钢领钢丝圈应用与管理探析

吉宜军，范正春

(南通双弘纺织有限公司，江苏 海安 226661)

0 引言

如何用好纺纱器材专件中的2个“圈”，即钢领和钢丝圈，一直是众多纺纱企业普遍关注的问题。钢领、钢丝圈虽小，但对生产生活、产品质量影响却很大，二者的配合效果不仅影响成纱毛羽，同时也对常发性纱疵中的细节、粗节和棉结有一定影响[1]。当二者配合不当时，会导致钢丝圈在高速运转过程中出现快速磨损、气圈不稳定等问题，使纱线断头增多、毛羽增加、棉结上升，造成纱线质量严重恶化、工人劳动强度增大、生产效率降低等。因此，选择合适的钢领、钢丝圈就成为解决这些问题的根本途径。

1 纺纱企业对钢领钢丝圈的要求

1.1对纺纱品种适应性要强，上机纱线断头少，毛羽少，走熟期短，最好无走熟期。

1.2钢丝圈运行平稳，纺纱张力适当，拎头轻、不发涩，接头方便。

1.3钢领工作面摩擦因数小、耐磨性好，使用周期长，适应高速。

1.4不易生锈，对存储条件要求低。

1.5价格适中，有良好的性价比。

2 钢领钢丝圈的选配

笔者公司主要以小批量、多品种纺纱为主，生产差别化、功能化、纤维素纤维纯纺和混纺高端纱线。由于不同纤维具有不同特性，同型号钢领或钢丝圈很难适纺多种纤维，而钢领、钢丝圈型号过多，对于使用管理、成纱质量的稳定性与一致性又不利。因此，选配及管理钢领、钢丝圈显得尤为重要。根据生产经验，综合考虑纺纱形式、品种纱号、工艺速度和生产环境等因素，优先选择对纺纱品种适应性较强的钢领、钢丝圈型号，尽可能以较少的钢领、钢丝圈型号来满足生产需求。

2.1 钢领选型

用好钢领、钢丝圈，选择适合的钢领是关键。二者的选型，首先必须确定钢领制造厂家，其次根据不同的纺纱形式、品种和锭速，选择不同种类、型号的钢领。

2.1.1 制造厂家及性价比

选择高品质钢领、钢丝圈，应首选知名度高、市场份额大的制造企业，如重庆金猫纺织器材有限公司和瑞士布雷克(Bräcker)公司产品。相对而言，进口优质钢领价格高出国产同类轴承钢、合金钢钢领的5～10倍，但随着技术进步，国产钢领性价比越来越高，已成为绝大多数纺纱企业的首选。

2.1.2 钢领的类型

根据不同的纺纱形式、品种和锭速，选择不同类型的钢领。钢领的选型与纺纱技术相关，集聚纺和集聚赛络纺纱线毛羽少、强力高，对钢领磨损较大，可选择电镀、合金钢或轴承钢钢领，在品种翻改频繁的细纱机台，则选用电镀或合金钢钢领；环锭纺、赛络纺机台，则选用合金钢或光面钢领，在品种翻改频繁的细纱机台，则选用光面或离子镀钢领；在高温高湿季节，则选用电镀或离子镀钢领。

2.1.3 钢领边宽和直径的选择

国产普通平面钢领边宽有2.6 mm，3.2 mm和4.0 mm 3种规格，型号依次为PG1/2、PG1和PG2，分别适用特细号纱、细号纱和中粗号纱，企业按产品结构选择。一般平均纱号为9.7 tex以下的选择边宽为2.6 mm的钢领；平均纱号为9.7 tex～27.8 tex的选择边宽为3.2 mm的钢领；平均纱号为27.8 tex以上的选择边宽为4.0 mm的钢领。

国产环锭纺用钢领的底外径一般为54 mm，内径规格则较多，具体依据品种、纱号、锭速和成纱卷装确定。纱号越小、锭速越高，选用的钢领内径越小，其成纱及卷装也越小，笔者公司选择PG1-4054型、PG1-4254型钢领。

2.2 钢丝圈选型

正确选配钢丝圈是用好钢领的重要条件，应根据所纺品种的纤维特点、纺纱号数及工艺条件，结合钢领的性能特点，确定钢丝圈的型号和号数。

2.2.1 钢丝圈材质及制造厂家

钢丝圈须具有良好的耐磨性，其硬度与镀层影响使用寿命。一般钢丝圈表面硬度应低于钢领硬度，以减小钢领磨损，延长其使用寿命。故钢丝圈材质和镀层选择尤为重要。国外研究表明，钢丝圈使用寿命(更换周期)和钢领使用寿命有很大相关性，钢丝圈更换周期愈短，钢领使用寿命愈短。这是因为频繁更换钢丝圈，会增加对钢领的磨损，也会影响纱线质量一致性和稳定性。故应尽量配置高性能钢丝圈，且尽可能与钢领制造厂家相同。

2.2.2 钢丝圈截面

钢丝圈截面会影响纱线的质量及钢丝圈的运行状态、性能和使用寿命。根据不同的原料，选择合适的钢丝圈截面，可以达到理想的纺纱效果。矩形(扁平)截面(f)适纺棉纱；瓦楞形(半圆)截面(dr)适纺合成纤维纱及其混纺纱，纺细号棉纱可防止纤维损伤形成的棉结；薄弓形(宽半圆)截面(udr)适纺棉及其混纺纱，通过增大与钢领的接触面积，提高纺纱效能；中矩形(扁平)截面(fr)耐磨性能较好，适纺包芯纱、腈纶和精细纤维；短矩形(高半圆)截面(drh)适用锥面钢领，适纺粘胶和涤纶纤维。

2.2.3 钢丝圈圈型(弓形、开口)

钢丝圈质心高，与钢领的通道部位下移，容易外倾，楔住纱线而断头，且过度磨损会造成飞圈，因此钢丝圈质心要低，以保证纱线通道宽畅，避免两个通道接触或交叉[2]。此外，钢丝圈开口与钢领边宽应相匹配，开口过大易造成飞圈，过小则套圈困难。

2.2.4 钢丝圈号数(质量)

钢丝圈号数大小直接影响纺纱张力、气圈形态、纱线通道及钢领磨损。从纱管底部到顶部，纺纱张力变化很大，通常选择合适的钢丝圈号数来控制纺纱张力。钢丝圈号数的选择应结合纱线号数、生产原料、纺纱速度，先意向性的选择1个钢丝圈型号及其几个相邻号数的钢丝圈，上车观察各气圈形状(可借助频闪测速仪)，如最大、最小气圈高度，保证最大气圈直径不碰隔纱板，根据气圈形状、断头情况做出判断，从而选择适纺该品种纱号的钢丝圈号数。

2.3 钢领钢丝圈的试用

新型号钢领、钢丝圈必须上机试用后，方能逐步推广使用。必须在不同的纺纱品种上试用钢丝圈，每个品种至少跟踪测试1个完整的钢丝圈使用周期。试用钢领，须测试数个完整的钢丝圈使用周期(使用寿命不超过1 a，每3个月测试1个周期；使用寿命超过1 a，每6个月测试1个周期)，并将成纱条干、强力指标和生产生活情况形成试验分析报告。

2.3.1选择纺纱品种和试验机台，应与车间做好衔接、试用标识等工作。为保证试验数据的可比性，须在同台细纱机上试用2种或2种以上型号的钢领或钢丝圈；若2种型号钢领或钢丝圈分别安装在机台两侧，则应尽量避开紧靠大通道的机台。

2.3.2避免钢领、钢丝圈磨合期对测试数据的影响，新钢领、钢丝圈上机必须进行磨合。由车间换钢丝圈人员负责上机，第1次更换试用钢丝圈24 h后，须再次更换试用钢丝圈。

2.3.3取样、测试应从第2次更换钢丝圈之日起开始，取固定锭号的管纱，一般取机台两侧的11～20锭(均取中纱)。具体为：钢丝圈更换后的第2落纱，第1次取样；钢丝圈更换1 d～3 d，每天白班取样1次；对于使用周期较长的钢丝圈，4 d后每隔一天(白班)取样1次；钢丝圈使用周期结束前3天(可预估)，每天每班取样1次；且运转班质量员密切跟踪，发现异常及时反馈给相关人员，并立即更换试用钢丝圈(如遇夜班由班组组织更换)。

2.3.4换钢丝圈组长(或运转质量员)收齐更换下的钢丝圈，交给专件技术员并作出分析。

2.3.5运转班质量员负责取样，所取纱样分别用装样袋包装，并将注有“取样时间、所取纱样位置”的标签置于袋内；纱样统一放在班长办公室，由专件技术员及时将试样交中心试验室测试。

2.3.6由专件管理技术员具体负责钢领、钢丝圈的试用工作，并将成纱测试的管纱毛羽、条干及常发性纱疵、强力等指标以及生产生活情况形成试验报告，交相关领导审阅，以便组织鉴定、尽快推广使用。

通过慎重选型，笔者公司在纺棉品种上使用BS JM1 EL gc型钢丝圈；在棉与化纤、化纤与化纤混纺品种上使用BS JM1 EW fc型钢丝圈；在化纤品种上使用BS JM1 EM gc型钢丝圈。集聚纺、集聚赛络纺机台在使用FHa PG1-4254型复合处理钢领的基础上，现在又逐步推广使用性价比更高的JD PG1-4254型钢领。

3 钢领钢丝圈的使用管理

3.1 存放

钢领、钢丝圈须保持一定量的库存，以便周期更换，其存放环境应保持干燥，做到包装标签的型号与实物相符。

钢领存放量不宜过大，应保证15 d～30 d的库存用量；一般存放于烘房内，特别是擦拭或使用过的待用钢领，须保证储存环境相对湿度不大于40%。

各型号钢丝圈均需有一定备用量。机件仓库应根据型号、号数，按顺序摆放钢丝圈，做到方便领用、便于盘点；车间领用的钢丝圈须专柜存放，非整盒钢丝圈应用小塑料袋将其包装好，并做好型号标识；班组备用的钢丝圈用专用布袋装好，做好型号标注，放于车间指定处，便于相关人员取用。

3.2 上机前检验

钢领是钢丝圈的运行轨道，其表面粗糙度、内径圆度均影响着钢丝圈运行的稳定性和纱线毛羽与断头的指标。钢领质量是由其材质、加工精度以及在使用过程中的处理水平决定的，新钢领上机前必须严格抽检内径圆度、顶面平面度和顶面对底面平行度。对于内径不大于50 mm的钢领，其内径圆度应不大于0.05 mm，抽检钢领的数量不低于批次量的5%，当抽检合格率低于100%时，整批钢领须逐只检测，剔除不合格的钢领。

光面钢领表面涂有润滑油，在上机前须清洁其表面油污，用软布将钢领内跑道擦干净，必要时用抽纸擦拭，而用酒精擦拭可以使新钢领更光洁。

3.3 领用

钢领的领用，首先由钢领间人员预先检验钢领“三度”并擦拭干净防锈油待用；其次是车间细纱保全队按照更换计划表，结合机台揩车、改纺情况进行更换。先拆下机台上的钢领，再到钢领间换取需上机的钢领并同时做好验证、记录和签字工作。

钢丝圈领用应由专人负责，换钢丝圈组长具体负责钢丝圈的领料、发放、上机(根据各纺纱品种的工艺规定)，车间一次领用数量为该型号钢丝圈一个月的使用量。

3.4 更换周期

钢领、钢丝圈的使用周期应根据纺纱品种、锭速、生产环境、断头情况及管纱毛羽H值、毛羽CV值等因素综合分析确定。笔者公司光面钢领的使用周期为7～8个月，镀铬钢领为1 a，合金钢领为2.5 a。

钢丝圈的使用寿命直接影响成纱质量的稳定性和一致性，其使用周期短，成纱质量的稳定性和一致性差，加剧了钢领的磨损[3]；而使用周期过长则对于品种翻改频繁的企业会造成浪费。笔者公司选用的蓝宝石钢丝圈，其更换周期为11 d～13 d；高温高湿季节会适当缩短使用周期。

公司设备部编制了《钢领月度更换计划表》，每月下发至各工场执行。同时，及时将钢领的上机信息录入ERP信息化系统——设备器材上机台账，以便查验。钢丝圈的更换由工场换钢丝圈组负责，自行编排钢丝圈更换计划，若遇机台品种翻改，则提前更换。细纱工序宣传栏处贴有《钢丝圈更换记录表》，记录钢丝圈更换日期。

3.5 上机相关技术要求

3.5.1 新钢领上机

钢领安装时须轻拿轻放、避免磕碰，安装时将钢领板表面清洁干净，保证安装精度达到要求。

新钢领上机需进行磨合：先开慢速，用小一号钢丝圈(相对于所纺品种正常用钢丝圈)在一落纱前后，进行第2次更换；运行24 h后，用正常号数的钢丝圈进行第3次更换，从而完成钢领的磨合。

3.5.2 钢丝圈上机

钢丝圈更换最好在落纱前或落纱后进行；新钢丝圈上机后须保持一段时间的低速运行，这样可减小磨合期内的钢丝圈损伤。

新型号钢丝圈上机或翻改品种纱号时，观察气圈大小，并查看钢丝圈内壁磨损情况，判断钢丝圈型号是否合适、纺纱质量是否达到要求，以便调整。

3.5.3 卷绕机件上机

钢领、钢丝圈对卷绕机件的要求：保持钢领板水平，保证钢领、锭子、导纱钩“三同心”，校锭子即校正锭子与钢领的同轴度；吊导纱钩与锭子的同轴，锭尖可以稍偏后。

钢丝圈清洁器是清洁钢丝圈挂花的重要专件。首先，应选用新型清洁器(如锯齿型清洁器)，清洁效果好。其次，清洁器隔距要设定合理、调整精确，隔距过大钢丝圈清洁器失效，会产生大量积花，严重影响钢丝圈运行状态，导致断头增加、质量恶化；隔距过小，会直接造成挂圈断头。为防止钢丝圈挂花，清洁器隔距应偏小掌握，纱号小于11.7 tex的隔距应不大于1.6 mm。

4 钢领钢丝圈的使用问题

4.1 不适应高速

细纱提速后纺纱断头和飞花增多，原因可能是钢领、钢丝圈选配不当，低端配置、耐磨性差，或使用周期偏长，钢领、锭子、导纱钩“三同心”定位不准等。

4.2 钢丝圈挂花

4.2.1 内脚挂花

钢丝圈内脚挂花一般是钢丝圈问题导致，如钢丝圈型号选择不正确，圈型过小或通道过窄，钢丝圈偏轻、硬度偏小，圈型不规则，表面粗糙度不好，使用周期过长或锭速过高，钢领状态不良造成钢丝圈磨损过大，表面烧损，等。

4.2.2 外脚挂花

造成钢丝圈外脚挂花的原因：清洁器表面不光洁、有毛刺、变形、使用时间过长，与钢领隔距过大；温湿度控制不合理；操作清洁管理不到位；纱线结构松散，短绒、毛羽多；等。

4.3 纺纱断头多

钢领、钢丝圈引发的细纱断头主要是钢丝圈楔住断头、发热烧毁断头、磨损割断断头、钢丝圈偏重而断头、飞花附入断头等。其诱因很多：钢丝圈选配不当，纺纱气圈不稳定，钢领严重磨损，钢丝圈使用周期过长，纱线强力过小，细纱车间环境差、飞花多，清洁器与钢领隔距过大、过小，锭子摇头、麻手、缺油，导纱钩磨损、起槽，等。

4.4 纱线毛羽多

由于钢领、钢丝圈有走熟期、使用期和衰退期三个阶段，所以应尽可能选用走熟期短、使用周期长的钢领、钢丝圈，且尽量在衰退期前更换。钢领、钢丝圈形成毛羽的主要原因有纱线通道不畅，钢领衰退，钢丝圈质量太轻，纺纱张力太小和钢领、锭子、导纱钩“三同心”定位不准，等。

5 结语

多品种、频翻改的纺纱企业，欲纺制高品质纱线，用好纺纱器材中的两个“圈”是关键。纺纱企业应从自身实际出发，低端定位钢领，中端定位钢丝圈；以纺纱形式、品种纱号、生产环境等因素综合考虑、认真试用、慎重选型；车间专职人员严格按领料程序领用，按工艺要求上机，按使用周期更换；并在生产中及时解决相关问题，才能实现高品质纱线质量的长期稳定。钢领、钢丝圈制造及相关企业也应加大钢领、钢丝圈材料、镀层及配套等方面的研发力度，制造出适纺性更强、性价比更高的产品，满足多品种、频翻改纺纱企业生产高品质纱线的需求。