环锭细纱机钢领

环锭细纱机钢领、钢丝圈问题的讨论2007年7月16日安徽省纺织工程学会钢领、钢丝圈是环锭细纱机及普通环锭捻线机的关键部件，它们与锭子、纱管等配套共同完成纱线的加捻及卷绕，钢领、钢丝圈质量好坏，直接影响纺纱质量、纺纱效率及经济效益，若配套使用不当，不仅影响钢领、钢丝圈使用寿命，而且纺纱张力不稳定，引起纱线毛羽增加、细纱条干恶化、并使细纱断头增加、生产效率下降。目前，国内外对提高钢领、钢丝圈质量，增加耐磨度、延长使用寿命等问题做了研究并取得很大进步。国产钢领由于材质、加工精度、热处理与国外相比存在一定差距，使得使用寿命差距较大，国产钢领只能使用6个月～12个月，而国外钢领可使用3年～8年，有的超过10年。各种型号的国产钢丝圈品种很多，以棉纺细纱为例，根据不同号数有纯棉、涤棉及其它化纤短纤维纺纱，配备了种种型号的钢丝圈分别与各种钢领型号配套，当锭速在15000r/min～20000r/min时，钢丝圈仅使用7天左右，国产镀氟钢丝圈可使用1个月，与国外相比还有一定差距。国外钢丝圈一般使用寿命达到1个月以上，最长有100天左右，如陶瓷钢领、钢丝圈配套使用时间可达105天。钢丝圈在钢领的滑动飞行，使自身温度上升到300℃左右，钢丝圈上的一些金属物会熔化在钢领内跑道上，严重破坏了相互间的正常啮合，使纺纱张力波动增大，纱线毛羽及断头增加。钢领、钢丝圈配套使用时有磨合期、稳定期及衰退期三个阶段，钢丝圈使用寿命太短，稳定期相应很短，纺纱张力波动大，不稳定，尤其在小纱时张力显著增大、毛羽及断头增加。现就国内外钢领、钢丝圈的应用情况与大家进行探讨。1国内普通的钢领、钢丝圈的应用情况1．1国产钢领的分类①钢领边宽PG1为3.2mm，PG2为4mm，PG1/2为2.6mm，PG1/2为高速钢领。都属于平面钢领。PG系列钢领在我国应用最多。②ZM型为锥面钢领以铁基粉末冶金为材料，也有以微量合金元素加铁基作材料的；分为ZM6-直径38mm、42mm、45mm；及ZM9-直径45mm、42mm、51mm；边宽均为2.6mm，属于高速钢领。③垂面钢领(或称竖边钢领)：钢领钢丝圈接触面与水平面垂直，其材料为优质结构钢或合金钢，也有用铁基粉末合金(含微量合金元素)。钢丝圈分类与钢领配套使用情况见表1。表1钢丝圈分类与钢领配套使用情况号数/tex钢领钢丝圈锭子速度/r·min-1钢丝圈线速/m·s-1型号直径/mm型号号数97.3PG245G14～188000～1100018～2458.3PG245G7～1011000～1400024～3229.2～24.3PG1ZM20426903ZBE2/0～5/03/0～6/016000～1750033～38．521～18.5PG1/2ZM638～42CO.RSSZB-83/0～6/08/0～1/016000～1900032～4014.6～13.9PG1/2ZM638～42CO.RSSZB-88/0～11/013/0～16/016500～2000033～40T/C13PG1ZM642BUZB-19/0～11/09/0～13/016000～1800033～409.7PG1/238RSS12/0～15/016500～1850033～401．2钢领对成纱毛羽的影响目前国内广为应用的钢领、大都是用低炭钢(20#钢)经金属切削加工后再经过碳氮共渗，磁化渗硫、淬火、低温回火处理而成，一般钢领渗碳层深度均在0.4mm，渗碳层深度在0.1mm处含碳量为1%，钢领表面硬度不低于HRC60.5，我国用量最大的钢领有PG1、PG2，PG1/2及ZM等型号。合理选配钢领、钢丝圈对减少毛羽的影响见表2表2合理选配钢领、钢丝圈对减少毛羽的影响方案纱线品种/tex钢领型号钢丝圈型号3mm羽个数114.5TPG177241.4214.5TPG1F06.7314.5TPG1/2OSS1.0414.5WPG177239.6514.5WPG1F09.3从表中看出PG1钢领与与FO钢丝圈配套使用，纺纱张力稳定，3mm毛羽数要少的多。PG1/2高速钢领与OSS钢丝圈配套，3mm毛羽数最少，仅为1个。1．3新钢领的应用①新钢领上车前，要将表面油污清洁后立即上车使用，有的厂将新进厂的钢领先经水磨处理后，再上车使用，以提高新钢领的光洁度。要保证新钢领不生锈，以免钢丝圈运行不灵活及飞钢丝圈现象。②开车前要对细纱机进行三同心整顿，即钢领、锭子、导纱钩三同心，钢领板要保持水平，新钢领上车先开慢车，用较轻钢丝圈，根据纺纱张力情况再增速及调换相应的钢丝圈。开车后要逐锭检查气圈情况，对抖动严重及气圈太小，张力过大的钢领要调换。③新钢新上车后经过走熟磨合期进入稳定期，稳定期的长短根据钢领硬度，使用寿命情况而异，一般国产钢领PG1的稳定期，中支纱锭速16000r/min～17000r/min时第一次使用时间为6个月～9个月，高速钢领PG1/2及ZM6纺细支纱锭速18000r/min～19000r/min时，使用寿命为9个月～12个月，超过这个期限的钢领进入衰退期，断头增加、毛羽增多，不能继续纺纱。1．4国产旧钢领的修复国产PG及ZB系列钢领衰退后，麻点被磨掉并起波浪纹，要进行修复才能重新使用，修复方法是砂光水磨处理，先用零号砂纸打光，装进有石英或人造磨料和洗涤剂的甩桶内，以压缩空气冲击水磨，一般只能修复2次～3次。由于钢领表面渗炭深度为0.4mm以上，新钢领表面为0.35mm深处钢领硬度仍能保持与表面层相同的硬度，而钢领使用后仅磨损1μM左右，因此有的纺纱厂为节约费用，增加回磨修复次数，抛光6次仍在使用。其它修复工艺有振动光饰、行星擦光等方法，但事前都必须经零号砂纸砂光处理，磨后钢领表面光洁平整并带有一定的麻点，可以继续使用，但使用期适当缩短。不同的钢领，根据生产品种、纺纱速度、抛磨处理工艺等都要建立详细档案，并在干燥的环境中储存备用。2新型钢领的研制与发展钢领、钢丝圈配套使用时有如下要求：第一、钢丝圈在钢领上飞行稳定、纺纱张力差异小，张力波动平稳；第二、钢领、钢丝圈之间接触面大、散热好，压强低、磨损少，从而延长其使用寿命；第三、抗契性好，接触面大、稳定性好，有足够的纱线通道，抗契性好。（1）国产钢领、钢丝圈在90年代有了新的研制与发展，像重庆纺织专件厂的新型钢领、钢丝圈BC6锥面钢领具有许多优点：①设计原理基本上与瑞士Hi-per-sping高速钢领有相同之处，即钢领、钢丝圈接触面积比PG系列大几倍，散热快、压强低、耐磨。钢领、钢丝圈之间的接触压力是运转其性能的决定因素，它与钢丝圈重量及其飞行速度成正比，与钢领直径成反比，如果接触压力低于临界值，则钢丝圈磨损很少。运转后，钢丝圈在钢领上飞行时温度上升到300℃左右，当接触压力超极限时，钢丝圈飞行速度很高，会出现严重磨损现象，并发生熔化，使钢丝圈材料以小晶片形式熔在钢领内跑道上，这些小晶片非常硬，使钢领内表面留下压痕。这种微熔过程发生在超极限区内，因此，对钢领、纲丝圈造成很大破坏。BC6钢领、钢丝圈系列的设计考虑到这些问题，使钢领、钢丝圈接触面加大，压强降低，磨损减少，从而使用寿命延长。②BC6钢领、钢丝圈配套使用，使钢丝圈飞行稳定，纺纱张力波动小，比PG系列张力峰值小，平均张力低，使纺纱时毛羽及断头减少。③BC6钢领、钢丝圈接触点多、接触面大、纱线通道比PG系列钢丝圈大，有足够的空间使纱线通过，PG系列钢领、钢丝圈通道为0.82mm～0.56mm，而BC6系列为1mm～0.8mm，因此，纺纱顺利，无堵塞现象，抗契性能好。④BC6系列钢领、钢丝圈接触面大、磨擦系数小，运转性能好，散热性能也比PG系列好。⑤BC6系列钢领的纺纱支数、纺纱速度、车间温湿度适应性好，更换品种时，钢领可不予调换。⑥钢丝圈使用寿命长，与BC6钢领配伍，最长可达28天～30天(细号纱、16000r/min锭速)，因此稳定性长，有利于稳定纺纱张力。⑦BC6钢领一次性寿命在1年～1.5年，而PG系列仅为6各月～9个月。（2）无锡求实纺器专件厂开发的新型亚光钢领是利用特殊的表面加工工艺，采用细晶粒优质钢材，在钢领抛光基础上增加一道化学研磨新工艺处理，大大提高了钢领表面的光洁度，降低了摩擦系数，并使钢领表面硬度趋於均匀，减少了几何尺寸的变形，提高耐性及抗疲劳强度，使钢领表面不易衰退，同时改善了钢领散热性能，降低了工作温度。这种亚光钢领走熟期很短，甚至没有走熟期，一开始使用就使钢丝圈进入稳定期，具有纺纱张力低、细纱断头低的特点，一次性使用寿命较长，从表3可看出亚光钢领比普通钢领有许多优异之处：表3亚光钢领比普通钢领的对比钢领类型走熟期/h一次性使用寿命千锭时断头率亚光钢领0.5-1.59个月以上，最长1年半21抛光普通钢领26-9个月37普通钢领用机械方法在一定的介质作用下抛光处理的。它很容易产生内应力，并具有一定方向性的加工伤痕，同时在介质冲击作用下，容易产生微小的裂纹纹路。这种内应力及裂纹纹路，使钢领寿命减少，抗疲劳性能下降，而亚光钢领在抛光加工后又增加一道化学研磨工艺，降低了内应力，钝化了方向性的刀痕纹路，并能填补裂纹，改善了抛光钢领的许多缺陷，因此亚光钢领的实用性比抛光钢领好。应用SC-B5型数字闪光测速仪进行亚光钢领与抛光钢领的对比试验，发现：①亚光钢领上钢丝圈运转稳定、跳动、振动频率及幅度都少，钢丝圈轮廓比较清晰，通道中积花少，宽畅干净。②钢丝圈在亚光钢领上运行速度稳定，停顿次数少，停顿时间较短，表明钢丝圈在亚光钢领上运行的平稳特性。③亚光钢领上钢丝圈飞行造成的纺纱张力比普通钢领稳定，纱线碰隔纱板及纱管顶部的次数较少。④亚光钢领上的纱线通道比抛光钢领宽畅，外倾角也较小，表明亚光钢领使钢丝圈运转平稳。应用亚光钢领后，纺纱质量明显提高，3mm以上有害毛羽减少约10%～40%，单强提高4.0%～6.0%，条干CV%值改善0.6%～1.9%，纱疵减少2.5%～6%。（3）陕西省纺织研究所研制开发的镀氟钢丝圈使用寿命达到1个月以上，纺纱稳定期较长，对减少毛羽、降低细纱断头有显著作用。如何进一步提高国产钢领、钢丝圈使用寿命是解决国产细纱机提高车速和纺纱质量的关键。3国外钢领、钢丝圈的发展国外环锭细纱机速度的提高，推动了钢领、钢丝圈技术的进步。钢丝圈在钢领上的飞行速度很高，可达到35m/s～50m/s左右，这种高速滑动的摩擦力很高，温度会上升到300℃以上。此外，钢领还受到钢丝圈的冲击力，冲击力的大小是钢领所承受所有其它力的总和的几十倍，达到20MPa之多，使钢领、钢丝圈材料疲劳，加速衰退过程，使纺纱张力不稳定，影响纺纱质量及断头。国外主要在材料(如采用轴承钢、高级合金钢等表面硬度在600HV～800HV的高硬度耐摩材料)、金加工、热处理及动力学理论等方面做了许多突破性的研究与开发，推出耐磨、使用寿命长、散热性能好抗契性好的新型高速钢领。（1）瑞士立达公司生产的ORBiT钢领、钢丝圈，扩大其接触面、增加散热面。QRBiT体系钢领钢丝圈之间的接触面比普通钢领、钢丝圈多4倍～5倍，散热面大，适于高速，在锭速25000r/min时，钢丝圈线速度达到55m/s，工作正常。由于钢领使用轴承钢村料，热处理工艺好，加工精度高，十分耐磨，可使用8年以上，钢丝圈使用寿命在2个月左右。（2）瑞士立达公司用高科技合金材料——Zenit生产的高速钢领呈彩红色，钢领、钢丝圈不需要磨合期，运行48h后即走入正常，在高速运转下，无磨损出现，而且纺纱张力十分稳定，钢丝圈运转在较长的稳定期内正常运行，摩损减少了10%～50%。适用于19.5tex～7.3tex纯棉及涤棉混纺纱的生产，Zenit钢丝圈、钢领系列的出现，使细纱机锭子速度上升到25000r/min时，生产仍很稳定、纺纱质量好。（3）德国Tec公司研制的Geratwina陶瓷钢领钢丝圈系列，这种高耐磨新技术材料的一次性钢领、钢丝圈，在锭速17500r/min条件下运转了105天，钢丝圈飞行路程为300000km，相当于绕地球7.5周，使调换钢丝圈的频率及时间减少，提高了运转效率，细纱断头减少5%，产量提高10%。（4）瑞士Bracker是专