侯长勇

(山东聊城华润纺织有限公司,山东聊城,252000)

环锭纺纱是纺纱生产中的重要纺纱形式，而集聚纺纱技术的出现使环锭纺纱的质量有了质的飞跃[1]。由于集聚纺纱的优势越来越明显，纺纱企业在原有的环锭细纱机上进行技术改造成为集聚纺纱，使其市场占有率在不断地增加，国内纺纱生产企业多以三罗拉和四罗拉集聚纺纱为主。我公司现有20万纱锭，其中三罗拉集聚纺约13.6万纱锭，主要以生产精梳长绒棉2.65 tex～7.3 tex纱为主；四罗拉集聚纺约4.6万纱锭，主要以生产精梳长绒棉4.86 tex～8.33 tex纱为主。两种集聚纺纱各有自己的纺纱特点。目前我公司集聚纺纱占到总纱锭的90%以上，集聚纺纱的增多，提高了纺纱的质量，增加了专件器材的消耗。

1 集聚纺纱的特性

集聚纺纱是基于环锭纺细纱机的一种新型纺纱技术，无论是三罗拉式还是四罗拉式，都是在环锭纺细纱机牵伸装置前增加一个纤维集聚区，基本消除了前罗拉至加捻点之间的纺纱加捻三角区，纤维须条从前罗拉输出，使牵伸的须条先经过负压气流集聚后再经输出胶辊加捻成集聚纺纱，使纺纱性能得到改善。尽管两种集聚纺纱结构不同，却有着一些共同点，双胶辊握持、网格圈输出、异形管吸风、斜槽吸口引入等等。集聚纺纱有两种胶辊，一般称其为牵伸胶辊和输出胶辊，二者在纺纱中分别起着不同的作用。由于集聚纺纱基本消除了加捻三角区，减少了边缘纤维的散失，使加捻前的纤维充分伸直平行，3 mm以上的毛羽明显减少，纱线光洁，降低了整经工序的上浆率和后工序加工的疵点。由于单根纤维是在伸直平行状态下加捻，提高了单纱强力和伸长率，纤维间相互排列紧密，采用相同的经纬密织布，其布面平整、光洁。与传统环锭纺相比，集聚纺纱的条干CV及粗细节指标更好，纤维排列明显平行、伸直，在生产过程中的断头也减少，使纱线的耐磨性能得到了改善。集聚纺纱在织造中有更大的优越性，在拉伸过程中强力损失小。集聚纺纱优化了纱线的内部结构和性能，使织物手感柔软、细腻，织物光泽得到改善[1]，织物品质高且穿着舒适，因此集聚纺纱在不断的增多。

2 两种集聚纺纱技术

2.1 三罗拉集聚纺

三罗拉集聚纺以德国绪森公司(以下简称绪森)的倚丽特(EliTe)集聚纺为代表，它通过牵伸胶辊的摩擦，下罗拉带动前胶辊，过桥齿轮驱动输出胶辊，异形吸风管外套在网格圈上，纤维须条从前罗拉钳口输出后，经过回转的网格圈，经气流的吸附凝聚在异形管斜槽部位，由于气流的收缩和聚合作用，把边缘纤维及其端部卷进须条内部，使成纱具有毛羽少、强力高等特点[2]。由于集聚纺纱具有特殊的成纱结构，对纺纱器材的使用提出了新的要求。绪森集聚纺倚丽特胶辊是一个封闭式的结合件，由牵伸、输出胶辊、过桥齿轮、轴、倚丽罩壳等组成，纤维和杂物不容易进入，可避免倚丽罩壳内出现传动故障，网格圈在摩擦传动下不容易打滑，其结构使集聚区免受巡回式清洁机气流的影响。主牵伸胶辊、输出胶辊的硬度、弹性、型号一般根据集聚纺纱品种来确定。纺纯棉精梳纱时可以选择J-463A、WRC-365等型号的胶辊，工艺上对牵伸胶辊和输出胶辊的直径有严格要求，必须同时进行磨砺或调换，以保证纺纱的质量。网格圈是一种多孔管状织物，其透气率25%～27%，使气流能顺利的通过网格圈作用于须条，完成集聚，不能使细小纤维堵塞网孔，要求网格圈的孔隙分布均匀，网格圈目数一般根据纺纱品种和纺纱质量的要求来确定，网格圈应具有耐伸长、耐磨性、防静电性能。

2.2 四罗拉集聚纺

四罗拉集聚纺以同和纺织机械制造有限公司(以下简称同和)的集聚纺为代表，通过在前罗拉前面增加集聚部件组成的，采用四列罗拉传动形式，前罗拉通过过桥齿轮带动输出罗拉，输出罗拉为带齿小罗拉，由过桥齿轮传动。异形管组件由异形吸风管、带齿小罗拉、网格圈及张力架组成，网格圈在输出胶辊与输出罗拉的夹持下形成积极传动，经过牵伸后的纤维在网格圈的带动下进入集聚区，再经输出胶辊输出，对牵伸和输出胶辊的直径要求不十分严格。牵伸胶辊和输出胶辊不必成对磨砺或调换，二者可互换使用，降低了胶辊的消耗。但输出罗拉由过桥齿轮传动，过桥齿轮处于靠右第二锭位置，中间齿轮不密封，容易集聚积花和杂质。从胶辊组合件上看，三罗拉集聚纺在胶辊磨砺、维护、使用方面比四罗拉复杂；从异形管组合件上看，四罗拉集聚纺比三罗拉复杂。

3 两种集聚纺纱质量对比

在JC 7.3 tex品种上，两种集聚纺纱质量指标对比情况如下。

集聚纺形式 三罗拉 四罗拉

U/% 10.66 11.33

CVm/% 13.51 13.65

-40%细节/个·km-1252.2 297.7

-50%细节/个·km-114.0 19.8

+35%粗节/个·km-1339.5 475.0

+50%粗节/个·km-134.3 51.0

+140%棉结/个·km-1256.4 283.8

+200%棉结/个·km-176.2 72.0

毛羽H值 2.32 2.44

从试验指标上可以看出：三罗拉集聚纺纱在质量指标方面占一定的优势。

4 两种集聚纺纱装置的牵伸倍数

4.1 三罗拉集聚纺

在三罗拉绪森集聚纺的胶辊组合件中，牵伸胶辊与输出胶辊铁芯芯轴的齿数分别为17T和22T，其牵伸倍数的计算公式见式(1)。

i=V1/V2=(N1×d1)/(N2×d2)=(17×N1×d1)/(22×N1×d2)=(17×d1)/(22×d2)

(1)

式中：i为集聚牵伸倍数，V1为输出胶辊的线速度，V2为牵伸胶辊的线速度，d1为输出胶辊的直径，d2为牵伸胶辊的直径，N1为输出胶辊的转速，N2为牵伸胶辊的转速。

根据所纺不同纤维的特性和成纱质量要求，依据集聚纺牵伸倍数的大小对输出胶辊和牵伸胶辊进行配对磨砺组装。

4.2 四罗拉集聚纺

在四罗拉同和集聚纺的组合件中，其集聚输出罗拉的齿数为19T，牵伸罗拉的齿数为27T，牵伸罗拉直径为27 mm，网格圈的厚度约为0.20 mm，其牵伸倍数的计算公式见式(2)。

i=V1/V2=[N1×(d1+0.2)]/(N2×d2)=[27×N2×(d1+0.2)]/(27×19×N2)=(d1+0.2)/19

(2)

式中：i为集聚牵伸倍数，V1为集聚输出罗拉的线速度，V2为牵伸罗拉的线速度，d1为集聚输出罗拉的直径，d2为牵伸罗拉的直径，N1为集聚输出罗拉的转速，N2为牵伸罗拉的转速。

三罗拉集聚纺张力牵伸倍数的大小可通过试验对比纺纱质量指标的情况来选择。有试验分析，纺纯棉精梳纱张力牵伸一般选择1.065倍，纺合成纤维或混纺纱张力牵伸一般选择1.025倍。按照集聚张力牵伸倍数的大小对组合的倚丽特胶辊进行成对磨砺或调换。而同和四罗拉集聚纺胶辊不需要配对磨砺，按传统环锭纺纱磨砺，牵伸胶辊和输出胶辊可互换使用。

5 集聚纺纱对器材的消耗

集聚纺纱使用的异形负压吸风管在每一个纺纱位上都开有一个斜槽，相对于纤维运动有一定的倾斜角，由于集聚斜槽较窄(上部开口3 mm左右，槽身宽1.5 mm左右)，而牵伸钳口输出的须条必须在集聚槽上部开口位置，不能偏离太远，否则将影响到集聚效果。因此喂入横动喇叭口的导纱动程不能太大，摇架压力大(160 N/双锭～180 N/双锭)，对胶辊、胶圈、网格圈、异形管、钢丝圈等一些器材的消耗非常大，一般需要周期性更换。由于绪森的三罗拉集聚纺在质量指标方面占一定的优势，使它在国内得到广泛的应用，绪森集聚纺通过倚丽特胶辊组合件，在摇架加压下实现对纤维的牵伸。磨砺时必须按一定的张力牵伸倍数对牵伸胶辊和输出胶辊同时进行回磨，回磨以后根据要求再组装好，上机同时调换这一对胶辊，这就增加了专件器材的消耗和胶辊室的用工，绪森倚丽特胶辊组合件由于上机长时间运行，罩壳内有可能集聚积花，需要及时进行清理和周期性更换中间的过桥齿轮。而在同和四罗拉集聚纺纺纱中，输出罗拉由前罗拉通过过桥齿轮传动，是一个主动传动，牵伸胶辊和输出胶辊均为消极传动，在罗拉的传动下并保持一定转速运行，对牵伸胶辊和输出胶辊直径没有严格的要求，可不考虑张力牵伸倍数的大小，按常规进行磨砺和调换即可，它取消了对倚丽罩壳的维护保养和过桥齿轮的更换。两种集聚纺纺纯棉精梳纱时胶辊直径对照见表1。表1中三罗拉集聚纺是按照集聚张力牵伸1.065倍，计算出牵伸胶辊和输出胶辊的直径。四罗拉集聚纺牵伸胶辊和输出胶辊直径是按照常规直径配置的。

表1 两种集聚纺纺纯棉精梳纱时胶辊直径对照

三罗拉集聚纺胶辊直径/mm牵伸胶辊 输出胶辊四罗拉集聚纺胶辊直径/mm牵伸胶辊 输出胶辊30.029.729.429.128.828.541.3540.9040.5040.1039.7039.3030.029.729.429.128.828.529.5～30.029.5～30.029.0～29.529.0～29.528.5～29.028.2～28.7

一般情况下，两种集聚纺纱胶辊的用量和消耗情况见表2。

表2 两种集聚纺纱胶辊的用量和消耗情况

集聚纺形式直径/mm牵伸胶辊输出胶辊价格/元·个-1牵伸胶辊输出胶辊三罗拉集聚纺四罗拉集聚纺30.030.041.430.04474

由表2可知，假设两种集聚纺纱所用胶辊的淘汰周期都是16个月，同和集聚纺每年万锭消耗胶辊6万元，绪森集聚纺每年万锭消耗倚丽特胶辊8.25万元。绪森倚丽特胶辊在回磨时需要拆卸整个罩壳，组装时要检查过桥齿轮，增加了日常维护成本和工作量，由于绪森集聚纺纱的输出胶辊的价格几乎是牵伸胶辊的2倍，再加上组装用的罩壳和过桥齿轮的费用，三罗拉集聚纺纱每年胶辊的消耗费用比四罗拉集聚纺纱要多30%以上。对于三罗拉集聚纺，当管纱断头缠绕胶辊后，如果不及时进行处理，中间过桥齿轮的传动会造成过桥齿轮的损坏和啃伤胶辊，而四罗拉集聚纺纱由于牵伸胶辊和输出胶辊中间无过桥齿轮，均为消极传动，缠绕后啃伤胶辊的概率要小。

6 两种集聚纺纱在使用中应注意的问题

为保证集聚效果，集聚纺纱在工艺设置中采用较小的纱条横动动程(一般为4 mm左右)，赛络集聚纺甚至基本没有横动动程，易造成胶辊表面磨损、凹心，缩短了胶辊的磨砺周期，使胶辊的使用周期比传统环锭纺明显缩短。

绪森集聚纺由于工艺上对倚丽特胶辊的直径有一定的要求，牵伸胶辊和输出胶辊必须按照张力牵伸倍数同时成对进行磨砺或调换，增加了胶辊的消耗。同时为保证牵伸胶辊、输出胶辊的磨砺质量和精度，一般纺纱厂都配有2台或2台以上的全自动磨胶辊机，又增加了企业的成本[3]。组装倚丽特胶辊组合件时，要清洁罩壳内的灰尘、杂质，清除19T尼龙轮、17T和22T齿圈的油泥，组装过程中应注意介轮芯子与外壳的定位及左右间隙，上下外壳四周密封入槽，以防止组装后的倚丽特胶辊运转不良或上机过程中造成嵌花等[4]，而造成倚丽特胶辊运转不灵活损坏。运转操作清洁管理在绪森集聚纺中占有重要的地位，如果清洁不到位，接头不及时，容易导致缠绕罗拉、胶辊、网格圈，严重时会造成胶辊、网格圈损坏，运转值车工应加强巡回，及时处理断头，做好牵伸部件的清洁，检查倚丽特胶辊的运转情况和网格圈的积花情况，上机后要根据倚丽特胶辊直径大小来校正摇架压力，保证同台车倚丽特胶辊直径、摇架压力等一致，以保持运转良好。近几年，绪森公司不断地进行技术改造、创新，其中新开发的倚丽特集聚纺胶辊装置升级版——可翻转技术在纺纱中的应用，就起到了很好的效果。当上机的倚丽特胶辊表面上第一道纺纱路产生磨损需要磨削时，只要在该纺纱锭位上翻转该升级版倚丽特胶辊，继续使用胶辊的另一侧进行纺纱，形成第二道纺纱路，当这一道纺纱路需要磨削时，再进行磨砺，从而延长了倚丽特胶辊的使用寿命。在实际纺纱应用中，要求该纺纱路的导纱横动动程要调节好，检查倚丽特胶辊的表面状态，磨损严重的要及时更换，以保证翻转后倚丽特胶辊第二次能使用，这种升级版的倚丽特胶辊如果能大面积推广使用，将进一步减少倚丽特胶辊的消耗，也减轻了胶辊室的工作量。

同和集聚纺是通过四列罗拉来传动，它改变了绪森网格圈传动靠牵伸胶辊传导过桥齿轮再传导给输出胶辊的传动方式，简化了对胶辊直径配套要求的管理，牵伸和输出胶辊通过支撑架连接，装卸也方便，集聚区内输出胶辊和牵伸胶辊可以互换使用。笔者认为：为便于胶辊统一管理、调换周期的准确性和稳定纺纱质量，由于前后胶辊的直径、型号不一定相同，它的上机时间也不一定相同，前后胶辊尽量不要互换，按胶辊的使用周期进行调换。由于输出胶辊压力小，磨损轻，可考虑把输出胶辊的使用周期适当延长，调换时和牵伸胶辊错开周期进行，节约了胶辊的消耗。同和集聚纺的中间过桥齿轮位于靠右第二锭不密封，应加强清洁，防止杂质飞花侵入，导致运转不灵活。

要经常检查两种集聚纺纱负压的大小(纺纱品种不同、负压值也有差异)，负压值的大小应使集聚槽处的纱条有规律地排列，以达到凝聚纤维的效果。特别是车头、车尾的负压值要与中间位置的负压大小一致且稳定，以免影响集聚纺纱效果。运转值车工要经常保持牵伸区内的清洁，观察集聚槽处纱条的形状，出现纱条打顿、分散时要检查网格圈网眼是否被堵塞，及时进行维修，网格圈应根据不同纺纱品种制定出合理的更换周期，达到一致的集聚效果，以稳定纺纱的质量。

7 结语

在传统细纱机上改造的无论哪一种集聚纺纱，都会提高纺纱质量，即减少了纱线毛羽、提高了纺纱强力和性能。具体采用哪一种集聚纺纱，企业要根据自身的实际情况和原环锭细纱机的机型、使用年限等方面考虑。绪森公司与同和公司通过不断的技术创新，使集聚纺纱进一步提高纺纱的质量和减少专件器材的消耗，降低纺纱企业的生产成本。纺纱企业在结合自身的生产管理中，要掌握好绪森集聚纺和同和集聚纺装置的使用和维修方法，优选工艺参数，降低由于细纱工艺参数设置不当，机台维修不及时，接头、清洁不及时等原因而缠绕胶辊、网格圈造成器材的损坏。在生产管理中要保持设备的良好运行状态、工艺参数的优化、专件器材的选用、车间温湿度的控制，还要加强运转操作管理。总之，要以降低器材的消耗和提升纺纱的质量为目的，用好集聚纺纱。