优选钢丝圈改善产品质量

王学元，王爱焕

(1.中国纱线网，杭州 311203；2.德州恒丰纺织有限公司，山东 德州 253015)

0 引言

钢丝圈是在环锭细纱机纺纱过程中，完成加捻、卷绕功能的关键纺纱器材。近几年，随着新型纤维的不断涌现和细纱机车速的不断提高，对钢丝圈的合理选择提出更高的要求，一旦钢丝圈选用不当，就会严重影响产品质量和车间的生活状态。

1 合理选择钢丝圈的重要性

德州恒丰纺织有限公司(简称“恒丰纺织”)以生产小批量、多品种的差别化纱线产品为主，生产原料中的新型纤维较多、品种翻改频繁，产品交货期短，留给钢丝圈选择试错的机会少、空间小，一旦钢丝圈选用不当，就会对产品质量的稳定性、一致性造成恶劣影响，有时甚至会严重影响车间的生活状态。有关试验表明：钢丝圈选用不当造成的成纱毛羽占30%～40%[1]、细纱断头大于20%，而且容易形成棉粒、化纤落白粉末，造成卷绕过程中飞花增多。由于差别化纤维品种多、纤维特性差异大，以至一次性准确选择好钢丝圈的难度较大。

为避免钢丝圈选用出现问题而影响产品质量、生产效率和交货时间，恒丰纺织对差别化品种用钢丝圈的选择，制定了具体的选择试用程序。

a) 新品种上机前，根据纤维特性先提出试用的钢丝圈型号规格，在同台细纱机上选6～10个锭子进行初试，观察气圈的稳定性和纱线质量情况。

b) 根据初试的效果，在确认该型号规格的钢丝圈适用新品种的基础上，在整台车上进行复试，观察断头情况、产品质量的一致性和稳定性。

c) 复试过关后，才能在新品种上批量使用该型号规格的钢丝圈，以确保钢丝圈选用合适。

2 选择钢丝圈的要求

选择钢丝圈关键是考虑其圈形(型号)、截面形状和号数这3个参数[2]。钢丝圈号数需要根据纱线号数来选择，一般不会出现大的偏差。笔者重点探讨钢丝圈圈形(型号)和截面形状的选择。

2.1 钢丝圈圈形(型号)的选择

在钢丝圈质(重)量相同的情况下，圈形(型号)不同，其质心高低、运转时的离心力不同，在钢领上的运行姿态不同，从而影响钢领与钢丝圈的磨损位置、纱线在钢丝圈上的磨损位置，决定了纱线通道是否宽畅、散热性能是否良好[3]；因此，纺制不同特性纤维的纱线品种，就应选择不同圈形(型号)的钢丝圈，如生产纤维素纤维时，要选择通道宽畅、散热性能好的钢丝圈圈形；生产集聚纺、赛络集聚纺纱线品种时，为减少因摩擦力偏大而造成的断头和飞圈问题，应选用低质心弓形截面钢丝圈。

2.2 截面形状的选择

钢丝圈的截面形状决定了钢丝圈与钢领、纱线接触面积的大小，从而影响钢丝圈与钢领、纱线的摩擦因数和钢丝圈的散热能力，进而影响钢丝圈的使用寿命。

钢丝圈的截面形状主要有圆形(r)、矩形(f)、瓦楞形(w)、弓形(g)、矩形开天窗(ft)、瓦楞形开天窗(wt)等[4]。钢丝圈的截面形状应根据所纺纤维的特性来选择，如纺纤维素纤维纱，应选择与钢领接触面积大、散热性能好的弓形、瓦楞形钢丝圈。

3 钢丝圈选择案例

3.1 纺纤维素纤维品种用钢丝圈的选择

纤维素纤维强力低、伸长小、易产生静电，在纺纱过程中易受损伤而产生短绒和棉结，一般耐热性较差，在260 ℃～300 ℃时就会开始变色分解，在与机件摩擦时纤维易损伤。在选择钢丝圈时，应注意以下几点[5]。

a) 钢丝圈纱线通道要宽畅，宜选择H/D偏大的圈形，以减小纱线通过钢丝圈时的阻力。

b) 最好选择与钢领接触面积偏大、表面积相对较大的弓形、瓦楞形截面钢丝圈，以利于与钢领摩擦产生的热量及时散出，可减少摩擦，增加散热，减少纤维损伤。

c) 应有优良的抗静电、导静电性能，使静电可以快速散逸。

恒丰纺织开发生产的TM 14.58 tex赛络纺品种，在初试时考虑到赛络纺纱线毛羽少，纱线与钢丝圈摩擦缺少毛羽的润滑作用，会使钢丝圈快速磨损而出现断头和飞圈；因此，选用圈形较低、截面形状为宽半圆形的VXL EL1 udr 6/0型钢丝圈(见图1)。

在初试过程中，感觉气圈较稳定、纱线毛羽不多，各项指标正常，于是在整台车上复试运行2个班，结果纱线的短粗节、棉结在自络电清上显示出增加趋势，经对络筒切疵采样分析发现，飞花附入性疵点较多，而细纱机的清洁状态不良，钢领板、导纱板和龙筋表面以及粗纱斜肩部位容易积聚短绒。

经观察分析认为，上述问题主要是由于EL型钢丝圈的圈形偏低以致纱线通道较窄，加之赛络纺纱线表面的毛羽较少，纱线与钢丝圈的摩擦阻力较大；而且莫代尔纤维不耐磨，造成纱线表面的一些纤维被磨断或灼伤而使部分短绒、纤尘逸散在空气中形成飞花，从而影响机台清洁，或附入纱体形成附入性纱疵，造成纱线棉结、粗节较多。为此，将EL 6/0型钢丝圈更换为截面形状为f的R+F HW fc 6/0型钢丝圈(见图2)，两种钢丝圈的实物对比见图3。

从图3可以看出，相对EL型钢丝圈，HW型钢丝圈的圈形较高、截面宽度较窄、H/D更大、β角度加大、R1/R2加大(具体各参数含义见图4)、a/c减小；因此，钢丝圈在钢领上运行时，在竖直和前后方向上的倾斜角度更大、纱线通道更宽畅。由于a/c减小即截面变窄、运行倾斜角更大，因此对纱线的摩擦力减小，从而可以有效地保护纱线表层纤维、减少对纤维的摩擦损伤。

更换钢丝圈后，生产过程中短绒、纤尘的逸散量明显降低，机台清洁状态好转，纱线的粗节、棉结减少，络筒的切疵量大幅度减少。

3.2 集聚纺包芯纱品种用钢丝圈的选择

集聚纺包芯纱内部有作为纱芯的长丝，其表面光滑、与外层包覆纤维的抱合力小，因此在通过钢丝圈时不宜承受较大的摩擦力，否则易造成外层包覆纤维滑动，形成漏丝、断丝、包覆纤维折皱积聚等问题；由于采用集聚纺工艺，纱线表面毛羽较少，纱线通过钢丝圈时与钢丝圈的摩擦因数较大，因此在纺制集聚纺包芯纱时对钢丝圈的选择提出了很高的要求[6]。

在开发生产M 12.96 tex+33 dtex FDY涤纶长丝包芯纱过程中，初试时考虑到集聚纺包芯纱毛羽较少、缺少润滑，而包芯纱又不宜承受较大的摩擦力，因此选用圈形较高、截面形状为圆背扁脚形(rf)的HC 10/0型钢丝圈。在初试过程中，气圈不稳定、纱线加捻效率较低、纱线发毛，这主要是由于钢丝圈的截面形状为圆背扁脚形，纱线通道处与纱线为点接触，其接触面积小，加之外包的莫代尔纤维表面较为光滑、与钢丝圈的摩擦因数小，导致钢丝圈不能有效地握持住纱线对其加捻，造成纱线上的实际捻度与根据锭速计算出来的理论捻度相差较大，以至纱线出现弱捻问题。为此，将钢丝圈型号更换为BSJM1 EM gc 10/0，其截面形状为弓形、宽度增大，纱线通道处与纱线为线接触，接触面积变大且质心降低、倾角变小，与纱条的摩擦因数变大(见表1)，因此对纱线的握持能力大大提高，同时适当提高了设计捻系数，有效解决了纱线实际捻度偏小的问题。

表1 两种截面形状钢丝圈功能比较

4 结语

钢丝圈的选型对产品质量和车间生活状态都有很重要的影响，因此必须认真选择，并做好系列化、周期化管理工作，才能达到预期的使用效果。