单纤维测试仪在纺纱生产中的应用

姬良伟

(华芳修武纺织有限公司，河南 修武 454350)

0 引言

如何快捷准确地在线检测棉结，是纺织厂必须面对的棘手问题。单台棉网的异常往往很难被发现，导致在后道工序中对成纱质量影响很大[1]。传统目测检测棉结的方法耗时多、可重复性差，且须工作人员掌握一定技巧。笔者公司应用单纤维测试仪(USTER AFIS)的纤维测试系统，能够快速地检测单台纤维棉结、籽皮棉结数量、灰尘或杂质，排查异常机台，对生产流程与工艺过程监控取得了很好的效果。

1 单纤维测试仪的检测原理

纤维试样中的纤维必须通过纤维分离器进行分离，当纤维试样通过喂入罗拉进入纤维分离器后即被分离为纤维和杂质；分离后的纤维经加速喷嘴加速后通过光学测区，若无法满足棉纤维标准的信号则被分别归入纤维棉结、籽皮棉结、灰尘或杂质。该测试仪对异常机台增加的棉结或原料变化，能起到很好的监控作用。

单纤维测试仪有两大试验模块，其一为棉结模块，主要测量原棉、筵棉和棉条中的纤维棉结、籽皮棉结的数量与大小；其二为长度和成熟度模块，测量原棉、筵棉和棉条中纤维的长度和成熟度，长度测量是将每根单纤维的长度测量出来，以获得棉样中纤维长度的真实分布。

2 纺纱工艺流程

清花JWF1012型往复抓棉机→JWF1204型高产梳棉机→FA306型预并条机→JWF1383型条并联合机→JWF1275型精梳机→FA306型并条机→JWF1312型自调匀整并条机→JWF1415型粗纱机→F1520型环锭细纱机→村田21C型自动络筒机。

3 单纤维测试仪的应用

3.1 原棉和生产流程

本公司拥有6条纯棉精梳生产线、104台JWF1204型高产梳棉机、80台JWF1275型精梳机。由于机采棉的用量越来越多、包差又较大，每天仅依靠人工手检棉结、监控每台车比较困难，且用工多、耗时长、准确性差。若使用单纤维检测仪每天可以检测2条生产线，每月对数据进行统计对比分析，还能够很好地监控设备，对设备上的器材也能起到很好地管理作用。

每天对生产线上的单台梳棉机、精梳机应用单纤维测试仪进行棉结周期测试，棉结在梳棉和精梳工序减少的数量主要取决于机器性能以及工厂预期达到的整体质量要求，当发现超标机台(梳棉生条棉结不应大于75粒/g，精梳条棉结不应大于25粒/g)后应反馈车间整修复试；在月底汇总统计中，若机台超标次数多，应拆车查看针布状态、工艺隔距、设备器材周期等，以便进行彻底整修。

3.2 控制指标

根据公司对棉结、短绒的内控指标，制定每天试验计划。一车间和二车间每天各做1套梳棉和精梳检测，这样每周就可以对梳棉和精梳进行两个周期的监控，可以最大程度地杜绝因设备内部发生问题造成的质量事故，并且每天整修棉结高的机台以提高成纱质量。

公司的AFIS检测棉结、短绒内控指标见表1。乌斯特公报梳棉(短/中长纤维)标准见表2。

3.3 梳棉工序

梳棉是纺纱的心脏，精梳又决定着纺纱质量[2]，公司重点监控这2个工序。根据每天的试验计划，后纺试验员下午采集2个车间1套生产线上长度约为30 cm的梳棉和精梳棉条，分别对应车号放入特制的试验容器中，然后静置在试验室恒温恒湿的环境下平衡16 h，于次日晨间开始试验。根据梳棉、精梳工序主要任务和试验数据，再对照公司考核标准整修机台，进行数据统计、月底分析，对连续超标机台要拆车查找原因。梳棉试验数据见表3、表4。

表1 AFIS检测棉结短绒的内控指标

表2 乌斯特公报梳棉标准

清梳联工序主要是清除原棉中的短绒与杂质，所以在梳棉工序应关注棉结、籽皮棉结和短绒率。每天通过对棉结和籽皮棉结的数量进行数据统计分析与内控指标进行对比，查找问题机台并整修复试。

如表3中3号车籽皮棉结为19粒/g，出现异常。首先查看梳棉机各个排杂点和吸风点管道是否堵塞，清理后再开车取样复试；若达到标准就可以正常开车，否则就要查找其他原因。又如表3中9号车棉结为111粒/g，明显比其他机台高，首先要查看盖板、锡林、道夫是否挂花；然后复试棉结，若复试通过则表明是挂花引起的，否则就继续排查；相比传统的查看棉网的方法既节省了时间，又提高了效率。如果下个周期这台车棉结依然超标，就要进行深度检查，确认针布有无损伤、是否超期，或者梳理隔距是否合理等。

通过单纤维测试仪在生产中的应用，每天能够快速查找问题机台，避免因疵点、疵条流失而造成的大面积质量事故。另外，如果生条短绒率单台超过内控指标，也应查看盖板针布及其梳理隔距是否存在问题，固定盖板针布是否装反等；如果很多机台同时出现问题，就应及时检查配棉是否不当，实现对原料质量的实时监控。

表3 梳棉试验数据一

表4 梳棉试验数据二

3.4 精梳工序

精梳机的主要功能就是排除生条中的短绒，使棉纤维伸直平行、排除棉结[3]。每天根据精梳机台和梳棉机台试验结果及时对照内控标准进行总结，当发现异常情况应及时反馈车间，查找问题并整改。

精梳试验结果分别见表5、表6。

表5 精梳试验数据一

表6 精梳试验数据二

精梳工序主要是存在棉结超标问题，一般由锡林挂花、顶梳嵌花、清洁不彻底、风道堵塞、锡林或顶梳针布状态不良等原因引起。使用单纤维测试仪，能在很短时间内发现精梳机存在的问题，及时防止疵条流失。如表5中7号机台，棉结超过公司内控指标的25粒/g，应立即通知车间关车整修复试，查看顶梳是否积花，或锡林、风道是否挂花，锡林针布状态是否不良等，以查找出精梳机内部问题，做到在线监测和周期监测。

3.5 细纱工序

细纱条干、强力是检验棉花质量最直观的指标，所以对新进原棉要进行单唛试纺[4]，以为生产中的质量管理提供参考。在单唛试纺之后再使用单纤维测试仪，不仅在梳棉工序就能预测出成纱棉结，还能减少试纺人员的工作量，对各工序配棉提供参考。当抽调比例发生变化时，也能很好地监控棉结变化；监控每次小批量抽掉棉样的棉结变化情况，也能为改进工艺设计、配棉提供参考。

单纤维测试仪测得的单唛试纺数据，对后纺成纱棉结也能进行预测。一批新的原棉进厂时，可以通过试纺的梳棉和精梳棉结数量预测成纱棉结，还能根据短绒和马克隆值预测强力(当梳棉、精梳工序棉结、短绒较高时，成纱棉结较高且强力较小)，以便及时地改进配棉或调整所纺品种结构。

笔者公司近年来在生产实践中总结了一定的经验。生产CJ 14.6 tex品种时，单唛梳棉棉结数值对管纱的影响见表7、表8。

表7 单唛梳棉棉结均值为105 个/km时细纱管纱试纺结果

表8 单唛梳棉棉结均值为60 个/km时细纱管纱试纺结果

在新原棉单唛梳棉棉结试纺结果出来后，可以快速预测成纱棉结和强力，为单唛试纺节约时间、减轻试纺人员的劳动强度，也可以尽快做出适宜的配棉方案，为公司节约原料占用资金、大幅降低企业生产成本。

3.6 络筒工序

络筒工序是纺纱的最后一道工序和织造的首道工序，其质量对最终交付给用户的纱线质量至关重要。从乌斯特公报看，同品种、同水平的中细号纱线，筒纱的常发性纱疵数量要比管纱多，说明络筒工序对管纱质量具有一定的负面影响，因而需要重视该工序的质量控制。而单纤维测试仪(USTER AFIS)在前期工作的结果，也能在最后一道工序通过做乌斯特条干和毛羽测试来验证。除通过检测络筒工序的乌斯特条干、棉结、强力等指标验证单纤维的粗细、长短及其与成纱质量的关系外，检测络筒工序的毛羽翻倍率也能为检验纤维整齐度、短绒率含量提供参考。一般从细纱到络筒，纱线的3 mm毛羽指数翻倍率在300%以内，超过这个标准则纤维整齐度低、短绒率超标。所以，单纤维测试仪器对于络筒工序的纱线和纤维检测也有非常重要的作用。

4 结语

随着纺织厂的自动化生产水平越来越高，前纺设备封闭越来越严，安全系数越来越高，即时可视的纺纱设备越来越少。鉴于梳棉、精梳设备的局限性和其在整个纺纱生产流程中的重要作用，以及实际生产时无法实现每天将设备停台以查看棉网上棉结的现实，采用单纤维测试仪在线进行监测则能够在梳棉、精梳不停车的状态下快速检测单台或多台设备的棉结、短绒含量，也能监控到梳棉、精梳设备及纺纱器材运行情况、找出异常机台，从而全面监控机台的运行动态，为生产过程中的配棉管理、工艺管理、操作管理、设备管理等提供参考。