前 言
近年来，纺织行业对高效、节能、省工的棉纺设备及专件器材的需求增长加快，设备自动化、纺纱高速化的呼声也越来越高。高速化纺纱作为实现产量大、效率高，又能节省用工的纺纱技术和工艺，在一些企业得到了推广和应用，引领了纺纱技术进步。
纺纱高速化是一项系统工程。对纺纱而言，锭速提高后的质量、能耗、物耗、效率是要利弊平衡的，对装备、专件器材、纺纱工艺、原料、环境、管理都提出来更高的要求，更需要一定的技术和管理条件来保障。棉纺细纱工序对锭速提高后主要要求是：断头率低，质量指标稳定，能耗、物耗低，提升生产效率等。高速纺纱条件下锭子的机械状态、动态性能对成纱质量及效率影响很大。就棉纺细纱锭子而言，高速化条件下锭子要达到以下要求：
（1）可靠性：无早期故障、使用寿命长。
（2）稳定性：受负载、张力变化影响，承载能力强、运转平稳、振动和噪声低、能耗低。
（3）一致性：锭间指标差异小、锭子运行状态差异小。
（4）附件及装置功能完备：尾纱留头可靠、回丝易清除（或自动清除）、插拔管及刹锭可靠、方便操作等，
（5）满足集体落纱、连续化的保障要求。
（6）维护成本低：安装调整方便，维护保养费用低。
围绕以上方面，本文就锭子结构及变化、设计及制造技术、国内外公司高速锭子结构的技术开发等作一些简述。
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国内使用锭子结构情况及变化
目前我国纺纱纱锭规模在1.3亿枚左右，大批量使用的主要结构如下：
1.1 D1200系列锭子
分离式上、下支承，上支承固定，使用φ7.8上轴承。下支承由中心套管+尼龙弹性元件定位，尖锥型锭底，短卷簧吸振阻尼。代表型号：D1203B、D1203C、DFG2等。
图1 D1200锭胆结构示意图
1.2 D3000系列锭子
上、下支承采用金属弹性管连接，下支承由加工有螺旋形槽的金属弹性管、锥窝锭底、长吸振阻尼卷簧等组成。与D1200结构相比，该结构锭胆适纺速度及锭子承载能力显著提高。代表型号：D3103E-19、D3203C、D3203C-20等。
图2 D3000锭胆结构示意图
1.3 D4000系列锭子
以原SKF公司的HF2型锭胆结构原理为基础，结合D3200使用情况开发。上、下支承通过金属弹性管连接，加工有大螺距螺旋槽的弹性管在与其配合的锥窝锭底的底部加一纵向缓冲元件，使锭胆具有纵向缓冲功能，加长卷簧具有较好的油膜阻尼吸振作用。该系列锭子适纺范围宽，承载能力及速度特性进一步提高。该结构的铝套管锭子特别适用于集体落纱（可消除集体落纱在插管时形成的部分意外力）。代表型号：D4203C、D4203C-20.5、D4103E-19、D4211FA-20.5、D4110R-19、D4110R-20.5等。
图3 D4000锭胆结构示意图
1.4 D5000系列锭子
上、下支承分离，下支承由中心套管+尼龙弹性元件定位，其锭底由锥窝式改为径向滑动轴承+轴向大球面止推轴承的组合结构。因下支承结构产生重要改变，高速稳定性和节能性能均提升，适用于纺织企业提速改造、锭子结构升级等。代表型号：D5203、D5103C-19、D5103C-20.5。
图4 D5000锭胆结构示意图
1.5 D6000系列锭子（或D7000系列锭子）
上、下支承通过金属弹性管连接，上支承规格为φ6.8，锭盘带轮直径可减小到φ18mm，有利于细纱机主传动减振、降噪。下支承为径向滑动轴承和轴向大球面止推轴承的组合结构，特别有利于提高其高速稳定性。该类型锭胆结构优点：提高承载能力，降低锭子功耗，径向及轴向稳定性均大幅提高（不发生轴向窜动），减少磨粒磨损。
图5 D6000（或D7000）锭胆结构示意图
这个系列是目前国内正在大批量推广的新型结构的高速节能锭子。
（D7000系列锭子与D6000系列结构相同，也有厂家推出使用进口HP-S68锭胆，编号为D6800系列或D7100系列。）
1.6 Novibra公司HP-S68锭胆及锭子
世界知名锭子公司，配套立达公司等世界知名公司细纱机，在国内有引进设备的纺织企业使用。与河南二纺机有技术合作，推出高速锭子，销往国内外市场。（双方合作推出YHP-68及Eco 18型系列锭子）
1.7 Texparts公司的CS1锭胆及锭子
世界知名锭子公司，配套青泽公司、丰田公司等世界知名公司细纱机，在国内部分引进设备的纺织企业使用。
Novibra公司和Texparts公司高速锭子已在欧洲（土耳其）、亚洲（印度）等国家的纺织行业经过了二十年左右的高速化纺纱生产验证。成套锭子高速适纺性能良好，具有明显的节电、节油效果。
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锭子杆盘和锭胆组件结构的技术创新与发展
1988年，Suessen公司发明了新型锭胆结构，这是锭胆结构设计的一次革命。在上世纪九十年代中期开始，欧洲公司大批量推广和销售此种结构锭子。
2.1 新型下支承结构（平锭底型结构）
下支承取消锥窝式锭底，改为径向滑动+圆柱大球面止推的组合轴承结构，其优点如下：
图6 两种结构锭胆示意图
（1）改善了摩擦及润滑状态，使锭子运行稳定。
（2）提高了下支承的径向和轴向稳定性。经对锭子进行动态性能检测验证，该结构锭尖轴心轨迹更加规则。克服了原锥窝式锭底，锭尖在不平衡力作用下沿锥面上爬，杆盘轴向窜动的不平稳现象。
（3）减小了锭尖接触应力，增加了成套锭子的承载能力。
（4）从结构上保证，消除下尖运转区域磨粒的积存，避免锭尖磨粒磨损和早期磨损，延长锭子的使用寿命。（原尖锥型锭杆锭子，锭尖磨损到一定程度就因振幅超差失效而报废。）
（5）改善了尖锥型结构锭子减振、阻尼的滞后效应。
2.2 上轴承规格小型化
使用φ6.8孔径轴承，锭盘带轮直径可到φ18.5mm，与国内普遍使用锭盘直径φ22、φ20.5相比较，在同等锭速条件下，可减低主机的主传动输出速度，从而使主机传动系统节能、为降低振动和噪声创造了条件。
瑞士Rotorcraft公司新研发的φ5.2内径轴承，锭盘带轮直径可最小到φ15。
轴承规格小型化，可降低轴承及轴颈运行线速度，降噪和节能。
图7 上轴承结构图
表1 纺锭轴承规格一览表
2.3 上、下支承距变化
上、下轴承的支承距离由120改变为100，最小已到75mm。
（1）有利于增加锭杆刚性、锭胆刚度及弹性。
（2）减少加油量。
（3）减少锭杆与油液的涡动耗能、摩擦耗能。
图8 上、下支承距变化示意图
2.4 采用铝套管结构
（1）铝套管与锭盘、锭杆结构精密定心连接；
（2）满足高速化要求，铝套管刚性要高于光杆锭子，保证高速稳定性好；
（3）满足集体落纱自动插拔管，方便使用要求。
图9 不同规格的锭杆
2.5 使用新型结构的夹纱器
使用新型结构的夹纱器，满足集体落纱细纱机，解决尾纱留头率高、降低开车断头率、能自动清除尾纱的需求。
（未完待续）
作者：曹秀成（河南二纺机股份有限公司）
编辑： 中国纱线网，转载请注 明出处
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