纺织技术 | 棉纺细纱环锭纺锭子高速化技术探讨（下）|棉纺|纱线|纺织技术|细纱机|速度|锭子|高速化

（紧接上期）

国内外知名公司最新型高速锭子的锭胆结构技术分析

3.1 国际最新型锭胆结构及锭子

国际最新型NASA和CS1S型锭胆均采用双弹性结构（也有称双油腔结构，即锭胆安装在一层锭脚管内，该部件又与外锭座柔性地连接，双层之间充满着特殊的阻尼介质）。

锭胆部件在已有减振、自调中心、多层油膜吸振阻尼减振的基础上，通过结构设计，又与外锭座之间有一定的挠性和阻尼，可有效改善锭子的振动性能，尽可能消除锭子在高速纺纱时的振动传递到主机设备上，提高锭子的高速抗振、减振性能。

Novibra NASA

Texparts CS1S

图10 双油腔锭子示意图

目前，在立达K44、K45卡摩纺，丰田RX240等细纱机上有配套和使用。此类锭胆结构，纺纱高速条件下锭子的减振、降噪、节能效果更加显著。尤其适用于特定的品种及环境要求条件。

3.2国内最新型锭胆及结构锭子

JW.D58型锭胆及结构。（见示意图11 ）

Y-MM52A型锭胆及结构。（见示意图12）

图11 JW.D58型锭胆及结构

图12 Y-MM52A型锭胆及结构

经纬纺机和河南二纺机先后引进欧洲公司的专利和技术，开发的新型高性能高速节能锭子。

表2 锭子规格对照表

根据国内外厂家公布的检测数据和指标，这两种结构锭子机械速度可达到30000-35000r.p.m。

Y-MM52A型锭子在国内、国外各一个厂家做纺纱生产试验（成台），与原使用锭子相比，可节能15~20%，目前在试纺和可靠性验证阶段。

这些实践，也显示国内公司对未来锭子高速化结构的技术开发能力。

3.3 国内正大批量推广和使用的新型锭胆及结构锭子

D5100系列锭子、D6100（或D7100）系列锭子（平锭底型）。

十多年来，国内一些企业通过引进技术、合作开发、部分大学的技术研究、测绘分析国际知名公司的锭子结构等，学习、试制、试纺、不断改进、缩小差距，先后开发出多种新型结构的高速锭胆。

结构设计和改进，基本上与国际先进产品的发展趋势相同。结合国内纺织行业使用特点，推出适合国情的新型结构锭子，并正在大批量推向市场，满足部分用户提速、节能、升级改造的需求。

新型锭子具备了以下性能特点：实现高速化，可靠性、稳定性、一致性好，具有较好的节能效果，使用方便，维护保养费用低。

图13 D51系列

图14 D61（或D71）系列

锭子锭胆改变为新型平锭底结构后，经过对锭子空锭、满载的动态性能进行检测分析，与原尖锥型结构锭子对比，在高速条件下，尤其在锭速达到18000~20000 r.p.m 时，新型锭子运转平稳性、振动及功耗、噪声级别都显著改善。见以下示意图：

图 15锭子空锭功耗曲线图

图16 锭子噪声曲线图

图17 锭子振动曲线图

高速锭子的制造技术进步与发展

高速化锭子的技术开发要重点解决几个方面问题：

4.1 锭子的结构设计

高速锭子的结构设计目的：提升制造精度与工艺技术水平，实现高精制造、高效制造、经济制造。满足用户要求，做到正确使用，实现高速锭子跑高速。

成套锭子：在高速状态下，锭子受到各种不平衡力的作用，会产生振动和运行不平稳。因此抗振、减振、消振的结构设计是重点，达到降低摩擦与磨损，从振动学的理论与技术分析，高速锭子在第二、第三临界速度间，要有一个宽范的稳定区和自动定心区，保证锭子的速度——振幅特性好。使成套锭子运行稳定，保证产品有较长的使用寿命。

锭胆组件及阻尼结构：高速回转的杆盘组件和管纱卷捻产生的不平衡力及振动会传传递到锭胆，这就需要锭胆组件具有“软—弹性”：就是锭胆具有产生弹性位移、自调中心、阻尼减振的功能来消除这些不平衡力产生的振动和变形。

4.2 高速锭子的锭胆由单弹性锭胆在向双弹性方向发展

杆盘组件结构：在高速纺纱时，杆盘组件配用纱管，实现对纱线的高速卷绕。杆盘组件是高速运动件，与锭胆有高速摩擦与振动传递。杆盘组件的结构设计要解决“硬—刚性”，即刚性好、动平衡好、抗变形能力强。

4.3 锭子的结构设计、研究目标

高速条件下锭子的减振、消振、阻尼结构设计与创新；

高速条件上、下轴承间的摩擦、发热、润滑的分析与结构设计；

降低高速运转时的噪声、功耗的结构设计；

锭子设计与制造的可靠性技术研究；

锭子附件及功能装置的开发与结构设计等。

4.4 高速锭子制造技术需重要解决的技术

围绕成套锭子的可靠性、稳定性、一致性要求，按照成套组件、部件、零件的功能及要求，制定技术、质量标准，并将这些要求分解到零件及工序。

提高锭子产品的可靠性重点解决：避免产品的早期故障和失效；在使用寿命上与国外产品缩短差距。

4.4.1 减小和控制变形

锭杆的热处理采用自动化夹持淬火设备及冰冷处理工艺，控制锭杆的变形。

锭胆零件采用数控自动化设备加工螺旋槽技术及工艺。

锭胆零件连接技术，采用新型配合结构，精密定位连接，提高连接刚度，保证上、下支承的同轴度。

铝套管部件精密定位连接，外圆采用精密磨削，可有效控制加工的变形。

4.4.2 采用超精加工技术及工艺，降低锭子运转噪声

锭杆双轴颈采用超精磨削、超精研磨，使摩擦表面得到强化，且保证表面精度高。

上、下支承轴承孔，均采用高速切削及精研工艺，降低粗糙度，保证孔形状及精度。

配用超精加工的精密轴承。

4.4.3 装配技术

采用超声波自动清洗装备及工艺，保证零、部件及成套产品清洁度。

采用定压力压装设备及工艺。对需压装连接的零部件，采用计算机分析和使用压力传感仪器测量压装力，设置设备压力，防止压装的变形。

采用自动测量、分选零件，保证配合精度。

4.4.4 检测及分析技术

（1）检测仪器向自动化和智能化发展，建立产品的零件、部件、组件、成套产品的可靠性研究；

（2）锭子动态性能和功能研究；

（3）高速条件下锭子的受力分析研究；

（4）噪声、振动、功耗的检测、分析技术等；

（5）锭子减振、阻尼、承载等元器件的特性定量测试分析技术等。

4.4.5 制造技术差距

人才：需加快培养高素质的工艺开发队伍及技术工人。

设备：单人单机加工，逐步转向自动化程度高的数控机床及工艺设备。

工艺：工艺流程以工序分散为主，转向工序集中，采用先进设备及开发专用设备，采用加工中心和复合加工技术等。

工、夹具及刀具：引进和使用先进、高效的夹具、刀具，提高工序加工的工程能力。

原材料：特殊结构零件的原材料，要达到特殊订制。对金属元素及成份控制、材料状态、机械及热处理性能等提出特殊要求。

高速化纺纱是一项系统工程

5.1 实现高速化一定要改变一些习惯用法（或做法）

5.1.1 中速中卷装向高速小卷装过渡

高速运转带来锭子及部分专件器材的摩擦与振动加剧。为减小锭子负荷、纺纱张力，提升速度则需减小卷装尺寸。若纺纱速度达到19000 r.p.m及以上，配用7”(180～190)筒管较为合适。

5.1.2 光杆锭子向铝套管锭子转变

功能设计与结构设计决定，铝套管锭子高速运转下的杆盘及筒管变形、运转稳定性都要优于光杆锭子。光杆锭子向用户推荐使用转速一般不超过18000r.p.m，更高速度及高速化要使用铝套管锭子。

5.1.3 配用优质器材

配用优质筒管、锭带、使用气圈环。在高速纺纱中它们的作用及影响不可忽视。

5.1.4 使用优质润滑油

要提高锭子制造精度和清洁度，使锭子机械运行状态稳定，以节约用油。用户企业要改变中间补油的习惯做法，减少补油缺油、粉尘污染、杆盘错位等机会。当然需做试验与验证加油换油周期。

5.1.5 重视锭子与有关器材、专件的安装与调整

重视调整专用工具及专用量具的结合，定性转向定量、高精度。要改变和提高原使用中、低速时安装、保养的技术标准和要求。

5.2 新上项目，做好设备、专件及配置选型

要为高速化、连续化纺纱做准备，设备及专件器材、电气自动化的配置都要预留，如：集体落纱、紧密纺、卷装尺寸、配用自动夹纱器（钢领板升降系统，主电机系统刹车）细络联等的相互关联要考虑。

5.3 立足国情，分步进行

我国现有1.3亿枚纱锭，85%左右是光杆锭子，这是最大的国情。除新上项目或引进设备的厂家，绝大部分厂家细纱机为短车，配用光杆锭子，手工拔纱。受设备机械状态、配置专件的结构等因素影响，提速要有一个渐进式的过程，要做充分的技术准备和技术改造工作。

5.4 纺纱有一个经济速度问题

（1）受原材料、纺纱品种等内在因素影响，某一种支数生产有其适合的速度范围。任何产品都有其适用性，不是所有的锭子都适用高速，也不是所有品种的纱线生产都可以高速化。

（2）因设备、专件器材、工艺状况等外在因素影响，纺纱速度还要与质量、产量与成本指标间平衡。

（3）在技术和管理等条件具备情况下，中支纱品种可以达到高速化纺纱生产。

河南二纺机股份有限公司为满足纺织企业细纱机提速和升级改造的需求，推出以下建议方案及系列产品，供用户选择：

（1）替代目前使用的D1200及D3200锭子（Ф22、Ф24锭带直径），推荐使用：D3103E-19、D4103E-19、D3203C-20.5、D4203C-20.5、D5103C-19/20.5锭子，安装与筒管不变，使用速度可提升到17000-18000 r.p.m左右，而且使用小直径锭盘有明显的节能效果。

（2）替代原使用的Ф22、Ф24 锭带轮直径的尖锥型锭胆结构锭子，升级为新型锭胆结构（即平锭底型），推荐使用：

D5100系列：D5103E-19（20.5）

D6100系列：D6103E-19（20.5）

（1）光杆锭子升级改造为铝套管锭子，手动拔纱或自动落纱。推荐使用：D5100系列锭子（手拔纱）、D4100、D6100、YHP-6800系列铝套管锭子等。

（2）对于新建纺织企业和新上细纱设备的项目，考虑未来高速化发展需求及趋势，可直接配用新型高速节能锭子。

结束语

（1）国产高速细纱锭子能够适应和满足高速化纺纱的要求。

（2）成套锭子产品的可靠性、一致性还需进一步提高。

（3）锭子制造需加快技术进步，提高产品制造技术和质量控制水平，缩短与国际先进技术水平的差距。

纺纱高速化是一项系统工程。

（4）高速化带来高产能，但需要与质量、能耗、物耗等指标进行利弊平衡，分步实施，最终带来生产效率的提高，企业竞争力的增强。

通过专件制造企业、主机企业、用户企业、科研单位及院校的共同努力，高速锭子要满足高速化纺纱要求，配用主机实现其功能，最终实现纺纱高速化。