無錫誠本紡機有限公司 袁景山

　　上世紀90年代起，國產懸錠粗紗機開始在紡紗廠大量使用，粗紗卷裝尺寸由托錠粗紗機的Φ130×320毫米、Φ140×320毫米增加為Φ130×400毫米、Φ135×400毫米、Φ150×400毫米，粗紗大卷裝似乎已經實現。然而事實卻并非如此，筆者最近在山東一家頗具規模的紡織企業服務，發現該企業使用國內最新的全自動落紗粗紗機紡制C55/T45紗線，定量為6.2克/10米，落紗定長僅為2200米。按標準回潮率8.5%計算，粗紗卷裝重量僅1.48千克，僅與小卷裝的A454型粗紗機的粗紗容量相當，無法與《棉紡手冊》列舉相應規格的粗紗卷裝重量2.72～3.38千克相比較。

　　造成這種情況有兩個原因，一是該粗紗機錠距為220毫米，標準粗紗卷裝尺寸應為Φ150×400毫米，但該廠的粗紗卷裝尺寸僅為Φ135×370毫米。按成形角40度計算，其卷裝容積僅為Φ150×400毫米的72%左右。二是該卷裝計算粗紗卷繞密度為0.39克/立方厘米，僅為《棉紡手冊》推薦的最小粗紗密度的75%。從筆者走訪過的棉紡廠看，大卷裝粗紗機沿用老工藝，紡小卷裝粗紗的現象相當普遍，為進一步利用現有設備，提高成紗質量和勞動生產率、節工、節能，有必要對粗紗大卷裝進行再議論。

　　兩因素影響卷裝容量

　　眾所周知，粗紗卷裝容量取決于兩個要素，即粗紗卷裝尺寸和粗紗卷繞密度。

　　我國懸錠粗紗機行業標準中規定：錠距220毫米的粗紗機，其最大粗紗卷裝尺寸為Φ150×400毫米，但生產運轉中，許多紡紗廠設定的卷裝尺寸和粗紗定長往往小于此數，結果使粗紗卷裝容積大為縮小。如前述紡紗廠卷裝尺寸由Φ135×370毫米提高到Φ150×400毫米則粗紗容量即可提高28%，粗紗定長由可2200米提高到2800米左右。粗紗大卷裝的另一要素是提高粗紗卷繞密度，在粗紗工藝上實行緊卷繞可以提高粗紗卷繞密度。

　　“緊卷繞”的優點很多，首先增加粗紗定長，減少細紗工序換粗紗接頭數，提高成紗質量；可以縮小粗紗前、后排、錠間卷繞直徑、卷繞線速度差異、減小卷繞張力差異，對降低粗紗伸長率差異及細紗重量不勻率有利；還可以提高勞動生產率，例如前述工廠，如果卷裝尺寸提高28%、粗紗卷繞密度提高25%，則粗紗定長可由2200米提高到3300米～3500米，粗紗落紗次數減少50%，細紗擋車工換粗紗次數減少50%，擋車工看錠數可以相應增加，粗、細工序的勞動生產率將有較大幅度提高。

　　緊卷裝需要工藝創新

　　粗紗緊卷繞必須注意一些問題。首先，“緊卷繞”需要工藝創新。紡紗工藝創新是提高成紗質量和勞動生產率的重要途徑之一。棉紡粗紗機是環錠紡紗系統中機電一體化、自動化發展最迅速并與國際水平差距最小的機種之一，隨著技術進步和設備革新，紡紗工藝必須與新設備相適應，以充分發揮新設備的潛能，取得最大的投資效益。紡織在我國有悠久的歷史，但紡織科學是一門通過實踐不斷發展的科學，紡織工藝人員應敢于創新，摒棄無所作為的想法，勇敢探索新工藝，進行穩妥大膽的實踐。

　　第二，“緊卷繞”要大捻度紡紗。粗紗捻度必須與纖維品種、長度、纖度、粗紗定量及細紗后區牽伸能力相匹配。粗紗在紗管上承受的離心慣性力與紗管轉速的平方及紗管直徑成正比。粗紗機高速大卷裝后，必須加大粗紗捻系數，以增加粗紗強度，使之與增大的離心慣性力相適應。此外，大卷裝后粗紗管重量增加，為防止細紗機上粗紗喂入意外伸長的發生也必須適當加大粗紗捻系數。有文獻指出，合理利用粗紗捻度控制細紗牽伸區中纖維運動對提高成紗質量有利。故大捻度紡紗一為粗紗正常卷繞需要，二為細紗喂入的需要。

　　第三，“緊卷繞”要大張力紡紗。在討論大張力紡紗前，應先對錠翼壓掌的壓紗力作一些研究。壓掌在粗紗卷繞過程中起導紗與壓紗作用。傳統教科書和學術論著中常把壓掌平衡桿在錠翼回轉中產生的離心慣性力使壓掌葉對紗管產生的壓力稱為壓紗力，并由此展開討論得出在粗紗卷繞由小紗至大紗的過程中，壓掌壓紗力由大變小，符合粗紗張力變化要求的結論。

　　將壓掌的向心要求與“壓紗力”混淆，極易產生誤導。通過理論分析及實驗知道，壓紗力由壓掌離心慣性力產生的壓紗力F1和卷繞張力形成的壓紗力F2二個力疊加而成，F1對卷繞密度影響很小，F2對卷繞密度影響是主要的。因此，“壓紗力”主要是由卷繞張力形成。當然，錠翼回轉時，壓掌必須靈活地自動向心壓上紗管，這點在自動落紗粗紗機上尤為重要，否則落紗生頭成功率下降，將使自動落紗粗紗機無法正常運轉。

　　大張力提供緊卷繞

　　傳統教科書和學術論著中多數認為“紡紗張力大，粗紗伸長率就大”，在紡紗廠工藝人員中形成根深蒂固的觀念，影響了粗紗大張力、緊卷繞工藝的推廣。其錯誤在于把卷繞張力與紡紗張力混為一談。“卷繞張力”是由粗紗卷繞線速度與前羅拉輸出速度之差而形成的張力，目前尚無儀器能進行動態測量，只能以粗紗伸長率來間接反映；而“紡紗張力”是指前羅拉到錠翼入口處一段粗紗的張力，是操作者眼睛看、手指摸可以感覺到或用儀器可以測量的張力，紡紗張力源于卷繞張力又不同于卷繞張力，紡紗張力可以在卷繞張力的基礎上通過粗紗在錠翼上的紗路變化、假捻器等來進行調整。

　　現代棉紡懸錠粗紗機錠翼頂端都裝有高效假捻器，假捻器對粗紗機獲得高質量粗紗和提高粗紗機效率極為重要。可以說，高效假捻器顛覆了“紡紗張力大，粗紗伸長率就大”的傳統觀念。在《新型粗紗機理論與實踐》一書中，作者就曾使用Y6D-3A電阻應變儀及SC-16光線示波器對使用假捻器后粗紗張力與伸長率間關系作過測定，得到“前排紡紗張力明顯高于后排，但前排粗紗伸長率卻低于后排”與傳統觀念相反的結論。

　　對“紡紗張力大，粗紗伸長率就大”的質疑，我們還可以作幾個比較簡單直觀的試驗。調低卷繞張力（即卷繞速度與前羅拉輸出速度之比減小），前羅拉至假捻器間的粗紗松弛下垂，此時可見該紗段的假捻度很低，粗紗在自重作用下就易發生意外伸長，測試伸長率數值較大，明顯是紡紗張力小而伸長率大。

　　調高卷繞張力（即卷繞速度與前羅拉輸出速度之比增大），前羅拉至假捻器之間的粗紗收緊，粗紗條在假捻器折彎處的正壓力增加，假捻摩擦力距加大，假捻度提高，紡紗段捻縮增加，前羅拉紡紗三角區減小，粗紗強力薄弱區的意外伸長減少，粗紗伸長率反會減小。

　　筆者曾在FA492型粗紗機上以CB101/150×400無紗疵碳纖維短壓掌懸錠錠翼與原來使用的鋁壓掌懸錠錠翼同臺紡紗，卷繞張力未作調整。由于碳纖壓掌與纖維的摩擦因數小，該錠紡紗張力明顯增大，假捻效果提升，捻縮增加使紡紗段粗紗緊如琴弦，粗紗的紡紗三角區較鄰錠大大縮小。但由于卷繞張力未增加，故粗紗卷裝尺寸仍與同臺其他錠位粗紗卷裝尺寸相同，落紗后與相鄰錠位粗紗作定量測試比較，無明顯差異，可知該錠紡紗張力大，伸長并不大。其原因在于試驗中整機卷繞張力未加大，壓掌變化僅僅改變了由卷繞點至前羅拉紗條輸出點各段粗紗間的張力分布。因此“紡紗張力大，粗紗伸長率就大”的觀念在使用高效假捻器的懸錠粗紗機上不正確，通過大張力、緊卷繞紡紗提高粗紗的卷繞密度是可行的。

　　有人認為緊卷繞后粗紗卷裝硬度增加會影響成紗質量。實際上緊卷繞后，粗紗卷裝硬度的增加會使粗紗在運輸、貯存過程中因相互摩擦而產生的毛羽減少，反會使成紗棉結減少、質量提高。應當指出，大張力紡紗時粗紗卷裝仍有一定彈性，粗紗張力自調機理并未破壞，一定范圍內粗紗張力自動調節的功能仍然存在。