1000 スピンドルあたりの端部破損は、紡績生産における重要な経済的および技術的指標の 1 つであり、紡績生産技術システム全体の総合的な効果を反映します。 糸端切れ率の低減は、綿花のコストを削減し、紡績フレームの効率と歩留まりを向上させるだけでなく、綿花紡績企業がスタンドを拡大し、労働力を削減し、経済効率を向上させる重要な方法の1つです。 糸切れを減らすための技術管理は、綿糸の強度向上、糸の均一性の向上、細い斑点や太い斑点の減少、糸欠陥の減少など、綿糸の品質向上と密接な関係があります。 長年の生産実務に基づいて、紡績端折損の原因と解決策をまとめ、分析し、議論します。
1. 紡績工程における糸切れ低減の基本的な考え方
糸切れは紡績張力が糸の強度を超えると発生します。 これが糸切れの本質です。 通常の紡績が行われるためには、これら 2 つの平均値により、糸の強度が紡績張力よりも大きくなる必要があります。 ここで、「糸強度」という用語は、紡績セグメント、バルーンセグメント、および巻取りセグメントの動的強度を総称して指します。 同様に、「スピニング張力」も動的であり、スピニングセグメント張力、バルーン張力、および巻き取り張力を含みます。 紡績張力と糸の強度は変動する変数です。 紡糸張力のピーク値が糸強度の最小瞬間値を超えると破断が発生します。 したがって、糸切れを低減するには、紡績張力のピーク値を下げて張力変動を小さくする一方、糸強度の最小値を大きくして糸強度の変動を小さくすることが基本となる。
2.紡糸張力の最大値と変動の低減
2.1 紡糸張力の変動に影響を与える要因
(1) バンドの高速走行の不安定さ。 スピンドルの直径が 22 mm、スピンドル速度が 20,000 r/min の場合、バンドの線速度は最大 1382.3 m/min に達します。 バンドは摩擦によってスピンドルを駆動するため、スピンドル速度の安定性に直接影響します。 したがって、バンドの品質や稼働状態が紡糸張力の変動に大きく影響します。
(2) 主軸の高速回転の不安定さ。 スピンドルの高速回転がスピニングテンションとバルーニングの動力源となります。 不均一な主軸速度、振動、上下運動などの欠陥は、紡糸張力の安定性に影響を与えます。
(3) ボビンの品質が悪い。 スピニングでの巻き取りはボビンを通して行われます。 ボビンの品質が悪いと、ボビンの揺れ、上下の動き、ボビンとスピンドルの同期不良などの問題が発生し、紡糸張力の安定性に影響を与えます。
(4) リングとトラベラーの影響。 リングとトラベラーは回転中、高速、高圧、高温下で動作します。 直径 42 mm のリングと 16,000 r/min から 20,000 r/min のスピンドル速度により、トラベラーの線速度は 35.2 m/s に達します。 44 m/s、300 度を超える温度が発生します。 テストの結果、大きな直径を形成するチューブの底部にある 18.2 テックスの綿糸の場合、接触圧力は 243 cN であることがわかりました。 トラベラーの慣らし運転期間におけるリング上のトラベラーの瞬間接触面積が 0.1 mm² であると仮定すると、接触圧力は 24.3 MPa となり、これは航空機エンジンのクランクシャフト座面に規定されている最大制限値 18.1 MPa の 1.34 倍になります。 。 トラベラーは高速、高温、高圧という特殊な条件下でリング上を回転するため、紡糸張力の安定性に重大な悪影響を及ぼします。 リングとトラベラーの合理的な選択とマッチングは、スピニング張力の変化に大きな影響を与えます。
(5) スピンドル、リング、ガイドフックの同心度が低いため、リングの空間内でトラベラーが揺れたり、傾いたり、食い込んだりする可能性が高まり、張力の変動が発生します。
(6) バルーンの回転により、ガイドフック内の糸が一定幅内で横方向に揺れます。 スイングエリアが水平でない場合、バルーンが不安定になったり、回転張力の安定性に影響を与えます。
(7) 耳板が傾くと、バルーンの回転や耳板への衝突が起こりやすく、紡糸張力が不安定になります。
(8) トラベラークリーナーにバリがあったり、トラベラーとクリーナーの間に過度の隙間ができたりすると、トラベラーに巻き付いた毛くずが効果的に除去できず、回転張力が不安定になり、増加する傾向があります。
(9) リングレール昇降時の振動やガタつきも、回転張力が不安定になる場合があります。
(10) 回転する気球に飛散物が入ったり、回転環境における空調の吹き出し口が不当に配置されたりすると、気流の乱れとともに、回転張力の変動が生じる可能性があります。
2.2 紡糸張力を安定させるための技術的対策
2.2.1 スピンドルシステム スピンドルの先端と底部のベアリング。
スピンドルロッドと上部ベアリングは摩耗しないでください。 スピンドルの回転が垂直に揺れたり跳ねたりしてはいけません。 スピンドルフットがわずかに熱くなったり、振動したりしてはいけません。 スピンドルロッドとスピンドルディスクの偏心や曲がりを定期的に検査および校正します。 バンドは正常な長さと張力を持ち、端のほつれやねじれがなく、油汚れや繊維の蓄積がなく、スピンドルディスクやローリングディスクの端と接触していない必要があります。 接合部は厚くても硬くてもならず、動作がジャンプしてはいけません。 バンドディスクの表面と軸受は磨耗してはならず、軸受は油汚れが固まらずに定期的に清掃し、回転が飛び跳ねたりぐらついたりしてはいけません。 ボビンの上部にバリや損傷があってはなりません。ボビンの上部アイはスピンドルロッドの上部テーパーにしっかりとフィットし、スピンドルとボビンの同期回転を保証する必要があります。 ボビンの下口とスピンドルの下ベルの間にわずかな隙間があるはずです。 ボビンとスピンドルの間に糸くずがあってはなりません。 回転中にボビンが揺れたり、上下に動いたり、飛び跳ねたりしてはいけません。
2.2.2 リング、トラベラー、およびバルーニング システム
(1) リングに錆、上端、トラベラートラックにバリがないこと。
(2) 従来のリングの使用サイクルは、摩耗に応じて調整する必要があり、リングの再仕上げには遊星研磨機を使用し、高品質の研磨剤と溶液を使用し、再仕上げの品質を向上させるための再仕上げ方法に注意を払う必要があります。
(3) リングボードの高さは、小ボビン段階でもフルボビン段階でも、機械全体で直線に維持される必要があります。 リングボードは左から右、前後に水平でなければなりません。 リングボードに固定されたリングが緩んだり傾いていないこと。 リングボードの昇降時に振動や揺れがあってはなりません。
(4) トラベラーの重量は、糸の強度、リングの状態、主軸速度、トラベラーの線速、バルーンの形状、破断分布、湿度の変化、糸の毛量などを考慮して選定・調整してください。
(5) 休憩回数や毛羽立ちの数に基づいて適切なトラベラー交換サイクルを設定し、トラベラーの交換漏れを防ぐために熱心に実行します。
(6) スピンドルの水平度を慎重に校正します。 スピンドル、リング、ガイドフックの中心を静的および動的に注意深く位置合わせします。 調整後にスピンドルの位置を変更した場合は、小ボビンステージとフルボビンステージの両方で動的アライメントを再校正します。 新しく調整されたガイド フックの位置については、小ボビン ステージとフル ボビン ステージの両方で動的アライメントを再調整します。
(7) ガイドフックが磨耗していたり、緩んでいたりしないこと。 ボビンのサイズに関係なく、ガイドフックは水平に保つ必要があります。
(8) 耳板にはバリがなく、2 つの主軸の間に取り付ける際に、傾きや緩みがないこと。
(9) トラベラークリーナーは合理的な設計と正確な製造を備えている必要があります。 クリーナーに緩みやバリがあってはならず、隙間を最小限に抑える必要があります。
(10) 回転する風船は歪んではなりません。 ガイドフック内側の凹凸が原因の場合は、直ちにガイドフックを交換してください。 回転する気球は振動がなく安定している必要があります。 ボビンがいっぱいになった段階では、バルーンはわずかに円弧状になるはずです。 バルーンがボビンヘッドや耳プレートに触れないようにしてください。
(11) リング上面の平面度および内穴の真円度偏差を定期的に検査し、0.05 mm を超えていないことを確認してください。 リングの内側のトラベラー トラックの実際の深さは、設計された深さよりも小さくてはなりません。
(12) 運転管理においては、ドラフト及び撚り巻きに関わる部品を清浄に保つこと。
3.糸強度の最小値を高め、強度のばらつきを低減
糸強度の最小値を高め、単一強度の CV% を下げることは、多くの要素を含む体系的なプロジェクトです。 それぞれの要素はそれ自体でトピックとなり、学習や交流に利用できる学術理論や実践経験が豊富にあります。 以下に主な要因のみを簡単に説明します。
3.1 綿のブレンドと混合 綿繊維の長さ、等級、繊度、強度、成熟度、短繊維含有率、水分回復率、ネップ、およびその他の欠陥はすべて糸の強度に関係します。 ブレンドは、さまざまな綿バッチの物理的および機械的特性を補完して、その利点を最大化する必要があります。 混合とは、さまざまなバッチの繊維を完全かつ均一に分配することです。 強度に寄与する綿糸の断面内の繊維の濃度が高いと、その時点での強度が高くなりますが、そのような繊維が少ない領域は弱く、糸に弱い結合が形成されやすくなります。 糸の強度の変動につながる可能性のある、混合綿の平均的な物理的および機械的特性の変動を防ぐために、ブレンドとバッチのマッチングは頻繁に少量で行う必要があります。 混合はブレンドと同じくらい重要です。 次のタスクを慎重に実行する必要があります。綿俵配置図は品質管理部門によって確立される必要があります。 綿の俵は、高く積み重ねて隙間を埋めて直立して保管する必要があり、緩んだ繊維を俵の上に置かないでください。 返却された綿花は、処理後に梱包し、ベール配置図に従って配置する必要があります。 一部のベールが使い果たされて綿ベールの最下層が露出してはなりません。また、残りの未完成のベールが分散してベール間の隙間に押し込まれてはいけません。
3.2 綿の開繊と洗浄 開繊と洗浄により、綿の塊が小さな房に変わり、房を個々の繊維に分離するカーディングに適した条件が作成されます。 繊維を損傷したり、ネップの形成が増加したりしないように注意する必要があります。 開封と洗浄では、重い不純物や大きな不純物の除去に重点を置く必要がありますが、不純物の破損を防ぐことが重要であり、カーディング中の微細な不純物や軽い不純物の除去が困難になる可能性があるため、早期の除去が不可欠です。 このプロセスは綿を叩くのではなく穏やかに開き、薄い速度で連続的かつ均一に供給し、各機械の稼働効率を向上させ、不純物を早期かつ慎重に除去する必要があります。 従来の開繊機や洗浄機では、綿スライバーの縦方向と横方向の不規則性を軽減する必要があります。 適合する綿と比較して、短繊維の成長速度 (<16 mm) should be controlled between -1% and +1%, and the growth rate of neps should be kept below 80%, aiming even lower. Since neps formed during the cleaning process may break down into short fibers during carding, reducing the work of removing short fibers in the carding sliver becomes more challenging. Generally, the operational efficiency of automatic waste cotton grabbers should be above 95%; the interconnection of each machine in the opening and cleaning unit should be sensitive, and the operational efficiency of each machine before the forming machine should meet the above requirements; the angle teeth of the curtain rods in each cotton box should not have hooks, broken nails should not have sharp edges, and the evener roller or cotton conveying roller should not wrap or reverse the fibers; the combing needles, saw blades, and saw teeth of various beaters should not have hooks, reverse fibers, or wrap; the trash grid and dust bars should have smooth and flat surfaces without hooks or clogs; the inner surface of the conveying duct should be smooth, not hooky or leaky, and the pneumatic conveying should be unobstructed.
3.3 カーディング カーディングは、短繊維含有量を増加させる可能性のある繊維への損傷を防ぎながら、房を個々の繊維に分離し、絡み合った繊維を解決し、繊維束からネップや不純物を除去することを目的としています。 短い繊維は、綿糸の強度、毛羽立ち、糸の均一性、糸の欠陥、ネップ数、細部や太い部分に悪影響を与える可能性があります。 カーディングプロセスの中核は、カーディング強度、カーディング強度、および転写の関係を適切に処理することです。 カーディング要素は「7 つの鋭い点」を達成する必要があります。これは、7 つのカーディング要素 (リッカーイン、プレカーディング プレート、固定フラット、可動フラット、フロント固定フラット、ブリキ プレート、およびドッファー) のピンがすべて尖っている必要があることを意味します。シャープで滑らか、耐久性があり、正確な間隔で配置されています。 カーディング要素の平坦度の精度は、正確な間隔を実現するために不可欠であり、カーディング要素の鋭さと滑らかさは、良好なカーディングと転写のために不可欠です。 リッカーインは繊維が損傷する主な部分です。 適切な「7 つのシャープ ポイント」の実装、ブリキ板とリッカーイン間の高速比、転写プロセスの増加、ブリキ板と可動フラット間の狭い間隔と強力なカーディング プロセスにより、大幅な改善を達成できます。カーディングスライバーの短繊維の増加を減らし、糸の強度を高めます。 例えば、短繊維含有率12.7%の条件では(<16 mm) in the matched cotton, increasing the speed ratio between the tin plate and licker-in from 2.3:1 to 2.5:1 and enlarging the gap between the licker-in and feeding plate from 0.46 mm to 0.52 mm resulted in a reduction of short fiber content in the sliver from 17.5% to 15.8%, in the refined sliver from 8.14% to 6.62%, and in the coarse yarn with short fibers <12.5 mm from 3.65% to 3.39%. The evenness CV of the 14.6 tex yarn decreased from 13.51% to 13.29%, and the evenness CV of the 18.2 tex yarn decreased from 12.20% to 12.10%, with an increase in strength from 272.3 cN to 276.7 cN. The carding process should also focus on the following management tasks: keeping original records of the wrapping and usage of carding elements, the amount of fiber processed by carding machines to provide a basis for timely replacement of carding elements; regularly testing the "seven sharp points" of carding elements and keeping records; recording the co-grinding and re-grinding quality of carding elements; regularly testing the short fiber content, neps, and impurities of the input cotton layer and sliver after the same machine, analyzing statistically to identify underperforming machines for maintenance; controlling the increase rate of short fibers in the sliver compared to mixed cotton between 3% and 5%; strengthening operational management, improving the level of damage prevention by operators, correctly using equipment, and preventing damage to needles.
3.4 延伸 延伸プロセスは、繊維の平行度を改善し、糸の強度に大きな影響を与える通常の紡糸張力を確保するために重要です。 細糸の目付ムラやロングディテール欠陥の発生に大きく影響します。 主な技術的対策には次のようなものがあります。
(1) スライバー重量の変動が大きい品種では、絞りの組み合わせを 6×8 から 8×8 に変更することで効果が向上し、重量ムラが軽減されます。
（２）成熟スライバー重量のＣＶ値を低減する。 これには、生のスライバーの重量を制御することに重点を置くことが含まれます。 半熟銀重量検査の回数を適切に増やす。 重量検査をシフトごとに 3 回実施し、検査ごとに重量 CV を管理します。 重量 CV が基準を超えた場合は、綿花の投入重量の違いによるものなのか、ゴムローラーや加圧機構の欠陥によるものなのか、端の折れやストップの欠如によるものなのか、ドラフト機構の過剰な吸引によるものなのかを速やかに分析して追跡します。的を絞った措置を講じる。 安定した温度・湿度管理を維持します。
(3) 描画工程の不良要因による描画工程での細長欠陥を防止する。 約7.5回の延伸と約40回のスピニングによる伸線、粗スピニング、精スピニングによって紡がれる細長い欠陥は、粗スピニングと精スピニングの工程では解決できません。 したがって、伸線プロセスでは、成熟したスライバーの CV を下げる前に、長い細部の欠陥を除去する必要があります。 これには、プロセス設計が合理的かどうか、ドラフト要素や加圧機構が正常に機能しているかどうか、運転管理や機械の清掃が満足かどうかなどが含まれます。
(4) ドラフトプロセスを適切に設定してファイバーの平行化を改善します。 経験に基づくと、ヘッド図面のバックゾーンのドラフトは 1.75 倍、フロントゾーンのドラフトは 3.5 倍以内である必要があります。 テール絞りのバックゾーンのドラフトは約 1.25 倍、対応するフロントゾーンのドラフトは 6.5 ～ 7 倍にする必要があり、フロントゾーンに入る繊維の数が増加し、それによってドラフト力が増加します。 グリップ力が最大ドラフト力以上になる危険な状態を防ぐために、フロント ローラーのグリップ力がドラフト力より大きいかどうかに特別な注意を払う必要があります。 投入綿スライバーの重量や構造に変動が発生し、細い糸の長いディテール欠陥や長い粗い糸の欠陥が発生する場合は、バックゾーンのドラフト倍数またはローラー間隔を適切に増やすことをお勧めします。これはドラフト力を減らすための受動的な方法です。 。 条件が許せば、把握力を大きくする方が合理的です。
(5) 描画中の機械的な波を除去します。 延伸プロセスにおける機械的波は必ずしも細糸の均一性 CV を悪化させるわけではありませんが、高倍率の延伸を数回繰り返すと、粗い部分と細かい部分の長いセクションが形成されることがあります。 綿糸の重量が糸セグメントよりも軽く、不均一な細部と重なると、綿糸に強度の弱いリングが発生します。 したがって、成熟したスライバーが機械的な波を発生させないようにすることが不可欠です。 さらに、次の管理タスクを実行する必要があります。定期的に先端の破損や停止機構の欠落の感度を検査し、発見された問題があればオペレーターが直ちに修理します。 運用管理の強化、オペレーターのスキルレベルの向上、誤供給の厳禁、綿俵の適切な包装の確保、投入綿の層の重なりの回避、軽いスライバーなどの欠陥製品の除去、汚染を防ぐために作業場を清潔に保つ、毎日または定期的に成熟したスライバーの均一性 CV を測定する機械ごとにシフトを調整し、機械波やCVの均一性が悪化した機械は速やかに整備し、不具合が発生しやすい機械部品や工程の問題に対処し、ゴムローラーをナイフで切断したり、ゴムローラーを傷つける不適切な取り扱いを禁止したり、専任担当者による定期的な動作確認を実施したりするゴムローラーとベアリングの洗浄、およびゴムローラーの綿ワックスや溶けた油汚れを除去するための特別な洗浄剤をオペレーターに提供します。
4.その他糸切れを軽減する作業。
紡糸張力を下げて糸の強度を高めることに重点を置くことに加えて、糸切れを減らすためには他の側面も考慮する必要があります。
(1) 細糸の正常な生産を確保するために、ロービングの水分回復率を 7.5% 以上に高めます。 これがロービングの通常の生産に影響を与える場合は、問題を軽減するためにプロセス、設備、操作の面で努力を払う必要があります。
(2) 細糸の相対湿度を 55% ～ 60% に維持し、細糸の水分回復率がロービングよりわずかに低くなり、細糸の製造中にロービングを乾燥状態に保ちます。
(3) 吸引認定率 100% の良好な糸切れ綿吸引システムを確保します。 吸引ダクトから空気が漏れたり、ファイバーが垂れ下がったり、詰まったりしてはなりません。また、エアバルブからも漏れが発生せず、良好な真空レベルが維持される必要があります。
(4) 吸込溝パイプの取り付け、トップローラーの正常な回転、定期的な清掃を確実に行ってください。 ドッファーは吸引ボックス内に溜まった花をすぐに取り除きます。
(5) 運転管理を強化し、作業手順を遵守し、機械を清潔に保ち、環境中の飛散花、短繊維、塵埃等による糸切れの影響を低減します。
紡績原理の分析により、糸切れの本質は紡績張力の最大値が糸強度の最小値よりも大きいことであると考えられています。 したがって、糸切れを減らすには、主に紡績張力の最大値を下げて張力変動を減らすことと、糸強度の最小値を改善して強度変動を減らすことに重点を置く必要があります。 糸切れの削減は、企業の設備、プロセス、業務、原材料、温度、湿度、その他の基本的な管理作業や品質改善対策と密接に関連する、広範囲かつ複雑かつ細心の注意を払った包括的な体系的なプロジェクトです。 効果的な結果を達成するには、すべての技術的タスクおよび管理的タスクを細心の注意を払い継続的に改善し、全体的かつ統合的なアプローチを採用する必要があります。