浅谈科技与棉纺生产

路红星

（河南省辉纺纺织有限公司，河南 辉县 453600）

近10年，是中国纺织行业巨变的10年。困境中的中国棉纺行业何去何从，笔者从一个普通从业人员的视角审视这个问题，从每个企业都面临的胶辊和空调等工作的具体管理分析认为，棉纺行业比以往任何时候都更需要科技的支持。棉纺生产不能凭感觉行事，竞争优势离不开科技创新。让科技走进棉纺生产迫切且必须。

1 用移距偏差理论解释牵伸问题

棉纺工程是一门科学技术，是以梳理、牵伸为核心任务的多学科、多工程综合体系，可以用数学方法进行推演。

为什么低硬度胶辊较高硬度胶辊能改善条干，为什么铝衬管胶辊比双层胶辊改善条干效果好？其实这些都可以用牵伸原理关于移距偏差的理论来解释［1］。公式a1＝a0E±X（E－1），其含义是说两根平行且等长的纤维头端距离为a0，经过E倍的牵伸之后实际移距a1等于a0E加减移距偏差X（E－1）。这一理论要求纤维变速点的位置尽量向前钳口靠近，减小X值达到改善条干的效果。低硬度胶辊握持弧长，是通过握持力作用点后移（也可称之为前钳口后移）达到减小移距偏差的目的；为使胶辊抱合在胶辊轴承上，胶辊轴承外径就要大于双层胶辊的内径，两者之间的差值就是套差，套差的存在导致套制时胶体受力变形。同样的压力，双层胶辊较铝衬管胶辊变形小，握持弧短。这就好比两根倔强系数相等的弹簧，将较长的一根用外力压缩至与较短的一根等长，之后再用同样的力对两根弹簧进行压缩，则后者形变量大。若考虑双层胶辊内层胶体的弹性，同等情况下其握持弧较铝衬管胶辊更短。

更加有效的是将牵伸力的作用点前移，通过工艺和专件使纤维变速点靠近前钳口，从而减小移距偏差。在减小移距偏差方面，工艺和专件优势较胶辊更加明显。无论是将牵伸力作用点前移还是将握持力作用点后移，客观上都是牵伸力增大的过程。必须加大握持力，使其最小值大于牵伸力最大值，牵伸才能正常进行。胶辊最主要的任务是增大握持力，良好的、持久的握持力特征值需要通过胶辊实现。基于上述原因，为更好地增大握持力，一些骨干纺橡企业研发了硬度稍高但弹性、耐磨性能更好的胶辊，已有纺纱厂选用。关于有效增大握持力，可以阅读笔者写的有关胶辊走熟的文章［2］。

有的纺纱厂使用加长上销，前端居然和下销对齐，显然是对移距偏差理论不理解。

科学理论都针对特定的应用范围，移距偏差理论当然也不例外。这一理论只能适用于平行纤维牵伸的情况；而细纱后区是对有捻度的粗纱进行牵伸，纤维并不平行。粗纱较细处的捻度相对集中而不易牵伸，相反较粗处则易于牵伸，合理的后区牵伸使粗纱更均匀，唐文辉先生称这种牵伸为“匀伸”，这是对牵伸理论的完善。要想全面、科学地理解牵伸理论，建议读一读唐文辉先生撰写的有关文章［3］。

2 正确认识纺织生产常见问题

棉纺生产中存在的许多问题不同程度地影响产量、质量或效率，只有科学地认识问题，才能有效地解决问题。

2.1 车间温湿度

棉纺生产通过调节空气相对湿度来调节各种半制品和成品回潮，并以此影响纤维的适纺性能；然而，很多人对相对湿度这个概念并不理解。相对湿度是水蒸汽分压力接近同温度下水蒸汽饱合分压力的程度［4］，通常用百分数表示。液态的水转变成气态的水需吸收能量，有人以为气温高相对湿度就会高，并将其总结为“有温度就有湿度”，这实际是混淆了加湿和受湿的概念。提高纺织空调的机械露点可以有效提高车间的相对湿度，但提高车间的温度只能加大加湿的难度。这种观点也混淆了空气含水量和相对湿度等概念，并机械地认为空气饱和含水能力是不变的，此观点在无空气调节经验的人群中有一定的普遍性。他们会在温、湿度适纺但温度较低时要求提高车间温度，这成为空调管理和节能工作的主要障碍之一。应该再强调相对湿度这个概念中的关键词“同温度下”，因为不同温度下空气饱和水蒸汽分压力是不同的，温度越高空气饱和水蒸汽分压力就会越高。“有温度就有湿度”的误区很容易在实践中不攻自破，如某厂合纱车间，冬季温度低于20℃，单独使用喷雾加湿器很容易将车间相对湿度维持在80%以上；而其它季节车间温度较高，单独使用喷雾加湿方法很不理想，不得不开启纺织空调。

2.2 电子清纱器

常用的电子清纱器有两类，即电容式和光电式。电容式清纱器的测量原理可以理解为测量纱线的质量，而光电式可以理解为测纱体直径［5］。乌斯特公司设计了计算尺，方便直径变化与质量变化间的换算。质量沿纱线径向分布是比较均匀的，直径变化量的平方与质量变化量成正比。如果我们知道了两者的数学关系，就等于把乌斯特计算尺记在了心上，就能较好地将一种电子清纱极限的设定经验借鉴到另一种上来，而不会发生照搬错误。

每一种清纱器都有其局限性。比如电容式清纱器对湿度敏感，光电式清纱器目前不是主流，在自动络筒机上使用缺陷明显。早期的光电式清纱器会将两根沿光束方向并列的纱线识别成一根。这好比舞台上多人表演的千手观音，从正前方看就是一个人。使用光电式清纱器的自动络筒机，一定要保证退出工作位的管纱能被顺利地切断剔除，细纱挡车工应避免多次升头形成多头纱，以减少纱线并列的概率，络筒上的并列纱线织到布面上就会严重影响布面平整。新设计的光电式清纱器可以用互不影响的两种光源从不同角度测量纱线。

2.3 自动络筒机

常见的自动络筒机张力装置有2种：栅栏式张力装置的张力设定值越大，棉结、毛羽增长越多；张力盘式张力装置的张力盘是主动回转的，张力设定值越大，张力盘回转越慢，对单位长度的纱线摩擦就越少，故棉结、毛羽增长会少一些。

2.4 胶辊损伤

胶辊损伤问题在各个纺纱厂都不同程度存在。常见的损伤除被钩刀直接钩伤外，还有磨伤。各种类型的显性摩擦损伤，如啃伤、烧伤、拉伤都是动摩擦在胶辊表面做功的结果，皆发生在正常纺纱过程之外，目前主要依靠强化运转管理、设备管理和优化牵伸工艺解决，笔者已有文章对此诠释［6］。

例如，纺粘胶纤维时会出现细纱前道胶辊拉伤问题，可以通过3种办法解决。一是换型，使用硬度高的胶辊，也可以在硬度较低的胶辊表面涂较厚的A组份涂层；但会对条干产生不利影响。二是用先进的技术解决问题，细纱机使用断头停喂粗纱装置就可以有效避免胶辊磨伤；如果是电子牵伸，发生断头时细纱机牵伸机构的相应单元就会自停，能更有效地避免各类胶辊磨伤，但这项技术落实到现实生产会有漫长的研发和普及过程。其三，粗纱捻度过高是细纱胶辊被拉伤的直接原因，若粗纱挡车工杜绝接头中的搓捻动作、纺纱工艺精准到细纱较长时间、较大面积不出硬头，就能避免胶辊拉伤。加强粗纱机设备管理，减少断头，规范挡车工操作及科学制定工艺都属管理范畴。

2.5 疵品纱

纺纱过程总会或多或少产生疵品纱，有时甚至是突发批量性的；但每种疵点产生的真实原因只有1种。质量监控部门应通过实践或破坏性试验将疪点和原因对应起来，建立快速高效的解决追踪办法。笔者提倡运用统筹方法来提高效率的科学管理体系，在加强管理的同时，兼顾职工的合理诉求。

3 正视纺织行业面临的困难

回顾纺织工业的发展，先是兴起于英国，其后转移至美国，再之后转移到日本等国，随后转移至中国，它总是具有向廉价劳动力集中地区转移的趋势。今天科学技术迅猛发展，自动化、智能化水平越来越高，这就意味着纺织工业对人力资源的依赖会越来越低，纺织工业正面临新的机遇；纺织产业的重心从发达国家转移之后，仍依靠提供先进纺织装备和先进的管理分享纺织行业的利润。经过几代人的努力，我国的科技软实力明显增强，将先进的科学技术应用于纺织工业，迅速提高我国纺织工业装备自动化水平和生产效率，就能增强我国纺织工业的竞争优势。

另一方面，能源成本高，表现在电价不仅高于多数发达国家，也高于大多数欠发达国家，纺织工业是高耗能产业，应认识到节能工作必须依靠科学才有出路，诸如淘汰普通络筒机，使用可节能自动络筒机，或参照细纱机的设计将负压风机产生的风引进空调以降低车间温度，提升空调露点等措施。

第三，原材料成本高，应不断提升纺织产品品质及其附加值，降低原料在总成本中的比例才有出路，这对科技的依赖不言而喻。

4 科技创新是行业脱困的必由之路

纺织行业面临的困难是各种矛盾积累的结果，应用科技创新积极应对。科技的源动力来自生产实践，科学技术亦应解决实际问题。笔者曾专门解析细纱机后、中下罗拉打顿问题，罗拉打顿是发展长车和大牵伸过程中出现的新问题［7］。大牵伸即指大粗纱定量、大牵伸倍数，也指赛络纺形式纺纱。长车和大牵伸更节能、省工、提升质量，是发展的必然趋势，但长车和大牵伸的发展总会遇到诸如罗拉拆卸力矩等瓶颈，电子牵伸让每一个牵伸单元都自转起来，简化和不使用传动系统是克服和去除传动瓶颈与弊端的最好方法，这是提高纺织工业数字化、信息化、智能化水平的更好选择。电子牵伸所需技术已成熟，电子牵伸的理念还可以推广到电锭、电子回转钢领及电子回转假捻器以突破张力瓶颈，这需要高水平科研力量将其整合、集成创新。科技创新是纺织工业可持续发展的必由之路。

5 结语

棉纺行业的核心竞争是效率与质量的竞争，科技创新是这个行业生存和发展的不二选择。解决棉纺生产中的实际问题，应多一些理性推理，少一些感性判断。国家应在控制规模的同时，采用切实有效的措施进行帮扶，不仅是在政策方面，更多的应是科技扶持，建立纺织科技的绝对优势。只有建立科技优势，中国的纺织工业才能占据国际高端市场，才能在国际分工中分享更多、更持久的利润。

［1］顾菊英.棉纺工艺学：下册［M］.2版.北京：中国纺织出版社，2004.

［2］路红星.纺纱胶辊走熟机理的探讨［J］.纺织器材，2012，39（6）：32－34.

［3］唐文辉.棉纺细纱后区牵伸型式的演变与发展：一［J］.纺织器材，2012，39（2）：6－8.

［4］陈民权.纺织厂空调工程［M］.2版.北京：中国纺织出版社，2001.

［5］USTER公司.QUANTUN3操作说明书［Z］.

［6］路红星.纺纱胶辊磨伤探析［J］.纺织器材，2012，39（2）：29－31.

［7］路红星.细纱机后、中下罗拉打顿的原因及预防［J］.纺织器材，2013，40（2）：32－34.