国内外环锭纺纱技术的发展与创新.docx

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国内外环锭纺纱技术的发展与创新

国内外环锭纺纱技术的发展与创新

近几年来,环锭纺纱技术通过不断改进与技术创新,在多种纺纱技术共同发展中继续保持领先地位。

紧密纺纱与复合纺纱技术,不但显著提升了环锭纺纱线品质档次,并扩宽了环锭纺纱线的应用领域,是对环锭纺技术的发展与创新。

采用带自动落纱的环锭细纱长机与细络联合机是环锭纺技术进一步的发展方向。

要使环锭细纱机实现优质高产、效益最佳,选好主机是基础,配好器材专件是关键。

Throughcontinuousimprovementandtechnologicalinnovation,ringspinningtechnologyhaskepttheleadingpositionduringtheharmoniouslydevelopingofallkindsofspinningtechnologies.Compactspinningtechnologyandcompositespinningtechnologyhavenotonlyremarkablyimprovedringspunyarngrade,butalsobroadeneditsapplicationscope,whichisthenewdevelopmentandinnovationofringspinningtechnology.Adoptionoflongringspinningframewithautomaticdofferandspinning-windingunitisanotherdevelopingtendencyofringspinningtechnology.It'sthekeypointtoachieve

quality,highefficiencyandbetterprofittomatchtheaccessorieswhilethemainframeselectionisthe

fundamentalwork.

环锭纺纱技术发展与创新的主要标志纺纱是纺织产业链的第一道工序,其产品质量档次、生产效率与加工成本在整个产业链中具有十分重要的地位,故国内外对纺纱技术的发展与创新技术的应用都十分重视与关注。

随着纺织科学技术的发展,目前在纺纱生产中普遍采用了两类纺纱技术,一种是环锭纺纱技术,从发明到应用已有100多年历史。

另一种是新型纺纱技术,如转杯纺、喷气纺、喷气涡流纺等,由于其成纱机理、成纱结构不同于环锭纺,并在纺纱工序缩短、劳动用工减少等方面具有一定优势,故近期得到快速发展,用新型纺纱技术生产的各类纱线比重逐年有较大增加。

但从总体分析,目前用环锭纺纱机生产的纱线仍占主导地位,国内外90%短纤纱线是在环锭纺纱机上加工生产的。

环锭纺纱经历了100多年发展,技术越来越成熟、对生产品种适应性越来越广，生产纱支在5〜300tex内的纱线均可在环锭纺纱机上加工,同时环锭纺技术不仅在棉纺上应用,还广泛应用于毛纺、麻纺、绢纺等领域,生产毛纱、麻纱、绢丝纱等各种纱线,其应用领域十分宽广。

跨入21世纪以来,随着纺纱技术的不断进步,环锭纺纱技术不但在纺纱方法上取得了重大突破与改进,而且在纺纱技术装备上运用高科技手段在智能化、自动化、机电一体化技术等方面也有重大创新,环锭纺纱技术正以崭新的面貌展示在纺纱领域,主

要反映在以下5个方面。

（1）紧密纺技术（又称集聚纺）的研发成功与投入生产,标志着环锭纺纱技术进入了一个新的历史发展阶段,用紧密纺技术生产的纱线在可纺支数与品质方面比传统环锭纺及新型纺纱均具有明显优势。

（2）在环锭细纱机上采用多种形式复合纺纱技术,使环锭纺纱线不仅呈现原料、色泽多元化,而且形态结构多样化,进一步拓宽了环锭纺生产纱线的应用领域。

（3）围绕减少纺纱用工提高劳动生产率,在环锭细纱机上广泛应用自动化、机电一体化等新技术,在国外带自动落纱细纱长车及细络联已得到广泛应用,在国内带集体络纱的细纱长机也取得长足进步,正在逐步推广应用,并正在向细络联与粗细联延伸,实现纺纱工序的连续化。

（4）围绕提高环锭纺纱机的生产效率,进一步提高纺纱速度,加快了新型高速锭子、小直径钢领、低纺纱张力新技术的采用与推广步伐,在国外细纱锭速最高已达2.5万r/min,在国内采用新型高速锭子等措施后,有望使环锭纺生产效率比原来提高

15%〜20%。

（5）围绕在环锭纺纱机上生产高质量、无疵纱线,广泛采用了优质胶辊（圈）、罗拉、摇架、钢领、钢丝圈等优质纺纱器材,实

践证明,优选优质纺纱器材是提高纱线稳定性与一致性的有效途径。

环锭纺纱技术的五大发展与创新,使环锭纺纱在目前多种纺纱技术共存中继续保持着领先地位,成为纺纱领域的“常青树”。

紧密纺纱技术的进步与发展

1国外紧密纺技术的发展情况由于紧密纺纱缩小了环锭纺细纱机前罗拉出口处须条的加捻三角区,其成纱结构比普通环锭纺纱线有了质的变化,突出反映在成纱毛羽减少,强力提高。

在成纱强力不变情况下可以适当减少捻度,从而可提高生产效率。

紧密纺纱技术自1999年巴黎国际纺机展上瑞士Rieter（立达）,德国Suessen（绪森）、Zinser（青泽）等国外纺机公司展出紧密纺的环锭细纱机。

10年来,紧密纺

纱技术迅速风靡整个纺织界,得到快速发展。

据报道,欧洲计划用5〜10年时间以紧密纺纱机来全部替代普通环锭纺纱机。

更有

专家预言:

“未来属于紧密纺天下。

”

10年来,紧密纺纱技术也在实践中不断完善与提高,尤其是近几年来,Rieter公司在超长细纱机上应用紧密纺纱技术获得成功,在1632锭超长环锭细纱机上安装了COM<45型紧密纺装置,

比该公司原COMK44型紧密纺细纱机在结构上又有许多改进，并

能节约能耗8%,该机已在国内部分企业使用。

Suessen公司将Elite®紧密纺技术与Fiomax100型

环锭细纱机结合推出FiomaxE1型短纤紧密纺细纱机,与Fiomax200型长纤维环锭细纱机结合推出FiomaxE2型长纤维紧密纺细

纱机,该机可供毛纺织企业生产毛纺紧密纱。

在此基础上Suessen公司又研发出紧密纺技术与赛络纺技术结合的紧密赛络纺细纱机（EliTwist®）,采用双粗纱喂入使生产的纱线具有股线风

格,它与单纱紧密纺纱比较,纱上毛羽更少,条干更好,强力也有显著提高，生产支数可达到9.7〜5.8tex（60S〜100S）,可

用作高档针、棉织物与精毛纺织品的纱线。

此外,在2007―2008年的国际纺机展中瑞士

Rotorcraft（罗托卡夫特）公司又展出了一种新型磁性式紧密纺装置,它不需用负压气流对纤维束进行凝聚,使紧密纺装置机构大大简化,能耗下降,经国内部分厂家使用,用磁性式紧密纺机生产纱的质量也达到较好水平。

日本Toyota（丰田）公司在研究SuessenElite®紧密纺技术优缺点基础上也推出四罗拉积极传动方式EAST紧密纺纱机

其特点是将前上皮辊及引导上皮辊从积极传动改为消极传动,由于采用罗拉齿轮传动方式,提高了传动稳定性,同时简化了对皮辊直径配套要求的管理,节约了皮辊消耗。

从国外近几年来紧密纺技术发展表明,各种形式紧密纺装置或紧密纺细纱机各有特点,尚不能肯定哪种形式是最合理最成熟,但用紧密纺技术来消除纺纱三角区的理念是正确的,不同的是完成消除纺纱三角区的方法。

2国内紧密纺技术发展情况与主要特点由于采用紧密纺技术在改善成纱质量、提高设备生产效率上有明显效果,故国内采用紧密纺技术也引起许多纺纱企业重视,不但在棉纺企业中推广应用,且在毛纺、麻纺企业中也开始应用这一先进技术,到2009年,已有300多万锭环锭纺细纱机采用了各种类型的紧密纺装置。

为适应紧密纺技术推广应用,国内有10多家纺机公司在消化吸收国外紧密纺技术基础上,自主研发了各种类型的紧密纺装置。

从ITMAASIA+CITME2008上可以看出,在20家企业展出的紧密纺细纱机中,国外只4家,国内有16家之多,并显示以下5个特点。

（1）产品价格大幅度下降除个别制造厂使用国外紧密纺装置配套价格较高外,绝大多数制造商整机改造价格报价在200元/锭左右,比3年前600〜700元/锭的改造费用下降很多。

业内人士认为，价格平民化,使企业承受能力提高,有利于加快推广应用步伐。

（2）紧密纺技术应用范围正在向多品种、低端化拓展除了少数企业用紧密纺技术生产5.8tex（100S）以上高支纱外,多数企业已将紧密纺技术应用于生产11.7tex（50S）左右,以细绒棉为主的纯棉及混纺纱,还有不少企业用紧密纺技术生产中细号的Modal、天丝®、竹纤维、粘纤等纤维素纤维混纺纱,并取得较好的经济效益。

说明紧密纺纱已不再是“高支纯棉精梳纱”的代名词。

（3）国产紧密纺技术日趋成熟,成纱质量已与国际同步

在同样原料条件下,用紧密纺技术纺纱比传统环锭纺纱可减少3mm毛羽70%以上，单纱强度提高10%以上，这与国际水平基本相同。

尤其是用江苏华方与同和纺机生产的四罗拉紧密纺纱机与RieterCOM4®及德国Suessen公司Elite®紧密纺纱机试验数据对比表明,纱线的主要质量指标并不亚于国外紧密纺机水平（表1）。

（4）国产紧密纺纱机采用技术路线与机械结构具有中国特色从已使用国内外紧密纺纱机分析,国产紧密纺纱机多数以大

风机配大风管作为紧密纺的负压气流,它与进口机采用小风机相比具有能耗低、减少排污（短绒）、降低压力等多项优势,这也是国产紧密纺有别于国外紧密纺的一个显著亮点。

而集中风管又分为位于纱架中间的中央风管和位于纱架之上的高位风管,二者相比安装在纱架横杆上的高位风管更符合挡车工的操作习惯和美观的要求。

此外国内紧密纺除了采用大风机和大风管这一显著特点外,国内多家制造厂家在尾箱风道集聚管、罗拉盒、罗拉轴承、网格圈、胶管等紧密纺相关部件的结构、材料、加工工艺等也有重大改进,如宁波德昌单电机驱动双风机形式、江苏华方低噪音离心集聚风机和双向使用罗拉轴承、无锡二橡胶的加宽型牵伸胶辊等器材与国外同类型器材相比,明显具有节约能源、降低使用成本、稳定成纱质量等效能。

（5）三罗拉与四罗拉紧密纺装置各具特色随着国内紧密纺纱机的制造与工艺技术不断改进提高,目前国内除了少数企业整机引进国外紧密纺纱机外,大多数企业采用的是对传统环锭细纱机进行改造而成,其中以采用Suessen公司的Elite®技术生产的三罗拉式紧密纺装置居多,它具有结构简单、造价较低的优势,但三罗拉紧密纺装置以前上皮辊传动引导上皮辊的方式,对皮辊直经的要求十分严格,两者的线速度必须保持恒定值,给纺纱厂的管理增加了一定难度。

为了克服三罗拉紧密纺装置的不足,近几年来国内也研发了四罗拉式紧密纺装置,该装置是在Elite®技术基础上研制成的,近似Toyota公司的EAST型紧密纺装置。

其特点:

一是由带齿前罗拉通过过桥齿轮传动引导罗拉,这种积极传动方式,使前胶辊和引导胶辊皆为消极转动,引导罗拉与前罗拉间的速比能够保持恒定。

二是由于带齿前罗拉传动引导罗拉,网格圈的运动是通过引导胶辊和引导罗拉的夹持而积极运动,降低了网格圈运动不稳定的几率,并延长使用寿命。

三是四罗拉式须条凝聚区的长度比三罗拉短,会对须条的凝聚效果有一定影响,其所纺紧密纱2mm毛羽数略多于三罗拉,故要按照所纺原料性能及纱线品质要求来选用。

复合纺纱技术的进步与发展采用复合纺纱技术来开发环锭纺的新型纱线,这也是近几年来环锭纺纱技术进步的一个亮点。

它是在环锭细纱机上通过技术改进与创新,巧妙地将2种或以上具有优良性能的纤维结合在一起纺成的新型纱线,目前已有赛络纺（Sirospun）、赛络菲尔纺

（Sirofil）、索罗纺（Solospun）、包芯纺及段彩纺等多种复合方法。

1赛络纺

它采用两根粗纱间隔一定距离平行喂入细纱机,经牵伸然后被汇合加捻成类似股线的赛络纱。

用赛络纺技术的优越性与紧密纺一样能减少纱线毛羽,同时用双粗纱喂入,如2根粗纱使用原料和色泽不同可生产混纺纱和混色纱线,拓展了环锭纺纱品种,是一项改造方便、投资少、效果好的新技术。

目前在毛纺、棉纺行业中正在扩大推广。

赛络纺如与紧密纺结合,其成纱质量更佳。

2赛络菲尔纺它是在赛络纺技术基础上发展的一种新型纺纱方法,它与赛络纺不同的是在纺纱中使用一根长丝纱和一根粗纱进行纺纱,长丝和粗纱分别喂入并与前牵伸罗拉钳口处保持一定的距离,从而组成加捻三角区一起加捻并形成长丝与短纤纱呈双边结构的赛络菲尔复合纱,长丝在短纤纱的外围。

在赛络菲尔纺中,长丝预张力、长丝和须条的距离、长丝和须条的比例是影响纺纱过程稳定性和赛络菲尔复合纱性能与结构的主要因素。

赛络菲尔纺纱可以减少纱线横截面中纤维根数,从而可以使用较粗的纤维来生产相同线密度的纱线,提高复合纱的强度,并改善纱线均匀度、减少毛羽,它与赛络纺一样可降低纺纱成本,是环锭纺纱中值得推广的两种新型纺纱技术。

3索罗纺

作为一种新型纺纱技术,诞生于1998年,并在巴黎国际纺机展（ITMA1999）上展示，引起业内人士重视。

索罗纺系统由附加罗拉（即索罗纺罗拉）组成,索罗纺罗拉沿其长度方向有一系列凹槽因此牵伸须条通过索罗纺罗拉时被劈成2〜4根子须条，并形成每根须条小加捻三角区,最后每根子须条离开索罗纺罗拉,被一起加捻,形成索罗纺纱线。

这一加捻机理使索罗纺纱线具有类似于多股纱的特殊结构,故又称缆形纱。

由于索罗纺在成纱过程中改变了纱线结构,其纱线的耐摩擦性可以与双股线相媲美。

同时它可以用同样的原料纺制出更细的纱线,在一定条件下索罗纺还可以用较差的原料以较低的成本纺制出更有弹性、更轻薄的产品。

目前国内上海毛麻纺织研究所已成功研发了索罗纺毛纺环锭细纱样机,并已在毛纱生产中试用,如进一步研究在棉纺生产中应用,其发展前景更好。

4包芯纺

它也是在环锭细纱机上通过加装一组长丝喂入装置后生产的复合纱线。

较长时间以来国内以生产氨纶包芯纱为主,用作具有弹性的针棉织物用纱。

但近几年随着织物向使用多种原料及多种用途发展,包芯纱结构也有显著变化,目前包芯纱用的芯丝采用涤纶、锦纶长丝及可溶性维纶长丝（非弹性）或金属丝（钢性）为芯的芯鞘型多用途的包芯复合纱生产量在不断上升。

如用涤、锦长丝作芯丝具有骨架作用,能提高针棉织品的挺括度和免烫性能;用水溶性维纶长丝作芯丝的毛巾用纱,在后加工中随着水溶性维纶的溶解,可制成手感柔软的无捻毛巾;用金属长丝作芯丝制成织物,具有抗静电、抗辐射的功能,可用作特种防护服装等。

从上述包芯纱结构变化说明,只要在环锭细纱机上通过适当改造,就可以生产多品种、多用途的包芯纱,这是一个发展趋势。

1采用高速节能锭子

要实现高速纺纱必须采用高速节能锭子。

目前国际上先进的高速锭子主要有NovibraHP-S68、HPS68/3系列、SKF的CS1系列和Rotorcraft的MM5系列，这些锭子速度均可达到2.5万r/min以上,比普通锭子噪音低、能耗省、使用寿命长（超过10

年）。

尽管这些锭子在结构形式上有所不同,但与国内使用最多的D3200锭子相比较，其主要特点是:

采用分体式锭底（锭底用球面支撑）,上轴承小型化（直径从7.8mm改为6.8mm,锭盘直径减小到18〜18.5mm）,采用单弹性与双弹性型锭胆及铝套管锭子等措施,使锭子在高速运转时平稳性提高,并实现降噪音、节能耗的目的。

2改进细纱机机械结构和配套卷绕部件

实现细纱高速纺纱,必须要改进细纱机的机械结构和配套卷绕部件,这是高速纺纱的基础。

要采取减少振源、防振、减振等措施,如将锭盘直径从22mm改为18.5〜17mm后,在传动电

机主轴及滚筒速度不变条件下,锭速可达到2万r/min以上;将龙筋改短从每节32〜36锭改为24锭,并在车头车尾采取增加车脚的加固措施,也可为高速运转创造良好的设备条件。

3采用小卷装、低张力的纺纱工艺

围绕高速时降低细纱断头,采用小卷装、低张力的纺纱工艺,但要实施低张力纺纱。

（1）要适当减小钢领直径,如纺中号纱选用38mm钢领后，在高速下由于纺纱张力减小可降低断头。

（2）要加

装气圈环，在升降动程180mm时,纺纱张力可降低25%。

（3）要选配高性能的钢领、钢丝圈。

根据国内外经验在高速纺纱时必须选用轴承钢的处理效果好的钢领,配用合适的钢丝圈。

（4）做好锭子、钢领、气圈环、导纱钩的四同心,这是实现纺纱高速卷绕、降低断头的必要条件。

只有将细纱断头降到最少时,高速纺纱才能实现。

4环锭细纱机实现高速纺纱能提高企业经济效益一是速度提高,产量增加。

如在纺中号纱时,通过一系列工作,将锭速从1.5万〜1.6万r/min提高到1.8万r/min左右,在设备效率不降低的情况下就可增加15%〜20%的产量。

二是

节约能耗。

据工厂试验情况:

采用先进高速节能锭子,在2万r/min速度下,每锭可节电3W,全年8000h,每锭可节电24kW・h,—个5万锭工厂节电量可达到120万kW・h,节电率在15%左右。

三是采用铝套管高速锭子与普通锭子比较,可减少加油与缩短换油周期,能节约用油,降低人工维护费用。

四是采用高速锭子能提高纺纱时的平稳性,减少因卷绕部件不良而造成的断头与纱疵。

尤其是对减少纱线毛羽、降低捻度与单强CV值有较好效果，有利于纱线质量的改善。

因此提高环锭纺纱速度既是纺纱技术发展的要求,也是企业提高经济效益的重要途径之一。

选好、用好器材、专件是提高环锭纺纱质量、发挥设备最大效能的保证

环锭纺长期的纺纱实践证明:

选好主机是基础,配好器材、专件是关键,主机的发展必将促进器材、专件技术的进步,而器材专件的技术突破又能推动主机的发展。

当前环锭纺要实现优质高产只有好的主机是不够的,器材专件一定要跟上。

环锭纺纱器材、专件较多,要重点选用好胶辊胶圈、加压摇架、优质罗拉、上销、隔距块、钢领、钢丝圈等关键器材专件,并要坚持“质量第一,价格第二”的原则。

（1）要优选胶辊胶圈。

胶辊胶圈与纺纱质量、生产效率的关系十分密切。

要选用高弹性、低硬度、高品质免处理胶辊;胶圈也要选用高弹性、低硬度、高耐磨,并要求高抗屈,具有光滑燥爽风格。

（2）要优选加压摇架。

无论是气动加压、弹簧加压、板簧加压,均做好摇架的三线平行一致性和加压的稳定性,三线平行才能压力一致,这是衡量摇架质量的关键指标。

（3）要采用高精度罗拉,提高罗拉表面加工精度,罗拉与罗拉轴承配合的机械尺寸要保证在标准公差内。

（4）要优选钢领、钢丝圈。

钢领、钢丝圈不仅影响断头,还和成纱毛羽关系密切。

国外钢领、钢丝圈由于选用材质高、加工精度高、有“永不磨损钢领”与“蓝宝石钢丝圈”之称,其特点是耐磨、散热、抗楔,能在高速运转下延长使用寿命,国内制造厂正在向这方面努力。

（5）要选用优质上销、隔距块及吊锭等器材。

上销要不变形隔距块要具有尺寸一致性;吊锭要动作精准,阻尼可调,可靠耐用避免产生意外牵伸。

结语

（1）环锭纺纱技术近几年来通过不断改进与技术创新,正在以崭新的面貌展现在纺纱领域,在多种纺纱技术共同发展中继续保持领先地位。

（2）在环锭纺纱中采用紧密纺纱与复合纺纱技术,不但显著提升了环锭纺纱线品质档次,并扩宽了环锭纺纱生产纱线的应用领域,是对环锭纺技术的发展与创新。

（3）采用带自动落纱环锭细纱长机与细络联合机是环锭纺技术进一步发展的方向,在节省用工、提高装备生产效率及节能降耗方面,均有显著效果。

（4）要使环锭细纱机实现优质高产、效益最佳,选好主机是基础,配好器材专件是关键。