汪軍(東華大學)
自1965年第一臺工業(yè)用轉杯紡紗機問世以來的40多年中，轉杯紡紗技術和設備的發(fā)展水平和發(fā)展速度與環(huán)錠紡紗200多年來的發(fā)展相比要高得多、快得多。轉杯速度的提高、轉杯型式的改變、排雜系統(tǒng)的使用、阻捻器裝置的發(fā)明、整機頭數(shù)的擴大、接頭方式的變革、不斷完善的配套裝置，都大大提高了機器的自動化水平。
1 轉杯紡紗技術發(fā)展
1．1高速高產(chǎn)
轉杯紡與環(huán)錠紡相比，高速高產(chǎn)是它的一個優(yōu)勢。正因為這個因素，其紗線經(jīng)濟支數(shù)不斷提高，目前中低支紗線已是轉杯紡的天下。轉杯紡高速的關鍵在于轉杯轉速的提高，從最初的3萬r／min提高到如今的17萬r／min。轉杯速度的提高，從設備角度來看，主要是轉杯高速軸承的研制與整機高速時振動問題的解決。
從紡紗工藝來看，以下3個方面問題的解決對轉杯速度能否進一步提高十分關鍵。
a)轉杯轉速提高，轉杯直徑需要減小，而自排風式的轉杯無法提供合適的真空度，因此抽氣式轉杯紡紗機逐步取代了自排風式轉杯紡紗機。當然這是指應用于棉紡行業(yè)為主的轉杯紡紗機而言，對毛、麻、絹、化纖等行業(yè)如果采用較低速度、較大尺寸轉杯則是另外一個問題。
b)高速情況下，紗條的動態(tài)張力會提高，這就需要對一些關鍵元器件進行研發(fā)。紡紗過程中，紗線的動態(tài)強力低于動態(tài)張力時就會發(fā)生斷頭，因此在紡紗器中，假捻、捻陷和阻捻的綜合運用就很有講究，如假捻盤的形式和規(guī)格、轉杯凝聚槽的形狀和分梳輥的針布等。
c)高速情況下，接頭的方式必須從人工轉為全自動或半自動。人工接頭的方法是操作人員用左右手的配合完成，一般而言，在低速(轉杯轉速在6萬r／min以下)情況下，擋車工經(jīng)過培訓可以完成。而速度進一步提高時，人工就很難接上頭了，原因是人左右手配合的時間至少要100ms左右。因此當轉杯轉速提高時，必須要有全自動或半自動接頭裝置。
1．2高品質高質量
轉杯紡紗成紗質量的不斷提高和產(chǎn)品品質的提高也是轉杯紡紗技術進步的一個方面。隨著人們生活水平的提高，客戶對轉杯紗的質量要求也在不斷提高，相應的檢測標準也隨之提高，成紗質量檢測范圍逐步擴大。如USTER公報的轉杯紗的統(tǒng)計值中增加了細節(jié)(-40％)、粗節(jié)(+35％)、棉結(+200％)、毛羽、截面形狀等多個統(tǒng)計值，轉杯紡完全可以用好的原料紡制高品質的紗線。轉杯紡紗機的使用最初以棉紡行業(yè)為主，現(xiàn)已逐步應用到毛、麻、絲和化纖行業(yè)。紡紗線密度從74～29tex逐步擴展到118～18．5tex，甚至236～9．85tex?？椢锲贩N也從機織產(chǎn)品向低捻針織產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)用品、裝飾家用品及特種用途產(chǎn)品方向發(fā)展。
紡紗器設計中排雜系統(tǒng)的引人是提高紗線質量的一項措施。阻捻器的發(fā)明使轉杯紡紡制低捻針織紗成為可能。數(shù)年前，19．2tex粘膠轉杯針織紗的市場火爆表明，轉杯紡完全可以紡制一些高品質的紗線。全自動、半自動接頭裝置的使用，電清監(jiān)測水平的提高都為轉杯紗質量的不斷提高奠定了基礎。
1．3高度自動化和智能化
隨著控制技術的提高，轉杯紡的自動化程度也越來越高。特別是全自動轉杯紡紗機，在正常運行中，幾乎不需要人工操作，極大地減少了影響紗線質量的人為因素。負壓穩(wěn)定系統(tǒng)、紗線接頭系統(tǒng)、電清在線監(jiān)控和變頻控制、伺服驅動等的應用，使擋車工的勞動強度大大降低，紗線質量進一步穩(wěn)定，為轉杯紡紗技術的發(fā)展提供了良好的條件。
全自動轉杯紡紗機是轉杯紡紗機發(fā)展的一個趨勢，但其不菲的價格未必能夠完全替代半自動轉杯紡紗機。
1．4原料多元化
目前，轉杯紡紗原料盡管已從棉擴大到絹、麻、毛、化纖等領域，但是應用面還不廣，仍然是以棉為主體。轉杯紡紗可應用纖維長度和細度差異大的不同纖維開發(fā)出多種混紡紗線，這方面明顯優(yōu)于環(huán)錠紡紗?；w領域中滌綸、粘膠等品種近年來也得到很好的開發(fā)，但是目前的原料基本上是以適應環(huán)錠紡的為主，多家工廠正積極開發(fā)針對轉杯紡的專用的原料(主要是在長度和細度方面)。此外，轉杯紡在毛、麻領域中的應用，尚僅僅停留在局部混紡紗產(chǎn)品上，而沒有將粗梳毛紡系統(tǒng)及麻紡系統(tǒng)中的前紡部分一起加以配套考慮，以形成轉杯紡紗的毛紡系統(tǒng)工程和麻紡系統(tǒng)工程。
1．5紗線品種多樣化
紗線品種多元化主要指花式紗線和混紡紗線。
轉杯紡花式紗線基本上是竹節(jié)紗和包芯紗兩種。國內(nèi)外的紡機制造公司都曾在轉杯紡紗機上增加可以生產(chǎn)竹節(jié)紗和包芯紗的功能。如Rieter(立達)公司的BT904型機、Schlafhorst(賜來福)公司生產(chǎn)的Autocoro 480型機均采用獨立傳動喂給羅拉的SEl2紡紗器，可同時用于生產(chǎn)竹節(jié)紗。蘇拉捷克公司的BbD330型機為了提高半自動接頭質量而采用喂給羅拉獨立傳動的機構。也可用于生產(chǎn)竹節(jié)紗。但轉杯紡紡制包芯紗由于機構復雜，不能算很成功。但轉杯紡由于其成紗機理的特殊性，在其設備上開發(fā)花式紗是否有很大的應用價值和前景以及經(jīng)濟上是否合算，也正在探索中。如果有其它更簡單的新型紡紗設備可以用來生產(chǎn)花式紗，那么轉杯紡紡制花式紗就未必劃算。
在混紡紗方面，轉杯紡也大有前途。在色紡紗、多組分混紡等方面，也有不少企業(yè)進行了有益的探索，開發(fā)了一些品種，也是轉杯紡紗產(chǎn)品開發(fā)的一個發(fā)展趨勢。
2 轉杯紡紗機的比較
2．1全自動轉杯紡紗機與半自動轉杯紡紗機的比較
目前，全自動轉杯紡紗機的生產(chǎn)商基本上只有Schlafhorst(賜來福)公司和Rieter(立達)公司，其代表產(chǎn)品為Autocoro 480和R40，兩者總體水平接近。半自動轉杯紡紗機國際上也基本以歐瑞康旗下的BD系列和Rieter公司的BT系列為主。國產(chǎn)設備中，不少企業(yè)的產(chǎn)品屬于半自動轉杯紡紗機，其接頭質量與國際先進機型尚有差距。表1列出了國際先進全自動轉杯紡紗機與半自動轉杯紡紗機某些指標的差別。從表l中可知，全自動轉杯紡紗機接頭質量好于半自動紡機，但是價格太貴，其主要原因在于接頭小車。接頭小車實際上是一個“機器人”，涉及光、機、電、氣、紡紗工藝與自動控制技術融合等問題，技術含量非常高，一般一臺全自動轉杯紡紗機需要配置2～4臺接頭小車，成本很高。
近年歐瑞康賜來福公司推出了Autocoro$360智能經(jīng)濟型轉杯紡紗機，從該公司提供的技術數(shù)據(jù)來看，Autocoro$360與Autocoro 480的差異主要在于簡化了接頭小車結構，降低了機器價格。
2．2 BD系列與BT系列半自動轉杯紡紗機的比較
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