细纱断头的原因及改善措施

侯长勇

(山东聊城华润纺织有限公司,山东聊城,252000)

细纱断头的多少以千锭时断头根数来表示，通常称为千锭时断头率，它可以衡量一个纺纱企业生产技术和管理水平的高低。降低细纱断头是一项系统工作，它涉及到从配棉到细纱纺纱流程中的各个工序。降低细纱断头，不仅能提高设备的生产效率、设备的利用率，减轻值车工的劳动强度，提升和稳定纺纱的质量，还能降低吨纱用棉成本。因此，降低细纱断头非常重要。

1 细纱断头原因分析

细纱断头主要有两种情况：一是成纱前的断头，指前罗拉纺出纱条之前，一般是由于粗纱的原因，主要表现在粗纱包卷不良、粗纱捻度偏小、粗纱成形不良、严重的粗纱疵点，另外还包括细纱吊锭转动不灵活、细纱喇叭口严重积花等；二是成纱后的断头，指前罗拉到纱管这段纱条在加捻卷绕过程中发生的断头，其影响因素是多方面的，如原料、设备、工艺、纺纱器材、运转操作、温湿度等，它是纺纱生产中各因素的综合体现。细纱断头是因为加捻卷绕过程中的纱线强力小于作用该处的纱条张力而产生的。在纺纱过程中，由于纱线张力和强力都存在着波动，当张力波峰遇到并大于强力波谷值时便发生细纱断头。由此可见，降低细纱断头的主要措施是控制和稳定纺纱张力，提高纱线强力，减少强力不匀率，减少突变张力，从而减少张力波峰与强力波谷二者相交叉的几率。纺纱强力、强力不匀率主要与原料的特性、原料的混和均匀性、一致性以及半成品短绒和杂质等有关；而纺纱张力主要与设备运行情况、加捻卷绕工艺、锭子和纱管的运行状态、钢领与钢丝圈的选用和配合程度、胶辊胶圈与摇架工艺的配置、钢领板的升降等有关。在实际生产中导致细纱断头的原因有很多，要根据断头的实际情况及产生原因具体分析，并有针对性地采取技术管理措施。

2 技术管理措施

2.1 原料性能及配棉混棉

当原料中纤维线密度粗、长度短、短绒多、品级差时，由于纤维线密度粗使得单根纱内纤维数相对较少；短纤维在经过细纱牵伸浮游区时，容易使纤维变速点不稳定，造成粗节、细节多，成纱强力下降；纱条受外力作用时，纤维易断裂，纺纱生产断头增加[1]。这种情况在纺细号纱时表现得更为明显。因此，纺细号纱时要选择单纤维强度高、短绒率少、长度整齐度好、含杂质少的原棉。配棉是纺纱流程中最基础的环节，需合理利用和发挥不同原棉的性能特点，使配棉中的各种原棉成分取长补短，以制定出利于纺纱性能优化的配棉方案。配棉时要确定原棉的主体成分，常以配棉成分中几种性质接近的唛头作为主体成分，一般主体成分需占70%左右，要避免细度、短绒率等物理指标差异过大造成的过多细纱断头。原棉性质差异控制范围见表1[2]。

表1原棉性质差异控制范围

控制内容要求纤维品级/级纤维长度/mm含杂率/%混和棉唛头间差异 接批原棉性质差异 混和棉平均性质差异性质差异相同或接近地区变动小于25%1～210.32～420.2～0.31～2<10.5

混棉是将原料中的各类纤维充分混和均匀、取长补短。在实际生产中，短纤维含量高会导致生产效率下降，同时也会影响到细纱断头。原料在经过开清棉、梳棉时，要尽可能减少纤维的损伤，控制短绒的增加。在梳棉工序的主要任务是更好地开松梳理纤维、排除短绒和杂质。根据纺纱质量要求，配棉要尽量稳定，且混和棉原料的变动要控制在一定的范围内，配棉接批应勤调、少调，有利于细纱断头控制，防止混棉中的平均物理机械性能差异大而造成的棉纱强力波动。

2.2 前纺工序

开清棉工序的主要任务是将棉块处理为棉束，以除杂为主。为防止损伤纤维，开清棉工艺应以柔和开松、均匀混和为主。抓棉机要勤抓少抓、柔和开松、合理减少打击点，以降低短绒增长率，使抓取的棉块有利于后工序进一步开松和除杂，避免由于打击力度大而造成更多的短绒。梳棉工序的主要任务是将棉束分梳为单纤维，排除和减少短纤维与微尘，减小棉结与疵点，为细纱牵伸创造条件，将棉束分梳为单纤维有利于纤维之间充分均匀混和，减少短纤维有利于提高棉纱强力和牵伸对浮游纤维的控制，减少棉结有利于降低布面上的棉结数。提高生条质量可采取的技术措施主要有：刺辊可适当增加齿条齿密，减少纤维的损伤和短绒的增加；梳理元件的针齿要锋利、耐磨，隔距调整准确，防止刺辊损伤纤维，对锡林、移动盖板采用“紧隔距，强分梳”的工艺，以降低梳理短绒含量，并做好梳理元件的回磨；根据配棉状况和纤维的性能，合理保证梳理器材的锋利度、平整度、粗糙度，合理设计锡林速度、盖板速度、刺辊速度，既能增加分梳效果，又能减少对纤维的损伤和生条短绒率。

精梳工序的主要任务是利用梳针对处于握持状态下的纤维进行充分梳理，一方面通过锡林和顶梳梳理将纤维梳直，另一方面排除纤维丛中的短纤维、纤维棉结和杂质，提高纤维的伸直平行度，并带走纤维须丛中的短绒。合理确定锡林定位，结合纺纱质量的要求，调整精梳工艺，避免过高过低的精梳落棉率造成纤维的损失。生产实践表明，精梳纱中短纤维含量与成纱断头呈正相关关系，随着精梳条短绒率的增加，成纱断裂强度降低，细纱断头率会增加[3]。精梳工序在去除棉结杂质的同时，必须注重短绒的排除，另外还要重点降低精梳条干不匀率、控制精梳落棉率，以保证纤维的充分梳理和混和，使棉条中的纤维伸直良好，短绒和疵点减少，提高棉网的质量有利于减少细纱断头。

粗纱质量直接影响细纱质量，合理设置粗纱牵伸、罗拉隔距和选择合适的粗纱捻系数，有利于细纱牵伸，防止细纱由于牵伸不良而出现断头。粗纱应有一定的捻度才能承受退绕张力，但捻度过大又易出现“硬头”，增加细纱断头。加强对粗纱绒布的清洁，减少飞花附入。保证设备运行良好，杜绝成形装置不良，以保证粗纱成形良好。确保粗纱胶辊、胶圈、罗拉等牵伸部件运行完好，重视假捻器的作用，防止粗纱捻度小造成须条纤维间抱合不紧密。粗纱张力的差异直接影响粗纱的条干不匀率，粗纱张力过大，容易产生意外伸长，恶化粗纱条干均匀度，增加断头；张力过小，粗纱成形松散，易造成“冒头”现象。

2.3 细纱工序

细纱工序是整个纺纱过程中的关键控制工序，从细纱机的运行状态、工艺、器材配置、运转操作管理、温湿度控制等方面加以控制，进一步减少细纱工序的断头。

2.3.1 设备

保持细纱机良好的运行状态是纺纱的基础，设备的运行不良不仅影响细纱断头，还会影响生产效率和纺纱质量。如车头齿轮之间啮合不良、传动部分运转不良以及落纱过程中刹车时间过长等，都有可能造成细纱机大面积断头和纺出不合格的纱线；钢领板升降出现顿挫、振动，叶子板不平，吊锭运行不灵活，锭子振动、摇头，隔纱板歪斜松动、有毛刺、不在两锭之间等都会增加细纱断头的几率。要保持钢领板、叶子板、隔纱板平齐一致；锭子、钢领与导纱钩不同心，导纱钩不光洁引起的断头；摇架压力波动造成牵伸胶辊加压不足、加捻卷绕机构工作状态不良等造成细纱的断头。纺纱导纱动程过小，易造成胶辊胶圈提前凹心、起沟槽，减弱了钳口对纤维的握持力，容易使纤维牵伸不开而出现“硬头”，造成断头，普通环锭纺导纱动程控制在8 mm～10 mm，集聚纺导纱动程控制在4 mm左右，喇叭口应居中不能倾斜，防止粗纱跑偏而增加断头。

2.3.2 工艺

细纱工艺要根据原料的性能特点，对粗纱捻系数、细纱牵伸倍数、罗拉隔距进行优选，适当提高前区牵伸倍数，缩小后区牵伸倍数，以改善对纤维的握持和牵伸，从而减少断头。总牵伸倍数过大，纤维移距偏差大，容易导致成纱断头多。生产中要尽量减少无捻纺纱段，保持浮游区大小一致、摇架压力大小一致，前胶辊前冲一般采取2 mm～3 mm，减少包围弧长度。纱线捻度在一定范围内增加，纱线强力增加，在原棉品种差、短绒多、纤维细时，捻度增加2%左右有利于减少细纱断头。要合理设置落纱工艺参数和纱尾长度，纱尾长度一般掌握在2圈左右。根据纺纱品种选择合适的细纱压力棒隔距块型号，要防止出现牵伸不开的问题，避免产生粗细节而增加细纱断头。罗拉隔距的大小要适应纺纱纤维的长度，牵伸部分隔距要准确，防止在握持力不足的情况下，造成牵伸失效，增加细纱断头。一般纺4.9 tex～7.3 tex品种用2.5 mm压力棒隔距块,4.9 tex及以下品种用2.2 mm压力棒隔距块。

2.3.3 专件器材部件

胶辊胶圈选择型号不当或使用不当，胶辊的磨砺状态不良，特别是倚丽特集聚纺纱罩壳中的过桥齿轮和过桥轴的磨损情况、罩壳内的杂质和积花，都会影响胶辊的运行情况和断头。根据不同的纺纱品种和质量的要求，选择合适硬度的胶辊胶圈，对纺特殊品种可采用不同比例、不同的化学涂料对胶辊表面进行处理，以最大限度的改善胶辊的表面状态，提高胶辊的防静电性和适应性，减少其缠绕，降低断头。随着胶辊磨砺次数的增多，其直径在逐渐减少，对纤维的握持能力在逐渐减弱，容易出现牵伸不开“吐硬头”而断头，可采用增大胶辊直径的方法来增大对纤维的握持力，在特细号品种上，一般使用上机15天的J-463A型胶辊(直径在29.5 mm以上)，减少断头的几率。对集聚纺纱使用的网格圈，其透气性要好，并控制好合理的负压，要根据纺纱品种来确定网格圈的类型和目数，做好网格圈的清洁，使网格圈在伸直平行状态下运行，减少纱线缠绕网格圈。

钢领钢丝圈是一对摩擦副，其性能、型号、配套使用情况直接关系到纺纱质量和断头率。有数据分析，细纱工序20%的纺纱断头是由钢领和钢丝圈引起的，因此需根据纺纱品种和质量的要求，正确选用钢领与钢丝圈的型号并做好配套，以保持钢丝圈运行平稳和气圈的大小适当。生产中要保证静态时钢领的圆整度、平行度不大于0.01 mm，表面粗糙度不大于0.1 μm；要动态监测生产过程中纺纱气圈的大小，钢领板升降过程中的稳定性，钢领与钢丝圈的配套，钢丝圈的接头手感和落纱断头分布情况。在特细号品种上，我们经过多次的试验对比，选择重庆某纺织器材有限公司的高精密轴承钢钢领与蓝宝石钢丝圈、Bracker钢丝圈配套使用时，有利于减少细纱断头。在更换钢丝圈的号数时，要观察气圈张力大小、拎头的手感、张力波动情况以及钢丝圈内脚磨损情况、落纱断头分布状况，还要听取值车工的反映等，有利于减少断头。保证纱线加捻卷绕所需的纺纱张力与纱线号数、强力相适应，纺纱张力过大会增加纺纱的断头；张力过小易使钢丝圈运行不稳定而增加断头。

锭子速度需根据纺纱品种的要求进行合理控制。有试验表明，锭子速度变化对纺纱张力的影响呈二次函数关系，随着锭速的增大，纺纱张力逐渐增加，但不同纺纱阶段增加幅度不同。小纱时抛物线开口最小，锭子速度变化对纺纱张力影响最大，中纱时影响最小[4]。根据锭子速度变化对纺纱张力的影响，要合理设置锭子速度曲线，使锭子速度的大小适应纺纱张力的变化，以减少纺纱张力的波动，达到均匀纺纱张力的目的，降低纺纱断头，实现细纱机的锭速“智能化”控制。如我公司在纺JC 3.07 tex品种时，发现断头较多，经分析认为，由于纱号较细，单根纱截面内纤维较少、纺纱弱环多，这些特点使得该品种纺纱时易发生断头。针对存在的问题，我们对工艺和器材进行了调整，选用已上机(15天)且大直径的胶辊，采用上机3个月左右的轴承钢钢领，重新调整摇架压力标准(160 N)且全台一致，逐个检查胶辊胶圈表面是否良好，做三同心，校正清洁器隔距1.5 mm，开车后调整活气圈，采用Bracker20/0型钢丝圈，调整管底位置，前罗拉转速控制在35 r/min～45 r/min，锭速控制在8 000 r/min～9 000 r/min。通过实施以上措施，纺纱断头根数明显减少。

生产中要建立主要器材的使用台账，内容主要有器材的上机时间、下机时间、型号规格、生产厂家及所纺品种等，便于管理使用周期和观察断头情况。

2.3.4 加强运转操作管理

做好细纱断头的防护工作，保持机台清洁，及时做好牵伸部件的清洁，处理罗拉胶辊胶圈的缠花以及喇叭口处、压力棒处的积花，保持导纱钩处通道光滑，吸风管畅通不积花，以减少细纱的断头。清洁工作做得好，就会减少细纱断头。清洁工作要严格按照运转操作管理清洁进度表分品种进行，勤做轻做，且定时间、定内容、定工具(用捻杆枪清洁部件，不允许用刷子扫，防止飞花造成细纱断头)、定规律(按照细纱纺纱断头的一般规律)做好巡回，即由于小纱断头多，要加强巡回、多接头、快接头；中纱大纱断头少，要以清洁为主，进一步减少由于清洁原因造成的断头。在断头多时，也要分清难易，先解决飘头、缠胶辊缠罗拉的锭位，及时打开摇架。值车工在巡回中如果发现影响细纱断头和纺纱质量的锭位，要及时进行处理，必要时请维修人员进行维修，保持设备运行良好。

2.3.5 细纱温湿度

细纱工序要有适宜的温湿度，以控制纤维的回潮率。具体要根据纺纱品种的要求、不同季节温湿度的变化，合理调整细纱车间的温湿度，使纤维达到最佳的温湿度控制，而且温湿度要控制均匀，以免造成区域差异，减少由于温湿度变化而增加的细纱断头。防止温湿度调节不当引起牵伸不均匀，造成缠绕胶辊胶圈罗拉等，依据特殊品种的要求，必要时进行隔离，以满足温湿度的变化。我公司在纯棉精梳纱品种上，春冬季温度一般控制在30 ℃～34 ℃，相对湿度一般控制在50%～55%；夏秋季节温度一般控制在28 ℃～32 ℃，相对湿度一般控制在55%～60%。

3 结语

降低细纱断头是一项复杂的系统工程。影响细纱断头的因素较多，需要加强纺纱过程中各个工序的控制，以利于降低生产成本和提高纺纱质量。细纱断头的实质是纺纱张力最大值和纺纱强力最小值的问题，这是我们的主攻方向，要进一步减少纺纱张力的波动和纺纱强力的弱环。降低细纱断头以细纱工序为重点，在实际生产中要针对细纱断头的具体原因进行针对性分析，并采取相应的工艺和技术管理措施，以减少细纱工序的断头，稳定纺纱的质量。