随着纺织原料多样化的发展和并条装备水平的提升,纺纱企业对并条机的管理越来越重视,因为并条生产的条子质量控制不好,在下道工序中将没有任何改善和修复机会。因此,合理控制,充分发挥并条工序的作用,对确保高质高效低耗至关重要。
一、并条工序实现优质高效低耗的意义
1.1 并条工序在纺纱流程中特有的作用
目前纺纱的形式主要有普梳环锭纺、精梳紧密纺、气流纺(转杯纺与涡流纺)三种,但无论哪种型式都不能缺少并条工序(见图1)。因为生条的长短片段不匀率较差、内在纤维状态紊乱、方向性较差,不能直接用于生产成纱,而并条在提高纤维伸直度、分离度、平行度,改善条子均匀度等方面具有至关重要的作用。
着差别化与色纺纱的大量需求,并条工序的作用也越来越突出,与盘混相比,条混的优势更加明显,因此并条机在纤维的混和方面不可或缺;另一方面,劳动力成本、高素质人力资源的紧缺等给纺企造成了较大的压力。并条工序是速度最高,产能最大的工序,并条实现优质高效低耗,不仅发挥了机械效率、减少了用工、节约了投资和生产成本,而且也解决了生产、质量管理等问题。
1.3 行业现状与未来导向的需要
目前中国的纺织企业还处于低端生产阶段。企业中接近80%生产中低档产品,6%生产低档产品,4%生产品质低、价格低的产品,只有10%的企业生产高档产品,同质化竞争激烈;与此同时,落后的产能导致设备利用率和劳动效率不配套,必须依靠优质高效低耗的设备和采取相应的控制措施来提高产品竞争力。前纺对并条机进行改造升级,能起到事半功倍的效果。
二、并条工序实现优质高效低耗的实践与思考
2.1 良好的设备状态是确保生产优质高效低耗的基础
“工欲善其事,必先利其器”。只有设备状态的稳定可靠,才能发挥出优质高效低耗的效益。良好的设备状态包括:
2.1.1 简洁的传动结构及精度
同步带传动与齿轮传动相比,具有传动简洁稳定,级数少、磨损小,机械波隐患少、维护便捷,成本低、噪音低、温升低、故障低、电耗小等优势。目前最先进的传动方式是全伺服传动,具有如下优势:
(1)传动路线短,省电省力(主伺服电机传动一罗拉、前后压辊及上下圈条,二罗拉伺服电机单独传动;三罗拉伺服电机传动三罗拉、导条及给棉罗拉。)。
(2)工艺参数调整简单。
(3)维修保养方便。
(4)可以减少纱疵,避免机械波。
实践证明,简洁稳定的传动结构及精度是提速增效低耗的必备条件。
2.1.2 稳定的加压系统
加压的稳定性决定着牵伸质量与机械效率。目前并条机主要有两种加压形式:弹簧加压和气动加压。
(1)弹簧加压。摇架结构要牢固、稳定、不变形,如板式摇架;弹簧材料要好,精度高、一致性好,防止两端压力偏差大,出现牵伸不开的现象,同时要抗疲劳,有较长的使用周期。先进的弹簧加压还具备压力可调节的功能,以适应不同的工艺需要。
(2)气动摇架。要保证气源干净、压力稳定,必须有欠压或过压的保护装置。
2.1.3 合理的牵伸装置
(1)罗拉和皮辊的精度、牵伸形式直接影响牵伸的稳定与适纺性。随着高速重定量的推广,牵伸区的温升急骤增加,导致纤维游离分散性加剧,造成条干与纱疵的恶化,与优质高效成为矛盾。为此,可采取加大牵伸隔距、提高牵伸效率、减小牵伸倍数、加大皮辊直径、减小皮辊压力等措来降低牵伸区的温升。
(2)压力棒随二皮辊的前后移动而移动,无论长纤维还是短纤维,只有确定好压力棒的位置,浮游纤维才能得到很好的控制,从而降低纱疵、改善条干。
2.1.4 高效的清洁系统
并条工序的出条速度很高,在牵伸过程中会逸出很多短纤维与尘屑,极易在牵伸装置与棉条通道上积聚成飞花,当飞花夹入棉网或棉条中时,容易造成纱疵或断头,影响纱线和胚布质量。因此保持稳定的清洁状态和吸风系统是高质量出条的关键因素。高速双眼并条机必须具备自动剥棉装置,两眼吸风均衡可调,上下清洁运转及吸风有保证。有些纺企关闭风量调节口、下吸风导流板放置不正确,从而导致清洁不良,产生大量纱疵。
2.1.5 规范的维护保养
设备状态的完好不仅仅靠设备的精度,还必须要进行规范的维护和保养,这是降低消耗的有效手段,同时也是保障优质高效的措施之一。有些企业受人力成本的限制或管理能力不足,只注重产量,不注重质量。设备维护过于简单,须条通道的清洁常常遗留死角、润滑不充分,同步带被油脂污染,经常出现粉尘、油脂、棉腊堆积在传动部件和牵伸通道上,造成设备运行状态不良,产生一些质量问题。
2.2 并条机智能化、数字化是确保生产优质高效低耗的前提
并条机实现智能化、数字化,能有效减少用工,控制方便、快捷、精准,在提高生产效率的同时还能在线监控棉条质量,防止疵条造成损耗,确保成纱质量,从而达到优质高效低耗的目的。并条机智能化、数字化主要体现在:
(1)可靠的电子断条和连续自动换桶功能,提升机台运行效率。
(2)普通并条机调整定量采用电子调牙,自调匀整并条机实现数字化控制须条定量,提高控制精度和劳动效率。
(3)实现在线检测和监控,杜绝生产不合格的棉条。
(4)实现互联网+物联网,可与手机通信,提升管理水平。
2.3 合理的工艺配置是确保生产优质高效低耗的关键
并条工序的工艺参数设置包括并合数、总牵伸倍数、牵伸分配、罗拉握持距、压力棒位置、集束器及喇叭口径,张力牵伸倍数等,对自调匀整并条机来说,还包括死区长度(匀整点)、放大倍数(匀整强度)、喂入检测罗拉规格和集束器的规格等。
2.3.1 并条工艺设计的目标
(1)纤维得到良好的伸直、条干均匀度得到改善、原料得到充分混和,以满足后道生产的工艺要求。
(2)很少产生纱疵,质量指标稳定。
(3)生活状态稳定,生产效率较高。
2.3.2 并条工艺必须关注的问题
(1)防止出现突发性纱疵。
(2)降低棉结增长率。
(3)罗拉隔距、牵伸倍数、压力棒高低、条子定量等参数的设定,存在一定的内在联系,要系统考虑,综合平衡。
(4)工艺设计必须建立在设备运行状态的基础之上,要注意减小并条机的牵伸负荷,否则容易产生严重的质量问题,特别是罗拉隔距的设置与集中前区牵伸的设计。
参数设置的合理性对获得较好的棉条质量至关重要。如新疆某厂生产普梳40英支纯棉纱,并条工序主要工艺的配置见表1,及成纱主要质量指标见表2。
从表1、表2可以看出,条子条干和成纱指标都较差,特别是纱疵明显偏高。这主要是由于头并双眼匀整后牵倍数的设置不合理造成的,后改为两台不带自调匀整的D81S进行工艺调整,并条工序主要工艺配置见表3,成纱结果见表4。
在粗纱与细纱工艺不变的情况下,从改前改后并条与成纱的质量指标对比可以看出,尽管并条没有采用高端的自调匀整设备,但是只要解决了纤维的伸直度,即使熟条CV%差一些,但经过后工序大倍数的牵伸后,纤维分离稳定,条干CV%与其它各项指标均有较大的改善,产量与自络效率明显提升。
并条工序控制的关键是解决棉条内在的纤维结构(即纤维的三度)问题,使纤维伸直度、分离度、平行度到达较好的状态,控制好纱疵比控制条干更重要(条子的条干CV%好,不一定成纱质量就一定会好)。
2.4 把控好运转及操作等细节是确保优质高效低耗的重点
很多纺纱企业并条工序的设备配套和运行状态都很好,工艺设置也较为合理,但由于不注意细节把控和规范管理,往往造成后工序质量波动。并条工序的运转及操作细节控制方面常见的问题包括:
(1)喂入棉条的交叉摆桶、分段管理以及喂入条牵引位置不合理。
(2)穿条路线不当,棉条交叉重叠。
(3)皮辊加压点偏移。
(4)集束器位置调整不当、接条不规范。
(5)湿温度波动较大。
(6)自调匀整中报警条的处理不当。
自调匀整操作不规范会引起质量波动,造成浪费和损失。如某企业在使用自调匀整并条机的过程中,出现30桶定量超重3g/5m左右的条子,经调查发现是由于试验员将实测重量输入错误,并在没有确认输出条合格的情况下就进行了监控标定造成的。因此,一定要注重理论培训和实操训练,并持之以恒地进行督查,做好巡回检查管理,及时纠偏。
2.5 充分挖掘并条工序潜能,扩展提升优质高效空间
2.5.1 补充梳理,加强整理,降低落棉和棉结
随着高速度、重定量工艺的推广,为有效的减轻精梳机的梳理负荷,必须保证喂入小卷的质量,使纤维充分分离、平行、伸直,增加给棉长度(即产量),同时减少落棉,这是高速高质低耗的前提。但防粘卷与精梳前工序大牵伸是一对矛盾,只要有能力解决精梳棉卷粘卷,就可尝试采用多道预并条,利用并条机提前分离、平行、伸直纤维的效果来降低精梳落棉。如采用三道精预并条,可使喂入小卷中的后弯钩纤维减少40%、前弯钩减少70-80%;两端弯钩减少70-80%;无弯钩纤维增加70-80%;没有进入精梳机前无弯钩纤维量达到75%以上,有效降低了精梳机的梳理负荷,可以使精梳条含短绒率减少3%以上,棉结减少10%以上,落棉减少3%以上。
2.5.2 合理配置并条牵伸工艺打开活棉结,降低成纱棉结
在整个纺纱流程中,并条工序速度最高,也最容易产生纱疵,其中棉结增加率过高是重要问题之一。降低棉结其实就是减少团状纤维。除了保证棉条通道清洁、减少挂花及皮辊返花等措施外,在并条工艺上需全面兼顾,特别是头并。对生条中平行伸直度较差、状态蓬松、方向紊乱的似环状纤维,要通过牵伸使之伸展、分离。最有效的手段就是加大后区隔距和后区牵伸倍数,从而减小主牵伸区的牵伸倍数,改善牵伸环境,同时利用压力棒的控制作用,使已经打开的“活棉结”的一端被握持牵伸,在下道工序中被拉直。在高速增效的过程中,这样一方面解决了前弯钩,为后工序提高纤维伸直平行度做好铺垫,另一方面,解开了“活棉结”,减少了纱疵。
2.5.3 利用条混提高混和效果
受原料特性及混纺比例的限制,两种或多组份的纤维混和时,如果在清梳联上混和,很难控制精确的混纺比,梳理效果较差,造成纱疵多,布面横档等问题。但利用并条进行棉条混和、棉层混和,经过多次牵伸并合或上下两种不同纤维相互挤压渗透,再进行牵伸混和,多组份以上纤维的混和机会可大大提高,混纺比例也能得到较好的控制。
在混纺过程中,并合道数和并合根数要相互结合,在质量达到要求的同时,以“少并合根数、多并合道数”为原则,不同并合根数和并合道数对布面质量的影响见图2。
图2 不同并合根数和并合道数对布面质量的影响
2.5.4 精梳后单并提高成纱质量的措施
提高纤维伸直度,重点是提高纤维末端的伸直状态。纤维头端变速,尾端脱离钳口控制,后部纤维的摩擦力和控制力决定纤维变速过程中的伸直状态。精梳后单并采用二大一小工艺:重定量、大后区隔距、小后区牵伸倍数。原理是在高速条件下,纤维经两罗拉钳口的时间变短,没有足够的空间无法在瞬间完成较厚棉层的整理,因此加大隔距,以空间换时间。利用重定量须条中纤维间的内静摩擦力来实现纤维变速时的伸直作用。如精梳后单并采用后区牵伸倍数1.15倍,总牵伸倍数5.9倍,前后罗拉握持距39×45mm,末并定量21/5m,可以有效减少精梳熟条抱合力差导致的毛条、粗纱机后断条和意外牵伸等现象。
2.5.5 在全伺服普通并条机上纺竹节纱
利用全伺服传动机构,通过对相关参数的合理设置,可以在并条序纺出不同风格的竹节棉条,减少后工序的设备改造投入及生产效率。在色纺企业,还可通过并条的混和、牵伸、片段地断条后再进行染色加工,以提高染色的一致性,减少色差。
2.5.6 实现梳并联、并粗联和全流程一体化
并条机在技术开发上应朝着数字化、智能化和网络信息化的方向发展,理想的并条机,实现梳并联、并粗联和全流程一体化是终极目标,只有把前后工序都连起来,才能真正实现整个一体化的生产线,这也是我们纺织行业的发展方向。
三、结语
并条工序在纺纱流程上起着承上启下的作用,随着纺织技术装备水平的不断提升,在使用和工艺控制上也发生了相应的变化。在生产实践过程中,一定要结合实际,通过设备升级改造、工艺优化、强化管理来突破优质高效低耗的瓶颈,以获得良好的经济效益.
作者:焦伦进、樊早斌 湖北天门纺织机械股份有限公司
编辑:中国纱线网新媒体团队