第7章纺纱学粗纱

第七章粗纱第一节概述

一、粗纱的目的与任务1、牵伸：5-12倍2、加捻3、卷绕与成形二、粗纱的工艺过程

粗纱机动画第二节加捻的基本原理一、加捻的基本概念

（一）加捻的目的成纱的必要手段纱线获得一定的结构形态纱线具有一定的物理机械性质和外观结构。（二）加捻的实质

传统加捻：须条一端被握持、另一端绕自身轴线回转，即形成了捻回。捻回角的大小能够代表纱线加捻程度的大小，它对成纱的结构形态和物理机械性质起着重要的作用。（三）捻回的度量1、捻度单位长度纱条上的捻回数称为捻度，当采用特克斯制时，捻度的单位以捻回个数／10cm表示。捻回数越多，则捻度越大。（1）相同特数纱条（2）不同特数纱条捻度可衡量相同特数纱线的加捻程度，不能衡量不同特数纱线的加捻程度。

2、捻系数从加捻的实质来看，最能反映加捻程度的是捻回角。捻回角与纱的粗细、捻度有关。3、捻幅单位长度纱线加捻时，截面上任意一点在该截面上相对转动的弧长称为捻幅。tg=

P

捻幅的物理意义可以理解为纤维与轴线的倾斜程度，表示纤维变形和应力的大小。因此捻幅的大小表示纱线截面内捻度与应力的分布状态。

4、捻向纱条回转方向可分为顺时针或逆时针。生产上常用螺旋倾斜的方向来确定纱条捻向是Z捻（正手捻）还是S捻（反手捻）。

单纱大多为Z捻。当为股线时，将单纱捻向写在前面，股线捻向写在后面，如ZS，SZ，ZZ。当有第三次加捻时，第一个字母表示单纱捻向，第二个字母表示初捻线捻向，第三个字母表示复捻线捻向，如ZSZ，SZS。二、捻度的获得1、获得方法①加捻时不卷绕，卷绕时不加捻，属于间隙式的真捻成纱方法，生产率低。如手摇纺纱和走锭纺纱等②加捻和卷绕是同时进行的，能进行连续纺纱，喂入点至加捻点的须条没有断开，属于连续式的非自由端真捻成纱方法，生产率高，如翼锭纺纱和环锭纺纱等。③卷绕时也不需停止加捻，在加捻点的左侧不断喂入呈自由状态的须条或纤维流，就能连续纺纱，属于连续式的自由端真捻成纱方法，生产率更高，例如转杯纺纱、无芯摩擦纺纱、静电纺纱和涡流纺纱等。2、真捻的形成过程动画稳定捻度定理：加捻器单位时间内加给纱条某区段的捻回数等于同一时间内由于纱条运动而从该区带出的捻回数。稳定状态下有：n=VT，即：T=

在稳定状态下纱条获得的最终捻度，与加捻时间和加捻区的长度无关，仅与加捻器转速和纱条线速度有关。（一）静态假捻过程

动画形成假捻的基本条件：纱条两端握持，中间加捻。假捻的基本特征：纱条上存在数量相等、捻向相反的捻回。（二）假捻的获得

（二）纱条沿轴向运动时的假捻过程动画

１.两个加捻区时根据稳定捻度定理：稳定状态下，在假捻器喂入端纱条存在捻度，输出端纱条没有捻度。ＡＢＣＶnＴ１Ｔ２２.多个加捻区时

ＶnＴ１ＡＢＣＤＴ２Ｔ３n＇

ＡＢ段：n－Ｔ１Ｖ＝０，Ｔ１＝n／ＶＢＣ段：－

n＋Ｔ１Ｖ＋n

＇－Ｔ２Ｖ＝０，Ｔ２＝n＇

／ＶＣＤ段：－

n

‘

＋Ｔ２Ｖ－Ｔ３Ｖ＝０，Ｔ３＝０小结：

①两握持点之间无论有多少个加捻器，都仅起到假捻作用，输出纱条的稳定捻度为0。②各加捻区纱条的稳定捻度和捻向取决于该加捻区出口处加捻器的转速和转向。假捻效应：假捻器给其喂入端纱条的稳定捻度。

假捻的应用使假捻器喂入端纱条获得暂时捻度，起到暂时增强的作用。利用假捻直接成纱；如自捻纺纱，化纤弹力丝、变形丝等。ＶnＴ１ＡＢＣＴ２nb思考喂入点加捻点卷绕点①捻回的传递

纱条加捻时，靠近加捻点的捻回多，远离加捻点的捻回少，说明捻回是由加捻点向喂入点传递的，这种现象称为捻回的传递。ＡＢＶn三、捻回的传递、捻陷和阻捻

②捻陷

η---捻回传递效率η<1

AB段BC段捻陷现象T1<T2捻陷的定义:

在喂入点A与加捻点C之间有一摩擦机件B，由于B产生的摩擦阻力在一定程度上阻止捻回自C向A正常传递，这种由于摩擦机件作用而使纱条某片段捻度减少的现象称为捻陷。应用:捻度减少强力降低捻陷点至加捻点间纱线产生意外牵伸、断头增多③阻捻

λ--阻捻系数λ<1

AB段BC段T1>T2阻捻现象阻捻的定义

在加捻点A与输出点C之间存在摩擦机件Ｂ，纱条上的捻回没完全随纱条经Ｂ带出，一定程度上被Ｂ阻止而滞留在ＢＣ段内，这种因摩擦机件作用而使纱条某片段捻度增加的现象称为阻捻。

捻陷与阻捻的对比相同点1）产生原因：因摩擦机件的摩擦阻力影响捻回正常传递。2）结果捻度：对最终输出纱条捻度没有影响。不同点1）摩擦机件的位置：捻陷：位于喂入点与加捻点之间阻捻：位于加捻点与输出点之间2）对加捻区捻度的影响：捻陷：使捻陷点至喂入点之间的捻度减少；阻捻：使加捻点至阻捻点的捻度增加。纱条结构实捻：加捻须条基本上呈圆柱体形，如长丝、单纱在纱条中呈圆柱螺旋线状态。（如股线）卷捻：加捻须条呈扁平状。加捻时，钳口处的须条围绕轴线回转，须条宽度逐渐收缩，两侧逐渐折叠而卷入纱条中心，形成三角形。层捻：纤维一边凝聚一边加捻，凝聚一层加捻一层，先凝聚的多加捻，后凝聚的少加捻，成为分层加捻状态。（如转杯纺纱和摩擦纺纱）缠捻：部分纤维绕纱条主体包缠。（如喷气纺纱）搓捻：纱条作圆周搓动。（如自捻纺纱）纱条结构四、粗纱中的加捻

（一）加捻的目的加捻使粗纱强力增加，减少卷绕和退绕过程中的意外伸长或断头。利于纺纱加捻粗纱绕成的管纱，层次清楚，不互相粘连，搬运和贮存也不易损坏。利于成形适量的粗纱捻度，有利于细纱机牵伸过程中纤维运动的控制，对改善成纱质量有利。利于细纱后区牵伸（二）加捻机构组成及加捻过程

1-前罗拉2-锭翼顶端3-锭翼顶端侧孔4-锭翼空心臂5-压掌6-粗纱筒管思考？喂入点加捻点捻陷点阻捻点假捻点卷绕点

粗纱加捻区的捻度分布AB区：

BC区：

翼锭(粗纱)加捻CD区：

DF区：

FG区：GH区：综上知，除AB区外，其它各区纱条的稳定捻度为：第三节粗纱的卷绕

卷装形式：两端为截头圆锥体，中间为圆柱体的一、实现粗纱卷绕的条件及其卷绕方程

径向：锭翼围绕筒管相对转动，使粗纱在筒管的径向一层一层卷绕。轴向：龙筋带动筒管相对锭翼上下移动（逐层缩短），使粗纱在筒管的轴向一圈挨一圈排列。（1）管导（2）翼导Nb—筒管回转速度（r/min）；Ns—锭翼的回转速度（r/min），即锭子转速。翼导时，锭翼与筒管的回转方向与卷绕方向相反，断头时易产生乱头或造成飞花。并且筒管转速随卷绕直径的增大而增大，大纱时会产生回转不稳的情况。（一）管纱的卷绕速度

任一时间内前罗拉输出的须条实际长度必须与筒管卷绕长度相等.（三）管纱的升降速度任一时间内龙筋升降的距离必须和筒管轴向卷绕高度相适应。VL—龙筋升降速度（mm/min）h—粗纱轴向卷绕圈距（mm）DX升降绕一层纱时间t一落纱时间二、粗纱机的卷绕机构变速装置：一对锥轮上锥轮（主动轮）由主轴传动，恒速回转，移动皮带受成形机构的控制而移动，使下锥轮（被动轮）获得变速。下锥轮的变速经卷绕变换牙后分别传动两个系统：（1）传动差动装置，再经摆动装置传给筒管。（2）通过升降齿轮传动换向齿轮和升降轴，使上龙筋获得升降线速度并逐次改变运动方向。差动装置差动装置的作用：把主轴传来的恒速和下锥轮传来的变速合成为一种速度，以传动筒管。差动装置的结构：差动装置在主轴上，其结构原理为一周转轮系，即使普通传动轮系中的某些齿轮随其轮臂绕主轴“公转”，使差动装置中的末轮获得因首轮“自转”和轮臂“公转”而传来的合成速度。成形装置当筒管卷完一层纱，即龙筋上升或下降至极限位置时，成形装置应同时完成三项动作：（1）使锥轮皮带向上锥轮小头移动一小段距离，以减慢筒管的卷绕速度和上龙筋的升降速度；（2）改变上龙筋的运动方向；（3）使上龙筋的升降动程缩短，以制成两端有截头圆锥形的卷装。无锥轮粗纱机

M1：锭翼转速M2：罗拉速度M3：龙筋升降速度M4：筒管速度三、粗纱的张力（一）粗纱的形成与分布为实现粗纱的正常卷绕，必须使其在卷绕过程中始终保持一定的张紧程度，即使粗纱受到一定的张力。1、粗纱张力的形成粗纱张力的来源：（1）在卷绕中，为保证筒管成形良好，筒管的卷绕速度通常略大于前罗拉的输出速度；（2）在粗纱从前罗拉输出到筒管的过程中，还需克服锭翼顶端、空心臂及压掌等处对其运动的摩擦阻力。2、粗纱张力的分布

Ta为ab段粗纱受的张力，称为纺纱张力，ef段的张力称为卷绕张力。通常用纺纱张力来表示粗纱的张力，此段的粗纱松弛下垂时，表示粗纱张力小，此段粗纱绷紧时，表示粗纱的张力大。

Tc>Tb>Ta，即纺纱张力最小，卷绕张力最大。（二）粗纱张力的影响张力大小张力均匀①张力过大，意外牵伸增加，粗纱条干恶化；②张力过小，成形松烂，贮存和退绕困难。张力大小不合适都会增加粗纱机和细纱机的断头率，增加劳动强度，降低生产效率。

③张力差异：例如同台、同排不同锭翼间的张力差异过大，会使粗纱卷绕直径和容量差异增大。张力不匀，影响粗纱的质量和断头。粗纱长片段质量发生差异，直接影响细纱的质量不匀与质量偏差。前排粗纱的纺纱段长度长，纱条抖动较大，还因前排导纱角较小，锭翼顶孔的捻陷现象较大，致使前排粗纱伸长率较大且不匀。可以通过使前排得到更大的假捻效应（例如，锭翼顶端刻槽或加假捻器等）来改善之。（三）粗纱张力的度量

粗纱伸长率是以同一时间内筒管上卷绕的实测长度与前罗拉输出的计算长度之差对前罗拉输出的计算长度之比的百分数表示。为粗纱伸长率(％)；L1为前罗拉输出粗纱的计算长度；L2为同一时间内筒管上卷绕粗纱的实测长度。（四）粗纱张力的调整

1、调节粗纱在运动中的摩擦力调节粗纱在锭翼顶端和压掌上的包围弧，可以调节纺纱张力和卷绕张力的比例；2、调整粗纱的卷绕速度通过升降速度（升降齿轮）、卷绕直径（空筒管直径）、锥轮皮带起始位置和每次移动距离（成形齿轮）等的调整，都可以调节粗纱的张力。试纺时的调整原则：先调整轴向卷绕密度，再调整小纱张力、中纱张力、大纱张力；调整轴向卷绕密度：调节升降齿轮（龙筋升降速度），使相邻纱圈间留有小于0.5mm缝隙；调整卷绕张力：①小纱时，调整锥轮皮带起始位置，偏差过大，可先改变卷绕齿轮（下铁炮牙）；②大纱时，调节成形齿轮，改变铁炮皮带每次移动的动程。一般小纱和大纱张力合适，则中纱也就合适，但应防止在纺纱过程中调换太频繁。控制粗纱张力的措施根据一落纱伸长率变化，用好张力微调装置；减少前后排伸长率差异，前后排使用假捻效果不同的假捻器；改变粗纱卷绕锭翼顶孔和压掌的绕圈数；保持正常的机械状态，锭翼通道光洁、回转稳定，压掌灵活、压力一致，龙筋升降、筒管传动稳定。保持正常生产前提下，降低铁炮速度可减少皮带滑溜，降低大、中、小纱伸长率差异。无锥轮粗纱机的张力控制第四节棉型粗纱

一、棉型粗纱机组成主要由喂入、牵伸、加捻、卷绕和成形等部分组成。1.喂入机构采用高架喂入方式。喂入机构由分条器、导条辊、导条喇叭和横动装置等组成。2.牵伸机构一般采用双胶圈牵伸形式。牵伸装置主要由罗拉、胶圈、胶辊、胶圈销、集合器、加压装置、清洁装置及胶圈控制元件(上下胶圈或上下胶圈架、胶圈张力装置及隔距块)等组成。采用四罗拉双短皮圈装置，特点是集合器不放在主牵伸区，而放在前整理区，形成“牵伸区中不集束，集束区中不牵伸”。纺出的粗纱外表光滑，有利于减少细纱毛羽。FA401、FA421粗纱机牵伸装置胶辊与胶圈胶圈销隔距块摇架1.浮游区长度

定义：指皮圈钳口至前罗拉钳口间的距离，常以上销后下销的前缘至前罗拉中心线间的最小距离表示。缩短浮游区长度一方面减少浮游区中未被控制的短纤维的数量，另一方面胶圈钳口摩擦力界相应向前方伸展，使纤维在胶圈部分的摩擦长度增加，加强了对浮游纤维的控制力。缩短浮游区长度，会使牵伸区内纤维变速点分布向前钳口靠近而集中，并有利于纤维变速稳定。但牵伸力相应增大，必须加重前钳口的压力，以解决牵伸力大而握持力不足的矛盾。2.胶圈中部摩擦力界双胶圈牵伸的上、下胶圈，在运行过程中受到胶圈销摩擦阻力的作用，其工作边均呈松弛状态。在运行中易出现中凹现象，摩擦力界减弱和不稳定。改进销子的型式对胶圈中部的摩擦力界作用很大，现广泛应用的两种销子形式是上销下压式或下销上托式。即利用上销尾部将胶圈中部下压或下销中部凸出，使胶圈部分的通道稍呈曲线，以加强胶圈中部对纱条的控制作用。3.胶圈钳口的摩擦力界强度

★固定钳口：（1）在胶圈材料和销子型式决定以后，销子开口就成为调整胶圈钳口部分摩擦力界强度的工艺参数。（2）胶圈钳口对纱条的摩擦力界布置是完全由胶圈弹性压力来实现的。（3）胶圈的弹性力则取决于胶圈材料，销子前缘高度或胶圈前端的曲率及销子开口的大小。（4）必须选用合适的销子钳口，既具有一定压力，又要波动小。★弹性钳口：（1）由弹簧摆动上销、曲面下销及一对长短皮圈组成，（2）弹性钳口借弹簧作用，使上销能在一定范围内上下摆动，具有自调作用，能适应喂入须条的特数变化。（3）生产中需确定弹簧的起始压力和钳口的原始隔距。3、加捻机构加捻机构主要由锭子、锭翼、假捻器等组成。对粗纱的加捻由锭翼来完成。二、主要工艺参数作用及选择

(一)粗纱定量

粗纱定量应根据熟条定量、细纱机牵伸能力、成纱线密度、纺纱品种、产品质量要求以及粗纱设备性能和供应情况等各项因素综合选择。一般粗纱定量在2-6g/10m。纺特细特纱时，粗纱定量以2-2.5g／10m为宜。(二)锭速主要与纤维特性、粗纱卷装、锭翼性能等有关。一般纺涤棉混纺纤维的锭速可略低于纺棉纤维的锭速，而略高于纺中长化纤的锭速。卷装较小的锭速可高于卷装较大的锭速。(三)牵伸1、总牵伸倍数根据细纱线密度、细纱机的牵伸倍数、熟条定量、粗纱机的牵伸效能决定。在细纱牵伸能力较高时，粗纱机可配置较低的牵伸倍数以有利于成纱质量。目前，双胶圈牵伸装置粗纱机的牵伸范围为4-12倍，一般常用5-10倍。2、牵伸分配主要根据粗纱机的牵伸形式和总牵伸倍数决定，同时参照熟条定量、粗纱定量和所纺品种等合理配置。牵伸倍数主要由前牵伸区承担；后区牵伸是简单罗拉牵伸，牵伸倍数不宜过大，采用张力牵伸，牵伸倍数一般1.12-1.48倍。四罗拉双胶圈牵伸前部为整理区，由于该区不承担牵伸任务，所以只需1.05倍的张力牵伸，以保证纤维在集束区中的有序排列。(四)罗拉握持距主要根据纤维品质长度Lp而定，并参照纤维的整齐度和牵伸区中牵伸力的大小综合考虑，以不使纤维断裂