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文/老方 中国纱线网

在传统的纺纱生产流程中，并条工序因为设备结构相对简单、功能相对单一，因而成为整个工艺流程中最容易被忽略、最不被重视的工序。

然而随着行业形势的不断变化，棉纺行业的产品结构也在不断转变，生产的非棉产品也来越多，品种范围也越来越广。在这种情况下，并条工序对生产顺利进行和对产品质量的制约因素表现得越来越突出，因此并条工序的重要性也越来越明显，这一点在业界已经引起共鸣。

1 传统的圈条盘在生产非棉产品时存在的主要问题

并条机传统的圈条成形机构，在设计和制造方面一直以来都是以生产棉纤维为研究对象的，在生产非棉产品时，由于纤维的特性发生了根本性的改变，它存在的问题也就表现得越来越突出：

（1）条子不容易从圈条斜管中输送出来，容易出现堵条现象，造成生产无法顺利进行。

（2）输出的条子表面不光洁，有时会严重发毛，纤维排列紊乱，对产品质量造成不利影响，见图1。

图1 条子表面发毛

（3）受圈条张力等因素的影响，筒底与满筒部分的条子，在重量、条干等指标上差异较大。

（4）圈条斜管为两段式弧形连接的曲线管，管内容易积存短绒和尘杂，中途停车或落筒停车时，积存的短绒尘杂在重力的作用下随条子输出，造成纱疵，见图2。

图2 短绒集聚形成的纱疵

（5）换筒后开车的头几圈条子在高速运行的惯性力作用下，很容易被甩到条筒外，有时虽然没有被甩到条筒外但须条与条筒内壁产生摩擦，造成圈条底部的乱条现象，也会使须条质量下降。另外圈条成形易造成条子排列紊乱（见图3）、成圈直径不稳定等问题（见图4）。

图3 圈条成形紊乱

图4 成圈直径偏小

（6）圈条斜管和圈条底盘的焊接处容易脱焊。

（7）在堵条或落筒定长过长时，容易造成圈条斜管变形而报废。

（8）铸铁材质的圈条底盘，表面容易出现碰伤、划伤的现象，造成条子摩擦毛乱，甚至搓擦成索丝状疵点，严重影响产品质量。

图5 条子表面搓擦成索丝状疵点

（9）铜质的圈条斜管表面容易出现氧化现象，造成光洁度容易下降，而且表面易擦伤、积聚污垢、生锈等，造成表面发涩、导电性能下降等。

（10）铸铁材质的圈条底盘重量重，传动耗能高。

2 生产非棉产品时对圈条盘特性的要求

非棉产品的纤维类型较多，纤维的差异性也较大。但与棉纤维比起来，主要有以下特点：

（1）含有油剂，须条通道易积垢。

（2）大多数非棉纤维的抱合力较小，须条蓬松，在同样定量的条件下，非棉产品须条的直径往往会比棉条大得多。

（3）大多数非棉纤维在生产中易产生静电。

基于非棉纤维的这些特性，对圈条盘提出了更高的要求：

（1）圈条斜管的表面光洁度必须更高，以减小对须条的摩擦力，减少堵条、须条起毛现象。

（2）圈条斜管的抗静电性能要好。

（3）圈条斜管的螺旋曲线应与须条输出时的运动轨迹相匹配。

（4）圈条斜管的孔径要优化设计，保证须条顺利输出。

（5）圈条斜管积垢后的清洁方法要简便，积垢容易清洁掉。

3 合金管高速圈条器的性能特点

由于工作关系，老方一直比较关注业界创新产品的相关信息。前一段时间听说南通有一家叫做南通优旋圈条器有限公司的公司，自主研发生产了一种专利号为ZL 2014 1 0440849.0的螺旋曲线斜管的合金管高速圈条器，在华孚、百隆、天虹、大生、双弘等很多知名企业中都取得了良好的使用效果。趁着在南通参加梳理高峰论坛的机会，老方一行三人来到江苏华强纺织集团，实地考察了这种新型圈条器，华强集团生产部孙翔部长、前纺车间史成林主任及并粗工段刘祝工段长热情接待了老方一行，见图6。

图6 老方在与孙部长、史主任、刘段长亲切交流中

据孙部长介绍，江苏华强纺织集团是以江苏省华强纺织有限公司为母公司的省级企业集团，集纺纱、织造、染整于一体的地方龙头企业，拥有环锭纺纱锭32万枚、气流纺800头，主要生产“Beauty”牌10S-100S的竹节纱、氨纶包芯纱、大豆纤维纱、吸湿排汗纱、竹纤维纱、甲壳素纤维纱、麻粘纱、绢丝棉纱等。由于历史原因，公司使用的并条机几乎包含了所有并条机生产厂家主流机型的各种并条机，国产的有FA311、FA313、FA320、FA322、FA306等，进口的有立达并条机、特吕并条机等。

谈到使用优旋合金管高速圈条器的原因，史主任告诉老方，华强发展初期，主要生产的产品是以纯棉为主的品种，并条工序并没有出现大的问题。但2012年以后，生产的非棉产品比例越来越高，并条工序表现出了越来越多的问题，先是在某型号的老并条机上生产差别化纤维品种时，从始纺阶段到满筒阶段条子的重量持续变轻，技术人员采取了优化圈条张力、调整自调匀整工艺参数、检查伺服电机运转参数等一系列的措施，都没能解决问题。但在同机型同工艺的新购设备上就不存在这样的问题，经对比分析，发现新机上采用的是优旋专利产品螺旋曲线合金管高速圈条器，而老机上采用的是老式的圈条器，难道问题是出在圈条器上？于是他们就联系优旋，弄来一对螺旋曲线合金管高速圈条器进行试验，使问题迎刃而解。

后来华强在使用2003年产的另一型号的老并条机生产精梳涤预并条时，条子出现严重的毛条问题，经仔细观察发现，小压辊输出部位的条子表面还很光洁，但从圈条盘输出后的条子，表面就变得非常毛糙了，因此判断问题同样是出在圈条器上，更换螺旋曲线合金管高速圈条器后问题再次迎刃而解。

华强在使用1998年产的另一型号的老并条机生产非棉产品时，不但出现了毛条、堵条等问题，甚至经常因堵条而造成圈条斜管变形、焊接口开裂等问题，严重影响生产的顺利进行，最后也是通过更换螺旋曲线合金管高速圈条器才彻底解决问题。

通过大量的生产实践，华强总结出的结论是：生产纯棉产品和普梳涤棉品种时，使用老式的圈条器问题不大，但生产精梳CVC品种、精梳纯棉品种和一些非棉品种，最好要更换为螺旋曲线合金管高速圈条器，以保证生产的顺利进行和产品质量的优良性及稳定性。

华强通过对比试验还发现，在高速生产条件下，使用螺旋曲线合金管高速圈条器生产的条子，在表面光洁度等指标上还要略优于使用立达圈条器生产的条子。

目前华强已经在公司现有各种机型的并条机上都进行了更换螺旋曲线合金管高速圈条器的试验，均取得了良好的效果。因受机物料消耗指标的限制，华强无法一次性更换所有的老式圈条器，但公司已经决定今后任何机型的并条机再更换圈条器，一律采用优旋合金管螺旋曲线合金管高速圈条器。

史主任还在车间生产现场向老方展示了并条机上的更换螺旋曲线合金管高速圈条器，介绍了更换后的生产和质量情况，见图7。

图7 史主任介绍新型圈条器的使用情况

刘段长总结了华强使用螺旋曲线合金管高速圈条器后的主要效果：

（1）解决了生产非棉产品和精梳棉产品的堵条、毛条问题。

（2）解决了生产非棉产品时一筒条子中重量差异较大的问题。

（3）条子表面光洁，并条条干得到明显的改善。

（4）纱疵大幅度减少，不再出现“老鼠条”现象。

（5）卷绕成形好，圈条直径增大，满筒容量增加。

（6）圈条盘几乎不出现故障，华强最早在2012年初开始使用螺旋曲线合金管高速圈条器，至今已经使用了近7年，还从来没有出现过问题。而原来的圈条器在生产非棉产品时平均使用寿命只有4-6个月。

（7）适应性强，在各种国产、进口设备上都可以更换使用。华强曾在立达高速并条机上试用过，产品质量指标较好。

（8）适应高速。车速在300-1000m/min的范围内均可保证良好的产品质量，而且车速提高后圈条成形会更好。

那么，为什么优旋的螺旋曲线合金管高速圈条器会有这样的效果呢？带着这个问题，老方与优旋的总经理周文、总工程师张跃进进行了深入探讨。

据周总介绍，优旋的螺旋曲线合金管高速圈条器的导条管采用了特殊的高分子合金材料，并把防油汁、防棉蜡试剂渗透到导条管材质之中，经过了数道特殊的弯管成型工艺制作而成，内壁通亮光滑、无毛刺、无金属拉伸，光洁度达国际先进水平，具有防静电、防棉蜡的特殊功效，不堵条、不毛条、不甩条、无圈条波，成形好，能显著改善条干水平。

与传统圈条器相比，合金管高速圈条器质体轻、惯性小，能有效降低设备启动/停止时的功率消耗，降低上减速器和齿形带的损坏率，具有运转噪音小、使用寿命长、清洁周期长等优势，配专用清洁棒，清洁方法简便，大大降低了工人的劳动强度。周总还向老方展示了南通二棉采用优旋合金管高速圈条器后的节能试验效果报告，见图8。

图8 南通二棉使用优旋合金管高速圈条器的试验报告

4 合金管高速圈条器的设计理念

张总则从技术的角度向老方阐述了优旋合金管高速圈条器的设计理念。

（1）优化导条管空间螺旋曲线。张总认为，条子在一定的输出速度和角速度运行的条件下，须条在不同方向的作用力的作用下，其某一个观测点的运行运动轨迹应在一个等速回转的曲面圆锥体的锥面上，—个自上而下的动点等速运动的轨迹应是一个近似于螺旋线的空间曲线。因而导条管空间几何曲线的设计也应近似于条子的运动轨迹，以使导条管的对应部位随时让开运动着的条子(动点），从而减小须条对管壁的磨檫力。导条管理想的空间曲线应当是使须条的绝对运动是匀速直线运动，使条子在导条管中一直不与管壁碰触，这样就可以使条子所受的运动阻力等于“0”。当然这只是理想状态，在实际生产中由于条子定量、设备运行速度、纤维特性等因素的不确定性，无法做到须条与管壁不碰触，但通过导条管螺旋曲线的优化设计，可以使须条与管壁产生的压力尽可能减少，这就是优选圈条器设计导条管空间螺旋曲线的理论依据。优旋圈条器通过对导条管空间螺旋曲线的优化设计，在保证圈条器高度不变的情况下，使圈条器的入口倾角和出口倾角减小，从而减小了须条输出的阻力，减少了堵条现象，见图9、图10。

图9 圈条器导条管曲线形态的对比

图10 圈条器导条管出口角度的对比

（2）降低导条管的摩擦系数。优旋将圈条器的导条管由原来的铜管改为采用特殊高分子合金材料精制而成的合金管，在斜管材质中还渗入了防油汁、防棉蜡试剂，从而使圈条器具有了防静电、防棉蜡的特殊功效，而且内壁通亮光滑、无毛刺、无金属拉伸，可以有效降低管壁对须条的摩擦力，从而解决斜管堵条问题、导条管内积短绒问题等，而且由于管壁的摩擦力降低、静电作用小，毛条问题也迎刃而解。

（3）加大导条管的孔径，减小须条膨胀力的影响。由于很多非棉品种纤维的抱合力较差，纤维较为蓬松，加之近年来企业普遍实施“重定量、大牵伸”工艺，在这种情况下，圈条器是设计也必须紧跟行业发展的步伐，为此优旋合金管高速圈条器加大了导条管的管径，设计出Ø35mm、Ø38mm、Ø42mm等不同规格的导条管供客户选择。

（4）开发专用清洁棒（专利号：ZL 2016 2 0945355.2），解决用户清洁导条管难题。生产非棉产品，须条通道积聚油剂问题是困扰业界的一个重要问题，特别是圈条盘的导条管内积聚油剂后清洁起来非常不便，原来企业一般是采用布条沾汽油、酒精或温水的方法进行清洁，效率低下、效果较差。为此，优旋专门开发生产了双头清洁棒，见图11，一头用于干擦，可以除去斜管中的棉蜡；另一头可蘸取热水、汽油或酒精揩擦，以有效祛除油性添加剂或整理剂，操作简便高效，清洁无死角。

图11 双头清洁棒

5 合金管高速圈条器的性价比问题

老方比较关心的还是合金管高速圈条器在使用过程中存在的不足、应注意的事项等问题。对于老方的这个问题，孙部长认为主要还是价格因素制约了合金管高速圈条器在业界全面更新应用的速度和进程，一只合金管高速圈条器的价格3000多元，几乎是普通圈条器的四五倍，这在纺织行业资金普遍紧张的形势下，必然会影响企业全面更新圈条器的决心。很多企业只有在使用普通圈条器严重影响生产的顺利进行或产品质量被用户一再投诉，迫不得已的情况下才会去更换合金管高速圈条器。

关于合金管高速圈条器价格较高的问题，周总解释主要是生产成本决定的，因为合金管高速圈条器的导条管是采用的高分子合金材料，而且合金材料中还要添加抗静电剂、防油汁、防棉蜡试剂等助剂，表面要进行涂层处理，而且弯管等制造工艺复杂，需要数道特殊的加工工艺，原材料成本、制造成本都要比普通圈条器高出好几倍，所以价格肯定要比普通圈条器高很多。当然，今后随着生产批量的增大、制造工艺的进一步优化，生产成本会有所下降，合金管高速圈条器的价格也会有所下调，但不能用普通圈条器的价格来进行类比。

图12 周总向老方介绍合金管高速圈条器的制造工艺情况

张总则认为，说一件物品的贵贱，我们不能单纯地比较它的绝对价格，而应该去比较它的性价比。比如说具有同样性能的两件物品，其中一个价格是1元钱，可以使用一天，而另一个价格是10，可以使用一个月，那么究竟哪个物品更贵？因而对于合金管高速圈条器的价格也应该采用性价比的理念来看待。很多企业使用合金管高速圈条器都没有做过性价比对比分析或者投资回收期对比测算，实际上使用合金管高速圈条器不仅仅是可以获得“解决堵条、毛条问题，提高生产效率”这一个方面的价值，产品质量提升带来的售价的提高、减少纱疵后带来的络筒机生产效率的提高和回丝率的降低、并条故障率降低带来的维修人员劳动强度的降低和减少停机时间带来的产量损失的减少等等，这些都是合金管高速圈条器所带来的潜在的价值。

另外，张总还强调说很多企业更换合金管高速圈条器后没有考虑提高并条机生产速度这个问题，实际上优旋比较反对使用合金管高速圈条器在较低的速度下进行生产，因为这样不但不能发挥出合金管高速圈条器的高速性能，而且还会影响产品质量。张总举了一个例子，一家企业的老式并条机原来的车速一直不能超过250m/min，否则产品质量就会严重恶化。因生产差别化产品的需要，更换了合金管高速圈条器，在日常220m/min的速度下，虽然解决了堵条、毛条问题，但条子的条干CV值在2.6%左右，与普通圈条器持平，在张总的强烈要求下，车速开到320m/min，条干CV值下降到2.4%左右，车速继续提高到480m/min，条干CV值下降到2.1%左右。这让企业的技术人员感到不可思议，觉得有违基本的纺纱工艺理论。

张总解释说，其实道理很简单，须条运动轨迹的曲面圆锥体锥面，是与须条的输出速度及圈条器的转速密切相关的，在须条定量一定的情况下，其输出速度越快，其离心力越大，曲面圆锥体的底面积也就越大。因而导条管的曲线形态一旦设定，在须条定量确定的条件下，其最适宜的输出速度范围也就确定了。而合金管高速圈条器的理念就是要适应高速生产的要求，而且适应速度范围要宽，将导条管直径加大，除了考虑到防止堵条的问题外，最关键的就是扩大速度适应范围，在正常的须条定量条件下，合金管高速圈条器适应的最佳出条速度在300-600m/min之间，最高可以适应1000-1200m/min的车速要求。因此如果在低速下生产，须条的离心力不足，会使须条紧贴导条管的内侧管壁，并产生较大摩擦力，从而影响条子质量。而适当提高车速，反而会使须条在导条管中减小对管壁四周的贴靠压力，减少摩擦，从而改善须条质量。

因此张总建议更换合金管高速圈条器后，最好适当提高一些车速，这样不但可以提高并条机的单产、减少开台数量、减少挡车人员，还有利于提高产品质量。这也会是使用合金管高速圈条器的价值之一。

6 结语

老方认为这次华强之行收获颇丰，不仅学习到了不少圈条器的相关知识，从华强的生产实践中，也对合金管高速圈条器的使用效果增强了信心。希望合金管高速圈条器能够为更多生产非棉产品的企业解决更多的生产难题。