我國轉(zhuǎn)杯紡紗機及紡紗器的發(fā)展概況
一、我國轉(zhuǎn)杯紡的發(fā)展概況
我國自20世紀(jì)70年代初引進(jìn)轉(zhuǎn)杯紡紗機開始，到80年代初期，轉(zhuǎn)杯紡發(fā)展的速度是比較緩慢的。其原因是這期間就轉(zhuǎn)杯紡紗機本身而言，還存在一些不足和待完善、待提高之處。在當(dāng)時設(shè)備及工藝技術(shù)條件下，轉(zhuǎn)杯紡還只能紡制粗特紗。所以紡織界對轉(zhuǎn)杯紡普遍存在著一種偏見，即轉(zhuǎn)杯紡只能紡粗特紗，只適合“吃粗糧、處理下腳料”。即使是一些規(guī)模較大的紡織廠，也只配置三四臺轉(zhuǎn)杯紡紗機，用來消化本廠環(huán)錠紡紗的下腳料。至于單一的轉(zhuǎn)杯紡紗廠更是寥若晨星、屈指可數(shù)。此外，在當(dāng)時那個年代尚未執(zhí)行改革開放政策和經(jīng)濟市場化運作，生產(chǎn)經(jīng)營和企業(yè)管理受計劃經(jīng)濟模式的制約，仍處于封閉保守狀態(tài)。所以，那段時期我國轉(zhuǎn)杯紡發(fā)展的速度是比較緩慢的。
隨著轉(zhuǎn)杯紡紗機性能的不斷改進(jìn)和提高，加上從事轉(zhuǎn)杯紡生產(chǎn)的廣大工程技術(shù)人員及職工不斷地探索和潛心研究，在紡紗工藝技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)方面都有了較大的突破和創(chuàng)新。因此，轉(zhuǎn)杯紡無論從紡紗品種范圍還是從原料應(yīng)用領(lǐng)域都有較大的拓寬。另一方面，在改革開放政策的許可下，合資的或個體的轉(zhuǎn)杯紡紗廠，猶如雨后春筍般地遍及我國廣大的城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村。20世紀(jì)90年代至今，轉(zhuǎn)杯紡紗這一紡紗技術(shù)，在我國得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。預(yù)計不久的將來在棉紗的產(chǎn)量和品種上，轉(zhuǎn)杯紡紗與環(huán)錠紡紗將平分秋色。圖1—1所示為我國轉(zhuǎn)杯紡紗機發(fā)展的曲線圖(圖中數(shù)字非官方統(tǒng)計數(shù))，由圖1—1可以看出，自20世紀(jì)80年代后期，我國轉(zhuǎn)杯紡以極快的速度發(fā)展，其迅速發(fā)展的原因有以下幾點。
(一)外貿(mào)出口增加
我國歷來是紡織品、服裝的出口大國，棉紗、棉布、絲綢及其他類產(chǎn)品，在國際市場上都享有很高的聲譽，因此，較其他工業(yè)產(chǎn)品所占的出口比例大。加人世界貿(mào)易組織(WTO)后，我國傳統(tǒng)的紡織工業(yè)產(chǎn)品得到了良好的商機，紡織產(chǎn)品出口的品種越來越多，
(二)國內(nèi)消費水平的提高
隨著我國人民生活水平的不斷改善，衣著消費水平也不斷提高，人們的生活觀念在不斷地改變。衣著首先要講時尚，款式要新穎出眾，尤其是青年群體，更加追逐時裝潮流。另外，人們的衣著保健意識也在不斷增強，衣著個性化及返璞歸真的思潮日趨強烈。用轉(zhuǎn)杯紗(布)做成的各種牛仔布服飾及純棉內(nèi)衣，恰好能滿足以上要求，因此，增大了內(nèi)需轉(zhuǎn)杯紗的用量。
(三)轉(zhuǎn)杯紗的用途不斷拓寬
由于轉(zhuǎn)杯紗的用途十分廣闊，因此，對成紗質(zhì)量有著不同的要求。質(zhì)量差一點的轉(zhuǎn)杯紗可以織造手套、包皮布、帆布等；質(zhì)量好一點的轉(zhuǎn)杯紗可以織造燈芯絨、牛仔布、被單布等產(chǎn)品。目前質(zhì)量較好的轉(zhuǎn)杯紗上蠟后可作高檔的針織內(nèi)衣用紗。一些裝飾布、沙發(fā)套、襯墊、窗簾布等也是用化纖混紡轉(zhuǎn)杯紗織造以后經(jīng)阻燃處理加工而成的。從上述情況可以看出，轉(zhuǎn)杯紗的用途十分廣闊，從而拓寬了轉(zhuǎn)杯紗的使用領(lǐng)域。
(四)轉(zhuǎn)杯紡新紗種大量研發(fā)成功
轉(zhuǎn)杯紡在20世紀(jì)70年代中期都是以紡97.2tex(6英支)、83.3tex(7英支)純棉紗為主，個別廠家少量紡36.4tex(16英支)，在當(dāng)時就認(rèn)為是細(xì)特(小號)紗了。自70年代后期至80年代中期，在轉(zhuǎn)杯紡上成功地研發(fā)出化纖、毛、麻以及相關(guān)的混紡紗。到這時紡織界對轉(zhuǎn)杯紡只能消化下腳料、只適合紡粗特紗的偏見才得以改變。直至后來有的廠家開發(fā)出了低捻紗、18.2tex(32英支)針織用紗、純棉竹節(jié)紗、S捻紗、柚絲紗，目前又開發(fā)出包芯轉(zhuǎn)杯紗等諸多新紗種。由于新紗種不斷開發(fā)研制成功，再加上轉(zhuǎn)杯紗用途不斷拓寬，轉(zhuǎn)杯紡才引起紡織界投資者的關(guān)注，這為其發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
(五)轉(zhuǎn)杯紡對生產(chǎn)環(huán)境適應(yīng)性強
轉(zhuǎn)杯紡生產(chǎn)車間的環(huán)境及條件，如溫度、相對濕度比環(huán)
(六)減少輔助性的設(shè)備投資
由于轉(zhuǎn)杯紡的工藝流程短、工序少，因此相應(yīng)的輔助性維修工作也要少一些。如：環(huán)錠紡的細(xì)紗工序需要磨膠輥、磨膠圈，校錠子、磨鋼領(lǐng)、修搖架等輔助工序和輔助設(shè)備，而轉(zhuǎn)杯紡卻無此需要。所以在設(shè)備投資方面，轉(zhuǎn)杯紡要比環(huán)錠紡少得多。又因為轉(zhuǎn)杯紡生產(chǎn)車間在保溫性能、空調(diào)通風(fēng)方面要求相對低，其基本建設(shè)項目比環(huán)錠紡紗廠也要少得多。因此，轉(zhuǎn)杯紡紗廠是一項投資少、獲利快、投資回收周期短的投資項目。
(七)能充分利用原棉降低生產(chǎn)成本
近幾年國產(chǎn)原棉供不應(yīng)求，造成棉價大幅度上漲。因此，各棉紡廠都在千方百計地提高原棉的利用率，以降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的利潤。又因轉(zhuǎn)杯紡能消化、利用一些低級花和回用棉，紡制粗特紗和專紡紗。這樣原棉在得到充分利用的同時，也降低了生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。
由于以上種種原因，形成了一股轉(zhuǎn)杯紡的投資熱。當(dāng)前，單一的轉(zhuǎn)杯紡紗廠在我國廣大的城鎮(zhèn)、甚至偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村已星羅棋布。規(guī)模較小的擁有兩三臺轉(zhuǎn)杯紡紗機，規(guī)模較大的轉(zhuǎn)杯紡紗廠擁有10—20臺轉(zhuǎn)杯紡紗機已屢見不鮮，規(guī)模最大的可擁有200臺以上的轉(zhuǎn)杯紡紗機。在建的、擴建的、籌建的以至醞釀要建的轉(zhuǎn)杯紡紗廠也不在少數(shù)。可以預(yù)見，我國轉(zhuǎn)杯紡的發(fā)展將會呈現(xiàn)出一派欣欣向榮的可喜局面。
二、轉(zhuǎn)杯紡紗機與紡紗器的發(fā)展概況
轉(zhuǎn)杯紡自20世紀(jì)70年代大規(guī)模投入工業(yè)化生產(chǎn)以來，在短短四五十年間，無論是紡紗機本身還是紡紗工藝方面的創(chuàng)新都十分顯著。在轉(zhuǎn)杯紡最關(guān)鍵的部件——紡紗
轉(zhuǎn)杯紡紗機與紡紗器的發(fā)展也和其他所有機械設(shè)備發(fā)展過程一樣，其結(jié)構(gòu)也是由簡單到復(fù)雜，其作用也是由單一到多樣，其功能也是由不完善到完善，甚至發(fā)展到今天已達(dá)智能化的程度。最初的紡紗器缺少減振裝置，排雜作用、散熱性能也較差，因而紡杯的轉(zhuǎn)速較低，只有30000—40000r/min。最初裝在BD200R型轉(zhuǎn)杯紡紗機上的紡紗器如圖1—2所示。轉(zhuǎn)杯紡紗機的傳動及工藝調(diào)整，均通過調(diào)換齒輪得以實現(xiàn)，這種類型的轉(zhuǎn)杯紡紗機，就是后來被稱為第一代轉(zhuǎn)杯紡的紡紗機。
由于第一代轉(zhuǎn)杯紡紗機的紡杯轉(zhuǎn)速慢，因而影響了生產(chǎn)效率及棉紗產(chǎn)量；又因為紡紗器沒有排雜功能，所以，紗條上的雜質(zhì)多，也影響了棉紗質(zhì)量。到20世紀(jì)70年代中后期，捷克Elitex公司在原有紡紗器的基礎(chǔ)上，增加了減振裝置和排雜功能，散熱性能也有了較大的改善，此時紡杯轉(zhuǎn)速已提高到60000r/min，這不但提高了轉(zhuǎn)杯紡的產(chǎn)量，也提高了質(zhì)量，如裝配在RC型轉(zhuǎn)杯紡紗機上的RC型紡紗器。到20世紀(jì)80年代初期，紡紗器又改進(jìn)成目前在我國應(yīng)用最廣泛、最普及的CEⅡ型紡紗器，如圖1—3所示。在紡紗過程中，各種工藝參數(shù)的調(diào)整均可通過無級調(diào)速器來實現(xiàn)，并可通過計算機顯示屏進(jìn)行顯示，這就是后來被稱為第二代的轉(zhuǎn)杯紡紗機，如BD200RN型、BD200SN型轉(zhuǎn)杯紡紗機。
雖然，BD200SN型轉(zhuǎn)杯紡紗機和CEⅡ型紡紗器的性能已比較成熟和完善，但隨著生產(chǎn)實踐的不斷深入，人們對轉(zhuǎn)杯紡紗機和紡紗器提出了更新、更高的要求。如為了適紡長纖維原料，有利于增強排雜效果，將紡紗器的分梳輥及分梳腔的直徑加大，也相應(yīng)加大排雜口、加寬排雜區(qū)；還把紗條的斷頭檢測裝置干簧開關(guān)(干簧管
20世紀(jì)70年代后期，在捷克人完善提高自排風(fēng)式轉(zhuǎn)杯紡紗機(紡紗器)的同時，德國、瑞士、英國等國又開辟了轉(zhuǎn)杯紡的新途徑，研制成功了另外一種排氣方式的紡紗器——抽氣式轉(zhuǎn)杯紡紗，如德國制造的RU系列型轉(zhuǎn)杯紡紗機、瑞士立達(dá)公司生產(chǎn)的M1/1型轉(zhuǎn)杯紡紗機。20世紀(jì)80年代末，這兩種排氣方式不同的轉(zhuǎn)杯紡紗機無論從設(shè)備的性能方面，還是生產(chǎn)效率、成紗質(zhì)量方面都不分上下，呈現(xiàn)并駕齊驅(qū)之勢，并以各自的長處向前發(fā)展。20世紀(jì)90年代初期，自排風(fēng)式紡紗器的一些不足之處，才逐漸顯現(xiàn)出來。因此，抽氣式轉(zhuǎn)杯紡紗機后來居上，被紡織界普遍看好。
隨著紡紗生產(chǎn)實踐的不斷發(fā)展，人們對轉(zhuǎn)杯紡紗機性能及作用又有了更高的要求。如為了進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)杯紡的產(chǎn)量，紡杯的轉(zhuǎn)速要突破100000r/min。原先的直接軸承已不能滿足這樣高速的需要，所以要向間接軸承(圖1—5)、空氣軸承、磁浮軸承方向發(fā)展。為了提高成紗質(zhì)量，防止紗條上產(chǎn)生粗節(jié)，在轉(zhuǎn)杯紡紗機上又裝備了電子清紗器；為了提高紗條的接頭質(zhì)量，又將手工接頭、半自動接頭操作轉(zhuǎn)人自動化接頭階段。隨著時間的推移、轉(zhuǎn)杯紡技術(shù)的發(fā)展，轉(zhuǎn)杯紡紗機又向智能化方向邁進(jìn)，如具有自動接頭、自動打底線、自動落紗、筒紗定長、紗條質(zhì)量自行監(jiān)測、事故報警等功能。目前德國賜來福公司生產(chǎn)的奧托康納312型轉(zhuǎn)杯紡紗機、瑞士立達(dá)公司生產(chǎn)的R40型轉(zhuǎn)杯紡紗機、瑞士蘇拉公司生產(chǎn)的BD
雖然抽氣式轉(zhuǎn)杯紡紗機已領(lǐng)先于自排風(fēng)式轉(zhuǎn)杯紡紗機，但自排風(fēng)式轉(zhuǎn)杯紡紗機具有適合紡非棉產(chǎn)品以及可用低級花、回用棉紡粗特紗，并且在車間生產(chǎn)條件較差的情況下，仍能保持正常生產(chǎn)，耗電量少、維修費用低、設(shè)備價格低廉等。因此，在目前和今后一段時間內(nèi)，自排風(fēng)式轉(zhuǎn)杯紡紗機仍有存在和發(fā)展的空間。
目前，我國的轉(zhuǎn)杯紡紗機仍以自排風(fēng)式為主，主要機型有FA601A(J)型、F1603型以及BD200SN(120)型或在此基礎(chǔ)上改進(jìn)的轉(zhuǎn)杯紡紗機。這三種轉(zhuǎn)杯紡紗機的主要工藝性能見表1—1。圖1—9所示為FA601A(J)型轉(zhuǎn)杯紡紗機的傳動圖，圖1—10所示為F1603型轉(zhuǎn)杯紡紗機的傳動圖，圖1—11所示為BD200SN型轉(zhuǎn)杯紡紗機的傳動圖，圖1—12所示為FA601A(J)型轉(zhuǎn)杯紡紗機車頭箱齒輪(掛輪)傳動圖。PA601A(J)型轉(zhuǎn)杯紡紗機的牽伸倍數(shù)掛輪表和紡杯轉(zhuǎn)速與捻度的關(guān)系見表1—2和表1—3。
表1—1國產(chǎn)轉(zhuǎn)杯紡紗機的主要機型及工藝參數(shù)
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BD200SN(120)型 |
FA601A(J)型 |
F1603型 |
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機身尺寸(mm) (長×寬×高) |
17215×950×1895 |
15588×900×1930 |
21185 ×1200×1855
(168頭標(biāo)準(zhǔn)機長度) |
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紡紗器型號 |
CEⅡ |
CEⅡ |
CEⅡ |
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紡紗器間距 (mm) |
120 |
120 |
200 |
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每臺頭數(shù) |
200 (左、右各100頭) |
200 (左、右各100頭) |
24、84、120、168、192 (左、右各半) |
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紡杯速度 |
φ66mm：31000、36000、40000 |
φ66mm:30000、35000、40000 |
φ66mm：3000、35000、40000 φ54mm：45000、50000、55000、60000 |
|||
φ54mm:45000、50000、55000、60000 |
φ54mm：45000、50000 |
φ43mm：6500、70000、75000 |
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適紡線密度 (tex) |
φ66mm紡杯： 純棉14.50—100 化纖20—72 |
φ54mm紡杯： 純棉14.5—50 化纖20—50 |
φ66mm紡杯： 14.7—100 |
φ54mm紡杯： 14.7—50 |
&# 966;66mm紡杯：
14.7—100 |
φ54、φ43mm 紡杯：14.7—50 |
捻度范圍 (捻/m) |
φ66mm紡杯，325—1838 φ54mm紡杯，470—1838 |
φ66mm紡杯，258～2000 φ54mm紡杯，387—2500 |
φ66mm紡杯，258—2000 φ54mm紡杯，387—3060 φ43mm紡杯，484—3825 |
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牽伸倍數(shù) |
40～242.8 |
35—230.5 |
35～230.5 |
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喂入棉條線 密度(tex) |
2940—5000 |
2200—5000 |
2200—5000 |
|||
引紗速度 (m/min) |
第一檔：19.4—83.5 |
20—116.7 |
20—116.7 |
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第二檔：35.1～125.3 |
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適紡纖維長度 (mm) |
40以下，平均不短于19 |
25—40，平均不短于19 |
25—40，平均不短于19 |
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分梳輥轉(zhuǎn)速 (r/min) |
5000、6000、6500、7000 、
7500、8000、8500、9000 |
5200、6200、6700、 7200、7700、8200 |
5200、6200、6700、 7200、7700、8200 |
|||
筒子紗成形尺寸(mm,直徑×長) |
平筒240×90 |
平筒230×90 |
平筒300×150 錐筒250×150(3°31′) |
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筒子紗重量(kg) |
1.5—1.9 |
1.5—1.7 |
約4 |
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筒管尺寸(mm， 外徑×內(nèi)徑×長) |
56×50×98 |
56×50×98 |
56×50×170(平筒) |
|||
棉條桶尺寸 (mm，直徑×高) |
229×914、254×914、305×914 |
230×914 |
250×900、300×900 350×900、400×900 |
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電動機功率 [功率(kW)×臺數(shù)] |
紡杯15×2，分梳輥3×1，吸嘴3，排雜2.2，引紗、給棉無級調(diào)速器伺服 電動機0.18×2 |
紡杯11×1，分梳輥3×2，車頭傳動電動機2.6，排雜2.2，輸送帶0.4 |
紡杯11 5;2，分梳輥4×2，引紗4，
給棉0.75，排雜4，輸送帶0.55，輔助吸嘴3 |
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表1—2FA601A(J)型轉(zhuǎn)杯紡紗機牽伸倍數(shù)掛輪表
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40/72 |
42/70 |
57/55 |
70/42 |
72/40 |
82/30 |
40 |
24.99 |
26.99 |
46.62 |
74.97 |
80.96 |
122.95 |
4l |
25.61 |
27.66 |
47.78 |
76.84 |
82.99 |
126.02 |
42 |
26.24 |
28.34 |
48.95 |
78.72 |
85.01 |
129.09 |
43 |
26.86 |
29.01 |
50.11 |
80.59 |
87.04 |
132.17 |
44 |
27.49 |
29.69 |
51.28 |
82.46 |
89.06 |
135.24 |
45 |
28.11 |
30.36 |
52.44 |
84.34 |
91.08 |
138.31 |
46 |
28.74 |
31.04 |
53.61 |
86.21 |
93.11 |
141.39 |
47 |
29.36 |
31.71 |
54.77 |
88.09 |
95.13 |
144.46 |
48 |
29.99 |
32.39 |
55.94 |
89.96 |
97.16 |
147.53 |
49 |
30.61 |
33.06 |
57.01 |
91.83 |
99.18 |
150.61 |
50 |
31.24 |
33.74 |
58.27 |
93.71 |
101.21 |
153.68 |
51 |
31.86 |
34.41 |
59.43 |
95.58 |
103.23 |
156.76 |
52 |
32.49 |
35.08 |
60.60 |
97.46 |
105.25 |
159.83 |
53 |
33.11 |
35.76 |
61.77 |
99.33 |
107.28 |
162.90 |
54 |
33.74 |
36.43 |
62.93 |
101.21 |
109.30 |
165.98 |
55 |
34.36 |
37.11 |
64.10 |
103.08 |
111.33 |
169.05 |
56 |
34.98 |
37.78 |
65.26 |
104.95 |
113.35 |
172.12 |
57 |
35.61 |
38.46 |
66.43 |
106.83 |
115.37 |
175.20 |
58 |
36.23 |
39.13 |
67.59 |
108.70 |
117.40 |
178.27 |
59 |
36.86 |
39.81 |
68.76 |
110.58 |
119.42 |
181.34 |
60 |
37.48 |
40.48 |
69.92 |
112.45 |
121.45 |
184.42 |
61 |
38.11 |
41.16 |
71.09 |
114.32 |
123.47 |
187.49 |
62 |
38.73 |
41.83 |
72.25 |
116.20 |
125.49 |
190.57 |
63 |
39.36 |
42.51 |
73.42 |
118.07 |
127.52 |
193.64 |
64 |
39.98 |
43.18 |
74.59 |
119.95 |
129.54 |
196.71 |
65 |
40.6l |
43.86 |
75.75 |
121.82 |
131.57 |
199.79 |
66 |
41.23 |
44.53 |
76.92 |
123.70 |
133.59 |
202. 86 |
67 |
41.86 |
45.20 |
78.08 |
125.57 |
135.61 |
205.93 |
68 |
42.48 |
45.88 |
79.25 |
127.44 |
137.64 |
209.01 |
69 |
43.11 |
46.55 |
80.41 |
129.32 |
139.66 |
212.08 |
70 |
43.73 |
47.23 |
81.58 |
131.19 |
141.69 |
215.15 |
71 |
44.36 |
47.90 |
82.74 |
133.07 |
143.71 |
218.23 |
72 |
44.98 |
48.58 |
83.91 |
134.94 |
145.74 |
221.30 |
73 |
45.60 |
49.25 |
85.07 |
136.8l |
147.76 |
224.38 |
74 |
46.23 |
49.93 |
86.24 |
138.69 |
149.78 |
227.45 |
75 |
46.85 |
50.60 |
87.40 |
140.56 |
151.81 |
230.52 |
注D、C、E為掛輪齒數(shù)，d為牽伸倍數(shù)。
表1—3FA60lA(J)型轉(zhuǎn)杯紡紗
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