细纱断头问题是细纱工序最主要的问题,细纱断头率是表征细纱设备状态的重要指标,也是决定细纱用工水平的重要因素。细纱断头的根本原因是纺纱时的突变张力超过了纱的最低强力所致,降低细纱断头一般从三方面着手,一是通过改善纱条的强力不匀,特别是减少强力弱环,来提高纱条的最低强力值;二是改善纺纱张力特性,通过使用合适的钢领与钢丝圈减少张力突变几率并降低突变张力值;三是加强纺纱设备及纺纱器材的维护,减少原因造成的细纱断头。为了降低细纱断头,我公司采用BC型钢领与钢丝圈进行纺纱试验。
1 BC型钢领与钢丝圈的特点
1.1钢领与钢丝圈的技术要求
管纱卷绕过程中要求钢领内跑道的几何形状要适应钢丝圈的高速回转,二者之间的摩擦因数既均匀又稳定,从而保证气圈始终保持较好的形状。钢丝圈既要与钢领内跑道几何尺寸相配合,又要与钢领的边宽尺寸相配合,保证在运行过程中能高速回转而不打楔,在运行过程中,对钢领的接触压强要小,以减少磨损。
1.2 BC型钢领与钢丝圈的特点
BC型钢领与钢丝圈是在ZM型钢领钢丝圈的基础上创新研究出来的新型钢领钢丝圈。BC型钢领是一种下支承、多点接触型钢领;BC型钢丝圈是一种新型的非对称钢丝圈,二者的几何结构及配合设计独特,适应性比ZM型钢领钢丝圈广。BC型钢领与钢丝圈具有以下特点。
1.2.1钢领与钢丝圈接触长度长
PG型平面钢领与钢丝圈在运行时的接触长度约为1.8 mm,而BC钢领与钢丝圈的接触长度达4 mm以上,接触面积增加50%以上。在同样纺纱张力条件下,钢领与钢丝圈之间的压强减少50%以上,所以钢领与钢丝圈的磨损情况得到较明显改善,其寿命相应可延长1倍~1.5倍。
1.2.2钢丝圈的散热面积大
PG型钢丝圈运行时的工作面温度一般在320℃以上,速度越高,颜色越深,飞圈情况严重。而Bc型钢丝圈在长时间运行后,颜色仍无明显变化,仅有磨损的沟槽。因此,BC型钢丝圈与钢领摩擦接触处的温度较低,散热效果比平面钢丝圈好,飞圈断头极少。在试验过程中即使将钢丝圈线速度提高到42m/min左右,细纱生产情况也很正常,而且钢丝圈的更换周期延长1倍,圈脚也无烧毁或烧糊痕迹。
1.2.3改善纺纱张力特性
使用BC型钢领与钢丝圈,纺纱张力平均值及张力突变的幅度比同等条件下的PG型平面钢领钢丝圈小,气圈控制和调节能力强,小纱阶段不炸气圈,大纱阶段气圈仍有一定的弹性,落纱过程中的随机性断头大幅度降低。
1.2.4重心降低,高速适应性更好
BC型钢丝圈的圈形为不对称结构,内脚较长、外脚较短。在高速回转时钢丝圈呈倾斜状态,回转质心半径比平面钢丝圈小,重心下移,钢丝圈3个方向的倾角变化幅度不大,高速回转时有极好的运动稳定性,而且在小纱、中纱、大纱3个阶段,钢丝圈的3个方向的倾角变化都不大,运行阻力小而稳定,气圈张力变化均匀,张力突变几率小。因此,BC型钢丝圈既能适应高锭速,又能减少细纱断头。
1.2.5抗楔效果好
BC型钢丝圈解决了平面钢丝圈重心下移与钢丝圈前倾角变大、抗楔性能差的矛盾。Bc型钢丝圈运行时重心因内脚较长、外脚较短而下移,但前倾角仍保持较小的角度,使得纱条的运行通道较为宽敞,运行阻力减小。钢丝圈的棱边把纱条刮毛或刮成棉结、棉球的现象得到极大改善,这对减少管纱毛羽、棉结非常有利。钢丝圈运行一个周期下来,通道也无积花现象产生,纱条楔断头现象极少。
2 BC型钢领与钢丝圈的应用
我公司自2002年开始使用Bc型钢领与钢丝圈,并逐步推广。纺纱生产中有以下几点体会。
2.1细纱断头数量大幅度降低
我们用10台420锭细纱机生产18.5 tex腈纶纱,其中5台细纱机使用PG型钢领,5台细纱机使用Bc型钢领,运行24 h的总断头水平对比见表1。

从表1可以看出,同等条件下,使用Bc型钢领比PG型钢领细纱断头可降低50%,断1次和断2次头的锭子数量也可减少50%,,断3次头及以上的锭子数量可降低30%;两种钢领使用12个月以后,BC型钢领钢丝圈降低断头的效果更明显。
2.2钢丝圈飞圈少,纱条楔断头少
我公司在生产腈纶18.5 tex纱时,不同钢丝圈纺纱使用情况见表2。

从表2可以看出,PG型平面钢丝圈飞圈较多,特别是新钢丝圈上车时初始阶段,3天左右钢丝圈的颜色就发生变化,5天左右就发蓝、烧糊;而BC型钢丝圈飞圈现象极少,楔断头现象也少,值车工基本不需要添补钢丝圈,使用14天仍无发蓝、烧糊现象,仅看到磨损的沟槽。
通过对使用Bc型钢领钢丝圈的腈纶机台的试验跟踪,总结出将BC型钢领的使用周期定为15个月,钢丝圈的使用周期定为14天,与设备揩车的周期同步比较合理。
2.3使用周期长
新的Bc型钢领钢丝圈上车无走熟期,衰退周期长,钢领使用寿命可延长50%,钢丝圈更换周期可延长1倍。以前使用PG型平面钢领时,每次平车、揩车后,总要人为地开一段慢速,管理不便,同时电机速度频繁变化也容易烧坏,特别是接近周期寿命的钢领,该问题更为突出。使用Bc型钢领钢丝圈,则可全速开车,毫无影响,钢领即使用了12个月以上,也很正常。生产腈纶18.5 tex纱使用PG型平面钢领,钢丝圈每7天换1次,使用Bc型钢领,钢丝圈可用14天,正好与细纱机的揩车周期同步,可减少设备维修人员的工作量。另外,已使用15个月的BC型钢领还可在29.5 tex以上的品种机台上再使用6个月~9个月,仍能保证较低的断头数量,管纱毛羽质量也很正常。
2.4便于更换品种
我公司的产品以腈纶化纤为主,根据用户的需要,纺纱号数经常变化。使用PG型钢领时,品种翻改时纺纱号数相差4 tex左右,就需要更换钢领。使用Bc型钢领,对29.5 tex以下的品种进行翻改时,只要换上新的合适的钢丝圈即可。BC型钢领钢丝圈特别适纺化纤纱,纺中粗号化纤纱要求钢丝圈具有较宽敞的通道,使用PG型钢领时,钢丝圈积花、挂花、起球现象较多,断头也多,钢丝圈寿命很短,每3天就要换一次钢丝圈。同样的品种,使用Bc型钢领后,则未发现钢丝圈积花、挂花、起球现象,钢丝圈可用7天~9天。
3使用建议
我公司在大面积推广使用BC型钢领与钢丝圈后,取得了较好的效果。有效地降低了细纱断头,减轻了值车工和设备维修工的工作量,锭速和单产水平都得到了提高,钢领与钢丝圈的消耗数量也明显降低,在节约用工、降低物耗、增加效益方面有较好效果。但也遇到一些情况,主要是钢领钢丝圈的质量稳定性不够好,不同时期购进的钢领或钢丝圈在使用了一段时间后质量有波动现象。因此,建议制造厂家注意以下几点。
3.1选用优质稳定的钢材
材质是钢领钢丝圈质量的基础,它对钢领的表面硬度、粗糙度、抗衰退性能和周期寿命等指标起着决定性作用,钢领钢丝圈的材质必须高度重视,严格把关并不断改进创新。
3.2提高制造精度减少质量差异
钢领与钢丝圈的制造工艺、表面处理技术与质量保证手段要可控、可靠、稳定,并不断改进;提高制造加工精度,稳定产品质量,减少产品批次之间和产品个体之间的质量差异。
3.3提高钢领内跑道表面硬度
国产钢领表面硬度的技术要求为不低于HRA81.5,这一标准已不能适应众多棉纺企业的现实要求。国外钢领的表面硬度已达HRA1000以上,使用寿命可达8年~10年,有些国产自润滑钢领的表面硬度也达HRA800以上,使用寿命达5年以上。Bc型钢领钢丝圈的使用寿命虽然比普通钢领钢丝圈长,但与一些特殊钢领钢丝圈相比还有一些差距。
3.4加强与使用单位的沟通
及时与用户沟通,了解Bc型钢领钢丝圈在使用过程中容易出现的问题,针对典型问题进行研究、攻关、解决,使Bc型钢领钢丝圈的优势得到充分发挥。
4结束语
BC型钢领与钢丝圈是一种新型结构的纺纱卷绕器材,BC型钢领与钢丝圈从构造上讲科学合理。钢领与钢丝圈接触面积大,压强小,散热效果好,符合钢领与钢丝圈的自身技术要求;并有更好的高速运转稳定性,能有效改善张力特性,特别是降低突变张力,减少纺纱过程中纱条的突变张力值高于其强力弱环的几率;高速运转抗楔性能好,飞圈数量大大减少,有效地降低细纱断头。另外,BC型钢领与钢丝圈的使用周期可适当延长,减小了纺专器材的消耗量,同时降低了值车工与修机工的劳动强度。