「技术」解决几个细纱疑难质量问题的实践

文/谢家祥 (夏津县润通纺织有限公司)

在生产中，经常因设备、工艺、操作、环境等问题而造成一些质量问题。一般理论分析结合现场观察，有针对性地采取一些技术措施就能够解决问题，但是也有一些问题比较棘手，找出问题产生的根源比较困难，给我们带来许多困扰。在这里分享几例我们解决细纱质量问题的案例以供参考。

一50cm机械波的消除“

现在牵伸工艺理论中流行“柔性牵伸”，主要特点是强调“柔性的强握持”即在加大前区握持距、增加浮游区长度的情况下，采用重定量、大捻系数的粗纱工艺（纯棉一般做到110-130之间，甚至达到150以上）和较小的细纱后区牵伸倍数（1.07-1.20），最大限度地保持粗纱以较多的剩余捻回数进入主牵伸区，通过增强须条内摩擦力来控制纤维运动和变速（有时也会在浮游区中加入压力棒等控制元件，把浮游区变成曲线牵伸形式），控制须条内纤维的提前变速、边缘纤维脱离主体等现象，以达到控制纱线条干均匀度的目的。

这种工艺配置避免了主牵伸区强控制造成的不稳定性和环境适应性差等弊病。后区大隔距、小牵伸倍数又使牵伸须条以较好的紧密度进入主牵伸区，为主牵伸区大牵伸做好了准备工作。较大的隔距保证了牵伸顺畅，不会出现吐硬头现象。

但是这种工艺配置的中钳口和胶圈钳口负担较重。如果在这种工艺中使用了加长上销，就很易发生如图产所示的“50cm机械波”。大的粗纱捻度和小后区牵伸倍数，会使有较多捻回的粗纱须条进入中钳口，胶圈钳口下须条紧密度增加，引起牵伸力增大，加之上、下胶圈回转阻力较大，经常出现上胶圈回转一周多次 “脉动”（轻微停顿）的现象。我们在生产中经常碰到波谱图上出现约50mm机械波的问题（见图1），但上机检查，没有发现任何机械性缺陷，因此认为与牵伸工艺配置和使用加长上销相关。

由于粗纱定量重、捻系数大，上胶圈受到的回转阻力与粗纱上的捻回数相关，每一个捻回的破解会使上胶圈产生2次脉动。在图1所示的波谱图，其细纱前区的牵伸倍数为37倍，粗纱捻度为4.5捻/10cm，上胶圈直径为39.5mm，计算波长λ≈39.5π/9×37=509.9mm。这种机械波的波长会随着牵伸倍数的变化而变化，波长数值大约与前区牵伸倍数成正比。

解决这种机械波的方法很简单：把加长上销换成SX2-6833型上销就可以消除，优化配置粗纱捻度或细纱后区牵伸倍数也可以消除。生产纯棉品种，在后区牵伸倍数≦1.20时，粗纱捻系数最好不要超过120（粗纱定量约在5.0g/10m左右时）；粗纱捻系数在120-130左右时，细纱后区牵伸倍数要大于1.2倍。中上罗拉后移量调整得当也可以缓解这种波。当然，增大胶圈钳口隔距（换大一些的隔距块）、加大前区中心距也可以消除它，但是纱线条干CV值会有所恶化。

”二频繁产生的偶发性短粗节“

环境湿度较低时，细纱有时会在多台或个别机台上产生大面积突发性的偶发性短粗节纱疵，这种纱疵的数量很高，观察细纱机的纺纱段就可以发现，严重时疵点就象雨点一样。发生时间没有规律，一段时间有，过一段时间又会消失。一个轮班有，下一个轮班可能又会消失。在电子清纱器的纱体图上会呈现较多的散点，纱体也会产生变异（见图2）。通过截取纱疵可以发现其长度基本上在1-2cm之间，粗度集中在200-400%（见图3），在放大镜下观察，纱疵形态类似短绒积聚或纤维纠缠，外观较为坚实（见图4），但是用手反复撸动，能使它与纱线主体脱离（见图5）。

通过一段时间的观察，我们终于找到了产生这类纱疵原因。这类疵点不是单方面原因造成的，而是工艺、设备、环境等多方面原因的累加，当其中一个原因好转时，就又突然消失了。

在工艺方面，为了提高纱线条干CV值，我们通常采取强控制的工艺配置，如将细纱前区的罗拉中心距缩小到43mm、42mm甚至41mm，造成下皮圈与前罗拉之间的间隙非常小（约1.5-2.5mm），如果下皮圈张力较小，下皮圈与前罗拉可能处于似接触非接触的状态。加之器材保养工作没有做到位，如皮圈清洁周期过长，使用时间过长，在加上车间温湿度控制不当，皮圈就会出现脏污、粘带短绒的现象。当这些因素积累到一定程度问题便来了，下皮圈粘带的纤维通过下皮圈与前罗拉间隙时，纤维会在这里积聚，积聚到一定的数量便会捻入须条，形成1-2cm之间、外观较为坚实、但与纱线又不能成为一体的疵点。这种积聚纤维很难捕捉，快速掀起摇架可以发现它，但随即就会被前罗拉带走。

如果将环境湿度控制在合适的范围（55%以上），这种疵点发生的机率就会很小。如果车间湿度无法保证，就要把前区罗拉中心距放大到43mm以上，保证良好的下皮圈张力，按周期清洗皮辊、皮圈。总之，消除四个因素中的任何一个因素都能消除或减少这种偶发性短粗节。

”三偶发性特大毛羽管纱“

生产过程中突发性毛羽危害性极大，严重的毛羽会影响织布厂的生产效率和布面质量。短绒、静电效应、摩擦、纤维向表面转移等是形成毛羽的主要原因。我们曾发现过一种突发性特长毛羽管纱（见图6），特点是：

（1）毛羽特长，在5mm以上。

（2）出现时间没有规律，一落纱时是这几个管纱，下一落纱又可能是另几个管纱，一落纱中有一个至二十几个不等，在中支纱低速机台上出现的机率较大。

（3）不是整只管纱上都有长毛羽，一般只有从一厘米到几厘米。

这类突发性的毛羽管纱并不是磨钢领造成的，磨钢领的管纱摩擦部位会变黑、卷绕结构会变得紊乱。我们上机仔细观察发现，个别锭子偶尔会出现气圈凸形过大而碰触隔纱板的现象，纱线经强烈摩擦形成这种长毛羽。人为打断纱线重新接头，气圈就会恢复正常。即使人为不去干预，一段时间后气圈也能恢复正常，毛羽消失。记下该锭号继续观察，下一落纱甚至几落纱都没有再这种现象，而其它锭位又发现了这种管纱。

为此我们对有可能造成气圈凸形变大的原因：钢领衰退；钢丝圈偏轻；钢丝圈圈形异常造成钢丝圈锲住；钢丝圈的钢领摩擦跑道与纱线通道交叉靠近，造成纱线滑入摩擦跑道而割毛纱线；锭子共振等，一一进行了排查。我们在放大镜下观察钢领、钢丝圈磨痕，没有发现问题；更换了新钢领、钢丝圈也没有使问题得到改善，而翻改品种后，这种问题再也没有发生，因此可以排除钢领、钢丝圈的问题。

那么是不是锭子共振引起的呢？锭子有一个固有频率，当锭速达到某一速度时，锭子的振动频率与其固有频率（1阶、2阶……）相同就会发生共振，振幅陡然增加，气圈不稳定，根本无法正常纺纱。从文献得知高速锭子空载时的第一临界速度为8000r/min左右，第二临界速度为39000转左右，锭子负载纱管后，回转质量增加，第一临界速度会低于8000r/min，也就是说正常纺纱的锭速正好在锭子的1阶、2阶共振频率之间，一般不会引起锭子共振，不会造成气圈膨大和纺纱断头。

我们再来分析一下气圈形态，由气圈方程式（公式①、②、③）得知，气圈的波动形态符合正弦波波动理论(见图7)，振幅为y，波长为λ。在实际生产过程中，若气圈高度H＞λ/2就会出现波节（双气圈）现象，若气圈高度H=λ/2振幅y就会出现无限大（当然，在实际有阻尼条件下，ymin=∞不会发生）。这两种情况下都不能正常纺纱。我们正常纺纱时的气圈高度H＜λ/2，不会出现双气圈和气圈超大现象。

但气圈是一种振动，既有横波也有纵波，气圈振动也有它的固有频率（公式④），它与纱线的线密度、瞬时张力、气圈长度、气圈回转速度有密切关系。当气圈回转速度接近气圈固有频率ωn时，个别单锭瞬时张力、气圈长度的突然变化，就会有瞬间气圈共振发生。气圈凸形由于共振而增大，撞击隔纱板造成纱线特长毛羽产生。气圈共振虽然瞬间产生，但是恢复要持续一段时间，持续时间也不会太长。瞬时张力、气圈长度、纱线短片段线密度的变化都会打破这种共振，气圈就又恢复了正常。如果气圈振幅不能自行恢复，由于气圈过度膨大也会造成断头，当值车工再接上头时，共振条件消失，锭子又可恢复正常纺纱。所以就会出现图6这样的管纱毛羽。文献试验证明：32S纱气圈共振的回转速度约在12000r/min左右。所以生产中低支纱或小纱低速时更容易发生这种现象。另外变频器控制主电机的细纱机，速度分段较多，速度阶升时有一个加速变速过程（不同的程序，该时间长短不一样），这个过程中的气圈回转速度是不稳定的，若变速过程正好处于气圈共振的速度段内，就容易引起气圈共振。因此解决这个问题的方法就是提高锭速、减少变频电机速度分段、通过程序调整缩短变频器速度阶升时间。

”四千米粗节数高于千米棉结“

纱线条干CV值与IPI纱疵是衡量纱线质量优劣的一项重要指标。IPI疵点过多会严重影响布面外观质量。一般情况下，IPI纱疵中+50%千米粗节会低于+200%千米棉结的数量。但有时发生+50%千米粗节会高于+200%千米棉结数量，此时一般纱线的条干CV值会稍差。

+50%粗节是截面积大于标准纱线直径50%，长度等于纤维平均长度的部分[4]。产生这种粗节的根本原因是纱线截面内纤维根数分布不匀或纤维纠缠、卷曲（包括短绒不规律地附入）使纱线截面积增加。主要原因有：

（1）纤维分离度差。须条中有纤维束存在，在牵伸过程中纤维成束变速，造成纱线截面内的纤维分布不均匀。

（2）纤维伸直度差。在牵伸过程中没能够有效伸直，纤维之间形成纠缠、卷曲状态，使纱线截面积增加。

（3）短纤维多。短纤维在牵伸区中不能被有效握持，随机分布到每个单位片段的纱线上，造成片段截面积增加。

（4）棉结。纤维的正常变速受到棉结的干扰，造成纱线截面积增加。

相关文献试验证明：纱线中的粗节20.09%是棉束、24.17%是扭乱的纤维、24.42%是短绒、16.72%是棉结影响纤维变速造成的。须条中的棉结和短绒多，既是形成粗节的原因，也是形成棉结的原因；而须条内的纤维分离度不好、单纤维化程度差和纤维伸直度差、卷曲、紊乱这两个原因会使纤维束状变速而形成粗节，却基本上不会形成棉结。因此纤维分离度、伸直度差是造成千米粗节数高于千米棉结的关键因素，纤维梳理不充分是问题的根本原因。因此我们采取了适当提高刺辊、锡林转速，提高锡林横向针齿密度，适当降低生条定量与道夫速度、优化锡林道夫三角区各点隔距（缩小前下罩板-锡林隔距、缩小锡林-道夫隔距、增加大漏底入口-锡林隔距）等措施，使问题得到了有效解决。

纤维束状变速还与原料长度结构有一定的关系。如果使用主体长度较低的棉花纺纱，发生束状变速而造成粗节高于棉结的机率会相对较高。配棉使用了主体长度很短的原棉，纱线强力低，细纱断头率高。为了增加混棉纤维的主体长度，又配入一定量的长度较长的原棉，配棉成份间的长度的差异增大（见图8），就会出现纤维束状变速，造成纱线粗节高于棉结。混棉中的长度严禁形成不连续的两个梯队，最好是多个连续梯队，更避免两个梯队各占50%。