文/陈春义 乐峰（江苏悦达纺织集团有限公司）
1 细纱机高速应具备的条件
1.1细纱机提速的制约因素
1.1.1纺纱厂管理人员意识差异
为什么我们这里将纺纱厂管理人员的意识放在制约因素的首位呢？原因很简单，因为“人、机、料、法、环”中已表明人的因素是首要的，在实际生产中也确实如此，没有合格的员工、没有优秀的技术人员，没有卓越远见的上层决策，要想实现细纱机高速化是不可能的。
没有各棉纺厂的高速化，更谈不上棉纺行业高速化。其实，在一些企业中，对细纱高速化并不太重视，因为从棉纺厂开始筹建时便根据前后供应将前后机台配备好了，因此在生产中，只要不影响前后生产平衡，有些企业便认为没有必要非提速不可，况且当前棉纱销售形势不旺，纱线库存积压较多；再加上各棉纺厂自身的种种原因，如不同品种，不同纱支，不同机台锭速没有标准要求，上面的管理不善，下面的工艺上车执行不到位等都严重造成锭速差异，更不要说高速化了，有的企业为了保证细纱机的断头合格率，而不得不将车速下降控制也是一个因素。
1.1.2主机的制约因素分析
与国际先进细纱机相比，国产细纱机在主机机架结构和稳定性上较差，主要表现在以下几个方面：
(1) 新型细纱机机架结构上一直沿用18锭一节的机架，36锭为一节龙筋，跨距为1260mm，而进口细纱机以24锭为一节龙筋，跨距只有840mm，同样锭数下的支撑点多，高速下的稳定性较好。
(2) 主轴上及主轴的滚盘是引起设备振动的原因之一，由于我国使用的是金属滚盘，为了提升锭子速度，相应要加大电机速度和滚盘直径，因此滚盘加工精度不好，高速下会引起主轴较大的振动。
(3) 设备的安装要求及方法是影响机架稳定性的人为因素，这一点也不能忽视，由于各纺纱厂对设备安装要求、验收标准不一样，方法也不尽相同，保全技术水平差异等等，所有这些造成细纱机安装质量的优劣和设备的使用效果。
1.1.3加捻、卷绕部位的制约因素分析
1.1.3.1锭子的制约因素
环锭细纱机的锭子是加捻和卷绕系统最关键的器材之一，也是当前细纱机提速最直接的器材元件，无论是细纱机提速，还是细纱机高速化，锭子的作用不能忽视，因为目前的提速做法是加快锭子的速度，达到提高前罗拉速度的目的，从而提升细纱机的单产。
但锭子在高速转动中受到管纱重量、气圈张力、空气阻力、锭带摩擦阻力的影响，使锭子在高速运转中会出现异常振动、磨损等问题，锭速越高运行稳定性越差，锭间差异也越大。
1.1.3.2钢丝圈的制约因素
钢丝圈是环锭细纱机加捻和卷绕系统的又一关键器材，为什么这样说呢，因为钢丝圈虽然小，但在纺纱中的作用却很大，不但承担着给单纱加捻、卷绕成型，而且确保纱线有一定的强力、减少断头，同时钢丝圈要在钢领上跑动，损耗非常大。与钢领摩擦时会产生巨大的热量，当钢丝圈旋转超出一定的线速度时，钢丝圈会急剧升温而烧毁，产生飞圈现象，还有钢丝圈的圈型、轻重对纱线断头和质量影响也很大，应在钢丝圈使用中加以重视。为保证生产过程中钢丝圈保持正常运行，钢丝圈运行的线速度必须控制在一定的范围内，这就限制了纺纱速度的进一步提升。
1.1.3.3钢领的制约因素
钢领的直径不但决定了管纱的卷装容量，而且还对钢丝圈的使用周期和效果直接产生影响，最终对纱线的毛羽等质量指标产生影响。在钢丝圈运行速度和细纱锭距的双重约束下，钢领直径不能过大，从而决定了管纱卷装容量不会太大，速度提高后会造成落纱时间缩短，虽然产量总体有所提高，但细纱机运转效率将会降低，而且如果控制不好，会造成大面积断头的发生而影响正常生产。
当然还有其它种种因素的制约，如锭盘直径和材料的选择，筒管的高低和重量的选用，锭带的长短及滑溜，吊锭的张力和灵活性，气圈大小差异，纤维原料的不同，器材保养的方法及生产环境的控制等，但从影响当前细纱机高速化程度大小来看，首先还是锭子、钢丝圈和钢领等主要器材元件上。
1.2细纱机提速时应采取的措施
1.2.1标准的制定
要想提速，首先我们要有锭速的内控标准，目前国内锭速高低都是各纺纱厂根据J20S标准折合产量和折合系数倒推出的，因为这与各纱厂的经济效益挂钩，所以国家没有强制执行要求，在实际中各纺纱厂根据自己的实际情况而定。正常做法是根据细纱断头，原料、纱支，捻度以及主机及器材周期和损耗等来定。同样还应从能源角度制定出用电、用料等能耗标准，有了这些可靠的标准，我们便有确定的目标，也就有了改进的方向。
1.2.2设备的维护和器材的保养
(1) 以公司生产技术部、分厂及工序和保全检修人员为一线，实行以保全技术人员为主的细纱机台包机责任制。根据设备状态、维修保养工作内容和平揩车交接验收技术要求，将责任分解落实到机台承包人；同时加强对保全工的设备维修技术、电子知识的综合培训，提高其状态维修保养的基本技能。
(2) 加强平、揩车的验收管理，因平、揩车周期的较长，根据主机及部件运转时间及保全工数量情况确定较合量的作业计划表，各部件的装配必须严格按技术规范精度要求确保质量，如卷绕部分的安装，做到三平、三垂直、二准、二正、一活校。
(3) 加强重点检查及维修工作，执行状态维修保养制度后，将原来常日班重点检修工作改为点检制，编制点检卡和点检周期，对重点部位加强维护。
(4) 牵伸和卷绕元件是保证提速和成纱质量的关键器材，因此，其维修保养周期必须得到保证，如钢领的回磨周期应根据品种、纱号及张力大小来具体确定，一般定在半年至1年左右为宜。
(5) 各器材的润滑周期也是应该重视的，因为不但影响器材的磨损、使用效果和纺纱质量，而且直接影响吨纱机物料用量。车头传动系统及主轴等部位，其润滑周期为6个月，锭带轮的润滑周期为3个月，我公司在润滑油脂中加入适量减磨剂，降低了运转时的温度，延长润滑周期、保护了高速运转的元器件，最终节约了能耗。
1.2.3新型技术的应用
推广高速纺纱技术应视不同情况而定，新建的棉纺厂应考虑直接采用高速锭子，投资初期虽然成本有所增加，但总的回收期可缩短，总体效益相比其它类锭子还是高的。而老棉纺厂改造时可结合锭子的周期不断更新，投资费用较少。细纱纺纱的发展趋势是高速、高效化，其核心就是锭子高速化，因此我们可采用高速锭子，由于上轴承小型化，下支承采用平面止推轴承、径向滑动轴承结构，采取防飞油等措施，因此具有良好的吸振性能、易维护，同时纺锭轴承要采取自润滑措施，提高了其耐热性、耐疲劳性，也实现了高速化。另外变频十段锭速工艺的应用，有效地解决了开车、停车时断头多的难题，也有利于细纱提速的实施和能耗的降低。
2 细纱机高速后对质量的影响分析
我们知道，细纱提速后，产量提高是肯定的，但我们还应关注消耗和质量两大难题，这也是影响细纱机高速化最大的、最主要的障碍，上面已经讲了建立设备的维护和器材保养制度，实行机台承包责任制，加强设备和器材的检查和考核工作，以及纺纱新技术的应用等，是可以保证高速条件下能耗不增加的目的。但提高成纱质量是棉纺厂实现细纱高速的双赢目标。
高速条件下纺好纱，首先必须要有好的原料，没有好的原棉，高速下肯定纺不出好的纱；其次是温湿度控制要到位，没有适宜的纺纱环境，生产便不正常，突发性纱疵也无法保证；最后细纱高速后，由于前罗拉速度高，经过牵伸区的时间短，对纱线品质有所影响，而且主机、器材运行不平稳、磨损严重等都会引起纱线质量的恶化，主要表现在纱线的断头率、机械波、毛羽、条干等方面。
2.1锭速对产量和细纱断头的影响
锭子高速转动时不稳定性会增加，锭子高速回转是纺纱张力和气圈的动力源，锭子转速不匀、振动、上下跳动等缺陷均会影响纺纱张力的稳定。随着锭速增加，成纱后的断头将会增加。其原因是：锭速提高后，钢丝圈回转所产生的离心力增加，纱线的张力也随之增加，从而导致断头增加。锭子在恒速转动时，落纱断头的分布是：小纱最多，大纱次少，中纱最小，其比例为5：2：3。细纱断头的原因在排除空调、机械操作及清洁工作不良、筒管不良、粗纱不良等因素后，采用变频器调速，细纱断头可降低，从而在变频十段锭速工艺下可相应提升锭速。
新型细纱机采用变频技术后，锭速明显的提高，如60S~32S，有近10%的增长，因此产量也大有增加。同时由于锭速增加，纱线定长也增加，因为锭速越快，纱线成型便越紧密。通过实践，我们还发现细纱机安装变频前后同一品种的断头率有了明显的下降，以JC40S为例，我们对一落纱中小纱、中纱、大纱阶段的纺纱断头分别进行统计，安装变频器前，小纱为69根、中纱18根、大纱26根，折合细纱千锭时断头为21.15根；安装变频器后，一落纱中小纱为45根、中纱为10根、大纱为17根，折合细纱千锭时断头为12.5根。这样不但大大提高了细纱机台的效率，而且还减轻了运转工人的劳动强度。
2.2锭速对细纱机械波的影响
细纱机锭速提升后，相应前中后罗拉转速会加快，这就对罗拉、皮辊的精度提出更高要求，一旦安装和维护不到位，高速时各类传动器件引发的机械波更易发生。如在再生纤维素类纺纱时细纱机前中后车位条干差异较大，通过试验分析，原因可能是由于细纱机中后罗拉扭振引起的细纱机械波便是其中一例，当车速下降、隔距加大时问题便得到解决。
2.3锭速对毛羽的影响
锭速加快，毛羽将会大幅增加。在一落纱中毛羽的分布和纱线张力一样，管纱上层区域的毛羽明显比下层区域少，原因是纱线的气圈形态不同，纱线所受的张力也不同，纱线与卷绕器材的摩擦效果便不同。这也可以解释为什么筒纱纱线毛羽值有时会出现很大的差异。使用了变频技术和高速锭子，同时我们再对锭速进行了优化控制，最终可以保证纱线张力恒定和小大纱的气圈形态，做到减小成纱的毛羽差异。
从上表可以看出，采用变频技术和高速器材后有效保证了纱线的张力和气圈形态，使毛羽值得到了有效控制，尤其是大小纱之间的差异及管间差异也有了明显的改善，从而保证了管纱的毛羽锭间一致性，为后道生产出优质的坯布打下良好的基础。
2.4锭速对成纱条干的影响
通过实践我们还发现，锭速优化后对纱线的条干及粗细节有一定的影响，尤其是在纺制高支纱上特别引起注意，否则会产生大量的细节而影响成纱的断头，在生产中如果合理优化锭子曲线，使用新型器材（如带压力棒隔距块），将会有效减少成纱的条干和粗细节（详见表3）。
3 结束语
国产细纱机高速化之路任重而道远，各棉纺企业应根据自己公司细纱机机型、需求和结构分布而定，不能泛泛而谈。其实细纱机高速化应从细纱机成纱机理上分析，找出影响细纱高速化的瓶颈，如主机的平稳性，器材元件高速适应性等方面，运用先进设备、工艺、器材和操作方法，在新器材、新技术应用、变频十段锭速优化、设备及器材维护制度的建立等方面入手，不但要才考虑高速后产量的增加，还要考虑能耗和质量的改善，生产的正常，否则一味地提速，其结果只能是得不偿失。
但我们要知道，只要我们棉纺厂与纺机厂全力合作，相信经过几代纺织人不懈的努力，相信不断地研究环锭细纱机的牵伸、卷捻技术，不断地应用新技术，或许发生质的飞跃，制造出锭速大幅提升、低消耗、优质量的新型纺机，无论怎样，经过不断优化后，国产环锭细纱机一定会更加适应市场的要求，在提高产量，改进产品质量方面都将取得长足的进步。
编辑：纺织书院
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