纺纱学课件：第6章-牵伸

第六章牵伸

第一节概述一、并条工序作用1、并合：将若干根条子并合，使不同条子的粗细段能够随机的叠合，改善条子的中长片段均匀度。2、牵伸：利用罗拉牵伸将喂入条拉细，同时改善条子中纤维的伸直平行度及分离度。3、混合：用反复并合的方法进一步使生条中各种不同性状的纤维得到充分混和，保证条子的混和成分、色泽达到均匀。4、成条：制成条干均匀的纤维条，有规律地卷绕成适当的卷装，供后工序使用。并条和针梳的工艺简图如下所示：第二节牵伸基本概念

纺纱中须条变细方法：纤维层的横向分割和须条抽长拉细（牵伸）。牵伸有：气流牵伸和罗拉牵伸牵伸主要发生在并条（针梳）、粗纱、细纱等工序上，其中，并条和针梳的主要目的和任务就是牵伸和并合。一、牵伸的实质表面现象看：是将须条抽长拉细的过程。实质：纤维在纱条轴向产生相对位移，从而使纤维分配在更长的长度上。最终结果：纱条长度↑，截面↓，支数↑，号数↓，纤维伸直平行度↑。牵伸目的：（1）抽长拉细纱条（提高支数，减少定量）（2）提高纤维平行伸直度。二、实现罗拉牵伸的基本条件

1.须条上必须有积极握持的两个钳口。

2.两点间有一定距离（隔距）。

3.握持点必须有相对运动。三、牵伸程度（倍数）的表示方式1.机械牵伸

E＝V2/V1式中：V2－前罗拉表面线速度，V1－后罗拉表面线速度2.实际牵伸

D＝H1（喂入纱条号数）/H2（输出纱条号数）＝G1（喂入定量）/G2（输出定量）＝N2（输出支数）/N1（喂入支数）。 理想状态下，D＝E，但实际生产中有纤维损失、滑溜及捻缩等因素。因此D不等于E四、牵伸效率牵伸效率为η＝D/E×100％实际生产中,η常小于1。机械牵伸>实际牵伸。 可根据E的大小选择牵伸牙，即机械牵伸应大些，以使实际牵伸保证工艺上的设计要求。五、总牵伸和部分牵伸总牵伸等于部分牵伸的连接积六、牵伸类型1.张力牵伸：（第一类牵伸）

ΔV↓↓,加压↓↓，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的伸直或弹性伸长。2．位移牵伸：(第二类牵伸)ΔV↑↑，加压↑↑，纤维间发生位移。

第三节摩擦力界

牵伸过程中，纤维的运动是通过机件对纤维的摩擦力和纤维与纤维间的摩擦力而控制的。一、摩擦力界的形成纤维间摩擦力T=T1+T0T1—μp，μ纤维间摩擦系数。T0—纤维间的抱合力，与纤维的伸直度、表面性质等有关。(一)摩擦力界的概念1．定义：牵伸过程中纤维与纤维之间、纤维与牵伸装置机件之间的摩擦力存在的空间称为摩擦力界。摩擦力界是一个空间力场，可以用F=Q(X，Y，Z)表示。2．摩擦力界强度：在摩擦力界中作用在某点纤维单位长度上的平均摩擦力叫做摩擦力界强度。某点纤维单位长度上的平均摩擦力F=P(x)μ+T0式中P(x)—作用在某点纤维单位长度上的平均垂直压力。

μ—摩擦系数。3．摩擦力界分布 由于各点强度不同，形成一个分布称为摩擦力界的强度分布，简称摩擦力界分布。 代表纤维在牵伸过程受到的摩擦力的大小，但不代表其方向。方向决定于相对运动的方向(相反)。(二)罗拉钳口的摩擦力界1．纱条纵向摩擦力界的分布：(1)上皮辊对纱条加压P1，使上、下罗拉钳口处纱条被压缩。在罗拉中心线(KL)处纤维的密集度最大，所以作用在纤维单位长度上平均正压力最大，[P(x)]最大。(2)纤维是半弹性半塑性，产生力的传递P(x)，面扩展到a、b，摩擦力界有一定长度(e、g)有一定峰值。a、b以外不受罗拉加压的控制，但由于纤维间有抱合力存在，故还有摩擦力界存在。二、影响摩擦力界分布的因素（一）影响纱条纵向摩擦力界分布的因素1、压力P P↑，强度峰值↑，摩擦力界向外扩展（e',f',g')2、罗拉直径P不变时，皮辊直径增大，峰值下降，长度扩展。3、纱条厚度和宽度（宽度不变，厚度增加）厚度增加则摩擦力界加长，峰值下降（与上面相同）小结：

分布长度

强度峰值上皮辊加压P增大增长增大上、下罗拉直径增大增长减少喂入纱条支数降低增长减少（二）影响罗拉钳口下横向摩擦力界分布的因素（1）纱条截面形状，（2）罗拉表面性质（1金属上罗拉表面不变形，摩擦力界强度衰减快；(甲)（2皮辊在上但硬度较大，有变形，对所有纤维有较好的控制；（乙）（3皮辊硬度小，变形大，对纤维控制好；（丙）三、对摩擦力界布置的要求在纱条横向上分布要尽量均匀，在纱条纵向则要求一定的分布形态。1、二对罗拉组成的牵伸装置2、理想摩擦力界的分布要求理论要求的摩擦力界的分布：摩擦力界的分布应使其既能满足作用于个别纤维上力的要求，同时又能满足于整个牵伸须条上力的要求。第四节纤维在牵伸区中的运动分析一、牵伸区内纤维分类1．控制纤维---受前罗拉或后罗拉握持的纤维。2．浮游纤维---未被前罗拉或后罗拉握持的纤维。3．前纤维---被前罗拉握持的纤维。4．后纤维---被后罗拉握持的纤维。5．快速纤维---以前罗拉速度运动的纤维。6．慢速纤维---以后罗拉速度运动的纤维。二、控制力和引导力(一)纤维受力1．引导力FA引导力--以前罗拉速度运动的快速纤维作用于浮游纤维上的力设P(x)为截面X-X处的压应力，则有：N(x)=A(x)+B(x)-----此X-X截面处总纤维数，A(x)----与某根纤维接触的快速纤维量，B(x)----与某根纤维接触的慢速纤维量，其中，快速纤维与该纤维的接触几率为：A(x)/N(x),慢速纤维与该纤维的接触几率为：B(x)/N(x),则FA(x)=[μP(x)/N(x)]*A(x)*Δxμv----动摩擦系数，l----纤维长度，μ0----静摩擦系数。则：作用在整根纤维上的引导力FA=a----纤维后端离罗拉钳口的距离。2．控制力FB以后罗拉速度运动的慢速纤维对浮游纤维的作用力(保持慢速)：

FB=则整根纤维上的控制力为：FB=当控制力>引导力FB>FA时浮游纤维仍然保持慢速当引导力>控制力FA>FB时浮游纤维将变速。（二）影响FA、FB的主要因素FA、FB的大小取决于A(x)、B(x)、P(x)、μ、l,当FA>FB时，浮游纤维加速，FB>FA时，浮游纤维保持慢速运动1．纤维数量分布2.摩擦力界强度分布[P(x)]3．纤维的性能(摩擦性能μ，长度l)为使牵伸时纤维运动稳定，必须使FB、FA稳定。即纤维数量A(x)、B(x)稳定，摩擦力界强度分布稳定形状合理，纤维性能稳定。三、纤维变速点分布与纱条不匀（一）理想情况下牵伸（纤维变速）及纱条不匀1、假设条件:①纤维都是平行伸直的；②都是等长的；③每根纤维都是头端到达前钳口才变速，从V后→V前，因此，经牵伸后二根纤维头端移距为α1=αE。2、结论：①须条中纤维之间的头端移距增大到原来的E倍，纱条截面内的纤维根数减少E倍。②纱条经过牵伸后，仍然能够保持牵伸前所具有的结构。(纱条中的每一根纤维与其后的纤维的相对位置顺序没有发生变化)；③纱条的不匀率没有因牵伸而增加而是不匀率的波长增大了E倍。推广：若纤维同在牵伸区中的某一位置(不一定在钳口)变速不产生新的不匀。（二）实际情况下（牵伸）变速点分布与纱条不匀如果纤维在不同点变速，使产生移距偏差。(1)若A纤维变速点在X1-X1处，B纤维变速点在X2-X2处。在A变速后，B仍以V1前进到X2-X2其所需的时间：t=(α+x)/V1。t时间内A前进的距离S，S=α1+x=V2t=V2*(α+x)/V1=E(α+x)经牵伸后，A、B两纤维头端移距为α1=S-x。∴α1=αE+x(E-1)=E(α+x)-x=Eα+x(E-1)。(2)如A在X2-X2处，B在X1-X1处变速，则：α1=αE-x(E-1)。综合：α1=αE±x(E-1)。X-开始变速的位置偏差，Δα=x(E-1)---移距偏差。(3)结论①二根纤维在牵伸时，在不同位置变速则二根纤维间的移距产生偏差，Δα=x(E-1)，导致纱条不匀。②X↑，则Δα↑，纱条不匀↑。③在X一定时，E↑，则Δα↑，纱条不匀↑。（三）变速点实验1、随纤维向前罗拉靠近，按前罗拉速度运动的纤维数量逐渐增加，开始增加缓慢，然后急剧上升，靠近前罗拉钳口处，纤维几乎全部变为快速纤维。2、纤维头端的变速形成一分布，且对时间是不稳定的。3、同样长度的纤维不在同一位置变速，短纤维变速比长纤维早且分布范围大，离前钳口远。4、隔距大，纤维变速点离前钳口远，且离散性大。5、隔距一定时，牵伸倍数大，Δα=x(E-1)移距偏差大，纤维变速点离前钳口远，且离散性大。6、简单二罗拉的牵伸装置，纤维变速点离前钳口远，且离散性大。所以：牵伸装置控制纤维运动要合理，尽量使变速点靠前、集中、稳定，使移距偏差最小。成纱条干好。四、牵伸区内纤维数量分布----变细曲线(一)变细曲线定义在牵伸过程中，由后罗拉钳口到前罗拉钳口方向，须条截面中的纤维根数逐渐减少，这种减少规律可用曲线描述－－即称变细曲线。变细曲线反映了：（1）牵伸区中快速、慢速纤维的分布，（2）牵伸区中纤维运动情况，（3）牵伸区中纤维的变速点分布情况。（二）变细曲线的求得：（1）可用实验法－－实际变细曲线：把正常运转的机器停下，取下牵伸装置的每个上罗拉，标记出相当于两钳口轴线上的位置，并小心地把须条拿到方格坐标纸上，把牵伸区中须条的长度切成等长的若干纤维段（一般用3～5mm）称重，并以后罗拉握持点处重量为100％将称得的重量依次折合成百分率，以牵伸区前后罗拉的隔距为横坐标，以其重量百分率为纵坐标，画出一曲线，即为实际上的变细曲线。（2）可用计算法－－理论变细曲线（照影机曲线）f（l）称为某一试样纤维长度数量分布曲线l－－纤维长度

s－－最短纤维长度

w－－最长纤维长度

1.纤维长度数量分布曲线 某一长度出现的根数－－频数f（l），某长度的频数占试样总频数的百分率－－频率，则f（l）dl表示纤维长度在l－-l＋dl范围内所出现的根数的频率为：式中－－总频数（总根数）。如果令总频数=100%频数f（l）dl用百分率表示和频率相一致，此时其含意为根数占总根数的百分率。2.拜氏纤维排列图右图即将拜氏纤维长度分布图横过来分析如下：q（l1）表示纤维长度在l1以上的纤维累计根数，即：q（l1）＝q（0）＝

q（w）＝则q（l）表示某长度以上纤维根数占总根数的比值（频率）。(拜氏纤维排列图)在q（l）曲线上任取一d[q（l）]，设此束纤维的长度为l2，将其在任意点握持，其左端伸出长度不小于l1的机率为（l2-l1）/l2，这就是相当于d[q（l）]这一小束纤维在l1以右的面积与d[q（l）]的面积之比。由此推得，在全部试样中任意取样，将其在任意一点夹住而其左端的伸出长度不小于l1的概率，即为图中q（l）曲线下阴影的右面积与整个面积之比，即：令l为纤维平均长度，令其为单位长度r（l）＝上式表示罗拉握持的纤维量，其钳口一侧的纤维数量分布。为照影机曲线。是纤维数量的两次累计频率。（三）纤维变细曲线1.E=1时 变细曲线是一水平线，设r（x）表示在X－X处后罗拉握持纤维根数相对于喂入须条中纤维根数的百分率。（1）则X－X处后罗拉握持的纤维量＝T×r（x）（2）前罗拉纤维量＝T×r（R-x）（3）浮游纤维量＝T－T×r（x）－T×r〔（R－x）〕＝T〔1－r（x）－r（R－x）〕2.E>1（1）X－X处后罗拉握持的纤维量＝T×r（x）（2）前罗拉握持纤维量＝T/E×r（R－x）（3）浮游纤维量＝T－T×r（x）－T×r（R－x），恒定不变。 总的纤维量（X－X）处T（x）＝T×r（x）＋T/E×r（R-x）＋T－T×r（x）－T×r（R-x）＝T[1+1/E×r（R－x）－r（R－x）]＝T[1-r（R-x）（-1/E＋1） 当知道纤维长度频率分布函数后，r（x）即可求得，从而可得变细曲线。影响变细曲线形态的因素：（1）罗拉隔距R

：罗拉隔距增加，前、后纤维的数量分布均不变，只是牵伸区中须条各截面纤维数量分布扩展，故浮游纤维的数量也相应增加。（2）牵伸倍数E：当T和R不变，则前罗拉钳口握持的纤维数量减少，对变细曲线的形态有一定影响。（3）当R不变，T和E按相同比例增加时，则前罗拉纤维数量不变，而后罗拉纤维的数量增加，因而浮游纤维有所增加。（4）其它：如喂入须条的均匀度、纤维长度整齐度、纤维伸直度、纤维运动的规律性等。（5）牵伸装置：除牵伸倍数和罗拉隔距外，牵伸机构控制纤维运动的完善程度对变细曲线的影响亦是很大的。前、后罗拉握持的纤维数量分布曲线的交点为M点，该点是前、后罗拉握持纤维数量相等的一点，当牵伸倍数增加时，则M点向前钳口靠近，该点位置对浮游纤维运动有一定的影响。3、实际变细曲线（1）当纤维都是前端到达前罗拉钳口时才变速的。则变细曲线上凸，如图甲。这是由于牵伸区中慢速纤维数量相对复杂些。故变细曲线要饱满一些。（2）当纤维后端离开后钳口即以前罗拉速度运动，(或说成后纤维以前罗拉速度运动)则变细曲线下凹。（3）实际牵伸过程中，在后钳口的附近，慢速纤维多些，故曲线饱满些，向上凸，在前钳口附近快速纤维要多些故曲线向上凹，如图丙。所以正常的实际变细曲线是由向上凸和向上凹两部分曲线组成。（4）若实测变细曲线形状与正常相去甚远，则应找原因，可能(a)实验误差大，(b)牵伸机构等有问题。第五节牵伸力与握持力一、牵伸力（一）牵伸力的概念 在牵伸过程中以前罗拉速度运动的快速纤维从以后罗拉速度运动的慢速纤维中抽出时，克服所受到的摩擦力的总和。牵伸力fd=μP(x)A(x)Δx[B(x)/N(x)]。所以：

Fd=w---最长纤维长度，μP(x)---纤维在X处单位长度上所受到的摩擦阻力，N(x)=A(x)+B(x)，可见：(1)Fd与A(x)、B(x)、N(x)有关(数量)；(2)Fd与μ、l有关(纤维性能)；(3)Fd与P(x)有关(摩擦力界)。（二）影响牵伸力的因素1、牵伸倍数ⅰE=1时，Fd=0ⅱE<1.2区域内，E↑，Fd↑，线性须条仅产生弹性伸长或纤维伸直所致。ⅲE=1.2~1.8(临界牵伸)---位移牵伸和张力牵伸的转变过程。（棉：1.2左右）。在这个范围内，须条中纤维处于滑动与不滑动的不规则运动的转变过程中，快慢速纤维数量不稳定，因此Fd波动大。ⅳE>1.8---位移牵伸。纤维之间快慢速纤维间产生相对位移。E↑，则Fd↓。2、摩擦力界ⅰ隔距R：R↑，则Fd↓。∵快速纤维的后端受摩擦力界影响小。

R↓，长纤受前后罗拉同时控制，而使Fd↑，严重时牵不开出硬头。ⅱ附加摩擦力界：附加摩擦力界作用↓，则Fd↓.ⅲ喂入须条的宽度(不变)、厚度(喂入量)：其中厚度↑，影响摩擦力界长度扩展↑，Fd↑.3、须条结构与纤维的性质：如果纤维l↑、μ↑、纤维根数多、纤维平行顺直差、染色纤维表面有浮色μ↑→Fd。二、握持力（一）握持力概念：在罗拉牵伸中，为了使牵伸顺利，罗拉控制条子，要有足够握持力。如果握持力过小，纱条就不能正确地按罗拉表面速度运动，在钳口下打滑造成牵伸的效率降低，牵不开，出硬头。（二）影响握持力大小的因素：1、罗拉加压大小：加压↑，则握持力↑2、皮辊硬度(软好)3、罗拉表面形态(沟槽数、槽数)4、其它：罗拉、皮辊磨损，皮辊芯子缺油等，一般掌握握持力大于牵伸力即可。（三）罗拉钳口下须条的受力分析(1)皮辊由于须条带动，它对须条的摩擦阻力为f1、f2方向与须条运动方向相反。(2)F1、F2分别为前后罗拉对须条的作用力。罗拉握持须条，前罗拉中须条有向后运动趋势，故F1的方向是向前的。须条在后钳口处，由于有Fd力的存在，使纤维有向前滑动的趋势，故F2是向后的。(3)Fd为牵伸力，Ta、Tb为纱条张力。在正常牵伸时，罗拉钳口，握持须条的条件是：前钳口：F1+Ta≥Fd+f1,或F1-f1≥Fd-Ta后钳口：F2+Tb+f2≥Fd,或F2+f2≥Fd-Tb一般Ta、Tb较小，前后罗拉的实际握持力(F1-f1)和(F2+f2)都应同牵伸力Fd相适应。前皮辊加压P1应大于后皮辊加压P2，这是因为前罗拉速度高，易打滑，跳动。三、对牵伸力的要求

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。应满足的极限条件：1、牵伸力上限不能大于罗拉握持力2、牵伸力下限应能使牵伸区中须条最松散部分纤维保持一定张力。牵伸力是牵伸工艺参数的综合体现。第六节摩擦力界布置在牵伸过程中，控制纤维的运动是提高须条均匀度的关键。要使纤维在牵伸过程中运动有规律就必须合理布置摩擦力界。一、牵伸区内纤维运动二、摩擦力界布置（一）摩擦力界布置原则与要求要求纤维变速点分布集中，离散性小，稳定性好，故纤维尽可能在前钳口处变速。而纤维的运动情况取决于纤维受力情况，要求达到此目的即：(1)对个别纤维而言，应适当加强控制力，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。(2)对整个纱条而言，牵伸力应在两个极限条件间，并有适当的数值，且要稳定。(二)理想摩擦力界的要求1、理想摩擦力界纵向分布 根据上述要求，在牵伸区纵向应该：1.后钳口的摩擦力界向前扩展，并使其向前逐渐减弱，这样可以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滑出，而不影响其它纤维的运动。2.前钳口摩擦力界在纵向应高而狭，以便稳定地发挥对浮游纤维的引导作用，且向前钳口靠拢集中和稳定。2、理想摩擦力界横向分布横向均匀稳定，加强对边缘纤维控制(三)附加摩擦力界的应用---中间控制机构1.简单罗拉牵伸不能符合理论要求2.中间机构的作用与形式(1)作用ⅰ产生附加摩擦力界使整个摩擦力界接近理论要求，ⅱ握(托)持而稳定地向前输送须条进入前钳口，ⅲ保持纱条一定张力，使整个须条在伸直状态下进入前钳口，并使须条保持适当密度，防止纤维扩散。(2)要求：ⅰ所产生的附加摩擦力界要形成“弹性”控制，即能高度控制浮游纤维，又不阻碍快速纤维的运动。ⅱ使纤维变速点尽量靠近前钳口，运动速度应接近后罗拉表面速度，因而中间机构起着后罗拉摩擦力界向前扩展的作用。ⅲ中间机构的位置及其产生摩擦力界强度应是可调节的，而且要求调节方便，机构简单，运转平稳(适应不同产品的要求)。(3)中间机构的形式细纱：轻质辊、皮圈、针辊 粗纱：空气(充气)罗拉、轻质辊、针板、针辊 前纺、并条：针板、针辊、锯齿罗拉、压力棒、曲线牵伸。各种（附加）中间机构的形式如下：第七节牵伸中纤维的平行伸直一、基本概念牵伸过程纤维的伸直作用主要是通过纤维的弯钩部分和主体纤维产生相对运动时，依靠相互间的摩擦作用得以实行。纤维完全伸直必须具备的条件：即速度差、延续时间及作用力。

二、纤维伸直的力学条件对前弯钩纤维：∑FA为作用在弯钩部分的引导力∑FR为作用在弯钩部分的控制力∑FA‘为作用在主体部分的引导力∑FR’为作用在主体部分的控制力B为弯钩弯曲处的抗弯力(1)前弯钩纤维发生伸直作用的条件为：要求弯钩变（快）速，主体慢速。∑FA-∑FR>B、∑FR'>∑FA‘，一般B很小，可忽略，则∑FA>∑FR、∑FR‘>∑FA‘，弯钩变速，主体慢速。(2)后弯钩纤维发生伸直作用的条件为要求：主体变速，弯钩慢速。∑FA'>∑FR'、∑FR>∑FA增加∑FA'和∑FR有利于后弯钩纤维发生伸直作用，增加∑FA和∑FR'有利于前弯钩纤维伸直作用。三、伸直过程的延续时间及位置条件

伸直过程的延续时间长短，决定了纤维能否伸直以及伸直效果的好坏。因弯钩纤维除作上述的随机运动外，还有强制运动，即受到罗拉钳口握持的干扰作用。例如，对于后弯钩纤维，开始伸直的位置是主体部分的中点越过了快、慢速纤维数相等的R’点，当主体的长度较长，它的中点还未到达R’点时，其头端已经进入前钳口线FF’,如图中（甲）所示，虽然尚未满足上述的一般后弯钩伸直的力学条件的要求，但由于前钳口的握持力使主体部分提前变速，延长了延续时间，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，如图中（乙）所示，当前弯钩纤维伸直发生后，由于弯曲点很快进入前钳口，整根纤维都以快速运动，使伸直过程中断，也就是说缩短了延续时间。可见，由于前钳口的强制握持作用，使后弯钩纤维的伸直效果提高，而使前弯钩纤维的伸直效果降低。

牵伸倍数的大小对弯钩纤维的伸直效果有直接的关系，因为牵伸倍数影响前钳口对弯钩纤维伸直的干扰作用，即影响伸直的延续时间。牵伸倍数愈大，对后弯钩纤维的伸直效果愈好，这是由于牵伸倍数愈大，R’点的位置离前钳口愈近，上述前钳口的强制作用愈显著，从而延长了伸直过程的延续时间；牵伸倍数愈大，对前弯钩纤维的伸直效果反而愈差，因为R’点离前钳口愈近，前钳口的强制作用缩短了伸直过程的延续时间，所以前弯钩纤维只有在小牵伸时才有较充分的伸直作用。四、弯钩纤维的伸直效果设纤维的原长为L(伸直长度)，纤维在纱条中所占的实际（主体）长度为L1，η=L1/L----伸直系数；L1=ηL则弯钩部分长度为l=(1-η)L（一）后弯钩的伸直过程及伸直效果函数图分别如下后弯钩在牵伸中易被伸直，随牵伸倍数增大而提高。（二）前弯钩的伸直过程及伸直效果函数图分别如下前弯钩在牵伸中不易被伸直，与牵伸倍数关系较复杂。第八节牵伸装置作用分析一、棉的牵伸形式(短纤维纺)(一)简单罗拉牵伸(直线牵伸)----连续牵伸和双区牵伸(并条机)1．四上四下的简单罗拉连续牵伸特点：(1)机构简单(2)牵伸分配是逐渐增大的，E1>E2>E3缺点：第二、第三皮辊的滑溜率大。原因：第二和第三皮辊的位置既是后区的引导皮辊又是前区的握持皮辊，降低了牵伸效率，破坏了产品的均匀度。2．双区牵伸特点：中区牵伸E=1，牵伸主要由第一和第三牵伸区承担E1>E3，第二、第三罗拉分担了上述第二罗拉的作用，故滑溜率减小。(二)曲线牵伸（并条机）

曲线牵伸是简单罗拉牵伸的变形。它是一对罗拉钳口布置的形式和位置的改变，使须条在牵伸区中的通道成为曲线----曲线牵伸。1．牵伸罗拉钳口的基本形式(1)简单钳口：一根罗拉上面一根皮辊(2)双钳口：ⅰ倒品字钳口形式：一根罗拉上面二根皮辊。ⅱ品字形钳口：二根罗拉上面一根皮辊。2．分类(1)三上四下型：将四上四下形式的第二、第三皮辊改成一个大皮辊，骑跨在第二、第三罗拉中间。(2)五上三下型：多皮辊型曲线牵伸(3)三上三下(或四上四下)压力棒型A272E型3．各种曲线牵伸的特点：(甲)三上四下式；(乙)前钳口为二上一下，牵伸形式四上四下；(丙)前钳口为一上二下，牵伸形式三上五下；(丁)前钳口为二上一下，附加导向皮辊→四上五下。(图中阴影为品字形一上二下罗拉皮辊形式)。(1)三上四下①采用双区牵伸工艺大皮辊运转平稳，第二、三钳口打滑率小。②主牵伸握持距较大，故Ⅱ、Ⅲ二只罗拉采用小直径(可减少握持距)。R前=⌒AB+⌒BC，R后=⌒DE+⌒EF第二罗拉提高有利于加强后部摩擦力界③不适合高速(握持距大，须条不易做到沿前钳口切向进入前钳口）④小罗拉易绕棉。⑤不适合轻定量。⑥后区包围弧虽不利于纤维变速点的集中向前，但有利于前弯钩的伸直。牵伸机构有前置式(主牵伸区在前)，牵伸能力大，后区使纤维伸直平行，因而牵伸可大，适合于各道并条。

后移式(主牵伸区在后)(2)五上三下（七十年代）如：西德Zinser青泽720/2型，其特点是：①结构简单罗拉成为三根，简化传动，调节方便，短纤维长度的少量变化，可不动罗拉而移皮辊解决(皮辊位置改变后，罗拉钳口的握持距也随之变化)。②适合高速罗拉直径大，反包围弧小或没有，前皮辊起导棉作用，使须条倾斜向下进入喇叭口而不是水平折转90°，不易堵塞喇叭口和棉网破裂。③皮辊上的包围弧有利于加强摩擦力界，产品较为均匀。④对纤维长度的适应性较强，因为罗拉少故长纤维拉得开，且由于采用多皮辊，中间几个皮辊的直径较小，故罗拉握持距易缩小，适合于短纤维。对不同长度纤维可用不同直径的皮辊，以改变其包围弧长度。(3)压力棒牵伸(当前国外高速并条机广为采用)如：国产A272E、国外Platt740等，其特点是：在三上三下或四上四下的牵伸装置的前牵伸区内加装一根弧形铝棒。①用回转半圆形压力棒，产生附加摩擦力界，有利于控制纤维及伸直纤维。②对纤维长度的适应性好，压力棒可调，随中上罗拉移动，短纤维时向前，长纤维时向后，以调节附加摩擦力界的大小和强弱。压力棒加压方式：固定式、摇动式(摇臂加压的摇架上，加有弹簧片)。压力棒两端用一个半安架套在中皮辊的轴承套，使压力棒和中皮辊成为一个整体，可随中皮辊的中心摆动。压力棒牵伸装置的结构如下：③压力棒对纱条的法向压力有自调作用。T2---牵伸力、T1---纱条张力、μ---摩擦系数、N---压力棒对须条的法向压力、θ---须条在压力棒表面的包围角。粗片段通过时牵伸力大，易把浮游纤维带走，提早变速。压力棒上抬，法向压力增大，后部摩擦力界强度增加。为了防止牵伸力过大，而牵不开。有弹簧片使压力棒上抬，缓和牵伸力的变化，粗段通过。④握持距较大，但附加摩擦力界弥补了其不足。压力棒的前后位置高低位置是可调的。⑤反包围弧很小或没有。压力棒压力与欠伸力及须条对压力棒的包围角成正比。也与纤维μ有关（三）皮圈牵伸1、粗纱机2、细纱机（1）．牵伸机构的组成后区：后罗拉-中罗拉组成前区：下销、上销(固定、摆动)中罗拉皮圈前罗拉（2）．特点：(1)）变速点分布向前集中，且较稳定，故牵伸倍数较大(15-30倍)，因销子可接近前钳口，且皮圈的摩擦力界是连续的。(2)）皮圈钳口握持力的大小可调节其开口大小，且皮圈钳口对纤维的握持力有一定自调作用。弹簧摆动上销、弧形曲面下销(3)）后区纤维的运动控制可适当利用粗纱的捻度。(4)）不适于加工很粗的产品(因有分层现象，故不能用于并条)。（3）皮圈摩擦力界：双皮圈摩擦力界布置的关键在于：(1)）浮游区长度(2)）皮圈钳口(3)）中部压力的大小及稳定ⅰ销子形式(销子的外形影响皮圈对纤维的控制和运动)ⅱ皮圈销开口开口的大小：①上下销的握持力②影响了中部皮圈对纤维的控制③也影响了牵伸力的大小和纤维运动。皮圈开口的大小主要取决于所纺纱支的高低ⅲ浮游区长度浮游区长度下降，纤维变速点集中，未被控制的纤维数少，纤维控制得到加强，纱不匀降低。如浮游区↓↓，则牵伸力↑↑，易牵不开，出硬头。（4）捻度的作用(细纱工序)充分利用捻度控制纤维运动二、长纤维的牵伸形式（一）并条（针梳）机：长纤维并条机就是用于纺毛、麻绢及毛型化纤的针梳机。因纤维长度较长(L≥60-70mm，Lmax>200mm)。故前后罗拉间的隔距较大，R>200mm，但也存在一些较短纤维。如果在前后罗拉间不设置任何机构，则这些短的纤维在牵伸区经过的浮游时间较长，不受任何机构控制，纤维的运动将是很不稳定的，也不可能向前钳口靠拢和集中，因此必须设置装置来控制纤维的运动。在长纤维加工中，该装置一般是针板（或称针排）。1．针板牵伸的特点①控制区长度长，摩擦力界形态较好。②控制机构的运动方向与纤维运动方向一致。针板的速度一般略大于后罗拉转速，后钳口的摩擦力界能够逐渐向前扩展且均匀。③针面间有较大的容纤量，适于加工定量大的。④横向摩擦力界也较均匀，防止纤维扩散。⑤对纤维还有一定的补充梳理作用，有利于纤维的伸直。2．缺点：①针板运动在出控制区时上下运动，周期性变化影响不匀。②机构复杂。③针板下降时的相对停顿妨碍纤维的正常运动。④速度受限于针板，机件易损害。3．影响摩擦力界的因素①梳针号数(直径d),②梳针密度(根据产品改变)，以上两者影响纤维在针间所受的压力。③针板间距(决定纵向针密)，④喂入纤维量，⑤纤维的性质(L、μ)。(二)双皮圈（板）牵伸机构：双皮圈（板）牵伸机构装置在毛、麻纺上有应用，如下图即为BR221型并条机的牵伸机构。特点：(1)采用曲线牵伸，中部摩擦力界是连续的。(2)牵伸区域较大(比针梳机的针区长度大)，摩擦力界强度较强。(3)车速较高，Vmax=250米/分。（对纤维损伤小）。SKF型牵伸装置立达R2P型牵伸装置依纳V型牵伸装(二)长纤维皮圈牵伸粗纱机、细纱机长纤维用皮圈牵伸的形式和特点基本上和短纤维的相同，所不同的是长纤维采用滑溜牵伸。原因是：(1)前后罗拉隔距大于纤维长度才能实现牵伸。(2)纤维平均长度长，使CV%增大，纤维长度差异大因此，光有前后二对罗拉组成的牵伸机构是不行的。(不能很好地控制纤维)所以，在前后罗拉中间设置一对中罗拉和上下皮圈销组成的中部摩擦力界，但大多数纤维的长度都大于前中罗拉隔距，因此要造成大多数纤维可能被积极握持的状态下牵伸，故造成牵伸力过大，纤维在前钳口打滑现象。因此往往将中上皮辊开一凹槽，使纤维不受到中罗拉钳口握持，而只受到皮圈的握持，故纤维从中可以顺利地抽引出来。（三）针圈式牵伸机构针辊的作用：(1)起到摩擦力界作用，控制纤维，(2)梳理、伸直纤维。（四）轻质辊牵伸（五）湿式牵伸（六）靠粗纱捻度第九节牵伸与纱条不匀率纱条不匀含义：指纱条性质指标沿长度方向的变异。长度方向：直径、重量、支数、强力、捻度、混合比、纤维分布（长、短、粗、细）、纤维形态（伸直、平行）例：粗细不匀（条干不匀）

结构不匀（长、短、粗、细、纤维形态）

混合不匀（成分）强力不匀

捻度不匀对棉纺：粗细不匀（条干不匀、重量不匀）纱条不匀率指标：有称重、目测、仪器检测（1）平均差不匀率Hn—总数n1—平均以下的数量（2）均方差不匀率C（3）极差不匀率η一、纱条不匀分类（一）按纱条不匀片段长度分类短片段3-30cm（纤维长度的1-10倍）中片段0.3-3m（纤维长度的10-100倍）长片段100m（纤维长度的100-1000倍）（二）按纱条不匀出现的形式1、周期性不匀机械不良2、非周期性不匀牵伸工艺（三）按造成原因分随机不匀和附加不匀二、纱条不匀分析（一）纱条随机不匀在工艺和设备十分理想条件下，某一纤维在纱条中某一截面上出现完全是随机的，它不可能人为地加以控制。因组成纱线纤维总数N是很大很大的，而每一截面上的纤维根数为几十根或上百根。根据数理统计原理，某根纤维出现在某一截面的概率趋于0。则：纱条横截面上纤维根数分布的不匀率为：不匀率CV=实际上纤维长、细、形态都不均匀，所以纱条实际随机不匀要大于上式。

CV=Ca---纱条中纤维的粗细不匀离散系数。

如羊毛CV=棉CV=随纱条变细，随机不匀变大随机不匀与工艺设备无关。（二）纱条的附加不匀纱条实际不匀大于理论随机不匀，二者的差异是由附加不匀引起的，产生附加不匀原因：1、机械波牵伸部件或传动齿轮状态不良，例罗拉偏心、弯曲、凹痕，加压不良，传动齿轮磨损缺齿，都会引起周期性的不匀，称为机械波。2、牵伸波 牵伸过程中由于牵伸装置不稳定，工艺不合理，纱条本身粗细、结构不匀等使纤维变速点分布不稳定，使纱条沿其方向形成粗细节，即为牵伸波。3、其它例：工人操作不当

三、纱条不匀的波谱分析1、基本概念 波谱即是按不同的波长及相应的波幅绘出的曲线。

横坐标表示波长（对数），

纵坐标表示各波长相对应的平均波幅。 把纱条不匀波型分解成无数个波长、波幅不等的正弦波再绘出的曲线。乌斯特均匀度仪可绘出该曲线。2、意义 通过波谱图的分析，能较快地、有效简易地测定和判断各种不匀率值和不匀率的结构，确定不匀的性质和来源，进而推算出不匀发生的部位和原因，并据此来纠正工艺和机械上的相应缺陷。3、随机不匀的波谱 理想纱条中纤维随机排列产生的随机不匀，通过概率论中的平稳随机过程理论可推导出理论波谱的振幅为：λ—波长，l—纤维长度，（n为纱条横截面中纤维根数）S(lgλ)—波幅波长谱图为一光滑曲线，曲线的峰值一般出现在纤维长度的2.7-3倍处。

4、牵伸波在机械状态正常的情况下，须条经过罗拉牵伸后，由于浮游纤维运动的随机性，而造成的一种不匀---牵伸波。牵伸波是罗拉牵伸固有的，它与机械状态无关。牵伸波是一种非周期性不匀。在波长谱的相应波长范围出现一凸出的连续谱。（1）产生的原因是由于作用于浮游纤维的引导力和控制力波动而引起的。（2）特征

a.λm0=KL，细纱K=2.5-3，粗纱K=3.5，并条K=4。牵伸波是非周期性的，平均波长=(2.5-3)倍的纤维长度。若前道产生的牵伸波经后道工序牵伸后，其波长为：

λm=λm0×E

E有缺陷牵伸区到纱条输出之间总牵伸倍数。b.由发生至自行逐渐衰减而消失，又不断发生(它不一定在须条整个宽度上)产生过程。举例：粗节→变速纤维数量↑→引导力↑→使后续的变速纤维数量↑→变速提前(后移)→后续的快速纤维相对较少→引导力↓→变速点前移粗细节交替出现。（3）影响因素(1纤维性质差异和混和不匀纤维性质、长度、细度、摩擦性能。混和不匀，须条结构不匀(长短纤维分布不均匀，各成分纤维分布不均匀)→牵伸力、引导力和控制力不稳→浮游纤维的运动不规则→纱条不均匀。(2喂入须条粗细不匀重量不匀的纱条→使内摩擦力界分布发生波动→浮游纤维多运动不规则→纱条不均匀。(3摩擦力界缺陷ⅰ例如：针板牵伸机构和其它机构存在较大的无控制区(影响纤维运动)ⅱ针板要周期性的上升、下降(相对停顿，使无控制区周期性的变化)。5、机械波由于机械状态的不良造成的不匀---周期性。机械波产生的原因：（1）罗拉钳口移动，(1罗拉或皮辊偏心和弯曲，(2皮辊包覆物不均匀(宽度和厚度)，(3皮辊支持不良，皮辊来回摆动。（2）下罗拉表面速度不均匀下罗拉表面速度不均匀说明在牵伸过程中牵伸倍数随时在变化，因此纱条产生不匀。原因有：(1下罗拉偏心和弯曲；(2下罗拉传动齿轮有偏心；(3罗拉(扭转)振动；(4传动下罗拉齿轮的轴与轴承间磨损过多而摆动等。（3）其它因素如(1皮辊加压不匀(2皮辊芯不直(3两只皮辊直径不一等，造成对纤维控制的不稳定，都会造成不匀。(4皮圈张力不一致(5针板缺针、损坏等也会造成不匀。机械波也有明显的周期性，如前罗拉造成的就等于其周长，后罗拉造成的就等于其周长×E，传动齿轮造成的就等于该齿轮与后罗拉的传动比乘后罗拉周长再乘E(即j×c×E)。前上、下罗拉造成的不匀λ=周长=πd2后上、下罗拉造成的不匀λ=周长×E=πd1×E针板造成的λ=t×E，传动齿轮造成的λ=i×C后×Ei---齿轮-后罗拉的传动比C后---后罗拉周长，E---牵伸倍数。图中：A--理想的牵伸波谱曲线，B--实际的牵伸波谱曲线，C--由于牵伸装置而引起的附加不匀----牵伸波（无规律），D--由于机械问题而引起的附加不匀----机械波（有规律）。纱条不匀波实例:(在A272C并条机上纺制21s普梳纱的并条工艺)，如上图所示。设纤维重量加权平均长度l=22.32mm(精梳纱时l=25.4mm)，K=4(细纱K=2.5-3,粗纱K=3.5)试分析并条频谱图中牵伸波和机械波的成因。解：1.牵伸波：λm=46cm，λm0=K*l=4*22.23=88.9mm。E=λm/λm0=460/88.9=5.17倍，压辊---第Ⅱ罗拉间的牵伸倍数=1.013*1.014*5.02=5.156。说明牵伸波发生在后罗拉和第Ⅲ罗拉间牵伸区中。2.机械波：估算法：∵λm=9cm=90mm。若为集束罗拉则：λm'=π*40*1.013=127mm。若为前罗拉，则：λm'=π*28*1.013*1.014=90.4mm。若为Ⅱ罗拉，λm'=π*19*1.013*1.014*5.02=307.6mm。若为Ⅲ罗拉，λm'=π*35*1.013*1.014*5.02=566.6mm。若为Ⅳ罗拉，λm'=π*35*1.013*1.014*5.02*1.617=916.2mm。因此说明机械波发生在前罗拉处。第三节并合和匀整并合和匀整的目的是：提高纱条的均匀度提高纱条均匀度的方式：(1)选择合适的牵伸装置(2)并合和轻重搭配(配条、配重)(3)自调匀整一、并合的均匀、混和作用(一)并合作用(目的)1．使纱条的若干种成分均匀混和(同种和异种纤维)(能够成条的都采用条混，特点是定量准确混纺比易控制)2．使纱条结构更加均匀(如可消除精梳后的周期不匀，长短纤维的成分不匀)3．使纱条粗细均匀112113并合的均匀效应(二)纱条并合前后重量不匀率的关系现以两根号数相同的纱条并合为例。设

0，

1---纱条并合前,后重量均方差.则:C0，C1---纱条并合前,后重量离散系数(不匀率).X0，X1---纱条并合前,后重量平均数(设X1=2X0)。且:故:若n根相同号数纱条并合,则有:r---相关系数(-1≤r≤1)(1)r=1表示纱条粗段和粗段相重合，细段和细段相重合C1=C0，即并合后纱条的不匀率没有改善;(2)r=-1表示纱条粗段和细段重合C1=0，纱条得到完全的均匀.但实际生产中不可能两根纱条粗段和细段重合(因每根纱条的粗细变化也不一致)但若两根纱条的并合是负相关对改善纱条的不匀有益的。根据这一原理，在生产中可以采用“配条配重”(轻重搭配使用即轻+标准+重)人为地使并合处于负相关状态。(3)r=0---随机并合即纱条各片段重量变化为独立随机变量，并合时纱条粗段和细段并合的概论为随机，这种情况较为接近实际：若是n根纱条的并合，同理可得:

从并合的角度看，并合根数愈多对改善不匀是有利的。当:头道---末道并条根数均为8，共4道工序时，则总并合数:N=8*8*8*8=4096根.(三)并合均匀作用的局限性1．并合使半制品变粗，故通常伴随E的增加，而E的增加使纱条不匀增加，降低并合的均匀效果。2．并合均匀作用靠粗细片段的随机相遇，故效果有限，仅与有关。当n=1时,C=C0;n=2时,C=0.707C0;n=3时,C=0.577C0;n=4时,C=0.5C0;

n=8时,C=0.354C0.

(如图示).3．并合根数受机器牵伸能力和机后条桶位置的限制。并合道数受场地、设备成本的限制。(四)牵伸和并合的关系1．并合与牵伸的配合(1)先并合后牵伸设:C0为牵伸前纱条不匀率。CB为因牵伸而产生的附加不匀率。(2)先牵伸后并合如果以上二种情况，CB都相同，则C1>C2。说明采用先牵伸后并合对改善纱条不匀率有利。2．牵伸与并合的关系在并条工序中，并合和牵伸总是同时进行的，并合可以降低不匀，但是增加纱条的定量，增加了本工序和后工序的牵伸负担。牵伸可使纱条变细，但又会引起纱条的附加不匀，附加不匀随E的增加而增加，因此只有当并合的均匀作用占主导地位时，并合才是有益的。先并后牵：若上一工序纱条的不匀率为C0，以不匀率为C0的纱条n根并合喂入，下一道工序通过牵伸产生CB的附加不匀，则:要使C<C0,应:即：先牵后并：则牵伸后纱条的重量不匀率为:若喂入到下一工序时，以n根并合喂入,则其不匀率为:若要使牵伸并合的纱条重量不匀率较前有所改善则应C1<C0。(下一工序喂入纱条的不匀率应比上一工序喂入不匀率小)即：即:从上式可知：(1)n

E

CB

，所以并合未必有利。(2)当C0较大时公式才能满足，即喂入条子不匀率较大，则并合作用才是有利的。(3)当CB较小时，公式才能满足。当牵伸的附加不匀较小时，并合作用才较有利。一般每台机器都有一定适应的牵伸范围，在这范围内E增大，CB的增加不大，在这种情况下应充分利用牵伸机构的牵伸能力，使得n较大，而达到最佳的均匀效果。(4)并合作用是逐道降低的。原因是每道工序的C0都是逐渐减小的。头道工序C0最大，并合效果最好。(5)采用过多的并条工序对改善纱条的均匀度是不行的。当并合达到一定道数，没有明显效果时，就没有必要继续采用更多的并合道数。并合能够降低各种片段(长、短)片段不匀，牵伸的附加不匀往往是短片段的，所以并合牵伸后，纱条的长片段上一般比加工前均匀，但短片段不一定。问题是粗梳棉纺上，生条的短片段均匀度原是较好的，长片段较差，但并合牵伸后，长片段不匀明显降低，而短片段没有得到改善。在精梳工艺中，因精梳后的纱条，长、短片段的不匀率较高，故经牵伸后，长、短片段均匀度都得到一定改善。二、自调匀整作用：(1)降低出条的重量不匀率(特别是长片段)(2)有利于缩短工艺流程并合作用虽然能够提高纱条的均匀度，但又要加重条子的定量，增加牵伸负担。因牵伸又要产生新的不匀，因此用并合的方法来提高纱条的均匀度有其局限性。自调匀整装置是根据条子的厚度变化，自动地调整牵伸倍数，从而使输出纱条得到均匀。因此，自调匀整装置是采用了积极的方法来调整纱条的不匀。(一)匀整原理1．匀整方程单位时间喂入重量=单位时间输出重量V1G1=V2G2V1---喂入基准速度(后罗拉速度)V2---输出基准速度(前罗拉速度)G1---喂入基准定量(克/米)G2---输出基准定量(克/米)E=V2/V1=G1/G2如果喂入发生偏差，其定量变为：G‘=G1(1+δ)δ---偏差率则牵伸值应变为E’=G1'/G2=G1(1+δ)/G2=E(1+δ)当牵伸倍数为E’时，才能维持原基准(标准)输出重量G2。E‘随δ的变化而变化。2．牵伸的调节方式牵伸倍数现可以调节喂入速度，也可调节输出速度。(1)若改变喂入速度E’=V2/V1'=V2(1+δ)/V1=E(1+δ)V1'=V1/(1+δ)(2)若改变输出速度E1‘=V2’/V1=E(1+δ)=V2(1+δ)/V1V2‘=V2(1+δ)V2‘-V2成线性关系----直线型铁炮。(二)自调匀整器形式和组成1．开环式：特点(1)先检测后调节，调节针对性强(2)对波长>30mm的不匀匀整较有效。如：测长一匀整750mm，总钢辊数54根，工作钢辊20根，750/25=30mm(3)对本机牵伸机构产生的不匀不能匀整。(4)需要延迟机构2．闭环式：特点(1)检测点在牵伸机构前方，反馈调节，无针对性。(2)对长片段不匀有匀整效果(3)对本机产生的不匀也能匀整(4)依靠反馈调节，所以不需要延迟机构(5)有匀整死区3.混合环式混合环式兼有开环和闭环的特性，实际上是由两者共同组成，因而兼有两者的优点，但机构复杂，维修保养成本高。4.各部分机构组成(1)检测机构(2)转换放大机构(电器式的，将机械量转换为电量)(3)记忆延迟机构(闭环式无需此机构)(4)传导机构(5)变速机构133(四)自调匀整的作用和局限性1．作用：(1)降低出条的重量不匀率，有助于缩短工艺流程(2)使出条保持设计定量，有利于简化工艺管理和操作(可以替代配条、配重)(3)提高单机运转率(喂入条断头1-2根不需停车，仍能匀整±20%。2．局限性自调匀整只能匀整条子粗细不匀，对条子的结构不匀无法匀整。第四节棉纺并条一、棉型并条机组成喂入部分、牵伸（部分）机构、成条机构（一）牵伸（部分）机构（1）三上三下（2）三上四下（3）三上四下138（4）压力棒曲线牵伸（二）成条机构与梳棉机类似140二、并条机工艺参数配制1、棉条定量主要考虑纺纱号数：细—轻，粗—重纺纱品种：色纺纱、精梳纱—轻，本色纱、普梳纱－重原料：棉—重，化纤—轻罗拉加压：大—重，小—轻工艺道数：头道—重，二道—轻设备台数：少－重，多－轻一般在12－25克/5米，纺纱线密度（tex）

3220～3013～199～13

7.5棉条干定量（g/5m）20～2517～2215～2013～17

132、出条速度是衡量现代化水平的标志。与机械类型、产量供应及条子可纺性有关。目前最高12