亚麻细纱工程的湿、干纺制技术及牵伸倍数

1.细纱的目的　细纱就是将粗纱或麻条纺成具有一定细度且符合国家质量标准要求的纱线，供捻线、织造等使用。为此，细纱的目的是：

（1）牵伸。将喂入的粗纱或麻条均匀地抽长拉细到成纱所要求的线密度。

（2）加捻。将经过牵伸后的纱条加上适当的捻回，使成纱具有一定的强度、弹性和光泽等物理、机械性能。

（3）卷绕成形。将纺成的细纱按一定的成形要求，连续不断地卷绕在筒管上，以便于运输、储存和后加工。

2.细纱机的类型

（1）按加捻卷绕机构的形式分类。

①环锭细纱机。环锭细纱机的加捻卷绕机构主要由带着细纱筒管一起高速回转的锭子、环形钢领及套在其上运动的钢丝圈（或铜丝钩）组成。目前，国内亚麻湿纺系统中，均采用这类细纱机。

②吊锭细纱机。其加捻卷绕机件系吊锭式，即锭翼单独悬挂高速回转，锭子仅作为细纱筒管的竖轴。目前，国内亚麻干纺系统中，采用这种细纱机。

③离心式纺纱机。其加捻卷绕机构主要为一高速回转的离心杯。

④自由端纺纱。包括气流纺纱、静电纺纱、尘笼纺纱、平网吸附纺纱、涡流纺纱、插锭纺纱和搓捻纺纱等形式。

⑤非自由端纺纱。包括自捻纺纱、喷气纺纱和包缠纺纱、黏合纺纱、集聚无捻纺纱、轴向纺纱和科弗纺纱等。

（2）按纺纱方法分类。

①干纺细纱机。这种细纱机纺纱时没有任何给湿机构。这是各纺纱系统中普遍使用的细纱机。

②湿纺细纱机。这是亚麻纺纱系统中一类特殊的细纱机。该机在粗纱进入牵伸机构前，先通过特制的水槽进行浸湿，使粗纱在完全湿润的状态下进入牵伸区受到牵伸作用，最后纺成湿纺细纱。

（3）按细纱机的牵伸能力分类。它分为普通细纱机和大牵伸细纱机。亚麻纺纱中普通细纱机的牵伸倍数不超过15倍。凡牵伸倍数在15倍以上的细纱机，都称为大牵伸细纱机。目前亚麻大牵伸细纱机的牵伸倍数最大可达40倍。

（4）按牵伸机构的形式分类。它可分为二罗拉式、二罗拉挡杆式、二罗拉胸板式、二罗拉针排式、三罗拉式、单皮圈轻质辊和双皮圈式等。

3.细纱机的工艺过程

（1）湿纺环锭细纱机的工艺过程。亚麻细纱工程中既有湿纺工程也有干纺工程，这是它与其他纤维细纺工程最大的差异之处。亚麻湿纺过程中，粗纱在牵伸前先经60℃左右热水浸润数秒钟，这样，亚麻工艺纤维（约2tex）上黏合单纤维的果胶等伴生物（果胶、半纤维素、木质素等）由于热水的作用，发生溶胀，使单纤维间黏合力减弱，在牵伸罗拉强力的作用下，工艺纤维产生分纰，须条中不是原先的工艺纤维，而是由分纰成较纤细纤维束组成的细纱。因此，湿纺细纱比干纺细纱条干均匀、强度高、毛羽少，湿纺工程，细纱强度对单纤维强度利用系数在38%左右，湿纺细纱断裂长度为17～18km，强度不匀率为15%～17%。

按一般机械纺纱要求，若要保证纱有足够强度、均匀条干和正常断头率，每根纱中至少有50根纤维。亚麻纤维的线密度（分裂度）约2tex，按此计算，亚麻干纺细纱的线密度为2×50＝100tex。实际也是这样，干纺纱可纺线密度为50～120tex。干纺纱的单纤维强度利用系数仅比混纺纱低30%。

图4-24所示是我国普遍采用的ΠM—88—Л5型湿纺环锭细纱机。其工艺过程为：多孔粗纱筒管1放置在回转的蘑菇状托盘上，粗纱较容易地从筒管上退绕下来，经过转动的引导转子进入水槽2，粗纱在水槽内受热水浸润后，绕过强制回转的喂入辊，再进入皮圈牵伸装置3，该机的牵伸机构由喂入罗拉、中间的单皮圈轻质辊和牵伸罗拉组成，浸透的粗纱由喂入罗拉喂入，经中间单皮圈轻质辊托持，到达牵伸罗拉，由于牵伸罗拉的表面速度较喂入罗拉快得多，所以粗纱在此间受到牵伸作用，工艺纤维受到了进一步分纰，纱条的线密度得到提高。由牵伸罗拉输出的纱条，受到加捻作用，使纱条具有一定的强力而成细纱。这时，细纱通过叶子板上的导纱瓷眼，穿过骑在钢领上的钢丝圈（或铜丝钩），被卷绕于插在锭子5上的纱管上。

这种细纱机的加捻作用，发生在牵伸罗拉的输出处与钢丝圈（或铜丝钩）间，这时牵伸罗拉握持着不断输出的纱条一端，另一端则由钢丝圈以锭子的高速沿着钢领轨道回转，每回转一圈，纱条就得到一个捻回。为了使单个锭子停转，在每个锭子旁边都装有人工操纵的锭子停转装置。

该湿纺环锭细纱机有较完善的锭子传动装置，该装置是由滚筒盘4带动的。该机还安有须条断头时能停止粗纱喂入的专门机构，其工作原理如下：当须条从牵伸装置进出后，一个探杆周期性地探触须条，判断是否发生断头。若出现断头，有一专门的离合器会使喂入机构的罗拉盘停止转动，粗纱喂入立即停止。亚麻环锭细纱机采用圆锥形短动程卷绕成形，为此，钢领板每次升降的高度是相同的（即卷绕圆锥的高度），而且每完成一次升降后级升一次。

图4-24　亚麻湿纺细纱机

1—粗纱筒管　2—水槽　3—皮圈牵伸装置　4—滚筒盘　5—锭子

（2）干纺吊锭细纱机的工艺过程。图4-25所示是我国亚麻纺纱厂内普遍使用的ΠP—108—Л型干纺吊锭细纱机。

图4-25　亚麻干纺吊锭细纱机

1—粗纱管　2—横动导纱杆　3、4—喂入罗拉5、6—牵伸罗拉　7、8—中间导杆　9—胸板10—集麻器　11—吊锭　12—纱管　13—滚筒

该机的工艺过程如下：粗纱管1斜装于粗纱架的钢芯上。从纱管上退下的粗纱，穿过横动导纱杆2的孔眼，引入喂入罗拉3和4，每只喂入罗拉的工作表面都有沟槽。粗纱从喂入罗拉出来后，通过中间导杆7和8，滑过胸板9，经集麻器10后进入牵伸罗拉5和6。这两只牵伸罗拉的工作表面都是光滑的，然而上罗拉为金属表面，下罗拉却是表面包有牛皮的皮辊，压力加在皮辊上，使牵伸罗拉具有足够的握持力。输出罗拉的表面速度大于喂入罗拉的表面速度，使纱条受到牵伸作用后变细。

在干纺吊锭细纱机的牵伸区中，只发生工艺纤维的移动，不像湿纺细纱机那样存在工艺纤维的分纰。为此，机台的牵伸隔距也较湿纺细纱机大。在两对罗拉之间有中间导杆7和8、胸板9及集麻器10，目的是在牵伸区中增加中间摩擦力界，有利于对浮游纤维的控制。变细后的纱条由牵伸罗拉输出后，导入吊锭11上端锭带盘的管孔中，绕过锭臂，并穿过锭臂下端的孔眼，由此导向纱管12而得到加捻和卷绕。

该机吊锭的回转是由白铁滚筒13通过锭带传动，转速可达4500r／min。纱管的转动是由细纱拖动的，其转速比吊锭要慢，两者的转速差形成了卷绕速度。这种细纱机装有自动落纱机构，它可使落纱时间大为缩短，而机台的有效时间系数增大。该细纱机两个操作面的结构虽然相同，但分别由两台电动机单独传动，根据需要每面可以独立进行纺纱。

4.亚麻细纱机的主要机构及其作用

（1）细纱机的喂给机构及其作用。亚麻细纱机的喂入半制品，可以是粗纱，也可以是麻条。目前我国亚麻纺纱厂均采用粗纱喂入。为了保证粗纱的喂入，细纱机的喂给机构包括以下机构：

①纱架与纱管支持器。亚麻细纱机中，常见的纱架及其纱管支持器有插入式、直立式、悬挂式和托锭式四种。

a.插入式。插入式是亚麻干纺细纱机采用的形式，如图4-26所示。该纱架用螺钉固装在机架上，且成一定的倾斜角度。纱架上装有锭杆，粗纱插在其上，当引纱退绕时，纱管在粗纱的拖动下，可以自由回转，但是，由于粗纱管底部与纱架接触产生摩擦，粗纱管孔与锭杆的接触也产生摩擦，使退绕张力达到很大，因此，这种喂入形式，只适用于绝对强度较高的粗特纱。

b.直立式。这是亚麻湿纺细纱机上采用的形式，如图4-27所示。该纱架由机面上装起的撑脚支持，粗纱在其上面分布成两层，粗纱管装在木锭上，木锭的下端镶有坚硬的木料做成尖形，支持在瓷碗内，其上端穿在纱架的孔眼中。当粗纱退绕而拖动粗纱管回转时，木锭随粗纱管一起回转，由于木锭下端与光滑的瓷碗之间的摩擦阻力很小，故其适用性较广。

图4-26　插入式纱架

图4-27　直立式纱架

c.悬挂式。经煮练、漂白的粗纱喂入细纱机，多采用这种形式，如图4-28所示。粗纱经煮练与漂白后，重量增加很多，退绕回转阻力增加且锭尖易于磨损，故不采用直立式喂入机构，而采用把粗纱悬挂起来的粗纱管支持器。

d.托锭式。在ΠM—88—Л5型细纱机上采用这种形式，如图4-29所示。多孔粗纱管放置在能够绕轴心自由回转的蘑菇状托盘上，粗纱管上端顶在能绕吊杆自由回转的半圆球面上，粗纱退绕阻力很小，因此，托锭式是湿纺细纱机较理想的喂入机构。

图4-28　悬挂式纱管支持器(www.xing528.com)

1—粗纱管支持器　2—粗纱管　3—纱架横梁（顶板）4—固定螺栓与螺母　5—粗纱管档杆

图4-29　托锭式喂入机构

1—托架壳　2—销子　3—支撑器　4—机架板

②导纱轮。导纱轮的作用是引导粗纱管上退绕下来的粗纱喂入牵引罗拉，进入牵伸区。导纱轮是可绕水平轴自由回转的轮子。导纱轮由粗纱架上的支架支持，为使粗纱退绕张力均匀、合适，其安装位置应相当于粗纱管高度的1／3。

③导纱器及横动装置。细纱机上的粗纱在进入牵伸装置前，要先通过装在钢条上的导纱器，即喂入喇叭口。为使细纱机上的罗拉或皮辊的磨损较均匀，增加其使用寿命，不让粗纱在某一固定位置通过，亚麻湿纺细纱机上采用了横动装置。

④断头停止喂给机构。ΠM—88—Л5型及FIU—75型亚麻湿纺细纱机都装有杠杆摆动式断头自停喂给机构。

（2）亚麻细纱机的牵伸机构及其作用。

①使用胸板或档杆的两罗拉牵伸机构。亚麻纺纱厂较广泛使用的ΠM—108—Л型干纺吊锭细纱机和ΠM—88—Л8型湿纺细纱机的牵伸机构如图4-30和图4-31所示。

这两种牵伸装置，是在两对简单罗拉牵伸区的中间，装上一只弧形板（胸板）或一只档杆，其位置应装得突出于两对罗拉的钳口连线，使牵伸区内的纱条被紧紧地压在其表面，形成一定的摩擦力界，以便更好地控制区内纤维的运动，胸板在干纺吊锭细纱机上，是为了阻止粗纱捻度向前转移，所以它的位置不能离前罗拉太近。为了补充胸板至前罗拉间对纤维运动的控制，一般在进入前罗拉钳口处，加装一只集麻器，以进一步改善牵伸作用。

在牵伸隔距更大的细纱机上，还可在前后罗拉之间既装有档杆又装有胸板。这种牵伸装置的最大优点是结构简单，维修方便，对纤维长度和细度有更大的适应范围，但缺点是细纱条干较差。ΠP—90—Л型亚麻干纺吊锭细纱机，就属于这种牵伸装置，如图4-32所示。

图4-30　胸板式牵伸机构

图4-31　挡杆式牵伸机构

图4-32　胸板、挡杆组合式牵伸机构

②双皮圈三罗拉式牵伸机构。FIU—75型湿纺环锭细纱机和F—561型干纺环锭细纱机均采用这种装置，如图4-33所示。

③单皮圈和轻质辊的牵伸机构。ΠM—88—Л5型湿纺细纱机就采用这种牵伸装置。如图4-34所示，在喂入和牵伸罗拉之间设置一只中间罗拉，其表面包覆橡胶，靠摩擦带动单皮圈转动，单皮圈之上装有两只轻质辊，从而构成了中间附加摩擦力界。这种牵伸装置一方面利用皮圈控制纤维均匀、柔和及控制面较广的特点，另一方面又利用了轻质辊本身所具有的优点，当喂入粗细不匀的粗纱时，轻质辊靠自身重量上抬或下降机构。因而，这种牵伸机构对纤维的工艺特性有较大的适应性。其牵伸倍数也较高。

图4-33　双皮圈式牵伸机构

图4-34　单皮圈和轻质辊

④加压机构。加压机构的加压方式有杠杆加压、摇架加压、弹簧加压和空气加压四种。

a.杠杆加压。该机构主要由重锤和杠杆组成。该加压机构结构简单，维护调整方便；缺点是加压时有波动。目前亚麻纺纱厂内使用的干纺和湿纺细纱机中仍在采用该机构。

b.摇架加压。该机构主要由四连杆和压缩弹簧组成，这种加压机构，结构复杂，维护调整较繁，加压量正确，操作方便。目前在FIU-75型亚麻湿纺细纱机上采用。

c.弹簧加压。主要依靠弹簧的变形量获得所需的压力。目前ΠM—88—Л5型亚麻湿纺细纱机的后罗拉钳口上采用该机构。

d.空气加压。利用压缩空气的压力来调节罗拉加压，这是目前细纱机上采用的一种先进加压方式。它的优点是加压、卸压方便，所加压力均匀。我国亚麻纺纱厂中的ΠM—88—Л5型湿纺细纱机的牵伸罗拉钳口，就采用这种加压方式。

（3）加捻卷绕机构及其作用。

①干纺吊锭（翼锭）细纱机的加捻卷绕机构。吊锭细纱机的加捻卷绕过程基本与粗纱机相似，由于锭翼的高速回转，及时给从前罗拉钳口送出的纱条加上捻回，利用筒管和锭翼的转速差，使细纱卷绕到筒管上。

不过，因粗细纱工艺要求不同，它们的加捻卷绕机件的结构存在着许多重要差别，除机件尺寸有明显的差别外，还存在下面几个显著特点。

a.锭翼不是通过齿轮积极传动，而是利用锭带消极传动的。当某一锭子发生断头需要接头时，不需整台机器停下来，只要断头的锭子停下即可。

b.筒管的转动不是由机件传动的，而是由细纱本身拖着回转的，所以筒管的转速总是落后于锭翼，于是产生了卷绕作用，也具有了卷绕张力，确保了细纱的卷绕密度。

c.锭翼转速可以大大提高，可达4000r／min以上。

d.可以实行落纱自动化，这是由于锭翼高吊和筒管由纱拖动的消极传动，为落纱自动化提供了方便。

吊锭细纱机因锭翼受到变形及材料质量等因素的限制，速度不能太高；又因细纱要带动筒管转动，形成纺纱张力大，故不能纺细特纱；加之锭翼的尺寸较大，故每台细纱机的锭子数不能太多。

②湿纺环锭细纱的加捻卷绕机构。与毛、棉环锭细纱的加捻卷绕机构基本相似，其加捻卷绕过程如图4-27所示。细纱管紧套在锭子上，跟随锭子一起回转，使纱条获得捻度成为细纱。细纱拖着钢丝圈，沿着钢领表面的轨道一起回转，由于钢丝圈和钢领摩擦的结果，使得钢丝圈的转速比纱管的转速小，两者之差形成了卷绕速度。同时，因细纱拖动钢丝圈回转，产生了一定的纺纱张力，使得细纱卷绕到筒管上有一定的卷绕密度。

（4）成形机构。目前常用环锭细纱机成形机构。环锭细纱机上的卷绕作用是依靠钢丝圈或钢丝钩与纱管的转速差实现的，钢丝圈以固定在钢领板上的钢领作为跑道，进行平面回转运动。而纱管套牢在居于钢领中心的锭子上，因此，只要钢领板沿锭子轴向做有规律的上下运动，就能获得细纱的相应成形，钢领板运动的规律是由成形机构中的成形凸轮支配的，其机构如图4-35所示。

成形凸轮1由车头主轴积极传动，它迫使升降杆（俗称琵琶杆）2做上下摆动。每摆动一次，即相当于钢领板上下升降一次。在升降杆2的另一端装有一套轮系，该轮系中17是撑头牙（锯齿牙），撑头（即掣子）19与其连在一起，每当升降杆摆动至下方时，固定凸钉21使撑头顺时针转动，推动撑头牙转过若干牙，这时与撑头牙同心的螺杆16把转过若干牙的弧度传给蜗轮15，与蜗轮同轴的链条盘3也就回转若干弧度，即在其上绕取一定长度的链条，使钢领板的基本位置向上升起若干，使细纱层逐渐绕向纱管的顶部。

开始卷绕时，纱管上的锥形卷绕面是利用成形机构实现的。卷绕成形开始时，由于把被链条盘上的凸钉27弯曲而储藏的部分链条送出，使链条盘在每次绕取相同长度链条的情况下，钢领板每次递升的高度较小，因此，在纱管底部的绕纱量较多，使纱管直径迅速增大，很快形成锥形卷绕面，达到增加管纱容量和缩短纺纱张力较大的小纱期。

成形凸轮一般升弧与降弧比为3∶1，即钢领板上升所需的时间长，这段绕在纱管上的纱层称为绕纱层，而钢领板下降所需的时间短，称为束纱层。

图4-35　环锭细纱机成形机构

1—成形凸轮　2—升降杆　3、5、7—链条盘　4—链条轴　6—固定轴　8、11、12、14、18、24—连杆9—轴　10—链条　13—调节螺母　15—蜗轮　16—螺杆　17—撑头牙19—撑头　20—拉杆　21—固定凸钉　22—锥形卷绕轴　23、25—凸钉