环锭纺细纱工序是纺纱领域中用工最多的工序之一。目前国内有环锭纺细纱机1亿多锭，但采用集体自动落纱的细纱机只有1 000万锭左右，90%以上细纱机仍采用人工落纱，人工成本高。本文就细纱短车集体落纱改造的选型及实践进行探讨。

1 几种细纱落纱形式的分析比较  

    目前短车细纱机的落纱形式主要有人工落纱、圆盘式简易落纱、智能小车式落纱和集体落纱4种。人工落纱无需额外投资，适应性强，但劳动强度大，用工成本高，不符合当前用工情况；圆盘式简易落纱使得工人劳动强度适量降低，投资少，万锭投资约1万元，维护简单，但易损伤锭子、纱管及管纱，增加额外设备维护工作量，适用于低档产品；智能落纱小车使得工人劳动强度降低，投资适中，万锭投资约80万元，可减少1/3～1/2用工，不损伤锭子、纱管及管纱，但留头率低于95%、稳定性有待提高；集体落纱使得工人劳动强度大幅降低，减少约3/4用工，不损伤锭子、纱管及管纱，但一次性投资大，万锭投资约240万元。人工落纱与圆盘式简易落纱已不能满足节约用工和提升产品质量的发展趋势，在技术改造中不予考虑。当前的焦点主要集中在集体落纱和智能小车落纱两种形式上。

    智能落纱小车配置数量与所纺号数粗细有关，号数变粗，落数增加，智能落纱小车配台数也要相应增加；落纱插拔动作频繁，存在潜在的（过度磨损导致）故障隐患；智能落纱小车对不同机型的细纱机适应性不强；智能落纱小车一旦出现故障，对正常落纱影响较大；同时，落纱过程仍需一定量的人工干预。我公司根据产品定位、细纱机型、可支付能力等选择了集体落纱形式。

2 短车集体落纱的选型

    短车集体落纱改造是一个优化的过程，在改造的时候需要综合考虑集体落纱装置的工作原理和控制方式。

2.1 影响短车集体落纱选型的因素 

2.1.1 空满管输送方式 

    空满管输送方式主要有钢带式、凸盘式、钢带凸盘结合式3种。钢带式空满管输送平稳，锭与锭的间距通常不易变化，但随着受力时间的增长，可能会出现钢带伸长、锭距变化的现象，故对钢带材质、钢带的安装精度要求很高；凸盘式空满管输送成本低，凸盘更换容易，为今后升级为细络联留有余地；钢带凸盘混合式结合了两者的优点，在进口设备中较常见。

2.1.2 抓管器

    抓管器主要有活塞式和气囊式两种。活塞式抓管器依靠活塞充气进出实现抓取，一次充气量少，抓取力大，对纱管质量、气架定位要求高；气囊式抓管器依靠气囊充气变形实现柔性抓取，气囊充气放气次数多，易疲劳、龟裂、漏气。因此，对气囊材质要求较高。

2.1.3 理管方式 

    理管方式主要有手动式和自动式两种。手动式理管占地小，但需要人工将空管摆入管箱内；自动式理管要额外设计空管提升装置和区分空管大小装置。故成本会增加，且堵管几率会增大。 

2.1.4 配合方式 

    集体落纱与主机的配合有分体式和一体式两种。一体式是由主机统一控制，能保证集体落纱与主机步调一致；分体式是集体落纱与主机各自单独控制，相互间是并列关系，出现复杂故障时，较难分辨出是集体落纱还是主机造成。

2.1.5 电气元件 

    集体落纱装置集光、机、电、气于一体，相关器件配合密切，对元件的可靠性要求很高。国产电、气元件价格低、寿命短；进口电、气元件一次性投资大，但运行稳定、故障率低。

2.1.6 气架控制方式 

    气架升降的精准性。气架升降高低位置的精准性直接影响着抓放管的成功率和对锭子、纱管的冲击损伤程度。采用机械控制方式，结构简单，但开关重新复位需要经验摸索；采用编码伺服控制方式，动作精准、重现性高，操作简易。

    气架里外摆动的柔和性。气架是长度达十几米的刚性材料，里外摆动的柔和性关系到气架复位的难易程度和人字臂连杆的使用寿命。摆动太快，人字臂易错位，其连杆所受冲击力大，易断裂。

    满纱与空管的交换方式。满纱与空管的交换主要有采用中间寄放站和双凸盘两种形式。采用中间寄放站在交换时有一个寄放停留动作，故会增加落纱时间和气架升降、里外摆动次数；双凸盘式交换时凸盘移动错开半个锭位实现交换，对凸盘定位的精准性要求很高。

    气缸推送次数。凸盘式气缸有一次推送两个锭距和一次推送一个锭距两种形式，一次推送两个锭距气缸推送工作频次减少一半，气缸寿命增加一倍。

2.1.7 钢领板的控制 

    不同品种在落纱和开车动作的不同时期都要保证钢领板能自如调节，这直接关系到锭脚回丝的多少和留头率的高低。一是钢领板升降速度的控制：在落纱动作触发时，钢领板下降的速度要根据所纺品种工艺、机台负荷与主轴的逐步降速相适应；在开车动作触发时，钢领板的升高速度要根据纤维性质、纺纱张力、钢丝圈圈形与主轴的逐步升速相适应。二是钢领板高低位置的控制：在落纱动作和开车按钮接触后钢领板的停车位、中纱位、始纺位要与主轴实时速度相对应。 

2.1.8 辅助功能 

    辅助功能可以增强装置的可操作性和可维护性。其主要包括三个方面。

    报警自停。出现异常能否酌情报警停车等待操作人员处理。满管未拔清、空管未插到位、满管未铲清、理管箱没有空管、气压偏低、气架移位等是否都可报警停车等待。

    安全性。集体落纱过程中危及到设备安全和人身安全的突发事件能否应急避免；气架外摆时被障碍物卡住、人员在机台间遇到危险等不确定因素时可否急停或限位保护。

    可操作性。操作人员和维护人员使用集体落纱装置是否方便。故障显示、故障记录、故障排查、手动调试都是操作方便与否的体现。

2.2 短车集体落纱装置的选型 

    国内集体落纱装置经过十几年的发展已基本成熟，目前能进行短车集体落纱改造的纺机企业很多，改造形式和内容也有所不同。F158-J系列细纱集体落纱装置采用的是凸盘式纱管输送和活塞式抓管器；晋中某公司开发出了钢带气囊式辅以自动理管系统的短车集体落纱装置；ZJ1618G型集体落纱采用的是凸盘式纱管输送，活塞式抓管器统一更换原机电器系统（部分机型可以不换中墙板）。经市场调研，结合我公司实际情况，选用ZJ1618G型短车集体落纱装置实施了集体落纱改造。

3 细纱短车集体落纱改造实践

3.1 改造前后的数据对比 

    我公司纺纱车间现有83台492锭细纱机，主要生产粘胶14.8 tex赛络集聚纱。现对47台FA507型细纱机和36台DTM129型细纱机进行集体落纱改造，每台改造费用约12万元。改造前后的对比数据如下。

落纱形式             人工落纱    集体落纱

拔管率/%               100         100

插管率/%               100         100

留头率/%                94         ≥97

万锭摆管用工/人        2.4         0

万锭落纱用工/人        9.2         2.3

3.2 改造效果分析 

    采用人工落纱，万锭落纱和摆管用工约11.6人，使用集体落纱，万锭用工约2.3人。83台短车合计40 836锭，可减少用工37人，按每人每年工费4万元计算，1年即可节约140万元用工成本。理管、拔纱、插管、重新开车均为自动操作，大幅降低了落纱工人的劳动强度。

    集体落纱能够自动完成“纺纱→落纱→开车→再纺纱→再落纱”循环过程，几乎无需人工干预，避免人工落纱时的人工等待或满纱等人落纱现象。生产效率提高了约1%。  

    短车集体落纱装置采用了光、机、电、气一体化等高新技术，实现了自动复位，自动完成落纱，自动实现理管、找头、插管等动作。该装置机械部分牢固耐用、定位准确，电器部分全部更换为由主机统一控制的新电器系统，设备总体运行稳定可靠。

3.3 注意事项 

    集体落纱改造完成并投入使用后，除了定期检查气架状态（主要检查气架高低及里外居中，两侧气架要求高低位置一致，气架上升到机梁处摆进，调整气架铝合金内侧面到机梁外侧面距离）外，还应该认真做好以下几点。

    在检修维护方面，当品种、工艺发生变更时，落纱动作要做相应调整。包身纱、包脚纱的调整直接关系到锭脚回丝的多少和留头率的高低。包身纱为2.5圈时最好，大于2.5圈不利于后道工序找头；少于2.5圈会造成落纱张力大，导致断头增多；包脚纱3圈～5圈较合适，大于5圈，锭脚回丝多，回丝难以清理，多次落纱后，会造成锭脚回丝累计过多；小于3圈，拔管时纱线易滑脱，会造成断头增多。 

    在清洁操作方面，锭脚和锭杆上的废丝要及时清理，以保证纱管能够准确插到锭子上，否则会影响正常拔纱和插管，甚至损伤锭子和气架；做凸盘轨道清洁时，要注意按照顺时针清扫，使凸盘位置不易走动，避免出现插管错位而导致的落纱失败现象；经常对光电开关进行清洁，保证光路、电路通畅，减少故障发生；在进行接头时，必须使用刹锭器，使锭子停转后才能拔下纱管，否则会对锭子和纱管造成损坏，导致拔纱故障增多。

    在安全方面，避免运粗纱小车进入细纱机台间，以免损坏气架等部件影响集体落纱工作；在集体落纱动作过程中，禁止将手或身体伸入人字臂下方进行操作，如有需要可以先暂停设备再进行相关操作。

3.4 存在的问题 

    自动理管偶尔会出现卡管现象，需要人为干预；一次性投资较大，倘若能进一步优化设计降低成本，市场竞争力会加强；某些品种（尤其是粘胶系列品种）留头率比纯棉品种低。集体落纱仍有较大的改进空间。

4 结语