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提高纲领、钢丝圈性能的措施 摘要：随着高速纺纱锭子的推出及逐渐成熟，钢领、钢丝圈已成为限制环锭细纱机纺纱速度的主要障碍。另外，钢领、钢丝囤属于环锭细纱机上的易损件，其质量及使用寿命直接影响到纺纱质量和纺纱厂的经济效益，因此对高速耐磨钢领、钢丝圈的研究成为必要课题。文章对钢领、钢丝囤的运动状态进行了理论分析，指出了提高钢领、钢丝圈性能的措施。 关键词：高速纺纱锭子；钢领；钢丝圈；纺纱质量 中图分类号：TS103.115 文献标识码：A 文章编号：l003一3025(2006)0l一0032一03 东华大学机械工程学院 张万顺 吴文英 随着纺纱向高速化发展。目前高速锭子的研制已相对成熟．国内外相继推出了多种适应于2．2万r／min以上的高速锭子，而钢领、钢丝圈的研制相对滞后，因此钢领、钢丝圈成为限制纺纱速度的主要因素。另外，钢领、钢丝圈质量的好坏及使用寿命的长短将直接影响到纺纱质量和纺纱厂的生产效益。目前．国内外许多专家已在此方面进行了研究，出现了一些高速、高效、长寿命的钢领和钢丝圈。 1 钢领、钢丝圈的配套使用 钢领的型号及规格、纺纱品种、工艺等是选配钢丝圈的依据．正确合理地选配钢丝圈是用好钢领的重要措施。一般情况下，直径为45 mm的钢领其配用的钢丝圈线速度不超过39 m／s．对应的转速在1．6万r／min左右。当转速进一步提高时，为避免钢丝圈因过高的线速度而烧毁或缩短寿命．钢领的直径必须相应地减小。实践证明正确选配钢丝圈是使用好钢领的重要条件，不同的钢领纺不同品种、不同支数的纱线时要选用相适应的钢丝圈。正确选用钢领、钢丝圈有利于减少纱线毛羽．提高纱线质量、延长钢领使用寿命。如纺纯棉精梳针织用纱时，采用自润滑亚光钢领配套使用镀氟钢丝圈，可使成纱具有耐磨性好、毛羽少、毛羽离散性小等优点．而且钢丝圈使用寿命长。 钢领、钢丝圈配套的发展方向为：使钢领、钢丝圈配套简单化；降低生产及使用成本，延长使用寿命；提高纺纱质量及产量。 2钢领、钢丝圈的运动状态及其理论分析 为研究钢领、钢丝圈的运动状态和损坏机理．以设计出更符合实际需要的钢领、钢丝圈，同时降低其研发成本．不少研究者已经运用现代化的仪器设备对其进行测试及理论分析．并提出了一些较好的解决方案。 2．1 钢领、钢丝圈的几何形状 在环锭细纱机上，常常由于钢领和钢丝圈配合不当而引起纱线断头，尤其在高速生产时，钢领、钢丝圈的形状、几何尺寸是否合理显得十分重要。现阶段环锭纺使用的钢领按其跑道形态基本分成两大类，即平面钢领(PG系列)和锥面钢领(ZM系列)。 平面钢领的内侧面为弧形，钢丝圈也为弧形，其在内侧的接触是两个弧面的接触，接触面积小，比压大，磨损快。锥面钢领与钢丝圈在内侧面的接触是一条母线，与双曲面呈吻合接触，是接触最大化的设计。因而锥面钢领在高速性能方面优于平面钢领。 在设计钢丝圈圈型、几何尺寸、截面形状时．应以钢丝圈综合受力情况和理想的运转状态为原则，进行优化设计才能达到简化圈型的可能。 2．2 钢领、钢丝圈的动态性能 钢丝圈在钢领跑道上高速回转，其位置发生了3个方向的倾侧：子午面上的外倾、水平面上的外脚超前、横切面上的整体前倾。其中前倾角较大，外倾角次之．超前角最小且接近于零。相比之下，钢丝圈在锥面钢领子午面上的外倾角是稳定的．在横切面上的前倾角略小于平面钢领，但在水平面上的超前角较大，且不稳定。所以锥面钢领虽 然性能优于平面钢领但仍有待改进，以满足生产的需要。 钢丝圈空间倾斜规律的研究为新型钢领、钢丝圈的设计提供了理论依据。钢领、钢丝圈的设计重点在于控制各倾角的大小及提高抗楔性能，理想的钢丝圈应根据钢丝圈动态空间位置来设计。 2．3钢领、钢丝圈的摩擦力 磨损是钢领、钢丝圈的主要失效形式。钢领、钢丝圈之间的摩擦力对纺纱过程影响很大，摩擦力不适当容易引起纱线断头、钢丝圈发热、飞圈等问题．因此合理地控制钢领与钢丝圈之间的摩擦力大小是十分关键的，而如何测试摩擦力就显得尤为重要。由于钢丝圈运动情况相当复杂，目前的理论分析深度不够，运算复杂，且与实际尚有一定距离，许多问题有待深入研究。随着计算机技术的应用，根据对钢领、钢丝圈的研究成果，采用先进软件技术模拟钢丝圈的空间运动形态进行设计，以达到理想纺纱效果是可以实现的。 3提高钢领、钢丝圈性能的措施 接触面的磨损是制约钢丝圈高速、导致其失效的主要原因。钢领、钢丝圈的磨损形式有粘着磨损、疲劳磨损和氧化磨损，其中氧化磨损较小，对钢领失效所起作用不大，起决定作用的是粘着磨损和疲劳磨损，前期以粘着磨损为主．后期则以疲劳磨损为主。针对钢领、钢丝圈系统的失效机理，可通过改善接触面的工作状况和提高系统自身的抗磨损能力两种途径来提高钢领、钢丝圈的性能，延长其使用寿命。 3．1