隨著紡織工業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，技術(shù)進(jìn)步加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，紡織企業(yè)對(duì)紡紗機(jī)械提出了更高要求，作為紡紗的主要部件之一的棉紡錠子不僅要求能夠適應(yīng)高速，而且要求錠子具有節(jié)能優(yōu)勢(shì)，從而達(dá)到增加產(chǎn)量，節(jié)能、降低噸紗耗電，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
錠子節(jié)能一直是紡織行業(yè)長(zhǎng)期關(guān)注的問(wèn)題。隨著能源價(jià)格的不斷上升，我國(guó)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)政策和能源戰(zhàn)略也作出了較大的調(diào)整，企業(yè)的節(jié)能與環(huán)保問(wèn)題不再僅僅是經(jīng)濟(jì)效益問(wèn)題，也是社會(huì)責(zé)任。錠子節(jié)能問(wèn)題不能只停留在宣傳上，而應(yīng)該在進(jìn)行科學(xué)分析、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，實(shí)實(shí)在在的從錠子產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造方面找準(zhǔn)著力點(diǎn)，力求取得實(shí)效。
1、 影響錠子功耗的主要因素
從錠子整個(gè)系統(tǒng)功耗的比例分配來(lái)看，引起功耗的外部因素是：（1）整個(gè)氣圈紗在空氣中高速回轉(zhuǎn)的空氣阻力；（2）鋼絲圈與紗線，鋼領(lǐng)之間摩擦阻力；（3）錠帶拖動(dòng)阻力損失；引起功耗的內(nèi)部因素是：（1）軸承摩擦損耗；（2）阻尼損耗能量。因此，改進(jìn)錠子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以減少錠子功耗。
2、 錠子的節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)方向
錠子的節(jié)能設(shè)計(jì)主要通過(guò)改進(jìn)錠子的結(jié)構(gòu)來(lái)降低細(xì)紗機(jī)及錠子內(nèi)部的摩擦耗能，達(dá)到節(jié)能目的。新型錠子設(shè)計(jì)從以下兩個(gè)方面達(dá)到節(jié)能目的：
① 采用較小外環(huán)直徑的紡錠軸承、配置鋼質(zhì)錠盤，使錠盤帶輪直徑從傳統(tǒng)的Φ24、Φ22毫米減少到Φ20.5、Φ19、Φ18.5毫米等，在保持錠速不變、紗線品種不變的情況下，滾盤軸系的轉(zhuǎn)速就大大降低了，細(xì)紗機(jī)振動(dòng)及噪音下降，其運(yùn)轉(zhuǎn)摩擦所消耗的電能及滾盤系統(tǒng)遇空氣阻力所消耗的電量得到減少。
② 改進(jìn)錠膽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、采用較小的紡錠軸承、較小直徑錠桿，改善錠子下尖的摩擦方式，減少錠子內(nèi)部個(gè)零件之間的機(jī)械摩擦耗能和錠桿與潤(rùn)滑油之間液體摩擦耗能。由于錠子的轉(zhuǎn)速通常在15000~~20000轉(zhuǎn)/分，屬于超高速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)體，這方面的節(jié)能效果是非常顯著的。ZD4000、ZD5000、ZD7000等系列錠子均采用較小直徑的鋼錠盤，錠膽采用節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，達(dá)到這兩方面節(jié)能效果。
3、 改進(jìn)錠子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，達(dá)到節(jié)能效果
（1） 減少錠盤錠帶弧直徑可以減少細(xì)紗機(jī)能耗。
減少錠盤錠帶弧直徑，可以在相同工藝條件和錠速不變的情況下，降低滾盤速度，減少設(shè)備振動(dòng)和噪聲，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。通過(guò)理論和實(shí)踐證明，當(dāng)錠盤錠帶弧直徑由Φ22減少到Φ20.5時(shí)，可以節(jié)能3~~5%。錠盤錠帶弧直徑最小可以做到Φ18.5，此時(shí)帶動(dòng)錠子轉(zhuǎn)動(dòng)的能量傳遞效率是最高的。
（2） 減少上軸承直徑及提高上軸承摩擦的制造精度，可以減少摩擦阻力和功耗。
① 將上軸承直徑由Φ7.8減少到Φ6.8時(shí)，可以減少軸承的摩擦阻力，在錠桿相同的轉(zhuǎn)速條件下，Φ6.8比Φ7.8錠桿軸承檔線速度下降接近13%
② 對(duì)錠桿上軸承檔采用超精加技術(shù)，提高錠桿上軸承檔的圓度和粗糙度，減少了上軸承摩擦副的摩擦阻力和噪音，有利于節(jié)能降耗。
（3） 改變上支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高錠子運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，減少摩擦阻力和功耗。
根據(jù)流體動(dòng)壓原理，下支撐結(jié)構(gòu)采用動(dòng)壓滑動(dòng)軸承和平面止推軸承的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
這種結(jié)構(gòu)克服了傳統(tǒng)錠底為尖錠桿結(jié)構(gòu)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生軸向竄動(dòng)，錠桿偏離中心位置引起低頻振動(dòng)，造成錠子運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定的缺陷。傳統(tǒng)錠子錠桿與錠底為半干摩擦狀態(tài)，易磨損，功耗大。而動(dòng)壓滑動(dòng)軸承在錠桿高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，形成動(dòng)壓油膜，將錠桿與徑向軸承分開，不發(fā)生直徑接觸，僅有液體摩擦，避免干摩擦，有利于減少錠子摩擦，降低功耗。下支撐的軸向止推軸承與錠桿大球面構(gòu)成一對(duì)摩擦副，采用R30大球面結(jié)構(gòu)，與止推軸承之間接觸應(yīng)力減少80%，可以減少磨損，降低功耗。
(4)縮短錠子上下支撐之間距離，可以減少錠子油的循環(huán)能量損耗和減少錠子油的用油量。傳統(tǒng)錠子上下支撐距離為120mm，而平錠底上下支撐距離為100mm，錠子油與錠桿接觸長(zhǎng)度也相應(yīng)縮短，減少錠桿與錠子油之間的摩擦和錠子油的循環(huán)的能量損耗。
上下支撐距離縮短，錠腳也相應(yīng)變短，啟容油量少，換油時(shí)，用油量減少。
(5)改變平錠底型下支撐結(jié)構(gòu)中下軸承檔直徑，可以降低錠子功耗。
目前平錠底型錠子，下軸承檔直徑主要有Φ4.5和Φ3兩種，下軸承檔直徑Φ3與Φ4.5相比，一方面錠桿下軸承檔與錠子油接觸面減少，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，油的摩擦阻力減少，另一方面在錠子相同的轉(zhuǎn)速條件下，Φ3軸承檔表面線速度低，對(duì)油的攪動(dòng)小，油的渦動(dòng)減小，可以減少錠子的能量損耗，在相同條件下下軸承檔直徑Φ3比Φ4.5節(jié)能2W左右。
(6)改進(jìn)錠子密封設(shè)計(jì)，采用迷宮式密封，也可以減少錠子油揮發(fā)，延長(zhǎng)錠子補(bǔ)油和換油周期。
4， 新型高性能錠子具有的特點(diǎn)
新型高性能錠子維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用低，有利于減少紡紗企業(yè)保全用工，降低錠子使用維護(hù)成本。ZD4000、ZD5100、ZD7100等系列新型高性能錠子具有以下特點(diǎn)：
1、 錠子零件裝配前清洗運(yùn)用新進(jìn)清洗技術(shù)，提高錠子內(nèi)腔清潔度，新錠子上車前用戶免于清洗錠子內(nèi)腔。
2、 改進(jìn)錠膽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用新型技術(shù)，提高錠子設(shè)計(jì)和加工精度。
3、 錠子可與細(xì)紗機(jī)的實(shí)現(xiàn)配合安裝，推出免敲免校錠子，防止走錠。
4、 采用新進(jìn)的桿盤結(jié)構(gòu)方式和加工工藝，提高桿盤件的抗變形能力，減少錠子因長(zhǎng)期使用產(chǎn)生的變形，減少用戶對(duì)桿盤變形的校正工作。
5、 展東主要新型錠子的節(jié)能效果
東臺(tái)市展東紡織機(jī)械專件廠ZD4000、ZD5000、ZD7000系列高性能錠子具備上述結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并已經(jīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，在國(guó)內(nèi)外廣大用戶中推廣使用，得到廣大用戶的一致認(rèn)可。經(jīng)過(guò)部分棉紡企業(yè)長(zhǎng)期檢測(cè)得出的新型錠子節(jié)能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總?cè)缦拢?/p>
（1） 在同等紡紗條件下，配置同一批錠子，因細(xì)紗機(jī)本身因素引起的噸紗能耗差異達(dá)3—5%
（2） 用同一類型的下支撐，錠子采用Φ20.5錠帶直徑比Φ22錠帶直徑，噸紗節(jié)能3—5%.
（3） 采用ZD5103E-19錠子（采用平錠底結(jié)構(gòu)，上軸承直徑6.8，錠帶直徑Φ19）比ZD3203C-22（傳統(tǒng)的尖錠底結(jié)構(gòu)，上軸承Φ7.8，錠帶直徑Φ22）噸紗節(jié)能3—7%.
（4） 紡高支紗噸紗節(jié)能效果好于紡低支紗。
（5） 錠速越高時(shí)噸紗節(jié)能效果越好。
在當(dāng)今能源日益短缺及價(jià)格持續(xù)高漲的背景下，高速節(jié)能錠子的推廣和應(yīng)用，必將會(huì)給棉紡企業(yè)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。
例如我們對(duì)英瑞化纖(南通)有限公司、大豐萬(wàn)達(dá)紡織有限公司等廠家。2007年10月和2009年9月分別原使用D1203B。D3203C的錠子、調(diào)換成ZD5103E—19的節(jié)能錠子進(jìn)行對(duì)比測(cè)試。
我們采用同一型號(hào)主機(jī)10臺(tái)，5臺(tái)采用ZD5103E—19錠子，5臺(tái)采用D3203C錠子進(jìn)行測(cè)試。
相同條件為：錠子速度相同、羅拉牽伸速度相同、紡制紗線規(guī)格相同。
不同條件為：錠子型號(hào)不同、主機(jī)滾盤軸速度不同《降低》。
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