集体落纱钢丝圈钢领的选配

赵仁兵 冉美玲 王可平 解建军 张同华

（1.重庆金猫纺织器材有限公司，重庆，401336；2.西南大学，重庆，400715）

我国是一个纺织大国，全国共有纱锭1.3亿锭左右。随着纺织行业技术的不断发展，纺纱装备的自动化、智能化、高速化、无人化，新型纺纱技术转型升级步伐快速化，纤维品种及功能多样化，减少用工、降低生产成本等现象日益突出。集体落纱的发展是近几年环锭纺细纱自动化、智能化、减少用工的一个典范，但目前采用集体落纱的细纱机只有1 000万锭左右，90%以上细纱机仍采用人工落纱，人工成本高[1]。评价集体落纱质量的因素很多，留头率就是其中之一。

近几年，老式细纱机改为集体落纱[2]，由于没有升降功能及夹纱器等，落纱后留头率较低，造成成本增加。为了提高集体落纱留头率，大多数纺织企业的焦点都集中在设备的自动化、智能化改造[3-4]，锭子的提升[5-6]、日常维护、强化管理、优化工艺等方面也取得了很多效果。但是较少从钢丝圈、钢领的使用上去考虑对留头率的影响。因此，本文以钢丝圈钢领的受力为出发点，探讨钢丝圈钢领的选配对集体落纱留头率的影响。

1 钢丝圈钢领受力分析

提高留头率的关键是保证落纱停车前及落纱开车后，短时间内纱线的绷紧状态，防止纱线从钢丝圈中脱出或断头。在纺纱过程中，钢丝圈钢领的受力如图1所示。其中，Tw为卷绕张力，Tt为气圈底部纱线张力，N为钢领的支承力。在集体落纱停车时，Tw、Tt、N趋于零，钢领板停止运动后，主轴滞后停止运转，由于纱线本身存在一定的捻度及自身重力，且钢领对钢丝圈的支承力很小或为零，两者跑道几乎无接触，这样就会造成纱线存在松弛现象，导致纱线从钢丝圈中脱出，从而造成留头率过低。停车后纱线滑出钢丝圈的状态如图2所示。

图1 钢丝圈钢领受力示意图

图2 停车后纱线滑出钢丝圈

在纺纱过程中，钢丝圈的外倾角、前倾角、超前角不断变化[7-8]。如果钢丝圈钢领接触面不匹配，选配不当，钢丝圈可能楔住，如图3所示。如外倾角过大，钢丝圈外脚容易碰钢领外壁；外倾角过小，钢丝圈内脚碰钢领内壁，增加纱线断头几率。如前倾角过大，就会减小纱线通道，造成纱线断头，同样影响留头率。

图3 钢丝圈在钢领上的倾角

钢丝圈钢领表面不光滑或者不耐磨损，如图4和图5所示。在纺纱的过程中，其摩擦力增加，导致Tw、Tt增加，造成纱线断头。同时，磨损的表面可能割断纱线，也会造成纱线断头。另外钢丝圈磨损后，强度发生一定的下降，钢丝圈开口有变大的趋势，同样会造成纱线从钢丝圈中滑出，造成留头率的降低。

图4 钢丝圈表面粗糙

图5 钢丝圈表面磨损

2 钢丝圈钢领的选配对留头率的影响

2.1 钢丝圈开口

由以上分析可知，如果钢丝圈开口过大，除容易飞圈外，纱线容易从钢丝圈中滑出，造成断头，降低留头率。如果钢丝圈开口过小，钢丝圈脚容易接触钢领的内外壁，钢丝圈容易被楔住，造成楔住断头，同样影响留头率。

2.2 钢丝圈重心及宽度

钢丝圈重心太高，宽度过小，钢丝圈受到的力矩增加，钢丝圈容易楔住。重心太低，钢丝圈纱线通道狭小，除容易恶化毛羽等指标外，由于纱线很容易与钢丝圈钢领摩擦，致使钢丝圈散热慢及纱线断头，影响留头率。

2.3 钢领

传统钢领对落纱留头率影响较小，表面上看甚至没有影响，除非钢领表面被磨损，从而影响钢丝圈的运行，造成纱线张力变化，增加纱线断头，如图6所示。但是，如果钢领的内深较浅，钢丝圈运行过程中的外倾角过小，其内角容易接触钢领内壁，增加运行阻力或楔住，从而增加纱线断头，降低留头率。通过分析纱线落纱时，纱线从钢丝圈开口中滑出的现象发现，如果改变钢领的局部结构，在集体落纱后，能主动阻止纱线从钢丝圈开口中滑出，那么纱线留头率将会大大提升。因此我们生产了集体落纱专用钢领，通过结构的改进，有效地防止纱线从钢丝圈中滑出，从而提升了留头率。

图6 钢领表面磨损

2.4 制造精度

制造精度主要体现在钢丝圈钢领的一致性上。目前集体落纱很多都是长车，如果钢丝圈钢领的加工精度不高，批量一次性较差，即钢丝圈开口尺寸、片材宽度、圈形、钢领跑道形状等相差较大，就会造成少数锭子中纱线张力波动，增加纱线断头，停车时纱线滑出，降低落纱后的留头率。

2.5 钢丝圈钢领耐磨性

如果钢丝圈钢领耐磨性较差，磨损的表面容易割断纱线，造成断头，尤其在落纱后重启时，由于钢丝圈表面被磨损造成较多的断头，影响留头率。另外，钢丝圈内脚及纱线通道被磨损，整个钢丝圈的强度受到一定影响，造成钢丝圈开口有变大的趋势，致使纱线从钢丝圈中滑出，降低了留头率。

3 钢丝圈钢领选配的注意事项

对于集体落纱，钢丝圈钢领的选配与一般纺纱选配基本相同，主要有以下注意点。

一是在保证纺纱质量及钢丝圈不被楔住的情况下，钢丝圈开口尺寸尽量较小，钢丝圈宽度不宜过大；二是在保证纱线通道通畅的情况下，钢丝圈重心不宜过高，这样有助于钢丝圈的平稳运行；三是选用特殊结构的集体落纱专用钢领；四是选用制造精度高、一致性好的钢丝圈钢领，它可以很大程度提升钢丝圈在钢领上运行的平稳性，稳定纺纱张力，减少纱线断头，一定程度上提高落纱留头率；五是选用耐磨性较好的钢丝圈钢领，如C系进口合金材料，d系高耐磨合金材料等。

4 钢丝圈钢领合理选配使用效果

山东某纺织企业为差异化纺纱，试验所纺品种为莫代尔14.8 tex，合理选配前选用BSJM1EL gc 6/0#型钢丝圈、DPG1-4254型钢领，锭速16 500 r/min，留头率94%～96%，留头率指标不能达到内控要求。为提高集体落纱留头率，选用TPJM1EL gc 6/0#型钢丝圈、JDPG1-4254CHg T型钢领，锭速17 000 r/min，留头率提高到98.5%～99%，断头率减少了30%～50%。

5 结语

集体落纱是细纱机发展的必然趋势，留头率的高低是体现集体落纱质量好坏的指标之一。钢丝圈钢领选配对其有着重要的影响，尤其是集体落纱专用钢领，它对老式长车改为集落或新式长车（带升降功能及夹纱器）提高留头率都有很大的作用。总之，提高集体落纱留头率，钢丝圈钢领选配应遵循：钢丝圈开口不宜过大，片材不宜过宽，重心不宜过高；钢领选用集体落纱专用钢领；钢丝圈钢领选用高精密高耐磨，可确保留头率提升到98.5%～99%。