制约细纱机实现高速的设备原因分析

12月13-14日，“全国细纱高速专题大讨论”第一次专题会议在江苏省东台市召开，会议邀请了国内知名棉纺企业、纺机器材企业以及中国纱线网资深专家共计17位在细纱高速领域有深入研究的专家进行圆桌式讨论。会上，东飞马佐里纺机有限公司副总经理曹小华先生以“各种细纱机的差异与高速化工艺”为主题，就制约细纱机实现高速的设备原因进行了深入分析。本文整理了曹小华先生的发言内容，以供参考。

我今天根据网友们的要求，主要讲两个方面，一个是进口细纱机和国产细纱机与的差距方面，大家可能知道我经常去了解各种细纱机，所以我谈谈这个差距，还有一个就是近三年来我们的高速化的工艺研究，时间比较紧张，我讲两个重点的方面。

国产细纱机和进口细纱机的差异我分几个方面来讲，第一个机架结构的差距，机架刚才周总也讲了，是细纱机的核心，它设计的好坏直接影响到细纱机的使用性能和纺纱效益。那么进口设备是通过段与段的组装来满足尺寸的精度，段的基准是以导孔，这里面有主轴导孔、机梁导孔，还有长轴导孔，那么一块中墙板有三个导孔来确定一个平面，两个中墙板之间的间距可以在同一个平面上校正，龙筋之间的间距可以直接校正，也就是通常所说的桥接技术，一条桥连接起来的技术，两端是桥墩，中间一条桥上去。事实上进口细纱机与国产细纱机在机架结构的理解上差距比较大，这里面主要是绝对尺寸与相对尺寸之间的关系问题，怎么来解释呢？我是这样来理解的，我们国产的细纱机，包括短车、长车，都是一件一件的零件组装起来的，原来的短车现在都把它加长了，叫做了长车，随着长度越加越长，零配件越来越多，肯定会造成差异比较大，大家知道机械加工总会是有误差的，随着长度越来越加长，各种零部件之间的差异会越来越大，进口细纱机是一段一段拼接起来的，随着它长度加长，它段数增加，这里面有一个道理，一般人可能还不理解，为什么进口细纱机要分段组装，开始我们理解为是为了节约现场的人工安装问题，到了厂家直接接起来就可以了，其实它用工量并不少，它在自己的组装生产线上，投入的人工量也是很大的，到目前国产细纱机所不可能达到精度水平和质量水平，这主要是一个段之间的问题，段的配合问题，因为我们是长距离的拼接，他是一段，可以把这一段中间的中墙板与龙筋、车面的关系锁定，用那个销孔把它锁定起来，那么一段与一段之间，它有一个软连接系统，相互之间可以形成一个一段的相对独立，一个尺寸问题。这就是我们所理解的绝对尺寸，段之间的是绝对尺寸，而段与段之间是相对尺寸。而我们的细纱机，国产的所有细纱机，即使我们想要做成绝对尺寸是不可能，最后做出来的都是相对尺寸，所以造成长车随着长度的加长，它的精度差异会越来越差，这就是我们国产细纱机与进口细纱机在机架结构设计理念上的一个重大差距。

第二个牵伸结构的差异。进口细纱机与国产细纱机在牵伸结构上的差距，主要是对罗拉来讲的，罗拉的安装要求的理解也是不一样的，而所有的进口细纱机，在这一点上有一个基本相同的一个观念，比如青泽、丰田、立达、意大利马佐里等等。他们都从原来的铸铁车面改为了钢板车面，然后逐步走向无机梁车面的发展。对这类细纱机而言，能不能高速、高质，主要是要看能不能把罗拉安装好。而我们国产细纱机的牵伸区都是使用铸铁车面，这就在罗拉上存在一个在罗拉上的弹性罗拉与刚性罗拉的原理区别。我举个例子，象立达的细纱机，刚才说了，它就是段，每一段是三节罗拉，每节是八锭，两面共48锭，像这类细纱机，即使罗拉中间是空的，它也不会出现机械波，一般空8丝都不会出现机械波，这是什么原理？而我们国产的细纱机，超过3丝以上就会产生机械波，特别是长车用了25的罗拉以后，有的做到2丝都会产生机械波。在座的各位专家可能都有这种体会。这是一个什么原因？我们认为主要是在结构设计上面，它们的设计原理是三节一校调，它出厂的时候，包括立达的、郎维的，他们出厂的罗拉是三节一校调，单节连接起来，连成三节放到箱子里，然后这个机架又是三节一个机架，它的两侧是放在中墙板这个位置的这个罗拉凳子上，而中间这两个罗拉凳子是虚空状态，它这里面的要求是可以低，但不能高，高就会产生跳动，它可以低一点，也就是说，一般的理解，立达细纱机，罗拉放上去，可以直接开车，原因就在这里，它可以虚空，而且不会产生机械波，这是我们的理解。国产的细纱机，它六锭一节，安装的时候一节一节拿到细纱机上去对接安装，每一节相对于罗拉凳子来讲，都要求做到尽可能的“实”，如有一点虚空，就会出现机械波，原因就在于我们认为罗拉整个两边过程中间，国外在这里面还是有基础理论的研究，而国内在这里面缺少了理论研究。最早的罗拉直径是22.225mm，那个时候使用的钢材是20#钢，然后到解放后我们演变为25mm的罗拉，随着我们机器的加长，采用了45#钢，随着长车的发展，又使用了27mm的罗拉，现在的罗拉使用的是45#特钢，罗拉直径从22.225mm到25mm、27mm，直径的加大的变化，罗拉的刚度提高了，制造材料从20#钢到45#钢、45#特钢，罗拉的刚度也在提高了，你刚度的提高对增加罗拉的传递力是有利的，但是过高的刚度对弯曲、振动是不利的，容易造成罗拉振动，产生机械波，所以给罗拉一定的径向弹性度，我们叫柔性的弹性度，在一定范围内的弹性度，对消除机械波是有利的，而增加单节锭数，从6锭增加到8锭，对降低罗拉径向跳动（有利），因为罗拉加长以后，对罗拉径向的跳动起到一个柔软的作用，所以说经过我们的计算，它还是回归到了22.225mm直径6锭1节的软弹性状态，是降低罗拉径向跳动的一个最佳方法。进口细纱机每段是3节24锭，在标准机架上事先校调好，然后再每一段的罗拉放在两端的中墙板上，实现的是罗拉长距离的柔性对接，也就是说在这一段里面可以弯，也就是虚空，假如虚空5丝到8丝，可以弯，但是它不会跳，这就是钢板机架车面的虚空状态为什么不产生机械波的原因，针对像立达这种细纱机，段与段连接的时候，它不是以车面为基准，而是以龙筋为基准，它每一段的短水平和长水平是在组装生产线上，短水平它每一节里面的、段里面的在组装生产线上就已经做掉了，它不需要做像我们打个字形的水平，它只要连接段基本水平，它要求基本水平，它要求有5丝偏差范围内就可以了，而我们国产设备一般都要求2丝范围内，龙筋之间连接打的水平，这种老式的平车方法，只适合于像我们这种老式的细纱机的结构，也就是我们这种靠零部件组装起来的细纱机，必须要用个字形来打，又耗费工时，又做不到很精确，又跳动比较大，而且长向的基本水平又很难保证，所以说改变一个细纱机结构的思考，对细纱机的进步会带来很大的好处，段与段之间其实是相对的独立运动，我要讲的是相对的独立运动。

接下来我要讲一讲主传动机构的差距。设备的好坏纺厂一般是看条干，看振动，细纱机平装好以后看机器振不振，我们可以从细纱机上长期工作后发现，所有的振动的振动源其实就来自于主轴，针对这一类振动的问题，国外的青泽采用的是无主轴了，没有了主轴它这个振动源就没有了，所以他对这个机器的平稳性做得是比较圆满的，但是青泽也不是说很好，因为他主轴是取消掉了，他马达是一段一段的，马达在车肚底下造成散热问题，还有电机冷却问题，它的热量全在车间里面，车间要降温要克服这些马达的热量，而一般的细纱机可以通过地道直接把热量拉走，减少了空调的电耗，青泽在这方面还不是很完美。接下来丰田他是采用小滚盘，200mm的滚盘，200mm的滚盘和我们250mm的滚盘相比，它极大地减少了主轴的转动惯量，很好地减少了机器的振动，大家可以看到转动惯量它有一个公式，质量乘以半径的平方乘上滚盘的转速，这就是部件的转动惯量，从中大家可以看到，半径的平方，原来250mm改到200mm，他减少转动惯量成平方关系减少，所以我认为这是对机器振动上极大地降低了运动惯量，对机器的振动起到了相当好的减振作用。而郎维和立达采取的减振方法主要是采用双张力锭带的传动系统，它把主轴高度充分地降低，降低以后大家知道越往地面位移，那么振动源的动力往脚下面走了，它的减振效果也是相当的好，相比这三个减振的方面来讲，我们认为青泽的减振效果最好，没有了主轴就没有了振动了，丰田的减振效果也是相当好，第三个才轮到立达的减振，像我们国产的细纱机，主轴高度又高，振动的惯量又大，你要减振，你其它的一切的努力其实是微乎其微的，从原理上讲，你得解决原理问题可以起到事半功倍的效果，下面我出示一组电耗，国产细纱机有一个比较知名的厂家做了一个对比试验，也是我们国内的一个顶级企业做了一个试验，我们国产的细纱机和郎维的相比，吨纱耗电高了11%，它是1008锭，80支纱，开18000转，和丰田的相比，吨纱耗电高了20%，和立达的相比，吨纱耗电高了25.77%。这里面也有立达的为什么比丰田的还要低，这里面涉及到立达的吸风的支风管采用了圆弧形的支风管，它的风道阻力更小，它的车头车尾的压差平衡更好，它的风机的风速可以稍微低一点，所以它耗电更低。我们国内在纺纱理论上，长时间的纺纱理论上，包括棉纺学都认为，双线盘是比单线盘耗电多的，多一个线盘耗电多，小滚盘耗电比大滚盘高，这是我们棉纺学的一个结论，我们的老师，70年代、80年代老师的一个结论，但实际上，在这组实践数据面前。我感觉到我们国内的纺纱的理论根本是苍白无力，缺乏基础理论的支撑。

第三个，卷绕机构的差距。进口细纱机都是采用了伺服电机和电子凸轮两大系统进行卷绕，有效解决了大中小纱的断头问题，尤其是高速纺纱中常见的成型的脱圈问题，也是最好的规避方案，规避了我们纺纱中的其它问题，并且电子凸轮逐步走向了数控技术，合理有效地解决了卷绕问题、大中小纱的