楊開荔，李朋業(yè)，曾 萍

（日照裕鑫動(dòng)力有限公司，山東 日照 276800）

0 引言

負(fù)壓式集聚紡紗的原理已為業(yè)內(nèi)人士認(rèn)知，即在傳統(tǒng)環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的牽伸區(qū)與加捻區(qū)之間增加一個(gè)集聚區(qū)，利用負(fù)壓氣流對纖維產(chǎn)生氣動(dòng)集聚效應(yīng)，使處在須條邊緣的纖維頭端能有效地向須條中心集聚，最大限度的減小紡紗三角區(qū)，從而大幅減少紗線的有害毛羽、提高單紗強(qiáng)力。目前，國際上負(fù)壓式集聚紡技術(shù)形式各異，從吸風(fēng)系統(tǒng)上可分為獨(dú)立吸風(fēng)系統(tǒng)和集中吸風(fēng)系統(tǒng)；從須條集聚的關(guān)鍵元件上可分為打孔羅拉式、網(wǎng)格圈式和打孔膠圈式，其代表公司分別為瑞士立達(dá)（Rieter）公司的COM4系統(tǒng)、德國緒森（Suessen）公司的Elite系統(tǒng)和日本豐田（Toyota）公司的RX240new－EST以及德國青澤（Zinser）公司的 Air－com－tex系統(tǒng)。在國內(nèi)，目前使用較多的是網(wǎng)格圈式集聚紡裝置，即德國緒森（三羅拉）和日本豐田（四羅拉），一般稱為三羅拉式和四羅拉式［1］。隨著國家產(chǎn)業(yè)政策對低碳和綠色要求的不斷提高，發(fā)展低能耗的集聚紡紗技術(shù)勢在必行。

日照裕鑫動(dòng)力有限公司的研發(fā)團(tuán)隊(duì)正是基于低碳、綠色、低能耗的設(shè)計(jì)理念，開發(fā)出“裕華”集聚紡紗裝置。

1 “裕華”負(fù)壓式集聚紡紗裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

“裕華”負(fù)壓式集聚紡紗裝置包括負(fù)壓集聚裝置、空氣動(dòng)力裝置和電器控制裝置。整體設(shè)計(jì)為四羅拉式的結(jié)構(gòu)形式，前羅拉通過過橋齒輪帶動(dòng)小羅拉，小羅拉與阻捻膠輥共同作用帶動(dòng)網(wǎng)格圈平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。前羅拉輸出纖維在網(wǎng)格圈的帶動(dòng)下進(jìn)入集聚區(qū)，再經(jīng)阻捻膠輥輸出，經(jīng)加捻形成紗線。該結(jié)構(gòu)對阻捻膠輥的直徑無特殊要求，易于管理和使用?？諝鈩?dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)成集中吸風(fēng)的上吸風(fēng)式結(jié)構(gòu)，無視線遮擋，遵循流體力學(xué)的風(fēng)道設(shè)計(jì)，風(fēng)阻小，負(fù)壓分布均勻一致。同時(shí)風(fēng)機(jī)采用了變頻技術(shù)，既方便了工藝調(diào)整，又有利于節(jié)能降耗［2］。

1.1 負(fù)壓集聚紡紗裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

負(fù)壓集聚紡紗裝置是整個(gè)集聚紡紗系統(tǒng)的核心部分，主要由異形截面負(fù)壓管、網(wǎng)格圈、張緊裝置、羅拉、阻捻膠輥等組成，如圖1所示。整體結(jié)構(gòu)采用分體組裝、開放式結(jié)構(gòu)，小羅拉與負(fù)壓管之間不易積花，拆掉負(fù)壓管固定座，小羅拉、負(fù)壓管便可分離，方便檢修和維護(hù)。小羅拉與負(fù)壓管之間，安裝有張緊桿，在網(wǎng)格圈出現(xiàn)異常產(chǎn)生繞花時(shí)，可以方便清理。

圖1 集聚紡紗裝置結(jié)構(gòu)

張力架組合采用了單錠扭簧式結(jié)構(gòu)［3］，使網(wǎng)格圈的張緊力均勻柔和、不產(chǎn)生阻尼，克服了因網(wǎng)格圈長度的差異而造成其張緊不一致、回轉(zhuǎn)不靈的問題。當(dāng)拆裝網(wǎng)格圈時(shí)，輕壓張力架，網(wǎng)格圈便可輕松拆裝。松開張力架后，張力架自動(dòng)向小羅拉方向反轉(zhuǎn)，不再影響其它錠位的網(wǎng)格圈拆裝。

采用組合式負(fù)壓管結(jié)構(gòu)形式［4］，負(fù)壓管吸風(fēng)槽口處設(shè)有高耐磨性和導(dǎo)電性的負(fù)壓管槽口蓋片，使纖維不直接與負(fù)壓管接觸，負(fù)壓管的使用壽命可由3a～5a提高到8a以上；蓋片的導(dǎo)電性可有效防止網(wǎng)格圈產(chǎn)生靜電，避免吸附飛絨。為便于普通集聚紡與賽絡(luò)集聚紡之間的品種切換，負(fù)壓管的槽口形狀設(shè)計(jì)成梯形（如圖2所示）；槽口蓋片設(shè)計(jì)成單槽口蓋片和雙槽口蓋片（如圖3所示），當(dāng)由普通集聚紡轉(zhuǎn)換成賽絡(luò)集聚紡紡紗時(shí)，只需將單槽口蓋片換成雙槽口蓋片，無需更換整體集聚部件，快捷切換，有效降低了棉紡廠的使用成本和維護(hù)成本。

圖3 負(fù)壓管槽口蓋片

如圖3a）所示，普通集聚紡蓋片吸風(fēng)槽口的中心位置相對于前膠輥中心線向左或向右偏移一定距離，使紗條與膠輥、網(wǎng)格圈等件的接觸點(diǎn)向左或向右偏移，即形成集聚紡移位紡紗裝置［5］。在生產(chǎn)中，由于粗紗須條橫動(dòng)寬度變小，使膠輥、網(wǎng)格圈、膠圈等磨損較快。使用移位紡紗裝置，在運(yùn)行一個(gè)周期后，通過調(diào)換膠輥、網(wǎng)格圈等器材的安裝方向，從而改變紗條在上述部件的接觸與摩擦位置，可以再繼續(xù)使用一個(gè)周期，使膠輥、網(wǎng)格圈等器材的使用壽命提高1倍，有效減少了消耗，降低了使用成本。

圖4 負(fù)壓管固定座限位臺(tái)

圖5 羅拉凳定位槽

如圖4、圖5所示，在集聚裝置的負(fù)壓管固定座上設(shè)置限位臺(tái)，在羅拉凳上安裝定位塊，定位塊上設(shè)置定位槽［6］，定位槽與限位臺(tái)配合，能夠限制住集聚部件的縱向滑動(dòng)，并防止集聚部件安裝時(shí)位置偏移，省去了安裝調(diào)試時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

1.2 空氣動(dòng)力裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

空氣動(dòng)力裝置主要由變頻電機(jī)、風(fēng)箱、過濾網(wǎng)、風(fēng)筒等組成，為整個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的負(fù)壓?？諝鈩?dòng)力裝置設(shè)計(jì)成集中上吸風(fēng)式結(jié)構(gòu)，由高效變頻風(fēng)機(jī)通過集中風(fēng)道為單錠提供負(fù)壓。風(fēng)道設(shè)計(jì)遵循流體力學(xué)原理，使風(fēng)阻小，負(fù)壓分布均勻、穩(wěn)定，錠間差異小，并且可根據(jù)所紡品種逐臺(tái)變頻調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，靈活控制集聚負(fù)壓，有效避免了電能的浪費(fèi)。

如圖6所示，負(fù)壓風(fēng)箱內(nèi)設(shè)置有自動(dòng)清棉裝置［7］，主要由網(wǎng)框部件、吹風(fēng)管、減速電機(jī)、吸棉管、儲(chǔ)棉箱和氣泵等組成。不僅可以通過吹風(fēng)管發(fā)揮主動(dòng)落絨作用，而且可以通過吸棉管在生產(chǎn)過程中隨時(shí)、自動(dòng)地收集短絨等廢棉并輸送到儲(chǔ)棉箱中，因此可保證負(fù)壓氣流順利通過，保持負(fù)壓穩(wěn)定。該裝置可以根據(jù)原料及品種的不同，設(shè)置不同的清棉時(shí)間，在刮清短絨的同時(shí)，減少用電。該結(jié)構(gòu)不僅解決了原設(shè)計(jì)帶來的維護(hù)保養(yǎng)困難，排風(fēng)無法過濾、短絨廢棉無法收集等問題，同時(shí)在提高設(shè)備的自動(dòng)化水平、降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、清潔車間環(huán)境以及節(jié)能方面顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢。

圖6 集聚紡自動(dòng)清棉裝置

1.3 電氣控制裝置設(shè)計(jì)

電氣控制裝置主要包含變頻器、中間繼電器、開關(guān)及電路等，是對變頻電機(jī)及自動(dòng)清棉裝置進(jìn)行控制，通過調(diào)節(jié)變頻器來調(diào)節(jié)負(fù)壓值，方便快捷。同時(shí)，還設(shè)置了壓差開關(guān)和報(bào)警器，保證出現(xiàn)異常后能夠及時(shí)報(bào)警。

2 “裕華”負(fù)壓式集聚紡紗裝置的應(yīng)用

某紡織企業(yè)使用“裕華”集聚紡紗裝置在F1520型細(xì)紗長車上進(jìn)行改造，在維護(hù)成本、成紗指標(biāo)、能耗等方面進(jìn)行了對比分析。

2.1 “裕華”負(fù)壓式集聚紡裝置對維護(hù)成本的影響對比見表1。

表1 維護(hù)成本對比

從表1可看出，四羅拉集聚紡比三羅拉集聚紡每錠每月少消耗0.76元，每年每錠少消耗9.12元，因此，“裕華”負(fù)壓式集聚紡紗裝置具有維護(hù)成本低的優(yōu)勢。

2.2 “裕華”負(fù)壓式集聚紡裝置對成紗指標(biāo)的影響對比見表2。

表2 環(huán)錠紡與集聚紡CJ 14.6tex紗成紗指標(biāo)對比

從表2可以看出，CJ 14.6tex緊密紗指標(biāo)明顯優(yōu)于環(huán)錠紗，尤其是毛羽指標(biāo)改善最明顯，3mm毛羽指標(biāo)減少了69.6%，強(qiáng)力增加了10.8%。

2.3 “裕華”負(fù)壓式集聚紡裝置與國產(chǎn)同類產(chǎn)品對紡紗質(zhì)量的影響對比見表3。

從表3可以看出，“裕華”負(fù)壓式集聚紡紗裝置的紡紗指標(biāo)均優(yōu)于國產(chǎn)同類產(chǎn)品。

2.4 “裕華”負(fù)壓式集聚紡裝置與國產(chǎn)同類產(chǎn)品使用能耗的對比見表4。

從表4可以看出，“裕華”負(fù)壓式集聚紡裝置的能耗具有較大優(yōu)勢，噸紗成本降低92.7元，萬錠年節(jié)約電費(fèi)8.5萬元。

表3 國產(chǎn)同類集聚紡紗裝置的紡紗質(zhì)量對比

表4 能耗對比

3 結(jié)語

“裕華”集聚紡紗裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)保養(yǎng)方便、成紗指標(biāo)優(yōu)良、耗材少、能耗低、設(shè)備改造方便、對纖維的適應(yīng)性好等優(yōu)勢，得到用戶的普遍好評。為了充分發(fā)揮集聚紡紗裝置的優(yōu)越性，改善紗線質(zhì)量，還要加強(qiáng)各項(xiàng)管理，例如：對集聚紡紗過程中的易損件嚴(yán)格按周期進(jìn)行檢查和更換，對集聚紡紗的器材質(zhì)量，環(huán)境，原料，前紡工序的質(zhì)量實(shí)行嚴(yán)格的質(zhì)量管理，加強(qiáng)設(shè)備和運(yùn)行管理，如此等等，才能使集聚紡紗質(zhì)量長期穩(wěn)定。

［1］汪軍.氣流負(fù)壓式緊密紡技術(shù)發(fā)展及器材的應(yīng)用研究［C］／／“經(jīng)緯股份杯”2010’促設(shè)備、器材、專件技術(shù)進(jìn)步經(jīng)驗(yàn)交流研討會(huì)論文集.咸陽：全國紡織器材科技信息中心，2010.

［2］劉文田，李朋業(yè).裕華YF1型緊密紡和RoCoS緊密紡的特點(diǎn)及應(yīng)用［C］／／2012’全國細(xì)紗技術(shù)研討會(huì)論文集.鄭州：中國棉紡織行業(yè)協(xié)會(huì)，2012.

［3］日照裕鑫動(dòng)力有限公司.緊密紡細(xì)紗機(jī)自清潔負(fù)壓集聚裝置：中國，200920018824.6［P］.2010－01－20.

［4］日照裕鑫動(dòng)力有限公司.組合式緊密紡集聚裝置：中國，201120578211.5［P］.2012－10－10.

［5］日照裕鑫動(dòng)力有限公司.緊密紡移位紡紗裝置：中國，201220310473.8［P］.2013－02－13.

［6］日照裕鑫動(dòng)力有限公司.四羅拉緊密紡集聚部件限位裝置：中國，201320255682.1［P］.2013－11－06.

［7］日照裕鑫動(dòng)力有限公司.負(fù)壓緊密紡織自動(dòng)清棉裝置：中國，201220112782.4［P］.2012－12－05.