方保信/同心紡織機械（蕪湖）有限公司

0 前言

21世紀以來，新型平底節能錠子在國外紡紗企業已經得到廣泛的使用。以巴基斯坦為例，平底型錠子應用比例達到90%以上，平均錠速達到20000r/min左右，細紗技術裝備水平普遍較高，加上勞動力成本低等因素，紡紗成本具有明顯優勢。

1、 國內紡紗業平底型節能錠子配置率低的原因

首先，亞洲大部分發展中國家的紡織企業在本國內紡紗設備制造業相對落后、產業鏈不全的情況下，基本采用西方成套先進的紡紗設備和專件，平底型錠子因此間接地被大量使用。我國的紡紗裝備制造業產業鏈較為齊全，紡織業2000年至2010年的十年大擴錠，紡紗企業使用國產裝備比較廣泛，由于國產細紗機市場競爭激烈，為了降低整機售價，國內細紗機制造商把傳統錠子作為標配專件使用，用戶如果要求配置提高，必須在合同中注明。

其次，國內紡織機械專件行業對平底節能錠子研發制造時間較晚，加工工藝和加工精度又受到于機械制造設備技術水平較低、投入資金不足等因素的影響，研發進度受到嚴重影響。直到2006年以后才開始對真正意義上的平底型高端錠子進行系統研究和開發，造成國產平底型錠子制造技術成熟較晚，推出時間也較晚。

再次，國內紡紗企業幾十年來一直接觸和使用普通尖底錠子，對平底型節能錠子結構和性能了解不夠，認為普通錠子能正常使用且價格便宜，就繼續使用尖底錠子，對平底錠子持觀望態度。

中國紗線網已經成為我國紡紗新技術交流平臺，多次舉辦紡紗企業與紡機企業之間技術交流會，平底錠子開始受到越來越多的紡紗企業的關注，已得到越來越多的企業采用。中國紗線網和行業協會對我國平底型錠子的推廣使用、提高紡紗企業專件配置水平做出了卓越的貢獻。目前約15%的紡紗企業開始試用平底錠子，有10%的紡紗企業已經在大量的使用。

2、 新型平底節能錠子的節能優勢

平底型高速節能錠子最早出現在二十世紀八十年代的德國。由于其先進的結構和良好的機械制造技術使這種錠子很快占領了國際市場，也使世界紡紗技術得到快速提升，紡紗錠度大范圍突破18000r/min，紡紗生產效率和節能優勢明顯。

該錠子結構從理論力學、摩擦學、流體動力學等多學科視角看都是非常科學的，是對已經延續上百年尖錠底基本結構的重大突破，幾乎解決了傳統尖底錠子結構的所有缺點。

錠子下支承結構原理對比圖

2.1 新型平底錠子與傳統尖底錠子的結構的比較

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2.2 新型平底錠子節能原理

2.2.1 錠子在高速運轉時，錠桿下部在錠座內與其接觸的零件（如軸承、錠底）和潤滑油也是相對高速回轉的，由于相互摩擦力的存在，在錠桿高速轉動時會消耗很多的能量，經測試分析，這部分能耗占細紗機紡紗平均單錠能耗的30%左右。

錠尖摩擦力矩M與錠桿與管紗重量之和成正比，與錠尖摩擦半徑成相比，與錠尖與錠底之間摩擦系數成正比。

普通錠子下尖R=0.7mm（-），與錠底R=0.7mm（+）接觸；平底錠子下面錠桿球面與錠底平面是點接觸，并且潤滑充分，所以錠桿下尖摩擦阻力力矩很小，耗能幾乎為零。

2.2.2 通過降低滾盤轉速節能

平底錠子上軸承內徑采用Ф6.8mm，錠盤直徑可以設計的較小。在相同轉速下可以降低滾盤的轉速，降低空氣阻力消耗的能量。旋轉物體受到空氣阻力消耗是能量與物體轉速的3次方成正比。通過計算，使用錠帶輪直徑為Ф19mm與Ф20.5mm（或22mm）的錠子相比，滾盤能耗比為W32/W31=0.80（0.64）。不過這部分能耗占細紗機紡紗總能耗的比例約5%左右，通過理論計算滾盤能耗與錠盤旋轉能耗非常接近。按細紗機紡紗平均分攤每套錠子總功耗為20瓦/錠，其中滾盤能耗分攤每錠1瓦/錠，僅僅考慮錠盤因素，用Ф19mm錠盤的錠子比用Ф20.5mm和Ф22mm錠盤的錠子分別降低細紗能耗的1%和1.8%。

2.2.3 由于紗管存在一定的彎曲（合格紗管彎曲度在為0.25mm以下），錠桿（錠盤）與紗管之間也存在間隙（一般為0.15mm左右）。在紡紗過程中，錠子實際受到徑向偏心負荷。紡紗時紗管振幅越大耗能越多。錠子通過降低紗管振幅可減少紗管振動消耗的能量。錠子紡紗時運轉越平穩、節能效果越明顯。

2.3使用節能錠子不但降低紡紗成本，還能夠減少工業生產對能源的消耗，符合國家能源戰略。

3 平底錠子節能測試工作需要注意的幾個方面

3.1 平底錠子與傳統錠子節能測試應在同一臺細紗機上進行對比測試。不同機臺機械傳動消耗的能量不盡相同，不同的主電機運行效率也不同。

3.2 進行節能測試時，兩種錠子紡紗品種和錠速設定必須相同。

3.3 能耗指標測量只能是測細紗機主電機的電功，測試電路電流是不科學的。在紡紗過程中電流是隨時間劇烈波動的，三項電流大小也不是相同的，所以任何時點電流讀數都不能作為測試指標。

3.4 測試期間紗線斷頭應該及時接上，不能有空轉的錠子和停止工作的錠子。

3.5 節能測試周期越長，測試誤差越小。測3-5個落紗比較適宜。

3.6 不同時段供電動壓可能不同，會影響測試的精確度。

3.7 節能測試采用的電能表倍率不能太大，讀數應精確到0.1度。

3.8 測試期間不要中途停車。

3.9 測試期間應該有專人監控機臺運行情況。

3.10紡紗品種不同、紡紗錠速不同、比較對象不同、測試點不同，測試的節能率也不同。

4 新型平底節能錠子效果測試情況統計

結合同心紡機（蕪湖）有限公司對TXD61系列錠子研發制造實踐和廣大紡織用戶使用情況，對TXD61系列錠子的節能效果測試結果統計分析如下。

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（另外，山東、河南、湖北、浙江等地的有些紡織企業出于技術保密，不同意公開檢測數據。）

各家用戶紡紗工藝參數不同，噸紗基本耗電也不同，節能檢測條件、對比錠子狀況也不同，所以TXD61型錠子節能率有一定的差異，平均節電率可達到8%.

經國家級實驗室檢測，TXD61型錠子節能效果也是非常明顯的。當錠速為16000rpm時，TXD61錠子空錠功耗比D32、D42型傳統錠子功耗平均每套減少2w左右。

5 細紗提速與節能問題

5.1 細紗提速與節能之間的關系

5.1.1細紗提速與節能是兩個獨立的目標，兩者都與錠子選型有關。當錠子選型不當時，兩者互相制約；當錠子選型適當時，兩者互相促進、同時實現。

5.1.2采用Ф19錠盤的尖桿錠子，通過降低滾盤轉速以達到節能的目的，在效果上是非常有限的，通過理論計算，使細紗節能率只有1%～2%。但由于該型錠子錠桿被改變的細長、剛度下降，大紗振幅會增大，紗管與空氣阻力能耗增加，斷頭率上升，并且絲毫沒有提速的可能。所以Ф19錠盤的尖桿錠子在紡織廠在用量極少。

5.1.3平底高速節能錠子本身具有小直徑錠盤的條件，第一可以選用較小直徑錠盤，達到降低滾盤轉速和節能的目的；第二依靠錠子內部節能可實現更大比例的節能目的；第三由于平底節能錠子運轉平穩性好，紡紗斷頭率降低，為細紗提速提供了充分必要條件，即使鋼領等配置不改變，僅僅依靠錠子就可以實現10%左右的提速幅度；第四錠子具備大幅提速條件后，就可以通過改變鋼領鋼絲圈配置、加強工藝技術管理等措施，達到進一步提速的目的，并且可同時做到噸紗能耗下降的目的，使“細紗提速”與“細紗節能”兩個目標互相促進。

5.2 細紗功耗的組成及其影響因素

為了討論細紗提速與節能同時實現的途徑，首先要了解細紗能耗的組成。以錠速為16000rpm紡40s棉紗為例，細紗功耗的組成及其影響因素大致如下：

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5.3 紡紗錠速與能耗的關系

5.3.1 紡紗錠速提高，細紗產量同比增加。隨著錠速的增加，各部位的能耗隨錠速增加比例是不同的。能耗隨錠速呈線性增加的因素這里不再討論，因為這部分能耗隨錠速、產量成相同比例增加，噸紗能耗幾乎不變。

5.3.2 所有配置不變的情況下，單純提高紡紗錠速時，噸紗能耗會增加，但從企業整體上看，固定成本的攤薄使噸紗成本會明顯降低，提速后產能和效率的提高帶經濟效益遠遠大于提速帶來的消耗的增加，提速永遠是第一位的。

5.3.3在紡紗錠速相同的條件下，無論紡紗錠速高低，使用平底節能錠子均能降低噸紗能耗。錠速越高，節能率也越高。

5.3.4在紡紗提速的條件下如何降低噸紗能耗的增加幅度，甚至減少噸紗能耗，通過采取的相關技術措施是完全能夠實現的。

5.4 實現紡紗提速并節能的有效途徑

5.4.1 使用高速平底節能錠子是實現提速的核心條件，錠子本身也具有節電性能和維護成本較低的優勢。采用國內主要品牌的平底高速錠子完全可以滿足高速紡紗、節能紡紗的要求。

5.4.2 采用小直徑鋼領、小卷裝是實現提速的必經之路，與單純的提高錠速相比，提速幅度更大。由能耗顯著降低。

5.4.3 鋼領鋼絲圈的選用至關重要 紡紗速度的提高必然對鋼領鋼絲圈的品質有更高的要求，鋼領和鋼絲圈截型配合不良、鋼領鋼絲圈壽命短讓提速無法持續下去、斷頭率高使斷頭接應不暇等問題往往讓紡紗廠知難而退。從高速紡紗工藝比較成功的企業經驗看，當鋼絲圈線速度達到40米/秒時，應選用較小直徑的鋼領，選用國際知名品牌的鋼領鋼絲圈（如瑞士布雷克、德國R+F）。由于國際知名品牌的鋼領鋼絲圈質量可靠、一致性好、壽命長，可以作為已受控因素考慮，集中精力解決其他諸多容易檢查和測量的因素，先取得局部成功，以點帶面推廣。如果提速幅度不大，也可選用國產的軸承鋼鋼領和鋼絲圈進行初步試驗，取得一定的成功經驗后再正是確定選型。

5.4.4 高速小卷裝必然增加落紗次數，我國現有技術可能很好地解決自動落紗問題。如自動落紗細紗機（基本采用鋁桿錠子）、光桿錠子智能落紗機、普通細紗機集落改造。對于小卷裝紡紗，絡筒一般不受影響。現代自動絡筒技術的應用，特別是托盤式自動絡筒機，實現了全自動絡筒。

5.4.5 細紗機采用變頻調速是實現紡紗提速的必要措施。小紗和大紗時容易斷頭，可設定較低的錠速，中紗階段氣圈張力相對穩定，可設定較高的錠速。所謂提速就是提高中紗階段的紡紗速度。目前新細紗機均采用變頻調速，A513W、FA502、FA506、FA507細紗機應進行增裝變頻器,能設置10段錠速。

5.4.6錠子采用小直徑錠盤，一方面可以降低滾盤轉速、減少機臺振動，另一方面可以降低滾盤能耗。

5.4.7使用氣圈環，縮小紡紗氣圈直徑，對提速和節能均有明顯效果。一般在紡低支紗時采用氣圈環，紡中高支紗目標錠速達到19000r/min左右時也要考慮使用氣圈環。

5.4.8做到錠子、鋼領、導紗鉤、氣圈環四同心。

5.4.9 選用優質紗管，淘汰彎曲變形和碰傷的紗管。

5.4.10紡紗提速時，為了減少細紗斷頭，還需要做好以下方面的工作：

①減少機臺振動。對彎曲變形的滾盤和滾盤軸進行校直；對變形和擺動的滾盤進行更換；

②做好細紗車間的清潔工作，防止飛花、飛絨進入紗線加捻區域而引起斷頭，飛花、飛絨附著在鋼絲上也會引起斷頭。

④正確使用鋼領清潔器。

⑤調整好車間溫度和濕度可減少毛羽和斷頭率。

6 結束語

提高紡紗錠速、降低紡紗能耗、減少紡紗用工將是紡織業發展長期不變的主題。隨著市場競爭越來越激烈、國家產業政策的調整，國內越來越大紡織企業已經認識到這些因素已經關系到企業的生存和發展問題，必須采取切實措施解決好。實現紡紗高速化、自動化需要較多的資金購置先進的成套設備。在現有設備條件下通過設備改造、應用新型錠子、鋼領等專件，同樣可以實現細紗節能、提速、降耗的目的，是投資少、見效快、風險小的技術組織措施。

編輯：中國紗線網新媒體團隊

荊州市乾盛紡織有限公司

是湖北省重點紡織工業企業，全省85家現代企業制度試點企業之一，國家二級企業。

公司占地37萬平方米，現有環錠紡紗錠、線錠17萬枚，氣流紡840頭，織機1400多臺，(其中，無梭織機366臺)，可年生產各種高、中、低檔純棉、混紡紗1.2萬噸，各種服裝面料和工業用布4000萬米，年銷售收入4億元。

概況

公司擁有雄厚的技術力量和管理能力，主導產品為“乾盛”牌60支、80支，100支、120支純棉、混紡精梳紗，以及各種純棉、混紡高檔服裝面料和精紡家紡面料。公司先后有27個產品獲得省優、部優稱號，特別是精梳32支純棉紗曾獲國家銀質獎章。公司生產的產品暢銷全國各地，外銷日本、美國、中東等國家和地區，在國內外市場上有較高的聲譽和較強的競爭力。

公司以其雄厚的實力不斷發展壯大，逐步建立和完善了現代企業制度，形成了一套規范、科學的企業管理模式，在質量管理體系、人才管理體系，企業營銷體系和企業信用體系的建設上均取得了卓越的成效。2004年，公司全面通過了ISO9001：2000質量管理體系認證；2005年，“乾盛”牌系列棉紗、棉布被評為“中國優質名品”。同時，公司連年被評為省、市級“守合同重信用”企業，連年被評為荊州市納稅大戶企業，并先后獲得商務部“中國外貿企業信用體系指定示范單位”、“湖北省行業十強企業”和“湖北省百家最佳成長型企業”等榮譽稱號。

公司致力于“培育國貨精品，振興民族工業”的企業目標，竭誠歡迎國內外客商和各界朋友來我公司參觀訪問、洽談貿易、廣泛合作，共同發展，攜手共創美好未來。

生產

荊州市乾盛紡織有限公司自80年代中期以來，為了提高產品的質量和檔次，不斷強化各項基礎設施，加快了對陳舊落后設備的更新改造。公司先后投入近3億元資金，引進了大批具有國際先進水平的紡織設備，擁有了多條清梳聯合機、精梳機、捻線機、進口氣流紡紗機、日本村田全自動絡筒機和意大利薩維奧自動絡筒機的高檔精梳紗生產線，目前公司已具備生產150s純紡、混紡紗線的能力，而且紗線全部實現電清化和無結頭化。同時，公司還自行研制開發制造了包芯紗和變頻竹節紗生產設備。

制造方面，公司引進了日本津田駒ZA203-280型噴氣織機、ZA205i-190型噴氣織機和ZA209i-210型噴氣織機200多臺，并配有瑞士貝寧格整經機，西德祖克漿紗機，美國英格索蘭空壓機，日本滕堂分絞機、結經機等配套設備，能生產各類高檔服裝面料和工業用布。同時，公司還擁有劍桿織機及各種規格的有梭織機1000多臺。

公司各生產車間都擁有可靠的中央空調系統、除塵系統，加上引進了日本溴化鋰制冷設備，使公司生產環境得到了極大的改善。另外，公司各種試驗檢測設備齊全，瑞士烏斯特I-B型條干均勻度儀等先進儀器能對各種半成品和成品作出全面、精確地分析檢測，確保了產品的高質量水平。

2002年，公司實行民營化改制，成立了現在的民營有限責任公司。公司注冊資本4360萬元，占地37萬平方米，現有環錠紡紗錠、線錠17萬枚，氣流紡840頭，織機近1500臺， (其中，無梭織機366臺)，可年生產各種優質純棉、混紡紗1.2萬噸，各種服裝、家紡和工業用布4000萬米，年銷售收入達4億元。公司現有員工4200人，其中高級工程師7人，工程師82人，專家型工人近200人，免檢工人1000多人，技校、中專及大專學歷人員占職工總數的35%,農民工比例占企業總人數的65%以上。

沙市棉紡廠，2002年企業改制后更名為荊州市乾盛紡織有限公司

公司擁有雄厚的技術力量和管理能力, 現有大批具有國際先進水平的紡織設備，公司的主導產品為60支及以上(目前已具備生產200支紗線的能力)純棉、混紡精梳紗，以及各種服裝、家紡、工業面料，公司產品暢銷全國各地，外銷港澳、日本、美國、東南亞、東歐和中東等國家和地區，在國內外市場上有較高的聲譽的較強的競爭力。公司生產的產品中，共有27個產品獲得省優、部優稱號，特別是精梳32支純棉紗，先后獲國家銀質獎章和中國棉紡織協會頒發的"用戶信得過產品"獎。2005年，"乾盛"牌系列棉紗、棉布被評為"中國優質名品"。近年來，公司連年被評為省、市級"守合同重信用"企業，連年被評為荊州市納稅大戶企業，并先后獲得"中國外貿企業信用體系指定示范單位"、"湖北省行業十強企業"和"湖北省百家最佳成長型企業"等榮譽稱號，入選全國棉紡織企業綜合競爭力"50強企業"。

二、主要產品

棉紗、坯布。

三、2014年產值

9167萬元。

四、企業地址

沙市區北京東路143號。

五、未來3-5年規劃

工業總產值達到2.5億元。利稅2500萬元，新建兩條紡織印染生產線。