王學(xué)元，王愛(ài)煥

(1.中國(guó)紗線網(wǎng)，杭州 311203；2.德州恒豐紡織有限公司，山東 德州 253015)

0 引言

鋼絲圈是在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)紡紗過(guò)程中，完成加捻、卷繞功能的關(guān)鍵紡紗器材。近幾年，隨著新型纖維的不斷涌現(xiàn)和細(xì)紗機(jī)車(chē)速的不斷提高，對(duì)鋼絲圈的合理選擇提出更高的要求，一旦鋼絲圈選用不當(dāng)，就會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量和車(chē)間的生活狀態(tài)。

1 合理選擇鋼絲圈的重要性

德州恒豐紡織有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“恒豐紡織”)以生產(chǎn)小批量、多品種的差別化紗線產(chǎn)品為主，生產(chǎn)原料中的新型纖維較多、品種翻改頻繁，產(chǎn)品交貨期短，留給鋼絲圈選擇試錯(cuò)的機(jī)會(huì)少、空間小，一旦鋼絲圈選用不當(dāng)，就會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性、一致性造成惡劣影響，有時(shí)甚至?xí)?yán)重影響車(chē)間的生活狀態(tài)。有關(guān)試驗(yàn)表明：鋼絲圈選用不當(dāng)造成的成紗毛羽占30%～40%[1]、細(xì)紗斷頭大于20%，而且容易形成棉粒、化纖落白粉末，造成卷繞過(guò)程中飛花增多。由于差別化纖維品種多、纖維特性差異大，以至一次性準(zhǔn)確選擇好鋼絲圈的難度較大。

為避免鋼絲圈選用出現(xiàn)問(wèn)題而影響產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和交貨時(shí)間，恒豐紡織對(duì)差別化品種用鋼絲圈的選擇，制定了具體的選擇試用程序。

a) 新品種上機(jī)前，根據(jù)纖維特性先提出試用的鋼絲圈型號(hào)規(guī)格，在同臺(tái)細(xì)紗機(jī)上選6～10個(gè)錠子進(jìn)行初試，觀察氣圈的穩(wěn)定性和紗線質(zhì)量情況。

b) 根據(jù)初試的效果，在確認(rèn)該型號(hào)規(guī)格的鋼絲圈適用新品種的基礎(chǔ)上，在整臺(tái)車(chē)上進(jìn)行復(fù)試，觀察斷頭情況、產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性。

c) 復(fù)試過(guò)關(guān)后，才能在新品種上批量使用該型號(hào)規(guī)格的鋼絲圈，以確保鋼絲圈選用合適。

2 選擇鋼絲圈的要求

選擇鋼絲圈關(guān)鍵是考慮其圈形(型號(hào))、截面形狀和號(hào)數(shù)這3個(gè)參數(shù)[2]。鋼絲圈號(hào)數(shù)需要根據(jù)紗線號(hào)數(shù)來(lái)選擇，一般不會(huì)出現(xiàn)大的偏差。筆者重點(diǎn)探討鋼絲圈圈形(型號(hào))和截面形狀的選擇。

2.1 鋼絲圈圈形(型號(hào))的選擇

在鋼絲圈質(zhì)(重)量相同的情況下，圈形(型號(hào))不同，其質(zhì)心高低、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的離心力不同，在鋼領(lǐng)上的運(yùn)行姿態(tài)不同，從而影響鋼領(lǐng)與鋼絲圈的磨損位置、紗線在鋼絲圈上的磨損位置，決定了紗線通道是否寬暢、散熱性能是否良好[3]；因此，紡制不同特性纖維的紗線品種，就應(yīng)選擇不同圈形(型號(hào))的鋼絲圈，如生產(chǎn)纖維素纖維時(shí)，要選擇通道寬暢、散熱性能好的鋼絲圈圈形；生產(chǎn)集聚紡、賽絡(luò)集聚紡紗線品種時(shí)，為減少因摩擦力偏大而造成的斷頭和飛圈問(wèn)題，應(yīng)選用低質(zhì)心弓形截面鋼絲圈。

2.2 截面形狀的選擇

鋼絲圈的截面形狀決定了鋼絲圈與鋼領(lǐng)、紗線接觸面積的大小，從而影響鋼絲圈與鋼領(lǐng)、紗線的摩擦因數(shù)和鋼絲圈的散熱能力，進(jìn)而影響鋼絲圈的使用壽命。

鋼絲圈的截面形狀主要有圓形(r)、矩形(f)、瓦楞形(w)、弓形(g)、矩形開(kāi)天窗(ft)、瓦楞形開(kāi)天窗(wt)等[4]。鋼絲圈的截面形狀應(yīng)根據(jù)所紡纖維的特性來(lái)選擇，如紡纖維素纖維紗，應(yīng)選擇與鋼領(lǐng)接觸面積大、散熱性能好的弓形、瓦楞形鋼絲圈。

3 鋼絲圈選擇案例

3.1 紡纖維素纖維品種用鋼絲圈的選擇

纖維素纖維強(qiáng)力低、伸長(zhǎng)小、易產(chǎn)生靜電，在紡紗過(guò)程中易受損傷而產(chǎn)生短絨和棉結(jié)，一般耐熱性較差，在260 ℃～300 ℃時(shí)就會(huì)開(kāi)始變色分解，在與機(jī)件摩擦?xí)r纖維易損傷。在選擇鋼絲圈時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)[5]。

a) 鋼絲圈紗線通道要寬暢，宜選擇H/D偏大的圈形，以減小紗線通過(guò)鋼絲圈時(shí)的阻力。

b) 最好選擇與鋼領(lǐng)接觸面積偏大、表面積相對(duì)較大的弓形、瓦楞形截面鋼絲圈，以利于與鋼領(lǐng)摩擦產(chǎn)生的熱量及時(shí)散出，可減少摩擦，增加散熱，減少纖維損傷。

c) 應(yīng)有優(yōu)良的抗靜電、導(dǎo)靜電性能，使靜電可以快速散逸。

恒豐紡織開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的TM 14.58 tex賽絡(luò)紡品種，在初試時(shí)考慮到賽絡(luò)紡紗線毛羽少，紗線與鋼絲圈摩擦缺少毛羽的潤(rùn)滑作用，會(huì)使鋼絲圈快速磨損而出現(xiàn)斷頭和飛圈；因此，選用圈形較低、截面形狀為寬半圓形的VXL EL1 udr 6/0型鋼絲圈(見(jiàn)圖1)。

在初試過(guò)程中，感覺(jué)氣圈較穩(wěn)定、紗線毛羽不多，各項(xiàng)指標(biāo)正常，于是在整臺(tái)車(chē)上復(fù)試運(yùn)行2個(gè)班，結(jié)果紗線的短粗節(jié)、棉結(jié)在自絡(luò)電清上顯示出增加趨勢(shì)，經(jīng)對(duì)絡(luò)筒切疵采樣分析發(fā)現(xiàn)，飛花附入性疵點(diǎn)較多，而細(xì)紗機(jī)的清潔狀態(tài)不良，鋼領(lǐng)板、導(dǎo)紗板和龍筋表面以及粗紗斜肩部位容易積聚短絨。

經(jīng)觀察分析認(rèn)為，上述問(wèn)題主要是由于EL型鋼絲圈的圈形偏低以致紗線通道較窄，加之賽絡(luò)紡紗線表面的毛羽較少，紗線與鋼絲圈的摩擦阻力較大；而且莫代爾纖維不耐磨，造成紗線表面的一些纖維被磨斷或灼傷而使部分短絨、纖塵逸散在空氣中形成飛花，從而影響機(jī)臺(tái)清潔，或附入紗體形成附入性紗疵，造成紗線棉結(jié)、粗節(jié)較多。為此，將EL 6/0型鋼絲圈更換為截面形狀為f的R+F HW fc 6/0型鋼絲圈(見(jiàn)圖2)，兩種鋼絲圈的實(shí)物對(duì)比見(jiàn)圖3。

從圖3可以看出，相對(duì)EL型鋼絲圈，HW型鋼絲圈的圈形較高、截面寬度較窄、H/D更大、β角度加大、R1/R2加大(具體各參數(shù)含義見(jiàn)圖4)、a/c減??；因此，鋼絲圈在鋼領(lǐng)上運(yùn)行時(shí)，在豎直和前后方向上的傾斜角度更大、紗線通道更寬暢。由于a/c減小即截面變窄、運(yùn)行傾斜角更大，因此對(duì)紗線的摩擦力減小，從而可以有效地保護(hù)紗線表層纖維、減少對(duì)纖維的摩擦損傷。

更換鋼絲圈后，生產(chǎn)過(guò)程中短絨、纖塵的逸散量明顯降低，機(jī)臺(tái)清潔狀態(tài)好轉(zhuǎn)，紗線的粗節(jié)、棉結(jié)減少，絡(luò)筒的切疵量大幅度減少。

3.2 集聚紡包芯紗品種用鋼絲圈的選擇

集聚紡包芯紗內(nèi)部有作為紗芯的長(zhǎng)絲，其表面光滑、與外層包覆纖維的抱合力小，因此在通過(guò)鋼絲圈時(shí)不宜承受較大的摩擦力，否則易造成外層包覆纖維滑動(dòng)，形成漏絲、斷絲、包覆纖維折皺積聚等問(wèn)題；由于采用集聚紡工藝，紗線表面毛羽較少，紗線通過(guò)鋼絲圈時(shí)與鋼絲圈的摩擦因數(shù)較大，因此在紡制集聚紡包芯紗時(shí)對(duì)鋼絲圈的選擇提出了很高的要求[6]。

在開(kāi)發(fā)生產(chǎn)M 12.96 tex+33 dtex FDY滌綸長(zhǎng)絲包芯紗過(guò)程中，初試時(shí)考慮到集聚紡包芯紗毛羽較少、缺少潤(rùn)滑，而包芯紗又不宜承受較大的摩擦力，因此選用圈形較高、截面形狀為圓背扁腳形(rf)的HC 10/0型鋼絲圈。在初試過(guò)程中，氣圈不穩(wěn)定、紗線加捻效率較低、紗線發(fā)毛，這主要是由于鋼絲圈的截面形狀為圓背扁腳形，紗線通道處與紗線為點(diǎn)接觸，其接觸面積小，加之外包的莫代爾纖維表面較為光滑、與鋼絲圈的摩擦因數(shù)小，導(dǎo)致鋼絲圈不能有效地握持住紗線對(duì)其加捻，造成紗線上的實(shí)際捻度與根據(jù)錠速計(jì)算出來(lái)的理論捻度相差較大，以至紗線出現(xiàn)弱捻問(wèn)題。為此，將鋼絲圈型號(hào)更換為BSJM1 EM gc 10/0，其截面形狀為弓形、寬度增大，紗線通道處與紗線為線接觸，接觸面積變大且質(zhì)心降低、傾角變小，與紗條的摩擦因數(shù)變大(見(jiàn)表1)，因此對(duì)紗線的握持能力大大提高，同時(shí)適當(dāng)提高了設(shè)計(jì)捻系數(shù)，有效解決了紗線實(shí)際捻度偏小的問(wèn)題。

表1 兩種截面形狀鋼絲圈功能比較

4 結(jié)語(yǔ)

鋼絲圈的選型對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和車(chē)間生活狀態(tài)都有很重要的影響，因此必須認(rèn)真選擇，并做好系列化、周期化管理工作，才能達(dá)到預(yù)期的使用效果。