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钢领、钢丝圈影响成纱质量

http://textile.csc86.com   华南城纺织网   时间:2013-01-14 14:46:10  来源:中国纺织报

  钢领、钢丝圈是环锭纺纱过程中加捻卷绕的重要部件,钢领、钢丝圈配合的好坏直接影响到细纱断头率,不同材质的钢领性能与价格又关系到纺纱成本的高低。在保证成纱质量、降低细纱断头率的前提下,如何合理优化配置钢领、钢丝圈显得尤为重要。

  优质源于材料加工

  钢领从材料上分为:低碳钢钢领、钛合金纲领、轴承钢钢领、合金钢钢领;从表面处理上分为:光面、麻面、亚光、镀铬、陶瓷等;从形状上分:平面钢领、锥形钢领、双面钢领、异型钢领等。现在棉纺上使用的钢领种类包括:普通低碳钢光面钢领、普通低碳钢电镀钢领、普通低碳钢镀氟钢领、普通钛合金钢领、普通低碳钢亚光钢领、普通陶瓷钢领、普通轴承钢光面钢领、高精度轴承钢钢领、超高精度轴承钢钢领、锥面钢领(BC6、BC9)等。

  钢丝圈从材料上分只有70钢一种;从表面处理上分为:镀镍、镀铬、渗硫、渗氟、镀镍钴、渡陶瓷材料等;从几何形状上分为:G型、O型、GS型;从截面形状上分为:圆形、矩形、瓦楞形、薄弓形等。钢丝圈在钢领上运动时是沿着钢领的内跑道、呈倾斜状态、跳跃前进的。钢丝圈应满足运行时所产生的热量低、散热快;有弹性、下脚张开套入钢领轨道时不致断掉;耐热磨损、硬度比钢领跑道略低的要求。

  在纺纱过程中,当纱线某断面处的纱条强力小于在该处的张力时就发生断头。纺纱断头主要集中在成纱后断头,当钢领与钢丝圈配合不当时,会引起钢丝圈的震动、楔住、烧毁、飞圈等情况发生,使下部断头有所增加。

  钢领是钢丝圈的跑道,钢丝圈在高速运行时因为离心力作用,其内脚紧压在钢领圆环的内侧(即跑道上),钢丝圈的速度高达30~40米/秒,跑道上的比压(可达到35N/平方毫米)和摩擦力都很大,钢丝圈内脚短小,在摩擦热环境下升温显著(达到300~360摄氏度),当内脚磨损或软化而承受不住自身离心力作用时,钢丝圈就从钢领上飞脱(飞圈)导致纺纱断头。

  由于一些钢领的抛光是使用机械的方法在一定介质作用下进行处理的,具有一定方向性的加工伤痕,同时在介质的冲击下,容易在钢领的表面产生微小的裂纹纹路,造成钢丝圈运行摩擦力大,会使钢丝圈运行时在钢领跑道表面生成波浪形状金属熔结堆,从而造成钢丝圈抖动、顿挫,瞬时楔住断头。这就要求合理选配钢领材质、表面处理状态。同时要注意钢领的使用时间,防止钢领衰退而产生断头。

  与成纱质量密切相关

  纺纱张力与气圈形态有着密切的关系,气圈形态又与断头密切相关。当张力较小气圈凸形过大时,气圈最大直径超过隔纱板间隔,引起气圈猛烈撞击隔纱板,这不仅会刮毛纱线,还使钢丝圈运行不稳定,易发生楔住和飞圈而断头。

  若张力过大,气圈凸形过小则断头后接头时拎头重、操作困难,小纱时易引起气圈顶部纱段与筒管顶部摩擦而断头,大纱时气圈趋于平直,若此时出现突变张力,就会引起纱线通道与钢丝圈磨损缺口交叉造成断头。所以要选择合适的钢丝圈号数,合理控制纺纱张力和气圈形态以减少断头。

  钢丝圈在钢领上运行时呈倾斜状态。状态完全取决与它在运行中受到的钢丝圈离心力、气圈底部纱线张力、纱线卷绕张力以及钢领对钢丝圈的摩擦阻力,并以各个方向作用于钢丝圈的不同部位。当钢丝圈受到的力矩发生变化时,就易造成钢丝圈内倾或外倾,造成内脚碰钢领内壁、外脚碰钢领外壁,钢丝圈楔住而断头。同时还会出现纱线通道变小、不通畅、易积飞花楔住纱条而断头。在纺不同纱支时要做好钢丝圈宽度、高度、开口以及钢领颈壁厚度、内外壁深度的合理选配。

  近三年来,尉氏纺织有限公司先后对20号碳素普通钢领、20CrMnTi合金钢领、GCr15高精度轴承钢领在细纱断头、钢领钢丝圈使用寿命等方面做了大量的对比试验。

  实验发现GCr15高精度轴承钢钢领千锭时断头最少,这是因为GCr15高精度轴承钢钢领采用了优质的轴承钢材料、配以先进的热处理工艺,钢领平面度在0.005毫米以下、椭圆度在0.01毫米以下,使钢丝圈运转稳定,跳动、振动频率及幅度都很小。纺纱张力稳定,纱线碰隔纱板及管顶部的次数较少,大大降低了细纱底部断头,同时减少了钢丝圈的磨损、延长了钢丝圈的使用寿命。

  20号碳素普通钢领千锭时断头较多,这是因为20号碳素普通钢领加工材料为20号低碳钢,是在一定介质作用下抛光处理的,平面度在0.08毫米以下、椭圆度在0.22毫米以下,加工工艺简单、检验标准低、渗碳层不均匀(硬度不一致、耐磨性不一致),钢丝圈运行速度不稳定,产生颠簸和点接触造成钢丝圈楔住、磨损,从而缩短了钢丝圈使用时间,造成细纱断头增加。20CrMnTi合金钢领属于中高合金钢领,具有较强的耐磨性,细纱断头较少。

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  钢领、钢丝圈的使用成本分析

  20号碳素普通钢领每锭5年消耗钢领数为6个,每只钢领价格为2元,每锭5年消耗钢领费用为:2.0元×6个=12元;每次换钢领造成的停台和工资:6次×300元/次=1800元(按300元/次计算);总费用为:12元×420锭/台+1800元=6840元(按420锭/台使用5年计算)。

  按照此方法计算,20CrMnTi合金钢领420锭/台(5年)的钢领费用为3690元;GCr15高精度轴承钢钢领420锭/台(5年)的钢领费用为3156元。通过比较420锭/台(5年)的钢领费用,我们发现GCr15高精度轴承钢钢领比20号碳素普通钢领节约3684元,比20CrMnTi合金钢领节约534元。

  CJ18.2tex每锭每小时的产量为17.8克,若平均断头周期为30分钟,一年工作8000小时,每年一万锭(千锭时)断头数影响产量:8根5.7吨;15根10.68吨;25根17.8吨。由此可推算出:GCr15高精度轴承钢钢领千锭时断头数8根比20号碳素普通钢领千锭时断头数25根增加产量12吨;比20CrMnTi合金钢领千锭时断头数15根增加产量5吨。

  20号碳素普通钢领上钢丝圈使用周期为5天,每年每锭更换钢丝圈为73次,钢丝圈价格按38元/5000只,每只0.0076元计算,每万锭钢丝圈的费用为5548元,按此计算:20CrMnTi合金钢领每年万锭钢丝圈的费用为3963元,GCr15高精度轴承钢钢领每年万锭钢丝圈的费用为1981元。

  由此可见:使用GCr15高精度轴承钢钢领比20号碳素普通钢领可节约钢丝圈费用3567元/年·万锭,比20CrMnTi合金钢领节约钢丝圈费用1981元/年·万锭。另外换钢丝圈造成的停台和工人工资成本也是一项很高的费用。

  钢领、钢丝圈对细纱断头有很大影响。实践证明:GCr15高精度轴承钢钢领使用寿命长,使用成本低,千锭时断头比普通钢领减少30%以上,钢丝圈使用周期长,更换次数少、用工少,降低工人劳动强度,可以提高车速,增加挡车工看台数。GCr15高精度轴承钢钢领因其性价比高,是纺纱专件的优选器材。


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