纺纱学讲义第6章 并条

第六章并条

第一节并条工序概述

一、生条直接纺纱带来的问题

1、生条的重量不匀率大。一般在4%左右，直接用生条纺纱时，成纱的重量偏差及重量不匀率难以

控制。

2、生条中纤维伸直平行度差。直接用生条纺纱时，成纱的条干不匀率及强力差。

3、生条中有少量的棉束。直接用生条纺纱时，造成很多的粗节与细节。

二、并条工序的任务

1、并合将6〜8根棉条并合喂入并条机，以改善条子长片段不匀率。生条的重量不匀率约为

4.0%左右，经过并合后熟条的重量不匀率可降到1%以下。

2、牵伸为了不使并合后制成的棉条变粗，须经牵伸使之变细。牵伸可使呈卷曲状态的纤维平行

伸直，并使小棉束分离为单纤维，改善棉条的结构。

3、混合通过各道并条机的并合与牵伸，可使各种不同性能的纤维得到充分混合。

4、定量控制：通过对条子定量的微调，将熟条的重量偏差率控制在一定范围以内，保证细纱的重

量偏差率符合要求，并降低细纱的重量不匀率。

5、成条将并条机制成的棉条有规则的圈放在棉条筒内。

三、国产并条机的发展

第一个阶段是在50年代中期到60年代初期生产的第一代“1”字号并条机，如1242、1243、1241

型，出条速度在70-80m∕min,四罗拉渐进牵伸。已经淘汰。

60年代中期生产的第二代“A”系列并条机，如A272A、B、C型，A272F型等，三上四下曲线牵

伸，设计速度提高为200〜25Om/min（实际生产速度为180~220m∕min）（.

改革开放以来，在消化吸收国外先进技术的基础上，我国又研制生产了一批具有高速度、高效率、

高质高产，自动化程度较高的第三代FA系列并条机，三上三下+导向皮辐的压力棒曲线牵伸，例如

FA302、FA303、FA305、FA306、FA31KFA322型,其出条速度为150〜600m/min。

四、并条机的工艺流程

1、喂入部分：棉条筒、导条辑、给棉罗拉。

2、牵伸部分：牵伸罗拉、牵伸皮根、加压机构等。牵伸罗拉的表面有沟槽，皮辐也称为上罗拉，

皮辐依靠下罗拉回转摩擦带动。弹簧摇架加压、气压加压等。

3、成条部分：集束器、圈条器等。

并条机的喂入型式有平台式和高架式。平台式的导条台成V字形，可托持棉条，并使之依次平行

排列，通过平台进入牵伸装置。平台上有导条柱，用来改变棉条的前进方向。此种型式整洁美观，光

线明亮，清洁方便，但最远的条筒离给棉罗拉距离较远摩擦力大，且棉条在转向时也受到较大的摩擦

阻力，故限制了并条机速度的进一步提高。高架式，巡回路线短；棉条垂直积极上引、打折少可减少

意外伸长，但长期停车后由于条子易下垂，造成意外伸长，故对纤维伸直度好的细特精梳棉条一般不

宜采用此型式。

El1ASFA306型并条机工艺过程示意图

1-飞入棉条蔺公昱裴曳⅛3-森胡燹位4-弦仲装置5-导向港置

6-E彩导管7-金侬技8.幽阪盘9-粕出棉条筒10-倬食加压将笑

第二节并合原理

一、并合的均匀作用

1.并合的均匀作用

以两根棉条并合为例，说明并合的均匀作用。每根棉条分为

（I）一根条子的粗节与另一根条子的细节相并合，并合后须条完全均匀。

（2）两根条子的粗节与粗节、细节与细节相并合，须条不匀率没有改善，但也没有恶化。

（3）随机并合，须条不匀部分改善，不匀率降低。

因此，任何两根棉条相并合，总存在粗、细段相遇的机会，使棉条的均匀度得到改善。

2、并合前后棉条不匀率间的关系

设n根定量相同、不匀率CO相同的纤维条并合后（n根棉条相并合，并且它们5米长度片段平均

重量及不匀率都相等）。C为并合后棉条的不匀率，利用数理统计的方法可进行推证出两者之间的关系

为:

c-G(7-2-1)

上式只是近似关系式，因为各根棉条的5m片段间的平均重量并不相等。由上式可见:

（1）并合前各根棉条的不匀率越小，则并合后棉条的不匀率就越小。

（2）并合根数越多，并合后棉条的不匀率越低。

（3）并合根数的确定：n大于8时，并合效果不明显；n大时，机器的占地面积大；n过大时，牵

伸倍数需相应增大，会引起短片段不匀增大。曲线前段陡峭，后段平滑，说明并合根数越少时，并合

效果非常显著，当并合根数超过一定范围时再增加并合数，并和效果就逐渐不明显了。这是因为并合

根数多，牵伸倍数也越大，由于牵伸装置对纤维的控制不尽完善，而带来的条干不匀也越大，所以应

全面考虑并合与牵伸的综合效果。

H⅛

幡

K*∙κ

W÷

嘤*

簟≡

也γ

泼r

梅条片♦-3,

图7-2-1并和效果与并和根数

3、并合道数与总并合数

涤/棉:

棉：开一梳一精准

涤：开一梳一预并

纯棉：

精梳一并一因为精梳棉条中的纤维较为伸直、平行

普梳一头并一末并因为并条可改善伸直平行度。

总并合数=并1*并2

如头并6根棉条，二并8根棉条，则总并合数=6*8=48

二、改善棉条不匀率的途径

（-）棉条不匀率的种类及相互关系

1、棉条不匀率的种类

根据取样方法不同，可分为下面3种。

（1）内不匀CN：同一眼或同一卷装内单位长度重量（5米长度重量）之间的不匀。它反映棉条的

重量随时间的变化关系。

（2）外不匀CW：不同卷装的棉条各取一段称重计算出的不匀。它反映不同卷装之间的重量差异。

（3）总不匀CZ：对不同卷装连续取样，分段称重后计算得出的不匀。它是内不匀及外不匀的综合

反映。在实际生产中测试时，样品取自不同的台、眼，反映出来的不匀率是总不匀率

2、三种不匀间的关系

利用数理统计推出：

Cz2=C.2+CN2

（-）降低棉条不匀率的途径

1、棉条轻重搭配喂入并条机：不同梳棉机出来的条子搭配并合。如6根轻条集中在并条机的某一

眼喂入，而重条在另一眼喂入，采用相同的牵伸倍数，这两眼输出的棉条仍是一眼轻一眼重，虽然内

不匀有所改善，但外不匀却不会降低。因此，须将轻条、重条、轻重适中的棉条搭配喂入并条机的每

个眼才能降低各眼输出棉条的外不匀率。

2、积极式喂入：减少意外牵伸

3、采用高灵敏度的断头自停装置：保证喂入根数，防止漏条或交叉重叠。

第三节罗拉牵伸的基本原理

一、牵伸的基本概念

（一）牵伸的作用：将须条抽长拉细，即使须条内各纤维沿轴向（长度方向）产生相互间的位移,

从而使纤维排列在更长的长度上，使须条截面减细变薄。这是一个降低产品线密度的过程。

罗拉牵伸：利用不同转速的罗拉握持纤维条，使纤维条抽长拉细。

并条机的牵伸机构由罗拉和胶辐组成牵伸钳口，每两对相邻的罗拉组成一个牵伸区。

（-）实现牵伸的条件

1、实现牵伸的条件

（1）握持力：必须对皮辑（上罗拉）施加一定的压力F,使罗拉钳口对纤维条产生足够的握持力。

（2）两对罗拉必需有相对速度：输出罗拉的表面线速度Vl大于输入罗拉的表面线速度V2,即

Vl>V2i

（3）两钳口必需有适当的距离：前后罗拉钳口之间的握持距要大于纤维品质长度Lp或化纤平均

长度L,以避免纤维的损伤。

2、牵伸类型

（1）张力牵伸（第一类牵伸）：当两握持点的相对速度很小，或施加的外力不足以克服纤维间的

摩擦力和抱合力，则须条中纤维之间未发生轴向的相对位移，须条伸长仅是须条中纤维的伸直或弹性

伸长。一旦外力消除，这种伸长又恢复原状。

（2）位移牵伸（第二类牵伸）：当两握持点间存在较大的相对速度，且外力足以克服纤维间的摩

擦力和抱合力，使纤维间产生相对运动，须条被抽长拉细，当外力消除后将保持被牵伸的状态。

（三）牵伸倍数

将须条抽长拉细的倍数称为牵伸倍数，有以下两种表示方法：

1、机械牵伸倍数Em：前罗输出速度与后罗拉输出速度之比，用公式表示为:

Em=Vl/V2

式中：Vl表示罗拉输出速度，V2表示罗拉喂入速度。

可见牵伸倍数与罗拉的表面线速度成正比。实际上，牵伸过程中有落棉产生，皮辐也有滑溜现象,

前者使牵伸倍数增大，后者使牵伸倍数减小。

2、实际牵伸倍数Ep：喂入须条的定量与输出须条定量之比，用公式表示为：

Ep=W2/Wl

式中：Wl为输出产品单位长度的质量；W2为喂入产品单位长度的质量。实际生产中，通过调节罗

拉的速度来达到需要的牵伸倍数。在棉纺工艺中，一般实际牵伸倍数小于计算牵伸倍数。

3、牵伸效率C1：实际牵伸倍数与机械牵伸倍数之比，即为：

r∣=(Ep/Em)X100%

实际生产中常用l∕η,算出Em,然后确定牵伸变换齿轮的齿数。工艺上把l∕η称为牵伸配合率，

其值由统计资料取得。

(四)总牵伸与部分牵伸

一个牵伸机构常由几对罗拉组成几个牵伸区(多区牵伸机构)，相邻两对罗拉间的牵伸倍数称为部

分牵伸倍数，最后一对罗拉到最前一对罗拉的牵伸倍数称为总牵伸倍数。总牵伸等于各部分牵伸的连

乘积。

1、总牵伸倍数E：最前罗拉线速度与最后罗拉线速度之比。

2、部分牵伸倍数e：相邻两对罗拉线速度之比。

例：三对罗拉组成二个牵伸区：V1>V2>V3;

el=Vl∕V2;e2=V2∕V3;则E=elXe20

四对罗拉组成三个牵伸区：V1>V2>V3>V4;

el=Vl∕V2;e2=V2∕V3ie3=V3∕V4;则E=elXe2Xe3.

可知，总牵伸倍数等于各部分牵伸倍数之积。

工艺上一般根据总牵伸倍数大小来分配各牵伸区的部分牵伸倍数一牵伸分配；一般前区牵伸大，

后区牵伸小；当纤维条经若干机台牵伸后，其总牵伸倍数等于各机台总牵伸倍数的乘积。

二、牵伸过程中纤维的运动

从熟条到成纱的产品条干均匀度总是变差的。如熟条的条干CV%一般为跳-6%；粗纱的条干CV/一

般为涨-9%：细纱条干CV%一般为13%T8%°为什么在牵伸过程中条干会变差呢？实践证明是由牵伸造

成的。

(-)纤维运动的类型

控制纤维：受前罗拉或后罗拉握持，并以该罗拉表面速度运动的纤维。包括前纤维和后纤维

浮游纤维：未被前罗拉或后罗拉握持的纤维。

快速纤维：以前罗拉表面速度运动的纤维，包括前纤维和已变为前罗拉速度的浮游纤维。

慢速纤维：以后罗拉速度运动的纤维，包括后纤维和未变速的浮游纤维。

（-）纤维变速点分布与须条不匀

1、理想牵伸（牵伸过程中纤维的正常移距）

移距：变化的纤维距离

为了研究牵伸区内纤维的运动需作以下假设：（I）所有纤维都是伸直平行、等长的；（2）每根纤

维都是当其头端运动到前罗拉钳口时，其速度由后罗拉速度转变为前罗拉速度。（牵伸区内的纤维只有

两种运动状态，即快速纤维与慢速纤维。）

为了研究问题的方便，以最简单的牵伸区为研究对象，然后将研究结果扩大到多牵伸区。

图7-3-2牵伸后纤维的正常移距

A

图7-3-3纤维头端在不同界面变速的移距

如图7-3-2,假若纤维头端都在前钳口变速，aθ为牵伸前纤维头端距离，al为牵伸后纤维头端的

距离。当纤维A头端到达前钳口时以快速运动，当纤维B到达前钳口所用的时间t为:

t=aθ∕v2

在t时间内，A纤维前进的距离a为:

a=vl×t=EXaO

由此可知：须条牵伸后与牵伸前相比，纤维头端拉长了E倍，故牵伸的实质是各根纤维在纱条中

沿纱条轴向的相对位置产生了变化，将纤维分布到较长的长度上去了。因此按照此规律牵伸，牵伸前

后的均匀度没有变化。

但实事上罗拉牵伸影响纱条条干，这说明纱条在牵伸过程中，纤维头端同时在前钳口变速与实际

情况是不相符的。于是人们通过各种实验去探求牵伸区内纤维运动与纱条不匀的关系。最简单的实验

是，将两根颜色纤维夹在须条内其头端距离为aθ,经E倍的牵伸后发现纤维头端的距离al很少等于

E*a0o这充分说明在实际牵伸中纤维头端并不在同一截面上变速。

2、移距偏差

因纤维长度不等，不完全伸直平行，变速点不同，牵伸后的移距很少等于正常移距(EXaO)o

如图7-3-3所示，设IT截面为A纤维头端的变速点，2-2为B纤维头端的变速点，X为两变速

截面的距离。

(1)当A纤维开始变速时，B纤维距变速点的距离为：X+aO；

(2)B纤维到达2-2的时间为：t=(X+aO)/V2；

(3)在t时间内，A纤维前进的距离为：VlXt=a+X；

(4)牵伸后纤维头端距离为：

a=Vl(X+aO)∕V2-X=EaO-AX(E-I)

如果1-1为B纤维的变速截面、2-2为A纤维的变速点，则牵伸后纤维的头端移距为：

a=Vl(X+aO)∕V2-X=EaO-X(E-I)

因此：

a=Vl(X+aO)∕V2-X=EaO±X(E-I)

“+”号表示牵伸后纤维头端之间的距离大于正常的移距，在纱条中形成细节，“」’号表示牵伸后

纤维头端之间的距离小于正常的移距，在纱条中形成粗节。

由此在实际牵伸中，正是这种移距偏差即牵伸过程中纤维在不同的截面上变速，才使纱条牵伸后

产生附加不匀。于是，人们就研究在牵伸区内的纤维变速问题。

3、牵伸内纤维变速点的分布

通过实验，对简单罗拉牵伸区内纤维变速点分布(即变速位置)如图7-3-5所示。

F1

图7-3-5简单罗拉牵伸区内纤维变速点的分布

曲线表明：

（1）牵伸过程中纤维头端变速的位置不同，形成一种分布。

（2）长纤维变速点分布较集中且向前钳口靠近（曲线2）；短纤维变速点分布较分散且距前钳口

较远（曲线3）。

另外，用不同的牵伸形式进行实验时，纤维变速点的分布曲线不同。两对罗拉牵伸型式的纤维变

速点分布最为分散，输出纱条的条干均匀度最差。

为了获得均匀的产品应使纤维头端变速点分布尽可能向前钳口处集中而稳定。

实验结果和公式al=aO∙E±Dx（ET）说明，为获得均匀的产品，应尽量使DX（E-I）减小，进而使DX

减小，要使DX减小就要使罗拉牵伸区的距离减小，这样才能使变速点集中。即要求纤维变速的位置向

前钳口集中。（实验结果表明，越靠近前钳口，变速点越集中）所以，纺特细高支纱必须用长纤维。

要求纤维头端变速位置尽可能向前钳口集中，就须研究牵伸过程中纤维是如何变速的。在简单罗

拉牵伸区内，受后罗拉握持的纤维以后罗拉的速度慢速运动，被前罗拉握持的纤维以前罗拉的表面速

度快速运动，而对于长度小于罗拉握持距的纤维（浮游纤维），它们的运动速度是快还是慢呢？由于浮

游纤维的周围即有快速纤维也有慢速纤维，快速纤维对浮游纤维的摩擦力引导着纤维加速（称之为引

导力），而慢速纤维则控制着浮游纤维阻止其加速（称之为控制力），当引导力大于控制力时，浮游纤

维快速运动，反之慢速运动。引导力与控制力的大小由浮游纤维周围快速、慢速纤维的数量以及纤维

间的压力决定。因此，必须进一步分析牵伸区内纤维的数量分布以及纱条的摩擦力界分布。

（三）牵伸区内纤维的数量分布

1、纤维的数量分布

将罗拉之间的须条取出，两端用夹子夹住，然后将须条分为两撮须丛，未被握持的浮游纤维，可

用梳子将其梳理掉，这样就可得到前钳口和后钳口握持的纤维在牵伸区内各个截面上的数量分布。已

知总的纤维分布的曲线，前纤维分布曲线和后纤维分布曲线，可用总纤维分布的曲线将两个曲线相减

即可。可见浮游纤维分布在牵伸区的中部，一般在后钳口处，由于其周围纤维多为慢速纤维，所以浮

游纤维为慢速纤维；在前钳口处，由于其周围多为快速纤维，且越向前快速纤维数量越多，所以，浮

游纤维变为快速纤维。按前、后纤维的比例，把浮游纤维分配成快速纤维和慢速纤维两部分，再和前

后纤维相加，得到快速纤维的数量分布k（x）和慢速纤维的数量分布K（x）。

图7-3-6简单罗拉牵伸区纤维数量分布

2、影响牵伸区内纤维数量分布的因素

（1）罗拉隔距R：R增大，前、后纤维数量不变，浮游纤维的数量增加。

（2）牵伸倍数E：E增大，前钳口握持的纤维数量减少，对变细曲线的形态有影响。

（3）喂入须条纤维数量T：当T和E按比例增加，前纤维数量不变，后纤维数量增加，浮游纤维

数量增加。

（四）摩擦力界

纤维在牵伸过程中的运动决定于牵伸过程中作用于纤维上的外力。作用在整个须条中各根纤维上

的力如果不均匀、不稳定，就会引起纤维变速点的分布不稳定。

1、定义：在牵伸区中，纤维与纤维间、纤维与牵伸装置部件之间的摩擦力所作用的空间称为摩擦

力界。摩擦力界具有一定的长度、宽度与压强，且各点的压强不同，形成一种分布。摩擦力界是个三

维空间，一般将其分解为两个平面，沿须条方向的分布称为纵向摩擦力界分布，垂直于须条方向的平

面称为横向摩擦力界分布。

摩擦力界的纵向分布：沿须条方向，由于皮辑加压后，上下罗拉中心线上须条的压力最大，纤维

相对滑动产生的摩擦力最大，沿须条轴向向两边减小。在ab线左方或cd线右方须条的压力接近于零,

但因为纤维间的抱合力而仍有一定的摩擦力强度。

摩擦力界的横向分布：垂直于须条方向，因皮较有弹性，加压后变形，须条表面全被包围，纤维

也受到较大的压力，故分布比较均匀。当皮辐没有弹性时边缘纤维不容易控制，因此皮辑的质量很重

要。

图5-3-7罗拉钳口下摩擦力界分布图5-3-8简单罗拉牵伸区摩擦力界分布

2、影响摩擦力界的因素

（1）加压量：皮辑的压力增加，钳口内的纤维丛被压得更紧，摩擦力界长度扩展，且摩擦力界强

度分布的峰值也增大（曲线m2）。

（2）罗拉直径：罗拉直径增大时，摩擦力界纵向长度扩展，但摩擦力界峰值减小。这是因为同样

的压力分配在较大的面积上（曲线m3）。

（3）棉条定量增加：棉条定量增加，而其他条件不变，则加压后须条的宽度与厚度均有所增加，

加大了与皮辑和罗拉的接触面积，摩擦力界分布曲线的峰值降低，长度扩展，与m3形态相似。

3、一个牵伸区内的摩擦力界分布

在一个牵伸区中，两对罗拉各自形成的摩擦力界连贯起来，就组成了简单罗拉牵伸区摩擦力界分

布。由图可见中部摩擦力界的强度较弱，只是纤维间的抱合力，控制纤维的能力较差，致使较短的纤

维变速点不稳定，恶化产品条干。

显然，简单罗拉牵伸装置的摩擦力强度分布不能满足要求。

在实际牵伸装置中，应合理配置罗拉钳口或采用附加元件来产生一个附加摩擦力界。如：并条机

上的压力棒、粗纱和细纱机上的双皮圈装置等，以扩展后部摩擦力界，控制浮游纤维，使变速点尽量

稳定在前钳口附近。

（五）牵伸区内纤维运动的控制

在牵伸过程中，控制纤维的运动，是提高须条均匀度的关键。

牵伸装置对纤维运动的控制依靠其对摩擦力界合理布置而建立的。

1,摩擦力界布置

摩擦力界布置应该使其一方面满足作用于个别纤维上的要求，同时又能满足作用于整个牵伸须条

上力的要求。

对于个别纤维而言，适当加强控制力，并减少引导力，可以使纤维变速点向前钳口靠近，并有利

于变速点的相对稳定。

对于整个须条而言，牵伸力应具有适当数值，并保持稳定。根据适当加强对浮游纤维的控制力，

并减弱其对引导力的要求，在牵伸区纵向，应将后钳口的摩擦力界向前逐渐扩展并逐渐减弱，意味着

加强慢速纤维对浮游纤维的控制，同时又能让比例逐渐增加的快速纤维从须条中顺利抽出，而不影响

其他纤维的运动。

前钳口摩擦力界在纵向分布状态应高而狭，以便稳定地发挥对浮游纤维的引导作用，这样，可以

保证纤维变速点分布向前钳口附近集中且相对稳定。

2.附加摩擦力界的应用

根据摩擦力界分布的理论要求，仅有二对罗拉组成的摩擦力界分布是不能满足要求的。在牵伸区

域中，由于二对罗拉之间有一定的隔距，且隔距主要适应所加工纤维长度的需要，因此由两对罗拉所

建立的摩擦力界，其扩展到牵伸区的中部时，强度已经很弱，甚至在牵伸区中部的较长一段距离上，

摩擦力界主要依靠纤维之间的抱合力来建立，因此控制力和引导力不稳定，波动较大，在此情况下，

浮游纤维的运动将不能得到很好的控制，变速点分布离散度大，且不稳定。因此，需要在牵伸区中装

有附加摩擦力界，以加强牵伸区中部摩擦力界，达到既控制浮游纤维运动，又不阻碍快速纤维运动的

作用。

目前，常用的附加摩擦力界机构为皮圈、轻质辑、压力棒、曲线牵伸等（并条机上采用压力棒或

轻质轻；粗纱、细纱机上采用双皮圈）。

（六）牵伸区内纤维的受力分析

1、控制力与引导力

（1）概念

引导力：牵伸区内任意一根浮游纤维都被周围的快速纤维和慢速纤维所包围。快速纤维对浮游纤

维的摩擦力fa称为引导力。慢速浮游纤维所受的周围快速纤维对它动摩擦力的总和——促进纤维加

速。

控制力：慢速纤维对浮游纤维的摩擦力fv称为控制力。慢速浮游纤维所受周围慢速纤维对它的极

限摩擦力的总和——阻止纤维变速。

（2）浮游纤维的变速条件：fa>fv

影响引导力和控制力的主要因素有：接触的快、慢速纤维的数量；摩擦力界的强度分布；浮游纤

维本身的长度和处在须条中的位置，以及纤维的摩擦性能。

（3）纤维变速过程及影响因素

a）纤维的浮游过程

b）浮游纤维接触快、慢速纤维数量的变化

c）牵伸区中的摩擦力界分布

d）纤维长度与罗拉隔距对纤维变速的影响

为了使牵伸过程中浮游纤维运动保持稳定，必须使引导力和控制力稳定。

2、牵伸力与握持力

（1）牵伸力：牵伸过程中，以前罗拉速度运动的快速纤维从周围的慢速纤维中抽出时，所受到的

摩擦阻力的总和，称为牵伸力。（将快速纤维和慢速纤维牵伸分开所用的力）

牵伸力与控制力、引导力的区别：牵伸力是指须条在牵伸过程中受到的摩擦阻力，而控制力和引

导力是对一根纤维而言的。

（2）握持力：罗拉钳口对须条作用力。其大小取决于钳口对须条的压力及上下罗拉与须条间的摩

擦力。

(3)正常牵伸的条件：握持力大于牵伸力。

牵伸力反映了牵伸区中快速纤维与慢速纤维之间的联系力，由于这种联系力的作用，使得须条紧

张，并引导慢速纤维在紧张伸直的状态下转变速度。因此，牵伸力应具有一适当的数值，并保持稳定,

这是保证牵伸区纤维运动稳定的必要条件。牵伸力不应过大，因为过大就意味着快速纤维与慢速纤维

之间联系力非常紧密，易带动慢速纤维提前变速，而使变速点分布离散度增加，恶化须条条干。

同时，如果前罗拉钳口对纤维的握持力小于牵伸力，会引起须条在钳口下打滑，牵伸不开。

3、影响握持力和牵伸力的因素

(1)影响握持力的因素：

皮辐加压：

纤维与罗拉间的摩擦系数：

皮辐与罗拉的状态：皮根的硬度、罗拉表面沟槽的形态及槽数、皮辐磨损中凹、皮短芯子缺油而

回转不灵活一。

(2)影响牵伸力的因素：

①牵伸倍数

a)当喂入棉条的线密度一定时，随牵伸倍数的增大，牵伸力先增大后减小。棉条临界牵伸倍数E

c=l.2〜1.3。

b)当输出棉条线密度维持不变，喂入棉条的线密度增大，牵伸倍数增大。

图7-3-11牵伸倍数与牵伸力图7-3-12罗拉钳口隔距与牵伸力

②摩擦力界

(a)罗拉握持距：罗拉隔距增大，牵伸力减小。

（b）皮辑加压：牵伸区中后钳口皮辐压力增大，后摩擦力界强度、范围增大，牵伸力也随之增大。

（C）附加摩擦力界：由于曲线牵伸机构的后摩擦力界扩展，因此，即使后钳口处压力与简单罗拉

牵伸相同，牵伸力也较大。如牵伸机构中采用集合器，压力棒等都会使牵伸区内附加摩擦力界增大，

牵伸力增大。

（d）喂入棉条的厚度和密度：当喂入棉条厚度增大时，摩擦力界分布长度扩展，牵伸力变大。实

验证明，当其他条件不变时，两根棉条并列喂入，其牵伸力为单根棉条的两倍；两根棉条上下重叠喂

入，牵伸力为单根棉条的3.2倍。

③纤维性质等的影响：纤维长度长，细度细，则同样号数的须条的截面中纤维根数多，且纤维在

较大的长度上受到摩擦阻力，所以牵伸力大，同时接触的纤维数量较多，抱合力一般较大，因而增加

了牵伸力。此外，纤维的平行伸直度愈差，纤维相互交叉纠缠摩擦力较大，牵伸力增大。

④温湿度：温湿度与牵伸力密切相关。温度增高时，纤维间摩擦系数小，牵伸力降低。一般情况

下，相对湿度增大，纤维摩擦系数增加，但相对湿度在34%〜76%时，相对湿度增加，牵伸过程中纤

维易于平行伸直，牵伸力反而降低。

三、牵伸过程中纤维的伸直

使纤维平行顺直是牵伸的目的之一，直接影响纱条的内在质量。纤维的伸直平行度与成纱的条干、

品质指标有着及为密切的关系，由平行度伸直度好的纤维构成的须条加捻成纱后，单纤维的强力得到

充分利用，成纱的品质指标得到保证。因此，研究牵伸过程中纤维伸直平行的基本原理，合理地确定

工艺流程和工艺参数，以使纤维取得最好的伸直、平行效果是很有必要的。

（-）纤维伸直的概念

在须条中纤维的形态一般分为三类：无弯钩的卷曲纤维、前弯钩纤维、后弯钩纤维。牵伸过程中

纤维的伸直过程，就是纤维自身各部分间发生相对运动（速度差）的过程，即是通过纤维各部分间发

生相对运动而实现的。相对运动的产生是纤维在运动过程中因相互间的摩擦作用而产生。以后弯钩纤

维为例，后弯钩纤维在运动中主体部分在前，周围的快速纤维多，弯钩部分在后，其周围的慢速纤维

多，快速纤维对主体部分的摩擦力使主体部分快速运动，慢速纤维使弯钩部分慢速运动，因此主体和

弯钩部分产生了速度差，使得弯钩部分伸直。同理，前弯钩纤维中的弯钩部分在前，弯钩运动快，后

部由慢速纤维摩擦伸直。

弯钩纤维的伸直是通过主体与弯钩产生相对运动而实现。前弯钩纤维伸宜是弯钩快速、主体慢速

的结果：后弯钩纤维伸直是主体快速、弯钩慢速的结果。

弯钩纤维能否伸直，必须具备以下三个条件：弯钩与主体部分必须有相对运动即速度差（早变速,

如对于前弯钩纤维，要求弯钩部分比主体部分早变速，对于后弯钩纤维要求主体部分比弯钩部分早变

速）；伸直延续时间即速度差（或相对运动）必须保持一定的时间，时间太短了不能很好地达到伸直效

果：作用力即弯钩纤维所受到的引导力和控制力应相适应（作用在纤维弯钩和主体上的控制力和引导

力要能满足纤维变速和不变速的要求）。还要求两类摩擦力的差值必须能克服弯钩屈曲处的抗弯刚度。

（二）纤维伸直的力学条件

取牵伸区中前、后弯钩纤维各一根进行讨论。由于这两根纤维受周围接触的快慢速纤维及其摩擦

力界的作用，在牵伸过程中其弯钩部分和主体部分受到引导力和控制力的作用，如图所示，设ΣFAi为

作用在弯钩部分的引导力；

ΣFRi作用在弯钩部分的控制力；

ΣF,Ai作用在弯钩部分的引导力；

EF'Ri作用在主体部分的控制力；

1、前弯钩纤维发生伸直作用的条件：

弯钩变速：ΣFAi-∑FRi>B,由于B值很小，可以忽略不计，ΣFAi>EFRi

主体不变速：ΣF,Ri>ΣF,Ai

由于前弯钩纤维主体部分在牵伸区的中后部，与慢速纤维接触多，受控制作用较强，所以保持慢

速较容易。而弯钩部分能否伸直的关键在与弯钩部分能否快速，这与弯钩部分接触快速纤维的几率有

光。当喂入须条定量不变而提高牵伸倍数时，由于接触的快速纤维少，从作用力的条件看，对前弯钩

伸直不利。

2、后弯钩纤维发生伸直作用的条件是：

主体变速：ΣF,Ai>ΣF,Ri

弯钩不变速：ΣFRi>ΣFAi

由于后弯钩纤维主体部分的头端很快进入前钳口，使主体快速容易实现，而后弯钩能否伸直的关

键在于弯钩部分能否保持慢速，这与它接触慢速纤维的机率有关，当输出不变提高牵伸倍数时，接触

慢速纤维的几率增大，有利于后弯钩的伸直。

加强后部摩擦力界，有利于纤维的伸直，尤其是后弯钩纤维的伸直（因为后弯钩纤维能否变速主

要在于弯钩部分能否保持慢速，当后部摩擦力界加强时弯钩可保持慢速）。

牵伸过程中快速纤维从慢速纤维中抽出，其后端受到慢速纤维摩擦力的作用而伸直，而慢速纤维

前端受到快速纤维摩擦力的作用而伸直。

由于牵伸区慢速纤维多于快速纤维，故后弯钩易得到伸直。

(Ξ)纤维伸直过程的延续时间

纤维能否伸直以及伸直效果如何，还与速度差延续时间的长短有关。弯钩纤维除作上述随机运动

外，还受前钳口的干扰。

在分析具体的问题之前先分析纤维开始变速的最大可能位置。在牵伸区内快、慢速纤维数量分布

的情况如图所示，在两曲线的交点R'处，两类纤维的数量相等。我们可以近似地认为作用于该处两

类纤维片段上的摩擦力也是相等的，故R'称作变速点或然率最大位置。

在研究弯钩纤维的“弯钩”或“主体”的变速位置时，为了简化问题，可以认为当“弯钩”或“主

体”的中点越过了变速点或然率最大位置R'时纤维(弯钩或主体)开始变速。对于弯钩纤维来说，

如弯钩的中点到达R'点时弯钩变速，当主体的中点到达R'后主体变速，理论上变速结束的时刻为主

体的中点或弯钩的中点也到达R'时。变速点开始和变速点结束的时间间隔为纤维伸直的延续时间。

纤维能否伸直以及伸直效果的好坏，在很大程度上取决于伸直过程的延续时间。对于后弯钩纤维,

开始伸直的最大可能位置是主体部分的中点越过了快慢速纤维数量相等的R'点，事实上由于主体的

长度较长，它的中点还未到达R'点时，其头端可能已经进入前钳口线FF',由于前钳口的握持力

迫使主体部分提前变速，因此延长了弯钩伸直的延续时间，提高了伸直效果；相反，对于前弯钩纤维,

开始伸直的位置是弯钩的中点越过了R'点，而纤维弯曲点的位置还未到达前钳口，主体部分的中点

尚未到达R'点。但当前弯钩纤维伸直发生后，由于弯曲点很快进入前钳口，迫使整根纤维作快速运

动，使伸直过程中断，因此缩短了弯钩伸直的延续时间，降低了伸直效果。

可见，由于前钳口的强制握持作用，使后弯钩纤维伸直延续时间长，前弯钩纤维伸直延续时间短,

所以，罗拉牵伸有利于后弯钩纤维的伸直。

前钳口的强制握持作用，对后弯钩纤维的伸直有利，对前弯钩纤维的伸直不利。

牵伸倍数越大，对后弯钩纤维的伸直效果越好，而对前弯钩纤维的伸直效果越差。前弯钩纤维只

有在小牵伸时才有较充分的伸直。

(三)弯钩纤维的伸直效果

综合上面的分析，采用多大的牵伸倍数才能使前、后弯钩纤维得到最佳伸直效果，是工艺上应予

探讨的问题。经过对前后弯钩纤维伸直效果的分析，可找出弯钩纤维的原始伸直度与经过一次牵伸后

的结果伸直度及牵伸倍数三者间的关系，然后绘出函数的图形。

弯钩纤维的伸直度可以用伸直系数n来表示。

η=主体部分的长度/纤维的实际长度

n值应该什么样的范围内呢？(0.5<η<1)

经过牵伸后，弯钩纤维的“主体”部分长度增大，“弯钩”部分长度减小，伸直系数相应增大。若

用n表示伸直作用开始前的伸直系数，n'表示伸直作用结束后的伸直系数，贝M'>∏。

(1)后弯钩纤维的伸直效果

甲：牵伸倍数较小时，主体到达R'点时，纤维头端还未进入前钳口(因为E大时，R'点后移)，

不受前钳口干扰，伸直效果较差。

乙：牵伸倍数较大时，受前钳口干扰，伸直效果好。

丙：牵伸倍数更大时，伸直效果因两种因素相互抵消而不太显著。

图中①、②、③三个区域的图像表明各种原始伸直系数的后弯钩纤维，经牵伸后，其伸直系数都

随牵伸倍数的增大而提高。即牵伸倍数越大，后弯钩纤维的伸直效果越好。

(2)前弯钩纤维的伸直效果

甲：牵伸倍数较小时，伸直过程结束前，弯曲点尚未进入前钳口，不受前钳口干扰，伸直效果好。

乙：牵伸倍数较大，伸直过程受前钳口干扰，伸直效果差。

丙：牵伸倍数更大，弯钩的中点未到达R'时，弯曲点已进入前钳口，没有伸直

1：牵伸倍数较小时，对前弯钩有一定的伸直作用，伸直效果随E增大而相应增大；

2：牵伸倍数继续增大，伸直效果降低；

3：牵伸倍数更大时，前弯钩没有伸直效果。因为延续时间=0

(3)弯钩伸直作用分析对实际工作的指导意义

由于梳棉生条中大部分纤维呈后弯钩状态，条子从条筒中引出后每经过一道工序，纤维发生一次

倒向，所以使喂入头道并条机的生条中前弯钩纤维居多，喂入二道并条机的半熟条中后弯钩纤维居多。

因此，在头道并条的后牵伸区采用较小的牵伸倍数(1.06—2.00),有利于前弯钩伸直；在二道并条

的主牵伸区采用较大的牵伸倍数，有利于后弯钩的伸直。并条机道数间的牵伸配置采用头道小二道大,

有利于消除后弯钩，可提高纤维的伸直度。由于细纱机是伸直纤维的最后一道工序，且牵伸倍数最大,

有利于消除后弯钩，因此为了使喂入细纱机的粗纱中后弯钩纤维为主，在普梳纺纱工艺中，梳棉与细

纱之间的工艺道数应符合“奇数原则”，这样有利于弯钩伸直。

奇数法则：在梳棉机上，因锡林和道夫的针齿配置方向及分梳凝聚作用，使输送到棉条筒的生条

中，大部分纤维呈后弯状态。条子从条筒中引出，每喂入一道工序时，纤维必然发生一次倒向，所以

使喂入头道并条机的条子中前弯钩纤维居多，喂入二道并条机的条子中后弯钩纤维居多。由于细纱机

是伸直纤维的最后一道工序，而且牵伸倍数最高，有利于消除后弯钩。为了使喂入细纱机的粗纱中后

弯钩占大多数并得到伸直，就要求在粗梳系统中，在梳棉与细纱之间的工序道数按奇数配置。这样有

利于弯钩纤维的伸直，这个工艺原则就是奇数法则。

♦13

图7-3-15-前弯钩纤维伸直效果的函数图像图7-3-15后弯钩纤维伸直效果的函数图像

第四节并条机的牵伸型式及工艺配置

一、并条机的牵伸型式

并条机牵伸装置的发展经历了四罗拉渐增牵伸、双区直线牵伸和曲线牵伸等过程。其牵伸形式、

牵伸区内摩擦力界布置越来越有利于控制牵伸区内浮游纤维的运动。改善纤维的伸直平行度，提高棉

条的条干均匀度，而且应能适应高速的要求。现在国内的并条机一般采用压力棒曲线牵伸，新型的压

力棒牵伸，使牵伸过程中纤维变速点分布集中、条干均匀、品质好。

HQ306/HQ306A并条机：三上三下压力棒曲线牵伸机

（一）直线牵伸

四上四下的简单罗拉牵伸

1、连续牵伸（渐增牵伸）：

连续牵伸各区牵伸倍数由后向前逐渐增大。E3〈E2〈E1,所以又叫渐增牵伸。

特点：第二和第三皮辑的位置既是后区的引导皮辐又是前区的握持皮辐，皮根打滑率高。特别是

第二皮辐承受着前中两个牵伸区较大的牵伸力，容易打滑而造成周期性不匀。各牵伸区均属简单罗拉

牵伸区，中部摩擦力界强度较弱。因此，牵伸后纤维移距偏差较大，产品条干不匀率高。

2、双区牵伸：E2¾≈l

双区牵伸是为克服渐增牵伸第二皮辐严重打滑的缺陷而发展起来的，在分配上作了较大的改革，

把总牵伸倍数分配给前、后两个牵伸区。

双区牵伸中，前区和后区组成了两个独立的简单罗拉牵伸区，减轻了中间皮辑的负担，降低了皮

辐打滑率。熟条条干均匀度有较大的改善，一般由连续牵伸改为双区牵伸后，萨氏条干不匀率可以降

低5%左右（降低到20-25%）。

四罗拉双区牵伸虽能较好地解决渐增牵伸所存在的皮辑打滑现象，但仍属简单罗拉牵伸，依旧没

有解决纤维牵伸后移距偏差较大的问题。为此，又发展了曲线牵伸。

（二）曲线牵伸

通过对罗拉钳口布置形式和位置的改变，使须条在牵伸区中的通道成为曲线。

1、罗拉钳口的形式

（1）单钳口：一上（皮辐）一下（罗拉）

（2）双钳口：二上一下（倒品字形）、一上二下（品字形）

2、并条机曲线牵伸的形式

（1）三上四下曲线牵伸

三上四下曲线牵伸是四罗拉双区牵伸型式的发展。它一方面具有双区牵伸改善皮根打滑的优点；

另一方面又克服了简单罗拉牵伸区中部摩擦力界较弱的缺点

特点：双区牵伸的发展，用一根大皮辐代替第2、3皮辑，骑跨在第2、3罗拉上，并将第二罗拉

适当抬高，使须条在中区呈屈曲状握持，须条在第二罗拉上形成包围弧，增强了摩擦力界，对纤维控

制作用较好。但在后区须条在第三罗拉表面有一段包围弧，称为“反包围弧”，使两个牵伸区前钳口的

摩擦力界增强，并向后扩展，虽然加强了前钳口对纤维的控制，但易引起纤维变速点分散后移，影响

条干质量。

缺点：

第三罗拉须条反包弧，不利于纤维变速点的前移和集中

罗拉2消极传动，易绕花使皮辐打滑，影响牵伸：

轻定量条子时，罗拉2上正包围弧的附加摩擦力界作用变差，不适用。

前置式（主牵伸区在前）：后区使纤维伸直平行，因而牵伸能力大。

后置式（主牵伸区在后）：主牵伸区中的纤维量大，摩擦力界扩展，有利于控制浮游纤维。

I.DIW

图7-4-1三上四下曲线牵伸

（2）多皮根曲线牵伸

多皮辑即皮辑的个数多于罗拉的个数。

五上三下曲线牵伸：如德国青泽720/2型的牵伸装置。由两组二上一下罗拉和一对后罗拉组成，

罗拉根数少，传动简单；前皮辑起导向作用，不起牵伸作用，它可使须条一旦离开牵伸装置后，就倾

斜地顺着压辑和喇叭口的方向运动；二~三为前牵伸区，四~五为后牵伸区；须条在皮辐上的包围弧使

后部摩擦力界前移。

图7-4-6青泽并条机牵伸装置

五上四下曲线牵伸：由一组二上一下罗拉作为第二罗拉，再加三对罗拉组合而成，前牵伸区的后

钳口形成弹性钳口。第二罗拉位置抬高。

（3）三上三下（或四上四下）压力棒型

在三上三下或四上四下牵伸装置的前牵伸区内，加装一根弧形铝棒（压力棒），其弧形边缘使须条

通道成为曲线。是目前并条机上应用最广泛的一种。压力棒的存在增强了主牵伸区后部摩擦力界。（主

牵伸区有压力棒，使后部摩擦力界向前延伸，加强了对浮游纤维的控制，使纤维变速点靠近前罗拉钳

口；调节中皮辐位置可改变钳口握持距，适应不同长度纤维加工。）

①产生附加摩擦力界，有利于控制纤维及伸直纤维。

②压力棒可调，对纤维长度的适应性好。

③压力棒对纱条的法向压力有自调作用。

④握持距较大，但附加摩擦力界弥补了其不足。

⑤反包围弧很小或没有。

图7-4-2压力棒曲线牵伸

压力棒牵伸装置形式有上压式和下托式两种。上托式是指棉网在上而压力棒在下，下压式则是棉

网在下，压力棒在上，易积花。

四上四下压力棒+导向皮辐的牵伸型式如国产FA311并条机，其中区的牵伸倍数接近于1（1.018）,

这种牵伸形式的特点是有双区牵伸和曲线牵伸的特点，又带有压力棒，

C中区、£=1.018)

----------120-1¢5-

图7-4-5FA311型并条机的牵伸型式

二、工艺配置

（一）并条机的工艺道数

并条工艺道数确定的依据是：由牵伸过程中纤维的伸直理论可知，牵伸倍数越大，对伸直后弯钩

的效果越好；因细纱机的牵伸倍数最大，应保证喂入细纱机的纤维弯钩为后弯钩。根据这一理论，从

梳棉到细纱的工序道数应为“奇数”；即并条机为二道。当不同原料采用条子混纺时，为了提高纤维的

混合效果，一般采用三道混并。

（二）并条机的速度

确定速度时应考虑以下因素：（1）并条机的机型;（2）所纺纤维的类型,如纺化纤时应比棉低10-20%；

（3）并条机产量供应；（4）纺纱的质量要求。

随着并条机喂入形式、牵伸型式、传动方式及零件的改进和机器自动化程度的提高，并条机的出

条速度提高很快。如1242型并条机的出条速度为30-70m∕min,A272型并条机出条速度为120〜25Om

/min,FA306型并条机的出条速度为148〜600m/min。FA311型并条机的出条速度可达150~500m/

min。并条机的出条速度与所加工纤维种类相关。由于化纤易起静电，纺化纤时速度高，易引起绕罗拉、

皮根等现象，所以纺化纤时出条速度比纺棉时低10%〜20机对于同类并条机来说，为了保证前、后道

并条机的产量供应，头道出条速度略大于二道并条。

（三）熟条定量

应根据纺纱特数、纺纱品种、设备情况等因素而定，一般为12-25克/5米。见下表：

纺纱特数定量（克/5米）纺纱特数定量（克/5米）

9以下12-1720-3017-23

9-1915-2132以上19-25

（四）牵伸倍数

1、总牵伸倍数：根据经验一般为（1-1.15）X并合数

2、牵伸分配：牵伸分配是指当并条机的总牵伸倍数一定时，配置各牵伸区倍数或头、二道并条

机的牵伸倍数。

（1）各牵伸区的牵伸分配：方法是先确定后区牵伸倍数，根据总牵伸倍数计算前区牵伸倍数。

头道并条机的后区牵伸倍数偏大掌握，一般为L7-2.O倍；原因是加大后区牵伸倍数，可使前区

牵伸倍数减小，有于前弯钩纤维的伸直（因喂入头道并条机的大多为前弯钩纤维），前区一般为3倍左

右。

二道并条机的后区牵伸倍数1.16-1.1倍，前区在7倍以上。因喂入二道并条机的大多为后弯钩纤

维。

（2）头、二道并条机的牵伸分配有以下两种方法：

一是头道大于二道，称为倒牵伸；此种方式有利于熟条的条干均匀度，但对前弯钩的伸直不利。

一种是倒牵伸即头道牵伸倍数稍大于并和数，二道牵伸倍数稍小于或等于并和数。这种牵伸型式由于

头道并条喂入的生条纤维紊乱，牵伸力较大，半熟条均匀度差，经过二道并条机配以较小的牵伸倍数,

可以改善条干均匀度。但这种牵伸装置由于喂入头道并条机时前弯钩纤维居多，较大的牵伸倍数不利

于前弯钩伸直

二是头道小于二道，称为顺牵伸；此种方式有利于弯钩纤维的伸直，但对熟条的条干不利。第二

种工艺是顺牵伸，即头道并条机牵伸倍数小于并和数，二道并条机牵伸倍数稍大于并和数，形成头道

小，二道大的牵伸配置。这种配置有利于弯钩纤维的伸直，且牵伸力合理，熟条质量较好。实践证明

第二种牵伸工艺较为合理。

（五）罗拉握持距

牵伸装置中相邻罗拉间的距离有中心距，表面距和握持距三种。中心距是相邻两罗拉中心之间的

距离；罗拉表面距是相邻两罗拉表面之间的最小距离；握持距是指相邻两对钳口线之间的须条长度。

对于直线牵伸，握持距与罗拉中心距是相等的；对于曲线牵伸，罗拉握持距大于罗拉中心距。

1、罗拉握持的大小对牵伸的影响：（1）过大时，易出现牵伸波；（2）过小时，须条在钳口中打滑。

罗拉握持距是纺纱的主要工艺参数，其大小要适应加工纤维的长度并兼顾纤维的整齐度

2、握持距的确定：（1）纤维长度与性能；（2）牵伸区内的摩擦力界大小；（3）须条的定量等。

前区：S=LP+（5-IOmm）

后区：S=LP+（10-14mm）

（两钳口之间须条通过的实际距离（对于曲线牵伸，L为曲线长度）。对于棉纺L=LP+a（LP品质长

度，a为参数）。a由纤维整齐度、喂入定量、牵伸倍数而定；E大、定量轻、纤维整齐度好，a取小。）

（六）加压

罗拉加压是保证须条顺利牵伸的必要条件，根据近来工艺“紧隔距、重加压“，重加压是实现对

纤维运动有效控制的主要手段.罗拉加压一般应考虑罗拉速度，纤维种类，棉条定量，牵伸型式等。

罗拉速度快，须条定量重，牵伸倍数高时，加压宜重。棉与化纤混纺时，加压较纯棉纺高20%,加工

纯化纤应比纺纯棉高30%»

第五节FA311型并条机的传动和工艺计算

传动设计原则：

合理安排传动路线，传动链短，传动级数少；

减少各机件启动时间差，以避免开车时纤维网断续：

启动、制动时要求速度变化平稳，以提高机械运转状态和产品质量。

一、传动特点

FA311型并条机采取4/8极双速电机(附电磁制动)，8P低速启动平稳可靠，整机停车迅速，可防

止在试车启动时的不规则牵伸。

以直径大的压辑轴为主轴，分别通过两级齿轮传给前罗拉和二罗拉，有利于主牵伸区两对牵伸罗

拉开关车时同步运行。

牵伸传动齿轮分布于车头、尾两箱内，全部为斜齿轮，安装在封闭的油浴齿轮箱内，运转平稳，

噪音小。

其它传动部分齿轮、伞形齿轮和蜗轮减速器也均安装于封闭的齿轮箱内，高速回转件均采用滚动

轴承，适应高速、便于保养。

二.工艺计算

1.产量计算：

(1)压辐输出速度V(m∕min)

TidnDa

V=--------

IOOOJ0

式中：n—电机的转速(