汪軍(東華大學(xué))
自1965年第一臺(tái)工業(yè)用轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)問(wèn)世以來(lái)的40多年中，轉(zhuǎn)杯紡紗技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展水平和發(fā)展速度與環(huán)錠紡紗200多年來(lái)的發(fā)展相比要高得多、快得多。轉(zhuǎn)杯速度的提高、轉(zhuǎn)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(jī)頭數(shù)的擴(kuò)大、接頭方式的變革、不斷完善的配套裝置，都大大提高了機(jī)器的自動(dòng)化水平。
1 轉(zhuǎn)杯紡紗技術(shù)發(fā)展
1．1高速高產(chǎn)
轉(zhuǎn)杯紡與環(huán)錠紡相比，高速高產(chǎn)是它的一個(gè)優(yōu)勢(shì)。正因?yàn)檫@個(gè)因素，其紗線(xiàn)經(jīng)濟(jì)支數(shù)不斷提高，目前中低支紗線(xiàn)已是轉(zhuǎn)杯紡的天下。轉(zhuǎn)杯紡高速的關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速的提高，從最初的3萬(wàn)r／min提高到如今的17萬(wàn)r／min。轉(zhuǎn)杯速度的提高，從設(shè)備角度來(lái)看，主要是轉(zhuǎn)杯高速軸承的研制與整機(jī)高速時(shí)振動(dòng)問(wèn)題的解決。
從紡紗工藝來(lái)看，以下3個(gè)方面問(wèn)題的解決對(duì)轉(zhuǎn)杯速度能否進(jìn)一步提高十分關(guān)鍵。
a)轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速提高，轉(zhuǎn)杯直徑需要減小，而自排風(fēng)式的轉(zhuǎn)杯無(wú)法提供合適的真空度，因此抽氣式轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)逐步取代了自排風(fēng)式轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)。當(dāng)然這是指應(yīng)用于棉紡行業(yè)為主的轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)而言，對(duì)毛、麻、絹、化纖等行業(yè)如果采用較低速度、較大尺寸轉(zhuǎn)杯則是另外一個(gè)問(wèn)題。
b)高速情況下，紗條的動(dòng)態(tài)張力會(huì)提高，這就需要對(duì)一些關(guān)鍵元器件進(jìn)行研發(fā)。紡紗過(guò)程中，紗線(xiàn)的動(dòng)態(tài)強(qiáng)力低于動(dòng)態(tài)張力時(shí)就會(huì)發(fā)生斷頭，因此在紡紗器中，假捻、捻陷和阻捻的綜合運(yùn)用就很有講究，如假捻盤(pán)的形式和規(guī)格、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)為全自動(dòng)或半自動(dòng)。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(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速在6萬(wàn)r／min以下)情況下，擋車(chē)工經(jīng)過(guò)培訓(xùn)可以完成。而速度進(jìn)一步提高時(shí)，人工就很難接上頭了，原因是人左右手配合的時(shí)間至少要100ms左右。因此當(dāng)轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速提高時(shí)，必須要有全自動(dòng)或半自動(dòng)接頭裝置。
1．2高品質(zhì)高質(zhì)量
轉(zhuǎn)杯紡紗成紗質(zhì)量的不斷提高和產(chǎn)品品質(zhì)的提高也是轉(zhuǎn)杯紡紗技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)方面。隨著人們生活水平的提高，客戶(hù)對(duì)轉(zhuǎn)杯紗的質(zhì)量要求也在不斷提高，相應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)也隨之提高，成紗質(zhì)量檢測(cè)范圍逐步擴(kuò)大。如USTER公報(bào)的轉(zhuǎn)杯紗的統(tǒng)計(jì)值中增加了細(xì)節(jié)(-40％)、粗節(jié)(+35％)、棉結(jié)(+200％)、毛羽、截面形狀等多個(gè)統(tǒng)計(jì)值，轉(zhuǎn)杯紡?fù)耆梢杂煤玫脑霞徶聘咂焚|(zhì)的紗線(xiàn)。轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的使用最初以棉紡行業(yè)為主，現(xiàn)已逐步應(yīng)用到毛、麻、絲和化纖行業(yè)。紡紗線(xiàn)密度從74～29tex逐步擴(kuò)展到118～18．5tex，甚至236～9．85tex?？椢锲贩N也從機(jī)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(shè)計(jì)中排雜系統(tǒng)的引人是提高紗線(xiàn)質(zhì)量的一項(xiàng)措施。阻捻器的發(fā)明使轉(zhuǎn)杯紡紡制低捻針織紗成為可能。數(shù)年前，19．2tex粘膠轉(zhuǎn)杯針織紗的市場(chǎng)火爆表明，轉(zhuǎn)杯紡?fù)耆梢约徶埔恍└咂焚|(zhì)的紗線(xiàn)。全自動(dòng)、半自動(dòng)接頭裝置的使用，電清監(jiān)測(cè)水平的提高都為轉(zhuǎn)杯紗質(zhì)量的不斷提高奠定了基礎(chǔ)。
1．3高度自動(dòng)化和智能化
隨著控制技術(shù)的提高，轉(zhuǎn)杯紡的自動(dòng)化程度也越來(lái)越高。特別是全自動(dòng)轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)，在正常運(yùn)行中，幾乎不需要人工操作，極大地減少了影響紗線(xiàn)質(zhì)量的人為因素。負(fù)壓穩(wěn)定系統(tǒng)、紗線(xiàn)接頭系統(tǒng)、電清在線(xiàn)監(jiān)控和變頻控制、伺服驅(qū)動(dòng)等的應(yīng)用，使擋車(chē)工的勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，紗線(xiàn)質(zhì)量進(jìn)一步穩(wěn)定，為轉(zhuǎn)杯紡紗技術(shù)的發(fā)展提供了良好的條件。
全自動(dòng)轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)是轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，但其不菲的價(jià)格未必能夠完全替代半自動(dòng)轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)。
1．4原料多元化
目前，轉(zhuǎn)杯紡紗原料盡管已從棉擴(kuò)大到絹、麻、毛、化纖等領(lǐng)域，但是應(yīng)用面還不廣，仍然是以棉為主體。轉(zhuǎn)杯紡紗可應(yīng)用纖維長(zhǎng)度和細(xì)度差異大的不同纖維開(kāi)發(fā)出多種混紡紗線(xiàn)，這方面明顯優(yōu)于環(huán)錠紡紗。化纖領(lǐng)域中滌綸、粘膠等品種近年來(lái)也得到很好的開(kāi)發(fā)，但是目前的原料基本上是以適應(yīng)環(huán)錠紡的為主，多家工廠正積極開(kāi)發(fā)針對(duì)轉(zhuǎn)杯紡的專(zhuān)用的原料(主要是在長(zhǎng)度和細(xì)度方面)。此外，轉(zhuǎn)杯紡在毛、麻領(lǐng)域中的應(yīng)用，尚僅僅停留在局部混紡紗產(chǎn)品上，而沒(méi)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(zhuǎn)杯紡紗的毛紡系統(tǒng)工程和麻紡系統(tǒng)工程。
1．5紗線(xiàn)品種多樣化
紗線(xiàn)品種多元化主要指花式紗線(xiàn)和混紡紗線(xiàn)。
轉(zhuǎn)杯紡花式紗線(xiàn)基本上是竹節(jié)紗和包芯紗兩種。國(guó)內(nèi)外的紡機(jī)制造公司都曾在轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)上增加可以生產(chǎn)竹節(jié)紗和包芯紗的功能。如Rieter(立達(dá))公司的BT904型機(jī)、Schlafhorst(賜來(lái)福)公司生產(chǎn)的Autocoro 480型機(jī)均采用獨(dú)立傳動(dòng)喂給羅拉的SEl2紡紗器，可同時(shí)用于生產(chǎn)竹節(jié)紗。蘇拉捷克公司的BbD330型機(jī)為了提高半自動(dòng)接頭質(zhì)量而采用喂給羅拉獨(dú)立傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)。也可用于生產(chǎn)竹節(jié)紗。但轉(zhuǎn)杯紡紡制包芯紗由于機(jī)構(gòu)復(fù)雜，不能算很成功。但轉(zhuǎn)杯紡由于其成紗機(jī)理的特殊性，在其設(shè)備上開(kāi)發(fā)花式紗是否有很大的應(yīng)用價(jià)值和前景以及經(jīng)濟(jì)上是否合算，也正在探索中。如果有其它更簡(jiǎn)單的新型紡紗設(shè)備可以用來(lái)生產(chǎn)花式紗，那么轉(zhuǎn)杯紡紡制花式紗就未必劃算。
在混紡紗方面，轉(zhuǎn)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(jìn)行了有益的探索，開(kāi)發(fā)了一些品種，也是轉(zhuǎn)杯紡紗產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。
2 轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的比較
2．1全自動(dòng)轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)與半自動(dòng)轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的比較
目前，全自動(dòng)轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的生產(chǎn)商基本上只有Schlafhorst(賜來(lái)福)公司和Rieter(立達(dá))公司，其代表產(chǎn)品為Autocoro 480和R40，兩者總體水平接近。半自動(dòng)轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)國(guó)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(guó)產(chǎn)設(shè)備中，不少企業(yè)的產(chǎn)品屬于半自動(dòng)轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)，其接頭質(zhì)量與國(guó)際先進(jìn)機(jī)型尚有差距。表1列出了國(guó)際先進(jìn)全自動(dòng)轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)與半自動(dòng)轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)某些指標(biāo)的差別。從表l中可知，全自動(dòng)轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)接頭質(zhì)量好于半自動(dòng)紡機(jī)，但是價(jià)格太貴，其主要原因在于接頭小車(chē)。接頭小車(chē)實(shí)際上是一個(gè)“機(jī)器人”，涉及光、機(jī)、電、氣、紡紗工藝與自動(dòng)控制技術(shù)融合等問(wèn)題，技術(shù)含量非常高，一般一臺(tái)全自動(dòng)轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)需要配置2～4臺(tái)接頭小車(chē)，成本很高。
近年歐瑞康賜來(lái)福公司推出了Autocoro$360智能經(jīng)濟(jì)型轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)，從該公司提供的技術(shù)數(shù)據(jù)來(lái)看，Autocoro$360與Autocoro 480的差異主要在于簡(jiǎn)化了接頭小車(chē)結(jié)構(gòu)，降低了機(jī)器價(jià)格。
2．2 BD系列與BT系列半自動(dòng)轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的比較
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