张肇娟

短型细纱机配置自动落纱的发展

张肇娟

（经纬智能纺织机械有限公司，山西 晋中 030601）

通过阐述集体落纱在细纱机长车上的应用及集体落纱的优势，引出市场上短型细纱机配置自动落纱的现状，并分析了各种自动落纱形式的优缺点，最后提出研发新型短车集体落纱的意义。

落纱；集体落纱；落纱小车；短型细纱机

1 集体落纱在细纱机上的应用

环锭细纱机是棉纺生产流程中关键的工序，也是纺纱厂劳动强度大和劳动密集问题的集中点。配有集体落纱系统的环锭型细纱机自动化程度高，对整台机器上的每个锭子能够同时自动拔纱、插管、生头，因此极大地提高了落纱效率。在整个纺纱过程中可全自动完成操作，缩短落纱时间，对管纱的质量也有所提高，从而很大程度上减轻了落纱工人的劳动强度，大大提高了劳动生产率，实现减员增效的目的。

带集体落纱装置的细纱机和自动络筒机组合成细络联，其自动化程度更高，因此集体落纱是当代最先进的细纱落纱方式，也是现代细纱机的重要标志之一。

长车作为现代细纱机的一个重要标志，与集体落纱相辅相成。集体落纱的配置为长车的发展提供了广阔的空间，而长机、超长机的发展又推动了集体落纱的不断改进，使两者融为一体。立达公司的新型卡摩纺纱机K45采用模块化设计，锭数为1 632锭，可称之为超长车，其可靠性和灵活性都有所提高，与相同锭数的长车相比，占地面积减少13%左右。该机配置了SERVOgrip，此系统落纱时不用打底纱，它取消了管底卷绕，没有锭子回丝，这样能够有效减少飞花，降低生产成本，改善成纱质量。锭数增加的成本分摊到每锭上，生产成本也相应降低。德国青泽公司的超长机Zinser351细纱机，锭数为1 680锭。该机所配置的集体落纱系统Co We Mat，稳定性等方面都有了进一步提高。系统落纱时间为 2 min内，比1 488锭的Zinser350细纱机快0.5 min，所以落纱时间对于集体落纱来说是一个很重要的技术参数。

2 细纱机短车配置自动落纱系统的发展

近年来，随着科技的飞速发展，用工成本不断提高，环锭细纱机向着高自动化、智能化方向发展。在国际市场上细纱机主要以配置集体落纱的长车、超长车为主，目的是降低制造成本、节省劳动力。相对于国际市场，国内庞大的短车市场对于急切提高经济效益、降低劳动成本的需求越来越强烈。对此情况进行调研发现，目前市场上出现的600锭以下环锭细纱机的自动落纱方式主要有两种形式：配置集体落纱系统和使用落纱小车。

2.1 配置集体落纱系统的落纱方式

国内市场上配置集体落纱系统的短车大致有三种形式：①将集体落纱长车缩短成短车形式；②将输送凸盘斜8°； ③使用夹纱锭子。

将集体落纱长车缩短成600锭以下的短车形式，这种集体落纱细纱机使用的零件种类不变，只是锭数减少，同样使用铝套管锭子和薄壁纱管，使用抓管器拔插纱管。这种形式的集体落纱短车与长车无异，运行平稳可靠，但是存在以下两点不足：①成本高利润低。环锭细纱机的车头车尾箱体的制造成本比较高，锭数越多成本将分摊到每锭上，利润就会提高，锭数越少分摊的成本越少，利润就会越低。另外由于长车占地面积较大，为了使车头车尾纤维牵伸均匀在车尾箱体内，装有同步牵伸传动，而短车的长度短，车尾不需要同步牵伸，如果只是简单将长车缩短成短车，就会造成零件不必要的浪费，同样会增加成本。②工人数量并未减少，同时增加了劳动强度。以配置集体落纱的F1520长车为例，缩短成短车后同样使用空管储存箱，并且空管储存箱的数量随着短车数量的增加而增多，为保证空纱管持续的存储量，工人必须频繁码管喂管，长时间重复弯腰上捧的动作容易造成工人腰肌劳损，损害身体健康。在减少落纱工的同时，却增加了摆管送纱工的数量，也增加了工人的劳动强度。

将输送凸盘倾斜8°，这种类型的集体落纱系统主要针对旧车改造。短型细纱机的设计初期是为人工落纱而设计的，配置的锭子是光杆锭子，为了机器整体的稳定性，支撑机器的中墙板比较低。如果要在短车上加装集体落纱装置需要满足两个条件，即铝套管锭子落纱时需要的断面尺寸（机梁到龙筋的距离）和气架抓管器垂直拔插管时所需要的龙筋到地的距离。为了满足这两个条件，首先将龙筋下降到断面尺寸，达到气架拔满纱所需要的尺寸，另外将输送纱管的支撑托板设计成倾斜8°，使气架在8°方向上拔插管，避开龙筋和 锭脚。

这种集体落纱系统可以满足落纱要求但同样存在以下不足：①增加改造成本。改造时需要将光杆锭子和纱管更换成铝套管锭子和相应的薄壁纱管，目前市场上铝套管锭子的价格是光杆锭子的两倍，使得改造成本大幅提高，更换下来的光杆锭子就会闲置，造成浪费。②拔插管精度不高。由于短车中墙板下部安装支撑托板和支撑气架的安装板的部位没有经过机加工，是毛坯表面，系统运行一段时间后，在托板内运行的凸盘由于自重在托板中会向斜8°的方向倾斜，凸盘的一侧始终与托板的外侧接触，使得凸盘磨损严重，凸盘外形尺寸改变会使抓管器在拔插纱管时精度降低，顶住纱管，损坏抓管器，机器停止运行，影响生产。

某夹纱锭子夹纱器结构如图1所示。

1—锭盘；2—引导槽；3—割纱刀；4—锭杆；5—夹纱顶盖；6—夹纱凸缘；7—圆柱螺旋弹簧；8—固定套；9—箝持滑套；10—凹形槽；11—活动钢球孔；12—活动钢球。

使用夹纱锭子的工作原理如下：这种夹纱器一般包括固定套、箝持滑套、多颗钢珠和割纱刀。由于锭子高速旋转，钢球由于离心力的作用向外抛出，进入凹形槽内，并通过该凹形槽和箝持滑套向下压缩弹簧，使箝持滑套顶端和夹纱顶盖之间形成缝隙。当锭速下降或停止时，钢球失去离心力，箝持滑套在弹簧弹力的作用下向上推压，使缝隙闭合夹纱留头。割纱刀在拔纱时同时割纱。这种夹纱装置对锭子转速的控制要求非常严格，同时对落纱时钢领板的下降速度要求也严格，如果落纱时锭子的落纱速度与钢领板的下降速度不匹配，将不能实现此夹纱器的功能。如果配置在自动化程度高的环锭细纱机长车上，其作用明显增大，但是一般对于需要改造的细纱机短车来说其自动化程度低，如果配置这种夹纱器机器调试将难度加大，同时纱厂的纺纱环境复杂，飞灰较多，在使用的过程中难免会有飞灰落入夹纱器内部，积聚，产生阻力，造成弹簧回弹不统一。另外需要更换锭子，老机改造成本比较高。同种形式的夹纱锭子在无锡试纺中心做试验证明了这一点，夹纱器在使用四个月后断头就会增加，需要更换，这对于用户来说成本将大大增大，所以此种夹纱器不建议在改造的短车集体落纱系统上使用。

2.2 使用落纱小车的落纱方式

除了上述的几种短车集体落纱系统，很多用户还使用落纱小车在短车上进行落纱。早在20世纪60年代，中国纺织工人和技术人员就创造了铲刀式、圆盘式等手推落纱机。经过试制和生产试验, 在实际使用中，无论国内、国外都没有得到很好的应用与推广。首要原因是这种双圆盘式落纱机设计上存在以下先天不足：①落纱机工作时圆盘和锭子之间没有装置固定，因此经常发生水平方向挤撞，使锭子和管纱受到伤害；②电动落纱机的制造商长久以来设计改进少，制造质量得不到较大提高。另外机器和零部件的刚性差、可调整处多、容易走动、稳定性较差等因素也影响使用效果。因此往往落纱机到了纺织厂，尤其到了国外，由于缺乏维修人员和简易可行的维修方法，落纱机很快就会被搁置，最后被手工落纱所取代。

2010年，上海纺机展上有两家公司分别展示了自动落纱机器人和智能落纱车，它们与传统的电动落纱机类似，但自动化程度提高，更加智能化，所以它们应该归类为自动小车落纱机。

在第十五届上海纺机展上，又有三家公司分别展示了智能落纱机、落纱机器人和落纱小车，分别是安徽铜陵的SOBONE-S9型落纱机、无锡集聚落纱机器人和江阴华芳的HFLS708型落纱小车。

铜陵松宝机械有限公司的台SOBONE—S9型松宝环锭纺智能落纱机特点如下：①拔纱方式垂直于龙筋拔纱。目前市场上现有的电动落纱机采用预松盘铲纱，落纱盘是通过提升纱管实现落纱的。由于预松盘与水平面呈一定的夹角，使得小车在运行的过程中不仅产生拔纱的垂直力还产生水平分力，水平分力可能撞伤锭子及损坏管纱。为了解决这一问题，SOBONE-S9型落纱机采用抓管器抓取管纱的顶部，垂直于龙筋拔纱，锭杆横向不受力，不损坏锭子，不接触纱线管纱表面也不受损。②自动化排管、输管及插管装置。在滚动辊和推动轮的协调作用下，扇形空管箱中的空纱管逐个经括弧状输管排管通道，内凹状弧形板以及竖直化空纱管机构完成了自动输管、排管及竖直化动作，实现自动积极式插管，这样插管的可靠性和稳定性都有所提高。③使用气囊式抓管器。长车集体落纱使用抓管器拔纱技术已很成熟。SOBONE-S9型落纱机将气囊式抓管器适用于光杆锭子和铝套管锭子拔纱。松宝对气囊式抓管器在结构和承载能力上进行改造，在一些纺纱厂对光杆锭子和铝套管锭子拔纱进行了实地试验。但气囊的寿命有待考验，光杆锭子拔管力过大带来的一些相关问题也需采取措施解决。

无锡集聚智能纺机公司的两代纱机器人产品在拔纱的方法等方面有很大的不同，前者采用机械手拔纱在拔纱时要接触纱线表面；而后者采用集体落纱形式的拔纱方式，抓管器握持纱管顶部垂直拔纱不伤锭子也不损坏纱线。

江阴华方新技术科研有限公司的HFLS708型落纱小车，两台落纱小车为一组，采用人工辅助移动方式，可同时供多台细纱机使用。

此落纱机有以下几个突出特点：①采用先预松再拔管的方法，该机采用在纱管底部（或顶部）模拟人工搓旋的方式进行预松，不接触纱的表面，所以不损纱。该方式用较小的力就能将纱管与锭杆脱离，偏心轮适时将纱管带出落纱。由于管纱已被预松，所以落纱机在拔纱时不损伤锭子和纱管。松宝环锭纺智能落纱机和无锡集聚落纱机器人的落纱小车没有预松装置，对光杆锭子来说易损坏机件，所以光杆锭子拔纱采用先预松的方式较好。②此落纱机采用间隙可控式插管方式，同步拔管与插管，其部件与机构采用悬浮结构。 ③磷酸铁锂充电电池供电，不需要外接电、气、液等，结构简单明了，改造安装工作量小、周期短、费用低。④落纱机落纱前在纱框架上放置两个纱筐，其中一个放在接收纱管的位置，当其满时，换位装置将另一个纱框自动送入接收位置，这样可提高落纱机效率，减轻工人的劳动强度。

以上所示的智能落纱小车，虽然落纱形式更加智能化，但同样存在着以下一些问题：①光杆锭子落纱前对管纱先预松是必要的。在实际使用中，光杆锭子与锭杆的配合松紧度差异很大，为防止锭速过高产生跳管现象，落纱工在插管之后都会对纱管进行压管，所以光杆锭子的拔管力要比铝套管锭子大得多。而且锭速越快纱管与锭子的抱合力较大，因此建议用抓管器在光杆锭子拔纱时应考虑先预松的方式。②应该适合各种机型的短车细纱机。以上三种小车试验时均在FA506上试验，这并不是偶然的。因为FA506型细纱机的车头、车尾均窄于锭子的横向中心跨距。但FA506之后的一些机型，如FA507A、EJM128等，其车头车尾的宽度与两侧龙筋的宽度基本一致。显然，目前的小车设计不适用于这些类型的细纱机短车。③细纱机的机台间距、长度、巡回吹吸风的中心距等这些尺寸与落纱小车操作的方便性有着重要的关系。一般情况下，小车质量大一些，其刚性和稳定性会好一些，但操作的灵活性会比较差。但也不尽然，松宝智能落纱机虽然它质量为150 kg，但推起来仍感觉比较轻。

3 结语

综上所述，短型细纱机的自动落纱方式不管是配置集体落纱系统还是使用落纱小车都存在局限性。

从对目前市场上的几种短车集体落纱系统的研究来看，集体落纱不适用于光杆锭子，对于需要在旧机上配置集体落纱系统的用户来说，更换锭子会加大改造成本，另外用户现有的短车所使用的支撑墙板加工精度不够，安装集体落纱装置会影响系统运行的稳定性。落纱小车虽然也能满足目前短车自动落纱的要求，但是其造价昂贵，维修困难，并没有在纺纱厂内被广泛使用。所以研究新型的短车集体落纱系统对于现有的旧车，改造不仅能够降低改造成本，还能提高机器的自动化程度。对于广阔的短车集落改造市场，具有良好的前景和较好的经济效益。

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2095－6835（2020）06－0060－03

TS103.191

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.06.020

张肇娟（1983—），女，山西临汾人，工程硕士，工程师，研究方向为环锭纺纱机的设计与制造。

〔编辑：严丽琴〕