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单锭监测系统用工(一)
UQC在线监测系统的使用体会
它山石
UQC在线监测系统的使用体会
胡春峰 胡宝华
（夏津仁和纺织科技有限公司）
充分利用UQC 电子清纱系统的报警功能对纱线实行实时在线监测，有效剔除异常管纱，是确保产品质量稳定性和一致性的有效措施。 1 纺织报警
当所纺管纱在参考长度内纱疵数目达到设定值时将触发一次纺织报警，单锭停止工作，同时检测头IMH的LED常亮。
纺织报警参数主要有纱疵数目和参考长度。参考长度我们采用1km；纱疵数目的设置很关键，数目少了会有大量管纱被剔出，多了又起不到报警效果。一般设置如下：NSA 5；LA 3；TA 2；CA 2；CCA 2；PFA 1，有时需要根据品种适当调整。
后纺车间要对纺织报警剔除的管纱做好记录，写明品种、细纱机台号及剔除原因，送到试验室进一步试验分析，指导各部门随时调整工作重点（见表1）；如果同一细纱机剔除的管纱数量超过5个，必须采取逐锭检测的方法，找到准确的细纱锭位，查找原因进行修复。
表1 络筒异常管纱剔除记录表
2 Q参数单锭报警
Q参数可以通过设定报警极限来排除不好的管纱。当测量值超过所设定的极限，将会执行选定的动作。正常生产的品种我们全部设定为记录，每天由专人通过专家系统对每个品种的报警进行统计，如果有品种报警超过一定数量，就采取逐锭检测的方式对生产该品种的所有细纱机进行检测，在落纱前把每个管纱贴上锭号标签，把络筒机Q参数报警动作设定为锁住，以捉出异常管纱，经试验室检测分析原因，根据锭号到车位上查找问题并进行修复。 2.1 Q参数报警的设置 2.1.1 CV纱线不匀率
（1）参考长度:决定CV值的采样长度，必须小于最长吸纱长度80m，一般我们选择80m。 （2）测量方法:分连续测量或换管后测量两种，我们选择连续测量。 （3）监控：有GRMV监控与SP监控两种，我们选择SP监控（单锭监控），报警上限为10%；报警下限为-10%。
（4）动作：在正常生产时选择记录，在需要捕捉管纱时选择锁住. 2.1.2 IP疵点
（1）评估长度：1000m。
（2）200%棉结、50%短粗、-50%细节极限：平均值MV+3*标准差S。
在试验室逐锭检测络筒机剔出的管纱，将该锭的信息及时反馈车间保全，保全根据反馈的信息（见表2）按照锭号到机上进行维修，将发现的问题采取措施进行维修。完成后再取样到实验室复测，直到问题消除为止。
表2 逐锭检测信息反馈表
3 几点体会
（1）逐锭检测工作量大，每天只能做2-3台，如果周期实验时间长，我们利用乌斯特专家系统的数据统计与QUANTUM3电清的在线监测相结合，只对出现问题的机台进行逐锭检测，既减少了工作量，又保证了出现问题及时发现解决。
（2）使用纺织报警功能，必须合理设定工艺参数，而且纱线质量要相对稳定，否则剔除大量的异常管纱，会严重影响产量与制成率，提高纱线的成本。
（3）经过一段时间的在线检测后，前纺、细纱落后锭子会大幅减少，车间保全工工作效率明显提高，出现问题能迅速解决。
（4）纺织报警与逐锭检测的操作人员必须要有强烈的责任心，如果提供的数据不准确，会误导解决问题的思路与方向。
（5）在线检测是对全厂质量的监控，需要各车间、部门紧密合作才能发挥最大的作用。
单锭监测系统用工(二)
基于物联网技术的新型络筒在线监控系统
基于物联网技术的络筒工序纱线质量监控系统
杨 敏
（江苏圣蓝科技有限公司， 江苏 兴化）
摘要：本文介绍了一种以自络电清为主要载体的新型纱线质量监控系统，阐述了其技术实现方法和工作原理。该系统将物联网信息技术引入纺织生产领域，实现了自动坏锭追溯、移动监控以及远程技术服务等全新的功能。
关键词： 自动络筒;自络电清; 物联网; 电子标签; 坏锭; 监控; 远程服务
0 引言
络筒作为成纱的最后一道工序，肩负着总体质量把关的重任。近几年，自动络筒机的技术有着突飞猛进地发展，与之配套使用的自络电清也推陈出新，涌现出一些凝聚高新技术精华的新产品，将对纱线质量的检测、评估、优化、分析做到了前所未有的细致和精准。但是，与此同时也产生了新的问题，如：更复杂的设备功能提高了对络筒使用和维护人员的素质要求；超大容量的生产统计数据让分析人员无从下手；纱线质量问题的前纺追溯依然要靠传统人工方法解决；为了及时发现和排除异常，以保证络筒的顺畅运行，管理人员依然需要24小时无间断的巡回值守。这些问题困扰着广大的纺织用户，制约了新设备的推广和使用。
因此，本文推出一种全新的，以自络电清为载体的新型纱线质量监控系统。它在具备电子清纱器基本功能的同时，又融入最新的传感器技术和物联网信息技术，不但实现了对纱线质量的精准检测，又创新性地解决了上述问题，将络筒的生产和管理引入了全新的时代。
1关于物联网技术
物联网（Internet of Things）是继计算机、互联网之后，信息产业的又一重大里程碑，被称为世界信息产业第三次浪潮。它是将物品的信息经过多种类型的编码，通过RFID（电子标签）、传感器等信息采集，按约定的通信协议与互联网连接，使物品的信息实现即时交换、互联与共享的一种智能网络技术。它可以传递即时信息，因此，物联网实现了三种功能：智能识别、定位跟踪和智能监控。
2关于自络工序的纱线质量监控
自络对于纱线质量的监控，很大程度上依赖与其配套的电子清纱器。目前的新型自络电清通常具有以下几种传感器：
2.1 平行板电容传感器，可用来测量槽内纱线的质量，即纱线线密度，并以此鉴别纱线上的形态纱疵（包括常发性和偶发性疵点）以及CV%的值。【单锭监测系统用工】
2.2 测径光电传感器，可用来测量纱线的直径、毛羽。
2.3 测色光电传感器，可用来测量纱线的色泽。
2.4多种传感器联合检测，还可甄别出诸如异纤这样的特殊纱疵。
基于上述传感器的感知，电清基本都具备检测出各种纱疵、错支、验结、双纱、坏筒的能力，并将这些数据进行汇总。使用者通过定期查看、分析这些数据，对纱线质量进行评估和监控。有些电清的管理功能比较简单，有些则比较完善，如USTER的QUANTUM对电清测得的各种数据进行了详细的汇总和综合分析，甚至给出了指导性的修改意见。
但是，电清得出的大量分析数据（如Q数据内容），要靠更多精通于此的管理人员去查阅分析，才能使这些数据的意义发挥出来，使质量控制真正得以实现。因此，使用者的使用水平，往往决定了质量监控的好坏。也就是说，仅凭先进的设备，并不能从根本上把握住纱线质量，更大程度上还依赖人力。然而，在现在这样一个用工日趋紧缺的年代，找到这样一个会用、而且能用好自络及电清，并懂得依据设备数据进行前纺追溯和修正的技术人员，更是一件难上加难的事。【单锭监测系统用工】
另外，还有两项重要的质量监控指标，一直以来都处于自络工序的检测盲区，那就是：弱捻和坏锭。 2.1 弱捻检测
弱捻纱在染整和织造时的危害是十分突出的。严重的弱捻在络筒工序中，会由于纱线强力的急剧恶化而无法正常络筒，从而被剔除。但是并不十分严重的弱捻是很难在络筒工序中发现的，传统习惯中依赖有经验的值车工手感检测的方法，当下已越来越无法实行。因此，这样一种危害严重的疵点，却在畅通无阻地进入成品纱筒。
2.2 捉坏锭
坏锭的含义是指细纱机的单锭故障，造成纱线条干变坏，甚至产生机械波或牵伸波，严重影响纱线品质。由于现有的电清都不具备波谱分析功能，目前还只能采用传统的抽样、实验室条干仪测试分析，根据实验结果进行逐车逐锭排查，直至找到坏锭子为止。可以看出，这种被动的抽检方式，其漏检率是非常高的。也就是说，如果我们没有手段能从根本上做到所有纱管百分之百的检查、或者发现问题后没有快捷有效的坏锭追溯办法，那就仍然没法从根本上保证成纱质量。
综上所述，即便是在当前，自动络筒技术和电子清纱器技术都日新月异的今天，对纱线质量的控制依然在沿袭着陈旧的“被动检查”和“滞后干预”方式，从而成为了严重影响纺织产业技改和质量进步的瓶颈。
3 基于物联网的新型纱线质量监控系统
本文将物联网技术引入纺织领域，提出了一种适用于自动络筒工序的新型纱线质量控制系统。下图为该物联网面向典型应用的系统架构方案。
3.1 架构分析
如图所示， 该物联网系统可分为三层：自动络筒及电清作为纱线特征的感知器构成“物联网感知层”；
“物联网网络层”具有多元通信并举的特点，它由“企业无线局域网”、“GSM移动通信网”和“INTERNET互联网”组成；“物联网应用层”也呈现多元的格局，本文主要列举了“定位追踪”、“移动监控”和“远程服务”三个方面。 3.3.1 物联网感知层
在自动络筒工序，贴有电子标签的管纱（简称“带标管纱”）就是物联网中的“物”。自络电清本身具有多种传感器，可以获取纱线的多种特征信息；自动络筒的单锭控制器本身也是一种感知器，它可以获取纱线的各种生产状态。这两种感知器本身又具有执行机构的特性，可以控制管纱的动作如：络绕、停止络绕、换管、剔管等。自络筒单锭与电清的各锭检测头间一一对应通信，交流关于“物”的信息，协同判决并动作，因此，对每一个“带标管纱”，电清与自动络筒一起构成了完善的物联网的感知层。 3.3.2 物联网网络层【单锭监测系统用工】
本物联网的核心在于“以电清控制器为载体的具有GSM通信模块及无线局域网通信模块的”信息节点。无论是通过GSM通信网络，还是企业的无线局域网，或最终并入的INTERNET互联网，这种电清控制器的关键作用都是将感知层获取的“物”信息传送给“智能分析者”（纱线质量集控中心电脑、操作员、管理员、工艺员、生产厂商技术员等），并允许分析者回传“控制信息”。这样，形成了一个“由物示人”，再“由人控物”的闭环信息系统，即典型的物联网系统。
3.2 应用层功能解析
另外，电清本身具有RS485总线通信系统，自络筒本身具有CAN总线通信系统，又为多个“物”的综合统计分析和信息汇总提供了完善的途径。
3.3.1实现自动坏锭追溯。本文引入了物联网技术的定位跟踪和智能监控的特点，构造了以下新型纱线质量监控系统的技术框架。
如图一所示，本系统的工作原理如下：首先，我们在细纱机上使用贴有可反复读写的电子标签的新型纱管。此标签是物联网技术的基础，用来识别每一个“物”的身份。在细纱落纱时，我们通过专用设备为每一个纱管写入机台和锭位编码。当然，这种专用的写码设备可以是手持式的，或者安装在自动落纱小车上，或者集成在“细络联”的落纱机构中。这样一锭管纱在进入络筒工序后，将由自动络筒机的单锭读取设备读取其编码，并传送给电子清纱器。电清在工作过程中，对该管纱的各项指标进行监测（包括波谱分析），一旦发现问题，可根据纱管电子标签的编码，第一时间追溯到细纱机相应的机台和锭位，从而真正实现了自动坏锭追溯，彻底改变了传统的发现晚、排查难的困境，也减轻了实验室的工作容量，具有划时代的意义。
3.3.2 实现移动管理 每台自动络筒机都有一个集中控制器，通过有线通信传输，各锭的工作状况和细节数据都得以汇总到控制器，进行显示。本系统在每台自动络筒机的控制端都附加一个无线通信模块，依靠成熟的GSM通信技术，可以将重要的生产数据和故障情况第一时间，以短信或彩信形式自动发送到指定的管理者手机上。这样以来，管理人员再不用被动地日夜不停地对各机台进行巡回检查，唯恐故障未被发现，设备带病工作，造成不可挽回的损失，或者发现太晚，甚至对设备本身造成损伤。更不用进行夜班值守。管理人员可以在任何一个地方对生产情况进行移动监控。对于常见的故障，甚至可以通过回复短信的形式，指挥自动电清控制器进行自动排除故障。例如，可对出现死机的检测头进行复位操作，使其恢复正常工作。这样，管理人员根本不必亲临现场，又可一条不拉的掌控所有的工作信息。
3.3.3 实现远程服务
将每台自动络筒机的集中控制器通过无线局域网进行互联，然后
随着纺织设备的技术进步，设备复杂程度越来越高，如遇设备故障，也往往越来越依赖设备生产厂家的技术支持。 4技术推广与展望
具有这样先进的全面纱线质量检测控制能力的系统并非只是梦想，它已经在我们最新的电子清纱器的研制过程中
5 结语
本系统以电子清纱器为原型，使纱线质量的管控摆脱了长期以来限于问题，但其功能已远超清纱范畴，在它的配合下，使自动络筒真正成为了纱线质量把关和问题追溯的关键工序。更使成纱质量控制从一个概念体系转变为一种具体实施的检测设备。该系统的应用，不仅减少了用工数量，降低了对工人的技能要求，也缓解了现场管理的压力和难度，更使自动络筒机的“带病工作”和“故障停机”时间缩至最短，实现了“成纱质量”和“运行效率”的兼而得之，具有划时代的意义。
参考文献
我们的主推：
1、 减少用工数量、降低对工人的技术要求。 2、 缓解管理压力，提高管理效能。 3、 提倡远程服务，消除距离障碍。 4、
单锭监测系统用工(三)
提升细纱集体自动落纱长车品质的技术探讨
摘要：介绍了细纱长车和整体自动落纱使用现状及问题，分析了与国外同类设备主要差距，给出了提高集体落纱细纱长车品质的技术措施。 关键词：细纱；长车；集体自动落纱
中图分类号：TS103.27 文献标志码：A
The Technique for Improving Quality of Long Spinning Frame with Integrated Automatic Doffing Device
Abstract： The article introduced the operation status-quo and existing problems of long spinning frame and integrated automatic doffing system， analyzed the gap between local-made machines and their foreign counterparts and put forward technical measures for improving the quality of such equipment.
Key words： spinning； long spinning frame； integrated automatic doffing
2004年前后，国内少数纺机厂首次研发的细纱整体自动落纱长车在少数几家纺纱厂试用，由于认识不足，当初对该机没有系统设计，未领悟其实质与精髓，试用的厂家反映强烈，退货及长车换回短车的要求不绝于耳，行业内并不看好。时隔近10年，能够生产细纱整体自动落纱长车的纺机厂已有10多家。需要指出的是细纱整体自动落纱长车真正被市场大量接受还是近几年的事情，这是由于该机故障率降低、可靠性得到较大提高，同时迎合并解决了纺纱厂劳动力多和劳动强度大的问题，成为当前纱厂技术改造的方向。尽管如此，使用厂家反映的问题仍然不少，最大感受是作为纺纱厂购入的设备能在尽可能短的时间内发挥应有作用至关重要。事实上难以承受的是可能 1 ～ 2 年时间内整天应付故障，效率大打折扣，甚至反映产品某些质量指标不如短车。磨合期到底应该多长？新研制的设备是否让使用厂承担由此造成的资源浪费。笔者就此现象探索了提高细纱长车品质的相关技术措施。
1 细纱长车和整体自动落纱使用现状及问题
细纱长车和整体自动落纱机投放市场已近10年，设备质量各有褒贬，对部分纺纱厂在磨合期使用中出现的相关故障及问题予以分析。
1.1 设计的产品经受不住市场严格检验
我国纺机厂最初研发的细纱整体自动落纱长车，存在着设计不规范、仿制其表、不注重创新等问题，未能真正弄清其作用与原理，没有对每个部件功能、材质及热处理、加工精度、工艺要求等进行优选，没有系统考虑与设计。纺机厂没有预见或不重视生产使用过程可能出现的问题，没有立足于为生产使用服务而设计。例如卷绕成形的主传动部分，蜗轮箱、分配轴、牵动链条、成形凸轮、转子等成形部件在材质、热处理、加工精度上达不到设备加长后所增加的负荷，机械传动扭矩力明显加大后，有的设计居然直接按短车使用的成形部件。因而在以下方面经常出现故障：凸轮箱故障率高，间隙大，凸轮打顿；成形凸轮小头磨损造成管纱成形不良；车头总链条与过桥链轮之间磨损大，影响纺纱成形系统；部件制造精度及安装工艺不到位，经常出现罗拉托座、轴承座及轴承损坏等现象。由于造成上述部件过早疲劳磨损，其寿命可想而知，故障率也不言而喻，至今仍在困扰部分纺纱厂家。
另外，未能在设计中整体考虑提高细纱长车生产效率。因长车配有集体落纱装置，在设计时龙筋到车面的距离较原来短车相比抬高约100 mm左右，故导纱角度增加，加捻区到导纱钩的距离增大，造成气圈增大，气圈高度达到250 mm左右（短车为200 mm左右），使纱线张力变化加大。这些因素会造成断头增加、锭速偏低等现象，严重影响细纱机生产效率。有的纺机厂叶子板位置设计不合理，落纱时不能正常翻转，一定程度上影响操作及落纱。
1.2 关键部件不过关，加工精度与装配精度达不到设
计要求
细纱机机身加长后部件连接累计误差加大，加工精度与装配精度要求更高，否则执行机构动作无法协调。例如钢领板立柱全部分配在龙筋上，龙筋加工精度有偏差，使钢领板升降传动不同步，造成钢领板运行打顿，易造成歪锭子的现象，增加成纱毛羽，严重时整台车的坏纱给后道工序会带来很大的麻烦，影响产量和质量，更影响络筒工的情绪。
国内成形机构故障高的原因：凸轮箱齿轮间隙大，设计负荷重，加工精度差，造成凸轮磨损及打顿，包括轴承损坏，车头总链条与过桥链轮之间磨损大，最终影响纺纱成形系统，生产中出现碰钢领黑圈纱，甚至长时间停台及材料成本消耗增加。
另外，器材没有全面、系统优选，例如吊锭仍然采用一般密封性差、寿命短的吊锭，满足不了生产高档纱的要求。
1.3 故障率偏高，磨合期过长
细纱机单机自动化，其关键在于保证集体落纱机的可靠性及稳定性。往往新机到厂，长达 1 年磨合期间出现以下问题：由于喂管弹簧损坏多，喂管失误率高；加工精度不到位，如托盘错位严重，造成托盘走管不良；开车后未能达到与客户承诺的指标，如留头率过低、生产效率上不去。
笔者亲历某纺机厂细纱整体自动落纱长车从仿制仓促投入市场，时隔近 5 年左右，本应该产品成熟，毕竟设备也升级换代了。但即便如此，该产品仍然存在故障率高及稳定性差的毛病，更不要说使用寿命。2009年某棉纺厂购入上述同一细纱生产厂的集体落纱长车，第一年由于握纱器气囊质量太差，一共 4 万纱锭，每月因损坏更换竟达4 000只左右，这种自动化程度就要大打折扣。成形凸轮居然没有考虑机台加长后承受的增加扭矩与材质磨损，不到 1 年多数磨损，其中升降杠杆轴承座断裂20多台，占整个机台50%以上。 留头率是衡量生产效率、操作工劳动强度的重要指标，但时至今日留头率仍然普遍较低，有的甚至达不到合同约定的96%以上指标，且机台及品种差异大，造成落纱工根本忙不过来（因为集体自动落纱人员减少）。此外，车尾故障率相对其他部位偏高。主要是尾轴与轴承损坏几率高，而且拆卸维修不方便。
上面的例子足以说明我国纺机新产品的磨合期实在太长，真正开正常是经过不断更换零部件和器材后，至少 1 ～2 年后，能耗与效能的浪费转嫁给纺纱厂是极不合理的，而进口同类设备也就10多天，最多 1 个月左右，不会出现大量器材不合格问题。
1.4 纺机厂与纺纱厂签订的质量指标与合同要求相去
甚远
号称集落每排纱需用 3 ～ 4 min，实际4.5 min以上；留头率承诺97%以上，实际96%左右等等。问题就在于产品（样机）不等于商品。样机在实验工场或附属纱厂没有经受相当时间的可靠性、稳定性、故障率等疲劳试验，往往仓促投放市场。样机配置与投放市场配置不一致，投入生产后得不到最大效能。无形中，纺纱厂成为纺机厂的实验工场。细纱长车停留在消化使用上，并没有从整体制造上进行系统的剖析、消化和吸收。
1.5 电器部件不规范、不可靠，影响生产效率
电器部件是准确执行电脑指令的基础。某些纺机厂提供的电器部件排列很不规范，管线无序凌乱，甚至无电线编号，维修不便。集体落纱变频器故障高于其他设备，往往因零配件不到位影响生产。罗拉传感器质量不稳定，一旦损坏或失灵，造成卷绕混乱。
1.6 工艺上车配套的相关技术不到位，使工艺不能真
正长期稳定上车
细纱机由于机身加长 1 ～ 2 倍以上，虽然罗拉加粗，但从现有国内细纱机看存在工艺不当影响质量稳定等问题，如前后区为了保证条干则采用压力棒，其他工艺未同步调整，出现季节性出硬头还是较普遍的现象；由于罗拉长，后区牵伸过大造成罗拉扭震，形成机械波；有的针织纱工艺采用机织纱工艺，粗纱捻系数与细纱后隔距过小，达不到针织汗布布面要求。
2 与国外同类设备的主要差距
2.1 我国纺机必须参与国际化竞争
我国纺织品消费呈现向时尚、高品质、多样化的高端领域发展的趋势，国际纺机在中国推销的产品也出现高技术含量、自动化、连续化、智能化、网络化远程控制等趋势，纺机厂更加正规化、职业化、专业化、精细化、高端化、托拉斯化。竞争出现以下态势：质量与高技术、高附加值的竞争取代数量和低价格的竞争；品牌及多样化竞争取代同质化产品的竞争；低碳高效能竞争取代高能耗消耗资源的竞争。
国内纺机企业缺乏重视技术的总体整合、系统化、高标准化。因而要大力塑造与培育企业核心竞争力，加大自主创新力度和能力，使技术核心竞争力与管理核心竞争力紧密结合，在当今市场生态环境中创建自己的商业模式。同时，国家要重视基础部件的研究与投入。核心部件目前基本上掌握在别人手中，价格上受制于人。
针对我国棉纺行业现状与市场，纺机企业要参与国际竞争，缩小与国际纺机托拉斯大集团的差距，包括品牌战略规划、经营模式及理念、科技创新、产品国际标准化（例如设计标准、制造加工及装配标准、检验及包装标准、产品验收标准等）。
2.2 国外细纱集体落纱长车技术优势
早在20世纪80年代中期，发达国家的细纱机长车开始进入了成熟期，取消生产短车。注重自动化、智能化发展，开始了数字化设计、数字化控制和生产，运用电子牵伸、电子升降等，细纱机向着电子传动、数字化控制和低耗能与用工少方向发展。电子式牵伸倍数从传统机械式牵伸倍数的50 ～ 60倍提高到120倍左右。锭速从传统机械式17 000 r/min以下提高至25 000 r/min左右。目前国际上技术最先进的几种环锭细纱机是：欧瑞康Zinser 360型、Zinser 351型（1 680锭）细纱机；瑞士Rieter公司的G33型细纱机；日本Toyota公司RX300E型细纱机（已达到1 824锭）；意大利Marzoli公司的NSF4型细纱机。上述机型性能优异，可靠性、稳定性达到当今国际一流水准。
细纱机从总体分析，其先进性主要体现在：
（1）高速、高效、节能、智能化、自动化、组合一体化技术已经成熟。细纱机的最高锭速可达25 000 r/min，锭数最多接近2 000锭。清梳联并、粗细络等联合设备趋于成熟。集体落纱机的可靠性、稳定性高，落纱时间均小于3 min。
（2）国外早已采用了电子凸轮替代原机械凸轮，其原理为计算机控制交流伺服电机驱动钢领板升降运动。改变了传统的纺纱成形工艺，可根据用户纺纱品种的要求，通过参数设置，任意改变纺纱成形，以满足新产品发展的需要。
（3）落纱架升降采用伺服系统控制，同步齿形带传动代替用电机、链条传动，避免落纱架的高低差问题；卷绕系统采用了变频电机和电子凸轮代替机械式凸轮及链轮系统，实现了钢领板电子升降和数字卷绕。因此不需要调整棘轮，保证管纱成形，从而提高了可靠性。
（4）高速自动化及新型纺纱细纱机形式多种，工艺牵伸调整品种电子化，性能优异，满足不同层次的用户需求。
（5）单锭传动已成为高速趋势，也便于全程产质量监控及自动化、智能化水平的提高。单锭监测系统（ISM）通过对每个纺纱锭安装光学传感器监测钢丝圈的运动。记录断头及打滑的锭子；在纱厂监控系统SPIDERweb中方便地分析和显示这些数据，对挡车工进行三级引导；当超过断头极限时，机器两端的信号灯亮起加以指示。
（6）满足长车高产高质量要求，器材品质高档化，如国内用得较多的青泽360细纱机配备世界知名无机械波的青泽罗拉、TexParts（泰斯博斯）摇架、哈巴斯龙带、Braecker泰腾钢领PG14054、锭胆采用TexParts轴承及铝套管锭子等，其中虽然前罗拉加粗，前区最小隔距比现有短车还要小，仅16 mm，加上皮辊与罗拉的接触面积增加，TexParts摇架的加压保证纺纱过程不出硬头。 （7）有一套严密的逻辑性很强的程序软件保证精细的控制和精确可靠的检测系统，全面采用设置故障显示和报警装置，智能提示排除故障点、消除隐患，对设备可靠性得到保证。
（8）纱管的输送方式有凸盘输送、钢带管栓输送及两者组合式，可实现细络联一体化。
（9）“蛛网”纱厂监控系统得到普及，该系统是基于Windows界面的现代化用户友好型数据系统。在全球范围内可获得数据。简化了数据管理，又能有效防止数据丢失。
3 提高集体落纱细纱长车品质的技术措施
作为使用厂家购置设备改造要么增加产量及效能，要么节能降耗，要么提高产品品质，增加产品附加值。在当前原棉高出国际市场价较多的情况下，企业普遍无利可图，如果该企业能够用细纱长车做品牌产品（目前，国内高附加值产品均为在细纱短车上生产），那么每吨纱价比普通精梳纱高出很多。那么，高产细纱长车能否针对上述问题来满足棉纺厂纺纱技术高品质需求，笔者认为重点做好以下方面可以事半功倍。
3.1 纺机厂战略定位必须按国际标准
现在有一句话叫：一流企业靠标准；二流企业靠技术；三流企业靠产品。标准引领产业发展，标准体现企业的品味、价值。适宜生产高档次纱线的条件是高端纺机要有国际水准的门槛，纺机企业除遵循国家诸如安全标准、环保标准、节约标准等外，还要遵循行业标准，企业毕竟是做产品实体，产品推向市场要经受市场即客户检验。所以，产品市场调研、分析、判断、设计、采购、制造、安装、调试、试生产等要有标准。目前，尤其新产品的各项标准明显滞后生产，在行业没有出台相关标准情况下，应当参照国际标准。
对引进先进技术具备一整套包括原装整体与备件设计、器材选用与采购、电子数字化与自动控制软件、培训、改造、维修与保养、管理体系和制度的标准。例如当今流行：设计模块化，制造数控化，质量ISO化，采购国际化，数据网络化，维修保养简单化，操作使用傻瓜化等。拥有整套生产流程、工艺诀窍，确保产品唯一和高效；讲究管理精细化、科学化、程序化、规范化、制度化。将国外先进技术消化吸收，从仿制到自我设计，直至创新，研制低能耗、单产水平高、性能可靠、质量上乘的新一代机电一体化、自动化程度高的设备。
在新形势下，希望相关行业协会对纺机行业生产、制造标准，从尽快提高纺机国际化水准考虑，按不同产品档次规范企业准入门槛，优化国内纺机现有资源，保护棉纺织企业权益。标准制定应强调从原材料采购、器材选用合作单位，设备产品的设计、生产制造、组装、调试，产品上市前的实验周期，包括对实验设备整体技术评价，到生产产品的质量水平等都应有类似法律约束的文本及制度，尽快结束良莠不齐的现象。
3.2 关键器材、元器件的优配
器材、元器件质量好坏决定产品质量好坏。实际使用中有两种情况：一是原设备本身配置不到位，没有标准，仅按与客户协议定价格，价格高配置好，价格低配置差。而细纱长车不同于短车，配置差故障较短车就更加频繁，效能大打折扣；二是使用一段时间后，随着器材更换，由于使用厂换上的器材、元器件技术性能与原装不匹配或质差，质量日趋下降。
国外提倡设备无故障理念，故障率最好是万分之一，即 3 ～ 5 年可能出现一次。卷绕部分锭带或龙带、钢领、锭子、纱管寿命均要求 5 年以上；集体落纱部分抓管器气囊可靠性及活塞进出的灵活性、密封性满足24 h连续频繁长期作业的考验，同步齿形带、纱管输送带的钢带伸长极小，达到国际技术要求。纱管托盘、插纱管的支架（固定销）定位精度高，采用单气缸控制等，有效地保证了落纱协调性，拔管、插管率在99%以上；龙带驱动伺服电机及升降驱动电机，甚至主电机可以 5 年免加油维护。高性能摇架、上下销、上下胶辊、胶圈与高精密无机械波罗拉的配置，做到锭差控制在Uster公报5%以内，纺纱质量稳定，一致性好，条干CVb值可控制在2%以内。
再就是器材优化组合。首先，前中后胶辊选用合理，前胶辊选用软弹性免处理或光照处理优化组合。其次，胶辊胶圈须与好的牵伸部件优化组合，与高精度无机械波罗拉、双滑道轴承中胶辊、碳纤上销、新型下销、曲线式压力棒、轴承式下圈张力辊等配套组合。卷绕部分的组合，包括导纱钩、钢领、钢丝圈、气圈环、锭子、锭带、锭盘等组合。
吊锭是环锭细纱机上的重要部件之一，高性能粗纱吊锭可靠使用寿命达到10年左右。其结构、性能、制作精度、原材料选用、日常使用以及维护保养水平等都是棉纱产生长细节、短细节的主要原因，它直接影响成纱质量。目前，纺织行业普遍使用的DD1-DD9型吊锭，在结构、性能及原材料上都存在一些弊端，使用寿命只有 2 年左右。为此，国内新研制开发出了长寿型防尘细纱吊锭与自动恒张力引纱吊锭，与其他吊锭相比，一次性投资仅增加50%，但使用寿命是普通吊锭的 5 倍以上，条干CVb值从3%左右下降至1.7%以内，是新设备最理想的配套产品。吊顶虽小作用大，所以说器材作用无大小之分。
3.3 提高装配工艺水平，也是提高可靠性的重要因素
设备除机构设计合理外，装配工艺是否完善合理、装配工作是否到位直接影响到产品的使用状态。好的装配质量能弥补零件加工中的不足。完善细化装配工艺、控制装配质量及提高装配工人的素质将是提高可靠性的有效措施。
3.4 打造高品质纱就是提升细纱长车自身品质
现在国内不少企业家盲目认为设备只要足够先进就一定能做高档产品，只重视硬件忽视了软件的整合巨大效应。先进的设备必须配置一流管理、先进的工艺及高素质、高水准人才。注重以人为本，提高员工素质，加强员工知识和技能学习，调动员工积极性和创造性，才能使企业保持竞争力的优势。
其中工艺是生产技术的核心，运用得当就能真正获得最大效能和最高效益。这里就生产中影响质量的因素重点说明。
细纱机从420锭增加至1 000 ～ 1 800锭，就罗拉而言即使制造过关，头尾同步驱动，难保没有时间差，尤其当后牵伸 > 1.3倍时，罗拉容易出现扭震现象，从而影响成纱质量，故，工艺上配置后牵伸要避开扭震区，倍数要偏小控制。 细纱机车身过长，尽管负压风箱与吸棉笛管采取变截调整措施，实际生产中车头车尾负压差异大，不仅出现笛管经常堵塞，增加断头，而且造成在生产过程中通过负压口吸走的短纤维数量有差异，使成纱重量变异系数大，长车车头车尾的纱线支数偏差大。采用头尾两侧吸风可改善上述情况。
毛羽指标是衡量高档精梳针织纱十分关键的指标，从实际使用反映看，毛羽指标均高于同类型短车。细纱长车普遍加有气圈环，这是由于集体落纱使龙筋、叶子板位置改变造成气圈高度增加。但气圈环高度、内径究竟应该是多少，厂家没有优选。例如某厂家高度为70 mm、内径40 mm时发现毛羽较多，做了不同高度实验，数据如表 1 所示。
从表 1 可看出，气圈环高度为90 mm时毛羽各项指标较稳定，现车上全部从70 mm调整为90 mm，瞬时断头也有所减少。
此外，长车采用铝套管锭子后，纱管直径相对短车要粗2 mm，且叶子板与纱管顶部较短车高10 mm以上，其纺纱加捻区的增长，在小纱时纱线易打管头，故使小纱毛羽增加的幅度明显加大。为此，将叶子板向下调整10 mm。
满足机身加长后如果空调与地面吸风口不对应，细纱机巡回吹吸器可能将地面飞花吹起，大量增加纱疵，威胁质量。等距离增加吸尘口数量，会改进细纱机运转状态，断头及飞花随着负压气流将会明显减少。细纱车间还必须配有最佳的空气调节装备，根据实践，长车相对湿度较短车适当高些，一般控制为60%时生产较为正常。
做高档纱时，质量不易做到长期稳定。因为，目前不少厂为了追求所谓Uster公报5%以上水平，在器材上要么上销附前后压力棒，要么收紧隔距或隔距块，其缺陷是一旦温湿度或气候变化，成纱质量就会有较大波动。
如何最大限度发挥工艺优势极为重要。国内细纱长车摇架通常配置V型牵伸气动摇架，V型纺纱可能出现新车开车对温湿度较敏感，易出硬头，原因可能，一是后胶辊压力偏小或后隔距较小掌握，一般为21 mm左右；二是使用压力棒，上销隔距块尺寸偏小。为了防止出硬头，有时加大后牵伸倍数由1.21增至1.35，隔距块2.5增至3.0 mm，但造成整体质量变化、不稳定。在纺制针织纱时得到启发，机织纱工艺向针织纱工艺靠近成为趋势，即粗纱捻系数有增大趋势（10%），后牵伸向临界值靠拢，从1.36缩小至1.20、1.12，从而增大前区牵伸控制和牵伸力，有利改善条干。从SKF牵伸后牵伸区演变看出，只有气动加压最为适应。国内主要有：四川成发V-148、V-135（平面牵伸）；日照裕华SDDA2122PH摇架比较成熟。在长车上采用“两大两小”针织工艺对提高整体质量较机织工艺更为稳定，两大是细纱后隔距大，从21 mm增大至35 ～ 38 mm，粗纱捻系数大，从106左右增大至115 ～ 125；两小是细纱前区隔距尽量小，16 ～ 17 mm，后牵伸小，从1.3以上降至1.15左右。此工艺最大特点是粗纱捻系数加大有两个显著好处，一是粗纱卷绕紧密，卷装加大，减少接头，尤其可以减少退绕细节；二是捻系数加大，进入主牵伸区须条受控，改善毛羽（表 2）。
总之，此工艺优选，在同等条件下可以获取较好、较稳定的质量。只要整体质量较好，没有明显粗细节，该纱用于机织纱完全可以。当然，不可否认的是由于棉价较高，棉纺厂配棉标准越降越低，高档纱很难用不符等级的棉花纺制。
需要指出的是，随着棉纺设备自动化程度的提高，技术含量的提升，用户的管理水平也必须同步提高，挡车工及维修工应当掌握现代技术和理念。纺机制造厂应搞好售后服务工作，加强对用户的系统培训。使用厂通过精细化管理落实新技术要求，按培训内容严格执行，纠正不合理的操作习惯，推行行之有效的措施，这些将是保证设备能否正常、稳定运转的前提。
4 结语
纺机厂能否做出高品质的细纱集体自动落纱长车，回答是肯定的。目前，较有代表性的经纬纺织机械股份有限公司榆次分公司的JWF1520型及最新JWF1562型细纱机、上海二纺机股份有限公司EJMl28JL集体落纱细纱机性能上，较低的故障率得到市场认可。
纺机企业要真正做精产品需多考虑承担的社会责任。期待纺机企业紧追国际先进技术潮流，一切为了服务于客户，做出真正客户从内心满意的细纱整体自动落纱长车的产品。
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单锭监测系统用工(四)
环锭细纱机的技术进步与创新
摘要：文章从 4 个方面简析环锭纺技术进步的特点，指出在今后纺纱领域中环锭纺与各种新型纺纱技术将处于长期共存、优势互补的格局。 关键词：环锭纺；优势；弊端；技术进步；亮点
中图分类号： TS103.231 文献标志码：A
Technological Advancement and Innovation of Ring-spinning Machine
Abstract： The paper briefly analyzes the characteristics of the development of ring-spinning technology from four aspects and points out that in future spinning production， ring-spinning technology and other new spinning technologies will co-exist and complement with each other over a long period of time.
Key words： ring-spinning； advantage； disadvantage； technological advancement； highlight
纺纱是纺织产业链的第一道工序，其产品质量档次、生产效率与加工成本在整个产业链中占有十分重要地位，故国内外对纺纱技术的发展与新技术的推广应用都十分重视。随着纺纱技术的进步与创新，目前在纺纱生产中已用了两种纺纱技术，一种是环锭纺纱技术，另一种是新型纺纱技术，已普遍应用的主要是转杯纺、喷气纺与喷气涡流纺技术等。
新型纺纱与环锭纺纱相比具有纺纱工序短、自动化程度高、劳动用工及能耗省等优势，故近年来在国内得到一定发展。但从总体分析：目前纱线总产量中环锭纺纱仍居主导地位，据相关统计资料显示：全国纱线产量中环锭纺纱占85%，新型纺纱只占15%份额。
在浙江省虽然近几年来新型纺纱产能发展速度较快，但从纺纱生产量中环锭纺纱线仍占80%以上，新型纺纱线占20%左右。为什么环锭纺技术能长盛不衰？它与新型纺纱技术相比有哪些优势与弱环？近几年来环锭纺技术有哪些进步与创新？今后环锭纺纱的发展方向在哪里？本文就上述问题进行分析与探讨，旨在使纺纱企业加快传统环锭细纱机的改造与升级，使环锭纺更好地发挥出青春活力。
1 环锭纺纱的技术优势与弱环
1.1 优势
环锭纺纱与新型转杯纺与喷气涡流纺纱比较有以下几个优势。
（1）生产品种范围广
可纺纱支6S ～ 100S，国内有的企业在环锭纺细纱机上已纺出300S纱。而新型纺纱技术中的转杯纺目前以纺中粗纱为主，超过40S不但纺纱难度大且经济效益较差。喷气涡流纺目前生产的主导品种是20S ～ 40S，超过50S纺纱也有一定困难。
（2）原料使用性强
棉、毛、丝、麻天然纤维及各种化学纤维，只要纤维长度在25 mm以上至65 mm以下，均可在环锭细纱机上生产。而转杯纺受纺杯直径的影响，当纤维长度超过纺杯直径过多时纺纱有一定困难，喷气涡流纺对使用的原料要求更苛刻，要求纤维长度长、整齐度好、手感柔软，尤其是对刚性较大的麻类纤维、粗旦的化学纤维及长度差异大的毛类纤维等，如纺前不经预处理措施，是很难纺出优良纱线的。
（3）纱线质量
用环锭纺工艺生产的纱线，其单纱强度、条干均匀度等指标均优于新型纺纱，尤其是单纱强度比转杯纺纱要高20%左右，比喷气涡流纺纱也要高10%以上。
（4）经适当技术改造可以生产风格各异的新型纱线
环锭细纱机通过适当技术改造可以生产如紧密纺纱、竹节纱、缎彩纱、云斑纱及包芯纱等各种风格各异的新型纱线，能满足针棉织企业开发各种新型面料。而新型纺纱中的转杯纺及喷气涡流纺与环锭纺相比，生产品种较单调，大路产品多，特色纱线少，如要改造成能生产竹节纱、包芯纱等，其改造费用投入远高于环锭纺。环锭纺以上几方面的优势是目前转杯纺和喷气涡流纺难以做到的，故新型纺纱只能在一定领域里作为环锭纺纱的补充，不能取代环锭纺纱。
1.2 环锭纺的弱环
环锭纺虽经历了100多年的发展里程，但由于纺纱的机理没有重大突破，它与新型纺技术比较，有以下几方面薄弱环节。
（1）纺纱工艺流程较长
目前转杯纺与喷气涡流纺都采用棉条直接纺纱，并卷绕成筒子，省却了粗纱与络筒两个工序。而环锭纺目前仍需经过开清棉→梳棉→并条→粗纱→细纱→络筒等工序，工艺流程长，设备用得多。
（2）生产效率较低
由于环锭纺的成纱机理是握持端纺纱（新型纺纱原理是自由端），在细纱机经过牵伸→卷绕，依靠锭子回转与钢领、钢丝圈加捻后卷绕在纱管上，使纺纱速度受到多种因素的制约，故其生产效率远远低于新型纺纱。以纺32S（18.5 tex）为例：环锭纺引纱速度只有20 m/min左右，而转杯纺可达到100 ～ 150 m/min，是环锭纺的 5 ～ 7 倍，喷气涡流纺引纱速度目前已普遍达到360 ～ 400 m/min，是环锭纺的16 ～ 20倍，因此提高环锭纺的纺纱速度与生产效率是首要攻关的重点。
（3）用工多，加工成本高于新型纺纱
这是由于环锭纺工序多、生产效率低、自动化程度低等多种因素造成，使用工多，工费成本高。以折合32S纱每万锭用工分析，采用新型的转杯纺与喷气涡流纺技术，用工在20 ～ 25人之间，而用最先进的环锭纺设备（采用清梳联、高速并条机、粗纱机采用自动落粗纱及粗细联，细纱用自动落纱长机及托盘式自动络筒机等），用工在50人左右，如仍采用常规未经改造的纺纱工艺装备，每万锭用工要在80 ～ 100人之间。用工多，工费成本就高，尤其是江浙沿海地区还面临招工难的问题，因此通过技术改造提高装备自动化、连续化程度，使一线工人从繁重的体力劳动中解放出来，实现“机器换人”，大幅度减少用工，这也是环锭纺纱企业迫切需要解决的问题。 （4）质量问题
环锭纺纱线存在毛羽多、常发性纱疵率高等质量问题，影响后道加工的生产效率与产品质量。因此减少纱线毛羽、降低常发性纱疵，尤其是千米细节及弱环纱，是环锭纺纱质量攻关的重要内容之一。
此外，环锭纺与新型的转杯纺与喷气涡流纺相比，还存在能耗高（比新型纺要高200 ～ 300度/t纱）、机物料消耗多等问题，使吨纱加工成本要比新型纺纱高1 000元左右（含工费增加），因此节能降耗也是环锭纺降低加工成本的重要措施之一。
2 环锭纺细纱机的技术进步与创新的情况分析
鉴于环锭纺存在上述几方面的弊端，近几年来国内外纺机制造商围绕提高环锭纺生产效率、改善纱线品质、节能降耗、减少用工等主题，积极采取了自动化、智能化、数字化、信息化等先进技术来改造环锭纺，使传统环锭纺的原貌起了显著的变化。从ITMA ASIA+CITME 2014展出的多台新型环锭细纱机及浙江省纺纱企业近几年对环锭纺技术改造情况分析，有以下四大特点。
2.1 围绕提高环锭细纱机的生产效率，向高速化与多锭化方向发展
（1）高速化
高速化是环锭细纱机提高生产效率的重要标志。国外厂商制造的细纱机如立达G32型、青泽Z351型、丰田RX300型、朗维LR9型等，设计锭子速度均达到2.5万r/min，实际生产速度均超过 2 万r/min。国内生产的细纱机近几年来在提高锭子速度上也采取了多项技术措施，实际运行速度已接近国外细纱机的水平。如经纬榆次分公司的JWF1566型细纱机，是根据当前环锭纺的发展趋势，为赶超国际先进水平，满足用户对高速、节能、高稳定性与可靠性的要求，自主研发的整节装箱的新一代细纱机。机械设计锭子速度也是2.5万r/min，达到国际先进水平。浙江凯灵纺机的ZJ1618型细纱机，车头牵伸及钢领板升降均采用电机单独驱动，有利高速，锭子速度也达到1.9万r/min以上。以上介绍的国内外细纱机的锭子速度比目前常规细纱机的锭子速度提高了3 000 ～ 5 000 r/min不等，可使生产效率提高20%左右，这是一个很大的进步。
（2）多锭化
由于细纱机集体自动落纱技术的推广应用，在一台细纱机上配置的锭数越多其生产效率就越高，这是环锭细纱机技术发展的必然趋势。由于细纱机采用了集体自动落纱技术，故在每台细纱机上安装的锭数从1 008 ～ 1 200锭增加到1 600 ～ 1 900多锭。
（3）细纱机实现高速化与多锭化采取的措施
从展示的细纱机分析及国内已采用细纱长机的企业生产实际，采取的技术措施有以下几点。
① 采用整节分段装箱技术，减少原散件安装误差，可高速运转平稳，振动小。而要达到整节分段装箱要求，对主机设计、基础件的加工精度及材质使用都有更严格的要求。目前，国外细纱机出厂前都是整节分段装箱的，国内经纬榆次分公司也已使用了该项技术，这是细纱机的一项重大技术创新。
② 采用车头车尾双向驱动与中间联接传动。牵伸罗拉与钢领板升降均采用电机单独传动，降低了传动阻力，能适应多锭细纱机的高速生产。此外，有的细纱机为增加罗拉抗弯曲强度，采取加粗罗拉直径等措施，如青泽细纱机罗拉直径为30.5 mm。
③ 加捻卷绕关键部件的优化组合可降低高速生产时的断头率，提高生产效率。一是采用高速锭子，并与小直径钢领配套（36 ～ 38 mm直径）；二是运用耐磨性、散热好的钢领、钢丝圈；三是选择合适的卷装尺寸，尤其是筒管规格根据纺纱号数来选用；四是加装气圈控制环。将以上 4 个卷绕部件优化组合，能控制好纺纱张力，这是实现高速化的重要措施之一。
④ 纺纱全过程采用变频调速技术，使大、中、小纱的纺纱张力趋于一致，能有效降低纺纱断头率，提高生产效率。
⑤ 选用优良的牵伸机构与优化牵伸工艺参数。一是加大罗拉座倾角和前皮辊前冲，减小输出须条无捻包围角及弧长，提高加捻效率，减少毛羽的产生；二是加装前后压力棒与新型上下销，以加强对牵伸过程中纤维的控制，防止纱线细节与弱环纱的产生，这对高速时降低断头、改善条干均匀度及提高成纱强力均有积极效果。
⑥ 做好卷绕部件“三同心”或“四同心”（指锭子、钢领、导纱钩、气圈控制环）基础工作。这是环锭细纱机在高速生产时保证质量的重要措施。
2.2 采用自动化、连续化新技术，实现“机器换人”
（1）采用集体自动落纱技术，减少用工
细纱工序一直是用工最多工序之一，而采用集体自动落纱技术后，将原人工落纱、插管改变为自动落纱、自动插管、自动运输纱管，彻底解放了落纱工的繁重体力劳动，实现了“机器换人”。目前在细纱长机上采用自动落纱技术，国内已有近10年时间。技术不断成熟，其效果在业内已得到共识，它比原人工落纱的停台时间可缩短 1 ～ 2 min，落纱后留头率也比人工落纱提高3% ～ 5%，落纱工可减少1/2 ～ 2/3，即一个落纱队从原来 6 人减少为 2 ～ 3 人，按每万锭配一个落纱队计算，三班运转落纱工可从原18人减少到 6 ～ 9 人。
据相关统计资料显示：目前国内有环锭纺细纱机1.2亿多锭，而目前采用集体自助落纱的细纱长机只2 000万锭左右，尚有 1 亿多锭常规细纱机多数仍采用人工落纱，如何解决常规细纱机的集体自动落纱问题，这是多数纺纱企业所期盼的。ITMA ASIA + CITME 2014上展示的两个解决方案正在国内纺纱企业中推广实施。一是在现有细纱机上加装集体自动落纱装置，展会上展出的经纬榆次分公司的JWF1510型细纱机、马佐里公司的DTM-129型细纱机、浙江凯灵纺机的ZJ1618型细纱机、山西贝斯特纺机公司的BS516型细纱机等，都适宜改造成集体自动落纱细纱机，但目前改造成本较高，对部分企业改造仍有一定难度。二是采用智能型自动落纱小机来取代人工落纱。目前国内多家纺机制造厂研发的自动落纱小机在展会上展示。智能落纱小机采用伺服电机控制，能自动在细纱机铺设的轨道上往复行走，每次能自动拨管 8 ～ 12个，并自动将空管插入，每组配两台落纱小机采用双面落纱；落纱停台时间（480锭/台）能控制在 3 min左右，落纱留头率能达到90%以上，已接近集体自动落纱的各项指标。据了解安徽铜陵松宝公司生产的S9型智能细纱机经多次改进，技术不断完善，在国内使用已超过500台，国内著名大型纺纱厂如安徽华茂、江苏大生、山东德棉、宁波百隆东方等都已大面积推广使用。如宁波百隆东方公司已使用 6 组（12台+ 1 台备机）13台智能小机，每组落纱小机纺32S ～ 40S纱时可供1.5万锭落纱，每组只配落纱工 2 ～ 3 人，比原来人工落纱时能减少一半左右落纱工，且落纱工劳动强度减轻，深受一线工人欢迎。据业内人士分析：采用智能自动落纱小机，具有改造方便、适用机型多、改造成本低等优势，其每锭的改造费只是集体自动落纱装置的1/3，改造费用投入可在 2 ～ 3 年内从节省用工费用中收回，故可作为常规细纱机实现自动落纱的优选方案。 （2）采用连续化技术，进一步减少细纱工序用工目前已在国内应用的有细络联与粗细联两项技术。
① 粗细联是将粗纱机自动落纱的粗纱，通过链条输送系统直接送到细纱机的粗纱备用架上，又将细纱机用完的粗纱空管送回到粗纱机备用。粗细联的采用不但可取消粗纱运输工，且可避免粗纱在人工运输中产生疵点，对提高成纱质量有一定帮助。
②采用细络联也是目前纺纱企业十分关注的话题。因为环锭细纱长机采用集体自动落纱后，可自动运送纱管到托盘式自动络筒机上，把两台设备有机连接起来就成为“细络联”。ITMA ASIA + CITME 2014上国内外纺机制造商通过视频或样机方式介绍了细络联的应用情况，如瑞士Rieter（立达）G32型细纱机与日本Muratec（村田）自动络筒机联接，德国Zinser（青泽）R72型细纱机与Schlafhorst（赐来福）X5型自动络筒机联接。经纬榆次分公司JWF1562型细纱机与青岛宏大SMARO自动络筒机联接等。采用“细络联”可将细纱机落下的管纱通过联接系统直接输送到自动络筒机上络成筒子。由于两个工序连续化生产，实现了“机器换人”的目标，使细纱与络筒用工最多的两个工序成为用工最少的工序。据介绍，国外纺纱企业均已使用“细络联”生产，但在国内目前尚处于试验阶段。除了需进一步解决推广应用中许多关键技术外，更主要的是使用“细络联”使细纱品种变化受到限制，不适应企业多品种生产，这是国内不能快速形成推广的原因之一。
2.3 积极采用各项节能降耗新技术
能源成本在纺纱企业加工成本中占有一定比重。当前随着环锭细纱机速度的提高，自动化、连续化、智能化技术及紧密纺等技术的推广应用，使单机能耗与机物料消耗增多，因此节能降耗的任务十分繁重。ITMA ASIA + CITME 2014上展出的许多技术将对节能降耗有显著效果。
（1）节能新技术
① 德国Suessen（绪森）公司针对使用紧密纺技术后能耗增多的实际，在紧密纺装置上推出了节能措施：一是将主机与变频器科学组合，使电机无用功降到最小，能节电20%；二是采用特殊材料网格圈，并且进行表面防静电处理，可使运转时负压从25 mPa降到12.5 mPa，节电率达50%。同时由于网格圈使用寿命从 6 个月延长到12个月，也使材料消耗降低50%。
②青泽公司生产的细纱机采用多电机龙带驱动锭子的技术，其特点是维护方便，能耗降低。据检测：比锭带传动锭子能降低电耗13%。这是因为龙带驱动具有较小的扭折、并减小锭子与锭带摩擦阻力所致。
③ 无锡二橡胶与济南天齐公司用聚酯纤维材料制成锭带，取代原布质锭带，不但传动平稳、传递效率提高，且节电率可达20%。同时用聚酯材料制作的锭带强度提高，能延长使用寿命40%，从而使锭带消耗下降。
④ 采用节能免维护锭子使电耗降低。在环锭细纱机上锭子是耗电最多的部件，故近几年来国内外锭子制造商都致力在锭子节电上采用新技术。一是改小锭盘直径，从22 mm改为17 ～ 18 mm，据测试，节电率达10%以上；二是改进锭子与锭胆的组合结构。如同心纺机研发的CS-68系列结构，平底锭子利用流体润滑及动压轴承技术，锭胆内下支承设计为经向滑动+轴向止推的组合轴承结构，锭杆下尖为圆柱大球面，显著提高了锭子的承载能力，使锭子在高速运转时有良好的稳定性与可靠性，具有明显的节电效果。由于稳定性好，可减少锭子加油量，使换油周期可延长至 6 ～ 15个月不等，故又称免维护（加油）节能锭子。目前环锭细纱机正在向高速化发展，要使锭速达到1.8万 r/min或更高，选用CS-68系列平底型结构的锭子与锭胆优化组合，能获得良好的节电效果。
⑤ 主电机及变频调速电机采用水冷或风冷降温技术，也能获得一定的节电效果，此外采用永磁电机也能使能耗进一步下降。
⑥ 采用单锭电机驱动技术，上海二纺机与山西宏基公司生产的部分型号细纱机采用单锭电机（电锭）来驱动锭子，单锭电机功率仅11 W，不但比锭带传动省电，且使锭速差异率降到4%。并可与单锭质量在线检控、纺纱张力自调及自动接头技术开发相结合，具有良好的发展前景。
（2）降低机物料消耗新技术
由于环锭细纱机上有多种纺纱器材，是纺纱中机物料消耗最多的设备，如何在保证成纱质量基础上，延长其使用寿命、降低消耗，也是企业所期盼的。ITMA ASIA + CITME 2014上展出的降低机物料消耗新技术如下。
① 降低紧密纺器材消耗。江苏恒基公司展出的紧密纺装置采用表面有条形通槽的中空集聚罗拉，取代目前采用的网格圈集聚方法，由于采用刚性集聚不需要经常更换网格圈，不但延长了使用寿命，且集聚效果稳定，集聚负压低，锭差小，既可节能降耗，又能提高成纱质量。且因其使用寿命延长，维护简便，可节省人工及配件成本。
② 采用耐磨钢领降低消耗。展会上多家企业推出高耐磨性的钢领，如浙江锦峰纺机公司展出的高精度轴承钢钢领，系采用优质GCR轴承钢与先进加工技术设备制成。每只钢领的圆整度和平行度为0.005 mm，粗糙度在0.2 μm以内，边度和内径尺寸统一无锭差，且表面做润滑处理，采用优质胶辊胶圈延长其使用寿命。展会上无锡二橡胶展出的高耐磨性与高抗绕性系列胶辊，尤其是WR868与668胶辊，通过主体材料改性，能进一步延长使用寿命，其成纱质量也接近和达到国际先进水平。此外随着国内紧密纺纱技术的发展，该公司又开发了用于紧密纺的紫外线光照胶辊，其成纱质量也接近国外同类产品水平。
2.4 积极采用智能化与数字化等先进技术，使环锭纺向在线监控与生产多样化纱线拓展
随着纺纱技术的进步，目前在环锭细纱机上已普遍采用智能化、数字化、信息化、网络化等新技术，使质量控制手段更科学，生产品种呈现多样化格局。
（1）采用在线监控纱线生产质量的技术 在ITMA ASIA + CITME 2014上，粗纱自动恒定引纱张力吊锭与细纱单锭智能在线监测两项技术，引起业内人士高度关注。
① 粗纱自动恒定引纱张力吊锭。是江阴通隆纺机公司研发的一项新技术，其功能是粗纱在细纱纱架上退绕时，能自动调节引纱张力为恒定值，减少粗纱退绕时的意外伸长，从根本上消除粗纱下坠与成纱长细节的纱疵产生。
② 细纱单锭智能在线检测技术。国内外已有多家公司研发后推出，如山东日照裕华机械公司展出的EFFISPIN高效纺纱系统、普瑞美（江苏）纺仪公司展出的UITIMO细纱机子在线单锭检测系统、江苏常州威克威尔公司展出的D-Z800环锭纺单锭智能化在线检测系统等，其功能是在每个锭子上安装一个传感器，实时监控细纱机每一个锭子的运行状态，可以精确地监控每台锭子的断头率、速度变化、打滑及单锭产量等，还可在线对每台细纱机的牵伸系数、落纱次数、落纱时间和耗电情况实时监控。通过网络化及时将检测到的信息数据反馈到车间和厂部管理层的电脑上，并及时采取措施，消除异常锭子及缺陷部件，提高生产效率。据了解细纱单锭在线检测技术已在国内部分企业中应用，实现了用现代信息化与网络化工具来管理生产，减少用工，提高生产效率，使企业创造更高的经济效益。
（2）围绕提高纱线品质采用紧密纺与赛络纺技术
紧密纺技术已从初期的在纯棉精梳纱中应用，拓展到在化纤纱及混纺纱中应用。据了解：国内已有2 000多万锭细纱机采用了紧密纺技术，取得了减少成纱毛羽、改善条干与提高成纱张力等多方面的效果。赛络纺技术是双粗纱喂入牵伸，如喂入 2 根原料或颜色不同的粗纱可直接纺出混纺纱与花色纱。由于其改造方便、改造成本低，故目前推广应用面更大，尤其是中粗支纱应用效果更为显著。把紧密纺与赛络纺技术结合统称为“紧密赛络纺”，其优越性更突出。在ITMA ASIA + CITME 2014上国内外纺机制造厂商均展示了最新的紧密纺与紧密赛络纺技术。从装置的形式上可分为负压式与机械式多种；其中负压式紧密纺装置有网格圈、金属罗拉上打孔与皮圈上打孔等多种。机械式是用磁性控制紧密纺装置。另外由于传动方式不同，紧密纺装置有三罗拉与四罗拉两种型式。纺纱企业应根据纺纱品种不同与质量要求来优选。
（3）采用智能化与数字化技术在环锭细纱机上开发“竹节纱”与“缎彩纱”等花式纱线
竹节纱与缎彩纱是目前十分流行的两种花色纱线，用这两种纱线制成的面料与服装。风格新颖，深受消费者喜爱。它是在环锭细纱机上加装伺服电机控制装置来改变前后罗拉速度，使生产的纱线具有粗细不匀的竹节风格与时续时断的缎彩风格。竹节纱生产是用 1 根粗纱喂入，缎彩纱生产用 2 根粗纱从不同牵伸区喂入，如 2 根粗纱色彩不同，生产出来的纱线既有粗细不匀又有时续时断的缎彩形态。国内已有多家科技型纺机公司相继推出竹节纱与缎彩纱技术。在ITMA ASIA + CITME 2014上无锡恒久电器技术公司展示的CGZ-VI型伺服系统花色装置，系采用伺服电机控制，能根据生产品种不同自动调整工艺参数，以及随机纺纱专家系统全方位的技术支持功能，既可生产竹节纱，也可生产缎彩纱，“一机多功能”，极大地方便用户使用。此外浙江省嘉兴学院纺织分院研发等线密度缎彩纱技术，可以用 3 根粗纱喂入，使生产的缎彩纱更丰富多彩，已在嘉兴地区棉纺与毛纺厂试用，反映较好。
（4）在环锭细纱机上采用复合纺纱技术来开发包芯纱与包覆纱等新型纱线
目前已形成批量生产的有赛络纺纱、赛络菲尔纺纱、索罗纺及长短丝包芯纱等多种。
① 赛络菲尔纺是在赛络纺基础上发展的一种纺纱方法。它与赛络纺不同的是用 1 根长丝纱与 1 根粗纱进行纺纱。长丝纱和粗纱分别喂入牵伸区的前后罗拉，然后一起加捻形成长丝与短纤呈双边结构的复合纱线。用赛络菲尔纺可以减少纱线横截中纤维根数，并可以用较粗或较短的纤维来生产相同线密度的纱线，使复合纱的强度提高、条干均匀度改善、毛羽减少，且改造方便，是有发展潜力的一种新型纱线。
② 包芯纱是在环锭细纱机上通过加装一组长纱喂入装置来生产具有芯鞘型复合纱线，在国内已有较长的生产历史，但较长时间是以生产氨纶包芯纱为主导产品。近几年随着包芯纱用途的拓展与使用原料多样化，包芯纱的结构也发生显著变化。采用涤（锦）纶长丝及金属丝作芯丝的包芯复合纱生产比例在不断增加，用涤（锦）长丝作芯丝具有骨架作用，使制成的服装挺刮度和免烫性能显著提高。用金属长丝作芯丝制成的织物具有良好的抗静电与抗辐射性能，可用作特种防护服装等。此外，用水溶性维纶长丝作芯丝，在后续加工中随着水溶性维纶的溶解可以制成手感柔软、品质优良的无捻毛巾。从上述包芯纱结构变化说明，只要对环锭细纱机作适当改造，就可以生产多品种、多用途的包芯纱，这是复合纺纱技术的一项重大进步。ITMA ASIA + CITME 2014上展出的环锭细纱机上改造包芯纱装置的厂家也较多，技术也有提升。如山东裕华纺机公司展出的CEF包芯纱系统，采用智能化伺服电机控制，实现芯纱自动监测和粗纱自停，彻底杜绝了偏芯纱和空芯纱的产生。同时采用横动纺纱，使胶辊损耗大幅度降低，可作为现有包芯纱装置升级改造的选用。
（5）在环锭细纱机上开发“低扭矩纱线”
扭妥TM低扭矩纺纱技术是由香港理工大学研发成功的，并获得多项国际专利保护，已在国内外纺纱企业逐步推广。ITMA ASIA + CITME 2014展上山东渡美纺织技术有限公司展示了这项低扭矩纺纱技术，它是在传统环锭纺细纱机的前罗拉和导纱钩之间，安装一个机械式假捻装置，平衡了纤维扭矩，实现了单纱低捻高强、低残余扭矩，毛羽少、条干均匀，使制成织物品质提升。同时由于纱线捻度减小，在锭速不变的情况下，纺纱生产效率有较大幅度的提高。业内人士认为低扭矩纺纱技术是环锭纺纱技术的一项重大创新。
此外，环锭细纱机采用数字化控制技术在一台细纱机上可以生产多种不同用途的纱线。如展会上展出的日本Toyota（丰田）公司RX300型细纱机，采用响应性很高的伺服电机驱动三条线的下罗拉，不仅可以实现前罗拉减速，也可以使后罗拉加速，并可利用附属软件，轻而易举地进行花样模拟来生产竹节纱、复合纱等花色纱品种。常州同和纺机公司在一台细纱机上配备多样牵伸部件，可根据用户要求变更牵伸部件来生产棉纱、半精纺纱及毛精纺纱等，实现一机多用。
从以上对环锭纺细纱机技术进步与创新的分析，可以清晰看出环锭细纱机已彻底改变了生产效率低、品种少、质量控制手段落后等弊端，正在向多品种、多功能纱线开拓。
3 结束语
环锭纺纱技术历史悠久，它与转杯纺与喷气涡流纺技术比较，具有使用原料广泛、产品适应性好、可纺支数范围广及纱线强力高、条干均匀度好等诸多优势，故目前仍在生产中占据主导地位。但环锭纺纱技术也存在纺纱工序比新型纺纱多、设备生产效率低、配台多、自动化程度较低、劳动用工较多等弊端。
近几年来针对环锭纺纱技术存在的弊端通过不断的技术创新，积极采用高速化、自动化、智能化、数字化等新技术来改造传统环锭纺细纱机，使环锭纺技术有了显著的进步。可以预料在今后纺纱领域中环锭纺与各种新型纺纱将处于长期共存、优势互补的局面，环锭纺纱的主导地位将不会改变，新型纺生产的纱线将是环锭纺纱线的补充。
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