細(xì)紗在高速紡紗過(guò)程中，在不增加斷頭和能耗的前提下，增加紡紗速度對(duì)提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益有很大的意義。闡述了高速紡紗對(duì)鋼領(lǐng)鋼絲圈的要求及驗(yàn)證兩者匹配效果的方法。簡(jiǎn)明介紹了近幾年來(lái)通過(guò)材料、設(shè)備和熱、表面處理等方式進(jìn)行改造升級(jí)，在新型高速鋼領(lǐng)鋼絲圈及特殊規(guī)格鋼領(lǐng)方面取得突破。鋼領(lǐng)和鋼絲圈之間摩擦系數(shù)小且一致性好，上車周期短、節(jié)能佳、壽命長(zhǎng)、高速集聚紡和高速環(huán)錠紡紗適應(yīng)性強(qiáng)，將是今后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)環(huán)錠紡紗鋼領(lǐng)和鋼絲圈的發(fā)展方向。

細(xì)紗是環(huán)錠紡系統(tǒng)中最關(guān)鍵的成紗工序，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。所以，挖掘細(xì)紗的生產(chǎn)能力，是整個(gè)系統(tǒng)能否盈利的關(guān)鍵。紡紗廠的成本核算是按噸紗成本來(lái)核定的，提高細(xì)紗產(chǎn)量就意味著降低生產(chǎn)成本，尤其是對(duì)分?jǐn)偣潭ǔ杀酒鹬鴽Q定性的作用。因此，細(xì)紗高速?gòu)哪撤N意義上講，就是紡紗增效，同時(shí)也是紡紗能力的體現(xiàn)。對(duì)任何一個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，在不增加斷頭和能耗的前提下，增速就意味著有增效的可能。事實(shí)上很多企業(yè)用自己的實(shí)踐證明，只有增效，才能從惡劣的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中找到生存之路。

鋼領(lǐng)鋼絲圈概述

眾所周知，鋼領(lǐng)和鋼絲圈這對(duì)摩擦副是環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)上實(shí)現(xiàn)加捻和卷繞的關(guān)鍵器材，二者之間配合是否“默契”，以及“自身”的質(zhì)量是否過(guò)硬，與成紗的品質(zhì)有直接關(guān)聯(lián)。鋼領(lǐng)與鋼絲圈的配合中選擇鋼絲圈規(guī)格十分重要。在二者配合中，既要使摩擦力達(dá)到一定數(shù)值，又要使磨損盡量減少。在細(xì)紗高速生產(chǎn)過(guò)程中，鋼領(lǐng)與鋼絲圈之間的摩擦情況非常復(fù)雜，因?yàn)槎咴诟咚?、高壓和高溫狀態(tài)下進(jìn)行跳躍式滑動(dòng)摩擦，這與常溫狀態(tài)下的滑動(dòng)摩擦差異很大。

由于我國(guó)提出高速這個(gè)概念時(shí)間不長(zhǎng)，故目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的鋼領(lǐng)和鋼絲圈，都達(dá)不到高速運(yùn)行的要求，只有很少一部分能在高速機(jī)上使用。作為器材廠家，當(dāng)務(wù)之急就是要踏踏實(shí)實(shí)提高技術(shù)水準(zhǔn)和技術(shù)質(zhì)量，而不是靠廣告效應(yīng)來(lái)獲得銷售市場(chǎng)的占有率。作為紡紗企業(yè)必須更新高速加捻卷繞部件。

國(guó)際上高速概念定義

1、錠子速度定位

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錠子速度在18000r/min以下是低速；18000～20000r/min是中速；20000～22000r/min是高速；22000r/min以上為特高速(實(shí)際能超過(guò)此錠速的企業(yè)在國(guó)內(nèi)很少)。

2、鋼絲圈線速度定位

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鋼絲圈旋轉(zhuǎn)速度在36m/s以下是低速；36～40m/s是中速；40~44m/s是高速；45m/s以上為特高速(一般不超過(guò)此線速度)。

高速紡紗時(shí)紡紗張力和鋼絲圈瞬時(shí)功率的變化

1、紡紗張力

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紡紗張力以下公式計(jì)算：

F=m*R*n2 （1）

其中：F為紡紗張力/N；m為鋼絲圈重量/g；R為卷繞半徑/mm；n為錠子轉(zhuǎn)速/(r/min)。

由式(1)得知：減輕鋼絲圈重量，減少卷繞半徑，增加氣圈環(huán)都能降低紡紗張力，減少斷頭的發(fā)生。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，每減輕1號(hào)鋼絲圈，能加速500～1000r/min。

2、鋼絲圈瞬時(shí)功率

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鋼絲圈瞬時(shí)功率p按以下公式計(jì)算：

p=k*m*r*n3 (2)

其中：k是隨摩擦系數(shù)改變而改變的常數(shù)；m是鋼絲圈重量/g；r是鋼絲圈回轉(zhuǎn)半徑/mm；n是錠子轉(zhuǎn)速/(r/min).

從式(2)中可以看到：當(dāng)鋼領(lǐng)鋼絲圈的摩擦系數(shù)降低時(shí)，能減少功耗；當(dāng)鋼領(lǐng)直徑減小時(shí)，功耗下降；當(dāng)錠子速度上升時(shí)，功耗與錠速成立方關(guān)系上升。從式(2)分析得到：提高鋼領(lǐng)和鋼絲圈的光潔度，降低鋼領(lǐng)和鋼絲圈的摩擦系數(shù)，使二者之間的摩擦系數(shù)值為0．08～0．12，是高速紡紗的基本條件。減小鋼領(lǐng)直徑，是高速紡紗降低成本的主要方法。但鋼領(lǐng)減小，帶來(lái)的是紡紗過(guò)程中落紗次數(shù)的增加，落紗工作量的增加。所以，采用自動(dòng)落紗是實(shí)現(xiàn)高速紡紗必須的附加裝置。

定速、定位，選擇適宜卷裝尺寸及采用氣圈控制環(huán)

由式(1)、(2)得知，氣圈高度(紗管長(zhǎng)度)增加，錠速就要降低，反之亦然。棉紡細(xì)紗適宜卷裝與速度關(guān)系如表1所示。

由實(shí)驗(yàn)得知，為進(jìn)一步提高錠速并使紗線氣圈不崩潰的有效方法是采用氣圈控制環(huán)控制氣圈形態(tài)，則紡紗錠速能相應(yīng)增大。經(jīng)測(cè)算，采用氣圈控制環(huán)后，紗線張力降低30％～50％，錠速平均能提高3000～5000r/min，鋼絲圈高速回轉(zhuǎn)時(shí)摩擦功率消耗也顯著降低，取得較好節(jié)能效果。

高速紡紗對(duì)鋼領(lǐng)鋼絲圈的要求

研究發(fā)現(xiàn)，鋼領(lǐng)鋼絲圈相互配合，二者的磨損屬于粘著熱腐蝕，因此，鋼領(lǐng)和鋼絲圈的制造質(zhì)量至關(guān)重要。同時(shí)，二者在幾何形狀跑道契合性、機(jī)械性能的匹配性、鋼絲圈輕重號(hào)數(shù)選擇、表面處理方式的匹配，制造材質(zhì)選擇匹配等方面都值得研究和探索。

1、鋼領(lǐng)在高速紡紗時(shí)的要求

a) 光潔度高，摩擦系數(shù)小且一致性好；

b) 抗鍥能力強(qiáng)；

c) 圓整度小，跳動(dòng)小；

d) 自清潔、自潤(rùn)滑能力強(qiáng)，上車自適應(yīng)性好；

e) 導(dǎo)熱性好；

f) 抗磨性好，壽命長(zhǎng)；

g) 材質(zhì)上要選用耐磨、耐熱、耐蝕性較好的軸承鋼、合金鋼．

h) 從表面處理上要選用耐磨、耐蝕、自潤(rùn)滑性能較好的涂覆材料；

i)適紡性強(qiáng)，走熟期短。

2、高速紡紗對(duì)鋼絲圈要求

a) 氣圈穩(wěn)定，一致性好；

b) 拎頭輕爽，氣圈富有彈性；

c) 走熟期短，飛圈少，斷頭少；

d) 毛羽好；

e) 導(dǎo)熱性好；

f) 摩擦系數(shù)小且一致性好；

g) 使用周期達(dá)標(biāo)；

h) 在圈型選擇方面，要使用幾何形狀重心較低的，有利于高速和提高效率；

i) 在截面形狀選擇上，如紡純棉品種，可選扁平形或?qū)挵雸A形，紡合成紗或混紡紗可選半圓形，紡化纖可選瓦楞型。

在高速紡紗環(huán)境中鋼領(lǐng)鋼絲圈配合要合理

如何驗(yàn)證在高速紡紗環(huán)境中鋼領(lǐng)鋼絲圈的配合是否合理，主要關(guān)注數(shù)據(jù)是：

a) 3mm以上有害毛羽、千錠時(shí)斷頭率、棉結(jié)、使用壽命、適紡性、走熟期、防腐性能等．

b) 鋼絲圈在鋼領(lǐng)上運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、跳動(dòng)、振動(dòng)頻率及振程小，鋼絲圈輪廓較清晰，紗線通道中積花少；

c) 鋼絲圈運(yùn)轉(zhuǎn)造成的張力穩(wěn)定，紗線碰隔紗板及紗管頂部的次數(shù)較少；

d) 紗線通道寬敞、外傾角較小，能夠保證鋼絲圈平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)；

e) 鋼絲圈磨損接觸面面積較大、磨痕淺。

新型鋼領(lǐng)鋼絲圈的研發(fā)

近幾年紡紗企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，產(chǎn)品的品質(zhì)、檔次不斷提升，用工的矛盾尤為突出，為此求盛公司近幾年在新型鋼領(lǐng)、鋼絲圈的研發(fā)和生產(chǎn)上加大投入，克服困難取得了一定成績(jī)。重點(diǎn)做了以下工作。

1、鋼領(lǐng)的研發(fā)

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a) 采用新材質(zhì)，從過(guò)去較為單一的低碳鋼發(fā)展到現(xiàn)在的多種合金鋼、軸承鋼等不同特性的材質(zhì)，以適應(yīng)不同客戶對(duì)使用壽命的不同要求；

b) 抓制造精度，把延續(xù)了十幾年的傳統(tǒng)加工設(shè)備徹底淘汰，優(yōu)化了生產(chǎn)工藝，引進(jìn)了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的具有針對(duì)性的各種數(shù)控設(shè)備加以批量生產(chǎn)，使產(chǎn)出的鋼領(lǐng)不僅精度高，且一致性，特別是工作面的一致性極好，這樣就滿足了客戶對(duì)高速生產(chǎn)、成紗質(zhì)量?jī)?yōu)而穩(wěn)定的需求；

c) 改進(jìn)處理方法，通過(guò)幾種不同的表面處理方法，使產(chǎn)品工作表面的物理特性發(fā)生改變，從而達(dá)到走熟期更短、斷頭率更低、成紗質(zhì)量更好、耐磨性更強(qiáng)、抗腐效果優(yōu)良的結(jié)果。

表2為國(guó)內(nèi)某知名紡紗企業(yè)，使用求盛精密軸承鋼領(lǐng)和配進(jìn)口鋼絲圈，與另一家國(guó)內(nèi)著名鋼領(lǐng)廠同錠質(zhì)量對(duì)比，從表2中可以看出，JC14．6tex紗質(zhì)量明顯提高。

2、鋼絲圈的研發(fā)

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在選材上選用機(jī)械性能和耐磨性更好的材質(zhì)，并開(kāi)發(fā)出適用于集聚紡使用的高耐磨性產(chǎn)品；有針對(duì)性的進(jìn)行表面處理，使其提高耐磨性，增加潤(rùn)滑性和散熱性。

結(jié) 語(yǔ)

鋼領(lǐng)鋼絲圈是環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)的主要紡紗部件，隨著企業(yè)對(duì)紡紗質(zhì)量和紡紗生產(chǎn)效率要求的不斷提高，對(duì)鋼領(lǐng)鋼絲圈制造企業(yè)提出了許多新要求。鋼領(lǐng)和鋼絲圈之間摩擦系數(shù)要小，一致性好，上機(jī)走熟期要短，且使用壽命要長(zhǎng)，能適應(yīng)高速環(huán)錠紡和集聚紡的紡紗要求，成紗毛羽與棉結(jié)少。

近年來(lái)通過(guò)對(duì)材料的優(yōu)選與對(duì)特定加工設(shè)備進(jìn)行熱處理，改進(jìn)表面處理等方式進(jìn)行升級(jí)改造和流程再造，在鋼領(lǐng)鋼絲圈的研發(fā)及生產(chǎn)上取得突破，先后推出紡進(jìn)口系列鋼領(lǐng)的精密軸承鋼領(lǐng)。使鋼領(lǐng)的平均壽命從原來(lái)的一年多提高到六年多，鋼絲圈的平均周期壽命從過(guò)去的5-7天，提高到現(xiàn)在的25天以上。通過(guò)在國(guó)內(nèi)眾多大、中型中高端紡織企業(yè)的集聚紡和高速環(huán)錠紡應(yīng)用實(shí)踐，結(jié)果表明其能夠完全滿足紡紗生產(chǎn)的需要，并且可以替代國(guó)外同規(guī)格的進(jìn)口產(chǎn)品。這將不僅有利于國(guó)內(nèi)紡織企業(yè)降低這方面專件器材的使用成本，又能滿足客戶要求的紗線品質(zhì)指標(biāo)，可以廣泛推廣和應(yīng)用。

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