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托锭锭翼的革新谈A系列粗纱机改造

在我国棉环锭纺纱系统中,A系列托锭粗纱机仍然是粗纱工序使用量最多的机型之一,据粗略估计其保有量在20000~30000台之间,其中相当数量为本世纪生产的新机。为什么若干年前有关纺机主管部门已宣布A系列粗纱机为淘汰机型,在棉纺新型悬锭粗纱机以其高速、大卷装、自动化程度高的特点取得全面推广使用的今天,仍有不少纺纱厂青睐A系列粗纱机呢?其根本原因在于A系列粗纱机的若干特点使A系列粗纱机比较适合目前我国的国情:

1 A系列粗纱机适用性分析

首先:A系列粗纱机是在消化吸收国外先进技术的基础上,结合国情和我国多年使用粗纱机的经验,由机械厂设计生产,并久经纺织厂生产实践考验的机型,纺织厂使用A系列粗纱机的工艺及操作均十分成熟,该机生产的粗纱质量稳定,至今在悬锭粗纱机与托锭粗纱机并存的棉纺厂中,生产高质量或高支纱用粗纱,往往仍然以A系列托锭粗纱机为主力机型。

其次:任何粗纱机包括现代化程度最高的先进粗纱机其主要的功能,仍然是制备高质量的合适的粗纱卷装,以符合细纱机喂入的要求而生产优质细纱。悬锭粗纱机有大卷装的特点,但很多厂卷装未做足,在纺制精梳纯棉,中高支数时粗纱卷装仅为Ф120×380㎜,此时其卷装容积大大缩小。卷绕角40。时粗纱卷装容纱体积列于下表:
设备类型
悬锭
悬锭
悬锭
托锭
托锭
A456
A454
锭距(㎜)
220
194
220或194
216
180
粗纱卷装(㎜)
Ф150×400
Ф135×400
Ф120×380
Ф140×320
Ф130×320
卷装体积(㎝3)
5247
4294
3193
3412
3060
由上表知,当悬锭粗纱机粗纱卷装做到Ф120×380㎜时,其容纱体积仅比A454型粗纱机Ф130×320㎜卷装增加4﹪,而比A456型粗纱机Ф140×320㎜卷装低了6﹪。那么是什么原因使纺纱厂有大卷装设备而仅做小卷装粗纱呢?

(1) 纺制精梳高支纱的粗纱大多定量较轻,加上精梳纤维伸直度好,粗纱强力较低。在细纱机上粗纱喂入时为减小引出张力,防止产生意外伸长,只能降低粗纱管的重量而采用小卷装粗纱。我国细纱机上应用的粗纱吊锭回转阻力矩较大,用旧后阻力矩更大,制约了轻定量粗纱的大卷装。粗纱卷装的动程长,其在细纱机上喂入时引出角变化大,为减小退绕张力波动,使用厂往往将卷装高度做小。

( 2) 悬锭粗纱机在纺大纱时,强力较低的精梳轻定量粗纱往往承受不了离心惯性力而被甩断头,把直径做小是使用厂防止大纱甩断头的办法之一。

由上述分析可知:对纺制精梳高支优质细纱而言,纺织厂的实践表明,A系列粗纱机的卷装大小较适合于细纱喂入的要求。

(3)A系列粗纱机主电机功率为4.7KW,多数悬锭粗纱机(单电机) 的主电机功率为8.6~11KW,由于增加了吸风装置及巡回吹吸风装置,全机功率一般在12~20KW之间,电脑粗纱机一般全机功率大于22KW,对于纺纱的主要成本因素电耗而言,A系列粗纱机电耗少,是其广泛采用的又一原因。

(4)最后,A系列粗纱机设备投资相对较低,若锭速能适度提高,则万锭配台数减少,更为大量初涉棉纺业的投资者乐意采用。此外,由于A系列粗纱机经多年使用,各种备件易于得到,价格相对较低,即粗纱机的运行成本相对较低。但是,A系列粗纱机毕竟已服役多年,“年事已高”,技术相对落后,诸如锭速低、纱疵多、劳动力使用多、操作者劳动强度大等缺点是不争的事实,从技术发展的角度看,最终将面临淘汰的局面。我国A系列粗纱机的使用面大量广,纺纱厂生产实践中A系列粗纱机尚有一定的适用性,除部分使用年代已久的老机在改造时以新型粗纱机取代外,全部淘汰换型,显然不符合节约型社会的国情,因此,如何通过技术改造的途径,把适用的先进技术嫁接到A系列粗纱机上,使A系列粗纱机更好地适应优质、高产的要求,乃是纺机工作者义不容辞的职责。笔者在浙江省棉纺并粗装备改造和工艺技术交流会上提出〔1〕托锭粗纱机改造的若干建议;
a 锭翼改造。
b 采用可编程控制器(PLC)以降低电气设备故障率。
c 采用变频器控制主电机,改善开关车细节,延长机件使用寿命。
d 采用前后排不同的高效假捻器,减少前后排粗纱伸长率差异,提高成纱质量。
e 采用高质量弹簧加压或气动加压摇架,提高粗纱纺纱质量。

上述五项改造内容,锭翼改造是重点、难点。现在多数纺纱厂托锭粗纱机使用的锭翼型式已有一百多年历史,无论是钢锭翼还是铝锭翼均系开式锭翼,粗纱在有槽的通道中运行,纱疵严重,操作工清洁工作量很大。钢锭翼易变形、生锈,需要经常专人维护;平车或节假日尚要搬进烘房,工作繁重耗能较多。铝锭翼虽然不变形,但通道涂料易磨损脱落,纤维与铝体接触极易产生挂花。传统的托锭锭翼,均采用有平衡杆带导纱钩的钢压掌或铝压掌,纺纱中在导纱钩处易发生纤维打圈的情况,影响纺纱张力的稳定,现在一种针对上述问题进行全新设计的托锭锭翼已经研制成功。

2 新型托锭锭翼的特点

( 1)采用闭式结构:粗纱通道为高精度不锈钢管,内壁粗糙度Ra0.2μm,管壁可通过机械化方法清洗,不锈钢管壁不生锈,几乎不磨损,相对于钢锭翼而言,由于采用合金铝作锭翼体,不存在变形问题。采用闭式粗纱通道,纺纱中对温湿度不敏感,粗纱断头减少,虽然一开始操作不习惯,但经过一段时间,由于闭式锭翼断头少,清洁工作量小,无纱疵,操作工劳动强度降低,使用日久操作也就慢慢习惯了。

(2)采用碳纤维复合材料压掌,质轻而耐磨,取消了老式压掌的上下肖轴,而以粗纱通道的不锈钢管外园作为压掌的回转支点,转动灵活而无磨损,从而取得无纱疵,又减小维修工作量,降低运行成本的效果。由于采用了轻质材料,新型锭翼的重量仅为现用铝锭翼的77﹪,操作工在进行落纱操作时劳动强度大大降低,而全机运转的锭翼,重量减少了近30公斤,对于电耗的降低十分有利,同时也为锭速的提高创造了有利条件。

(3) 采用等导纱角锭翼或等高锭翼二种配置供用户选择:传统的A系列粗纱机,大多为高锭翼配置,前后排粗纱在前罗拉钳口处形成的无捻三角区差异很大,致使前后排粗纱的伸长差异加大,新型托锭增加了等导纱角配置,使前后排粗纱的无捻纱三角区几乎相等,有利于减少前后排粗纱的伸长率差异,能改善成纱支不匀及强不匀。等导纱角锭翼与等高锭翼的配置由用户自由选择,如果多备半台锭翼(如120套前排锭翼60套后排锭翼)则用户可在纺不同品种粗纱时,任意搭配成等导纱角或等高锭翼配置。

(4) 采用特制的高效假捻器:加强假捻效果,减少粗纱意外伸长,增加粗纱纺纱段强力而减少断头,并能改善粗纱毛羽。
(5)新型托锭锭翼提高了制造精度和动平衡精度,特殊的翼型设计增强了锭翼臂刚性,为锭速提高创造了条件:传统的托锭锭翼允许的动不平衡量为132g.cm,新型托锭则将动不平衡量降为60g.cm,加上特殊的翼型设计,使锭翼臂刚性大大增加,再配用轻质碳纤维复合材料压掌,使托锭锭翼允许的最高机械转速达到1200r∕min。这样新出厂或使用年代较短的A系列托锭粗纱机锭速能达到1000r∕min左右,此时,粗纱机万锭配台数将基本与单电机悬锭粗纱机相当,即每万锭配2.5~3台。则万锭细纱粗纱设备投资额较采用悬锭粗纱机降低42﹪左右,加上厂房及公用工程投资额的减少及日常运转成本的下降,其技术经济效益较为显著。 综上所述:新型托锭锭翼的应用将为A系列粗纱机带来以下好处: a粗纱质量提高:前后排粗纱伸长率差异减小、纱疵减少、毛羽减少。
b粗纱产量提高:得益于粗纱断头减少及锭速可以适度提高,以及操作工做锭翼清洁工作时间减少。
c粗纱机能耗降低:锭翼重量相对于原铝锭翼全机降低30公斤。
d操作者劳动强度降低:粗纱断头减少,锭翼清洁工作量减少,以及落纱时锭翼重量减轻。
以锭翼改造为基础,结合变频调速及可编程控制器等新技术的应用,那么,就能以较小的代价使A系列粗纱机取得较大的技术进步,其服役年限也将得以延长,这将十分适合于我国建设节约型社会的要求。