上，集聚紡紗的增多，提高了紡紗的質量，增加了專件器材的消耗。

1 集聚紡紗的特性

集聚紡紗是基于環錠紡細紗機的一種新型紡紗技術，無論是三羅拉式還是四羅拉式，都是在環錠紡細紗機牽伸裝置前增加一個纖維集聚區，基本消除了前羅拉至加捻點之間的紡紗加捻三角區，纖維須條從前羅拉輸出，使牽伸的須條先經過負壓氣流集聚后再經輸出膠輥加捻成集聚紡紗，使紡紗性能得到改善。盡管兩種集聚紡紗結構不同，卻有著一些共同點，雙膠輥握持、網格圈輸出、異形管吸風、斜槽吸口引入等等。集聚紡紗有兩種膠輥，一般稱其為牽伸膠輥和輸出膠輥，二者在紡紗中分別起著不同的作用。由于集聚紡紗基本消除了加捻三角區，減少了邊緣纖維的散失，使加捻前的纖維充分伸直平行，3 mm以上的毛羽明顯減少，紗線光潔，降低了整經工序的上漿率和后工序加工的疵點。由于單根纖維是在伸直平行狀態下加捻，提高了單紗強力和伸長率，纖維間相互排列緊密，采用相同的經緯密織布，其布面平整、光潔。與傳統環錠紡相比，集聚紡紗的條干CV及粗細節指標更好，纖維排列明顯平行、伸直，在生產過程中的斷頭也減少，使紗線的耐磨性能得到了改善。集聚紡紗在織造中有更大的優越性，在拉伸過程中強力損失小。集聚紡紗優化了紗線的內部結構和性能，使織物手感柔軟、細膩，織物光澤得到改善[1]，織物品質高且穿著舒適，因此集聚紡紗在不斷的增多。

2 兩種集聚紡紗技術

2.1 三羅拉集聚紡

三羅拉集聚紡以德國緒森公司(以下簡稱緒森)的倚麗特(EliTe)集聚紡為代表，它通過牽伸膠輥的摩擦，下羅拉帶動前膠輥，過橋齒輪驅動輸出膠輥，異形吸風管外套在網格圈上，纖維須條從前羅拉鉗口輸出后，經過回轉的網格圈，經氣流的吸附凝聚在異形管斜槽部位，由于氣流的收縮和聚合作用，把邊緣纖維及其端部卷進須條內部，使成紗具有毛羽少、強力高等特點[2]。由于集聚紡紗具有特殊的成紗結構，對紡紗器材的使用提出了新的要求。緒森集聚紡倚麗特膠輥是一個封閉式的結合件，由牽伸、輸出膠輥、過橋齒輪、軸、倚麗罩殼等組成，纖維和雜物不容易進入，可避免倚麗罩殼內出現傳動故障，網格圈在摩擦傳動下不容易打滑，其結構使集聚區免受巡回式清潔機氣流的影響。主牽伸膠輥、輸出膠輥的硬度、彈性、型號一般根據集聚紡紗品種來確定。紡純棉精梳紗時可以選擇J-463A、WRC-365等型號的膠輥，工藝上對牽伸膠輥和輸出膠輥的直徑有嚴格要求，必須同時進行磨礪或調換，以保證紡紗的質量。網格圈是一種多孔管狀織物，其透氣率25%～27%，使氣流能順利的通過網格圈作用于須條，完成集聚，不能使細小纖維堵塞網孔，要求網格圈的孔隙分布均勻，網格圈目數一般根據紡紗品種和紡紗質量的要求來確定，網格圈應具有耐伸長、耐磨性、防靜電性能。

2.2 四羅拉集聚紡

四羅拉集聚紡以同和紡織機械制造有限公司(以下簡稱同和)的集聚紡為代表，通過在前羅拉前面增加集聚部件組成的，采用四列羅拉傳動形式，前羅拉通過過橋齒輪帶動輸出羅拉，輸出羅拉為帶齒小羅拉，由過橋齒輪傳動。異形管組件由異形吸風管、帶齒小羅拉、網格圈及張力架組成，網格圈在輸出膠輥與輸出羅拉的夾持下形成積極傳動，經過牽伸后的纖維在網格圈的帶動下進入集聚區，再經輸出膠輥輸出，對牽伸和輸出膠輥的直徑要求不十分嚴格。牽伸膠輥和輸出膠輥不必成對磨礪或調換，二者可互換使用，降低了膠輥的消耗。但輸出羅拉由過橋齒輪傳動，過橋齒輪處于靠右第二錠位置，中間齒輪不密封，容易集聚積花和雜質。從膠輥組合件上看，三羅拉集聚紡在膠輥磨礪、維護、使用方面比四羅拉復雜；從異形管組合件上看，四羅拉集聚紡比三羅拉復雜。

3 兩種集聚紡紗質量對比

在JC 7.3 tex品種上，兩種集聚紡紗質量指標對比情況如下。

集聚紡形式 三羅拉 四羅拉

U/% 10.66 11.33

CVm/% 13.51 13.65

-40%細節/個·km-1252.2 297.7

-50%細節/個·km-114.0 19.8

+35%粗節/個·km-1339.5 475.0

+50%粗節/個·km-134.3 51.0

+140%棉結/個·km-1256.4 283.8

+200%棉結/個·km-176.2 72.0

毛羽H值 2.32 2.44

從試驗指標上可以看出：三羅拉集聚紡紗在質量指標方面占一定的優勢。

4 兩種集聚紡紗裝置的牽伸倍數

4.1 三羅拉集聚紡

在三羅拉緒森集聚紡的膠輥組合件中，牽伸膠輥與輸出膠輥鐵芯芯軸的齒數分別為17T和22T，其牽伸倍數的計算公式見式(1)。

i=V1/V2=(N1×d1)/(N2×d2)=(17×N1×d1)/(22×N1×d2)=(17×d1)/(22×d2)

(1)

式中：i為集聚牽伸倍數，V1為輸出膠輥的線速度，V2為牽伸膠輥的線速度，d1為輸出膠輥的直徑，d2為牽伸膠輥的直徑，N1為輸出膠輥的轉速，N2為牽伸膠輥的轉速。

根據所紡不同纖維的特性和成紗質量要求，依據集聚紡牽伸倍數的大小對輸出膠輥和牽伸膠輥進行配對磨礪組裝。

4.2 四羅拉集聚紡

在四羅拉同和集聚紡的組合件中，其集聚輸出羅拉的齒數為19T，牽伸羅拉的齒數為27T，牽伸羅拉直徑為27 mm，網格圈的厚度約為0.20 mm，其牽伸倍數的計算公式見式(2)。

i=V1/V2=[N1×(d1+0.2)]/(N2×d2)=[27×N2×(d1+0.2)]/(27×19×N2)=(d1+0.2)/19

(2)

式中：i為集聚牽伸倍數，V1為集聚輸出羅拉的線速度，V2為牽伸羅拉的線速度，d1為集聚輸出羅拉的直徑，d2為牽伸羅拉的直徑，N1為集聚輸出羅拉的轉速，N2為牽伸羅拉的轉速。

三羅拉集聚紡張力牽伸倍數的大小可通過試驗對比紡紗質量指標的情況來選擇。有試驗分析，紡純棉精梳紗張力牽伸一般選擇1.065倍，紡合成纖維或混紡紗張力牽伸一般選擇1.025倍。按照集聚張力牽伸倍數的大小對組合的倚麗特膠輥進行成對磨礪或調換。而同和四羅拉集聚紡膠輥不需要配對磨礪，按傳統環錠紡紗磨礪，牽伸膠輥和輸出膠輥可互換使用。

5 集聚紡紗對器材的消耗

集聚紡紗使用的異形負壓吸風管在每一個紡紗位上都開有一個斜槽，相對于纖維運動有一定的傾斜角，由于集聚斜槽較窄(上部開口3 mm左右，槽身寬1.5 mm左右)，而牽伸鉗口輸出的須條必須在集聚槽上部開口位置，不能偏離太遠，否則將影響到集聚效果。因此喂入橫動喇叭口的導紗動程不能太大，搖架壓力大(160 N/雙錠～180 N/雙錠)，對膠輥、膠圈、網格圈、異形管、鋼絲圈等一些器材的消耗非常大，一般需要周期性更換。由于緒森的三羅拉集聚紡在質量指標方面占一定的優勢，使它在國內得到廣泛的應用，緒森集聚紡通過倚麗特膠輥組合件，在搖架加壓下實現對纖維的牽伸。磨礪時必須按一定的張力牽伸倍數對牽伸膠輥和輸出膠輥同時進行回磨，回磨以后根據要求再組裝好，上機同時調換這一對膠輥，這就增加了專件器材的消耗和膠輥室的用工，緒森倚麗特膠輥組合件由于上機長時間運行，罩殼內有可能集聚積花，需要及時進行清理和周期性更換中間的過橋齒輪。而在同和四羅拉集聚紡紡紗中，輸出羅拉由前羅拉通過過橋齒輪傳動，是一個主動傳動，牽伸膠輥和輸出膠輥均為消極傳動，在羅拉的傳動下并保持一定轉速運行，對牽伸膠輥和輸出膠輥直徑沒有嚴格的要求，可不考慮張力牽伸倍數的大小，按常規進行磨礪和調換即可，它取消了對倚麗罩殼的維護保養和過橋齒輪的更換。兩種集聚紡紡純棉精梳紗時膠輥直徑對照見表1。表1中三羅拉集聚紡是按照集聚張力牽伸1.065倍，計算出牽伸膠輥和輸出膠輥的直徑。四羅拉集聚紡牽伸膠輥和輸出膠輥直徑是按照常規直徑配置的。

表1 兩種集聚紡紡純棉精梳紗時膠輥直徑對照

三羅拉集聚紡膠輥直徑/mm牽伸膠輥 輸出膠輥四羅拉集聚紡膠輥直徑/mm牽伸膠輥 輸出膠輥30.029.729.429.128.828.541.3540.9040.5040.1039.7039.3030.029.729.429.128.828.529.5～30.029.5～30.029.0～29.529.0～29.528.5～29.028.2～28.7

一般情況下，兩種集聚紡紗膠輥的用量和消耗情況見表2。

表2 兩種集聚紡紗膠輥的用量和消耗情況

集聚紡形式直徑/mm牽伸膠輥輸出膠輥價格/元·個-1牽伸膠輥輸出膠輥三羅拉集聚紡四羅拉集聚紡30.030.041.430.04474

由表2可知，假設兩種集聚紡紗所用膠輥的淘汰周期都是16個月，同和集聚紡每年萬錠消耗膠輥6萬元，緒森集聚紡每年萬錠消耗倚麗特膠輥8.25萬元。緒森倚麗特膠輥在回磨時需要拆卸整個罩殼，組裝時要檢查過橋齒輪，增加了日常維護成本和工作量，由于緒森集聚紡紗的輸出膠輥的價格幾乎是牽伸膠輥的2倍，再加上組裝用的罩殼和過橋齒輪的費用，三羅拉集聚紡紗每年膠輥的消耗費用比四羅拉集聚紡紗要多30%以上。對于三羅拉集聚紡，當管紗斷頭纏繞膠輥后，如果不及時進行處理，中間過橋齒輪的傳動會造成過橋齒輪的損壞和啃傷膠輥，而四羅拉集聚紡紗由于牽伸膠輥和輸出膠輥中間無過橋齒輪，均為消極傳動，纏繞后啃傷膠輥的概率要小。

6 兩種集聚紡紗在使用中應注意的問題

為保證集聚效果，集聚紡紗在工藝設置中采用較小的紗條橫動動程(一般為4 mm左右)，賽絡集聚紡甚至基本沒有橫動動程，易造成膠輥表面磨損、凹心，縮短了膠輥的磨礪周期，使膠輥的使用周期比傳統環錠紡明顯縮短。

緒森集聚紡由于工藝上對倚麗特膠輥的直徑有一定的要求，牽伸膠輥和輸出膠輥必須按照張力牽伸倍數同時成對進行磨礪或調換，增加了膠輥的消耗。同時為保證牽伸膠輥、輸出膠輥的磨礪質量和精度，一般紡紗廠都配有2臺或2臺以上的全自動磨膠輥機，又增加了企業的成本[3]。組裝倚麗特膠輥組合件時，要清潔罩殼內的灰塵、雜質，清除19T尼龍輪、17T和22T齒圈的油泥，組裝過程中應注意介輪芯子與外殼的定位及左右間隙，上下外殼四周密封入槽，以防止組裝后的倚麗特膠輥運轉不良或上機過程中造成嵌花等[4]，而造成倚麗特膠輥運轉不靈活損壞。運轉操作清潔管理在緒森集聚紡中占有重要的地位，如果清潔不到位，接頭不及時，容易導致纏繞羅拉、膠輥、網格圈，嚴重時會造成膠輥、網格圈損壞，運轉值車工應加強巡回，及時處理斷頭，做好牽伸部件的清潔，檢查倚麗特膠輥的運轉情況和網格圈的積花情況，上機后要根據倚麗特膠輥直徑大小來校正搖架壓力，保證同臺車倚麗特膠輥直徑、搖架壓力等一致，以保持運轉良好。近幾年，緒森公司不斷地進行技術改造、創新，其中新開發的倚麗特集聚紡膠輥裝置升級版——可翻轉技術在紡紗中的應用，就起到了很好的效果。當上機的倚麗特膠輥表面上第一道紡紗路產生磨損需要磨削時，只要在該紡紗錠位上翻轉該升級版倚麗特膠輥，繼續使用膠輥的另一側進行紡紗，形成第二道紡紗路，當這一道紡紗路需要磨削時，再進行磨礪，從而延長了倚麗特膠輥的使用壽命。在實際紡紗應用中，要求該紡紗路的導紗橫動動程要調節好，檢查倚麗特膠輥的表面狀態，磨損嚴重的要及時更換，以保證翻轉后倚麗特膠輥第二次能使用，這種升級版的倚麗特膠輥如果能大面積推廣使用，將進一步減少倚麗特膠輥的消耗，也減輕了膠輥室的工作量。

同和集聚紡是通過四列羅拉來傳動，它改變了緒森網格圈傳動靠牽伸膠輥傳導過橋齒輪再傳導給輸出膠輥的傳動方式，簡化了對膠輥直徑配套要求的管理，牽伸和輸出膠輥通過支撐架連接，裝卸也方便，集聚區內輸出膠輥和牽伸膠輥可以互換使用。筆者認為：為便于膠輥統一管理、調換周期的準確性和穩定紡紗質量，由于前后膠輥的直徑、型號不一定相同，它的上機時間也不一定相同，前后膠輥盡量不要互換，按膠輥的使用周期進行調換。由于輸出膠輥壓力小，磨損輕，可考慮把輸出膠輥的使用周期適當延長，調換時和牽伸膠輥錯開周期進行，節約了膠輥的消耗。同和集聚紡的中間過橋齒輪位于靠右第二錠不密封，應加強清潔，防止雜質飛花侵入，導致運轉不靈活。

要經常檢查兩種集聚紡紗負壓的大小(紡紗品種不同、負壓值也有差異)，負壓值的大小應使集聚槽處的紗條有規律地排列，以達到凝聚纖維的效果。特別是車頭、車尾的負壓值要與中間位置的負壓大小一致且穩定，以免影響集聚紡紗效果。運轉值車工要經常保持牽伸區內的清潔，觀察集聚槽處紗條的形狀，出現紗條打頓、分散時要檢查網格圈網眼是否被堵塞，及時進行維修，網格圈應根據不同紡紗品種制定出合理的更換周期，達到一致的集聚效果，以穩定紡紗的質量。

7 結語

在傳統細紗機上改造的無論哪一種集聚紡紗，都會提高紡紗質量，即減少了紗線毛羽、提高了紡紗強力和性能。具體采用哪一種集聚紡紗，企業要根據自身的實際情況和原環錠細紗機的機型、使用年限等方面考慮。緒森公司與同和公司通過不斷的技術創新，使集聚紡紗進一步提高紡紗的質量和減少專件器材的消耗，降低紡紗企業的生產成本。紡紗企業在結合自身的生產管理中，要掌握好緒森集聚紡和同和集聚紡裝置的使用和維修方法，優選工藝參數，降低由于細紗工藝參數設置不當，機臺維修不及時，接頭、清潔不及時等原因而纏繞膠輥、網格圈造成器材的損壞。在生產管理中要保持設備的良好運行狀態、工藝參數的優化、專件器材的選用、車間溫濕度的控制，還要加強運轉操作管理。總之，要以降低器材的消耗和提升紡紗的質量為目的，用好集聚紡紗。