牵伸倍数与弯钩纤维的伸直效果解析

（一）牵伸倍数对变速点位置的影响

弯钩纤维在牵伸区内除随机运动外，受罗拉钳口握持作用的影响，还有强制运动。钳口的强制作用会影响弯钩纤维伸直的延续时间，进而影响伸直效果。

牵伸倍数的大小影响纤维变速点的位置，因而直接影响前钳口对弯钩纤维伸直的干扰作用。如图6-30 所示，图中M 为快速纤维和慢速纤维数量曲线的交点，此时快、慢速纤维的数量相等，即K（x）=k（x），根据引导力与控制力的计算式，作用在浮游纤维上的引导力等于控制力，是纤维最有可能变速的位置，因此，M 称为理论变速点；R 为M 点距前钳口的距离。R 与牵伸倍数有关，如果固定喂入定量N2，牵伸倍数越大，意味着输出定量N1 越小，当E1＞E2＞E3 时，所对应的R1＜R2＜R3，M 越靠近前钳口，如图6-30 （a）所示。

图6-30　不同牵伸倍数的纤维变速点位置

为讨论方便，做如下假设：①一根纤维所受的引导力和控制力与其和快、慢速纤维接触的概率成正比，接触概率的大小和周围所接触的快、慢速纤维根数成正比，接触的快、慢速纤维根数与其截面中的快、慢速纤维根数成正比；②忽略摩擦力界的不稳定影响；③快、慢速纤维呈直线分布。如图6-30 （b）所示。

快速纤维数量分布函数为：　

慢速纤维数量分布函数为：　

式中：L——前后钳口间的隔距；

　　　N1、N2——输出定量与喂入定量。

在M 点有：

式中：R——理论变速点M 距前钳口的距离。

又因=E，所以：

由式（6-13）可知，随着牵伸倍数的增加，理论变速点距前钳口的距离减小。

（二）弯钩纤维的伸直效果

伸直效果可用牵伸后与牵伸前纤维的伸直系数η′和η 表示，当牵伸倍数不同时，由于M点位置不同而使弯钩纤维的伸直效果有较大差异。(www.xing528.com)

1.后弯钩纤维 后弯钩纤维在牵伸过程中较易被伸直，其伸直效果始终随牵伸倍数的增大而提高。为分析方便，以主体中点、弯钩中点到达M 位置作为各自的变速点位置。

如图6-31 （a）中（甲）所示，当牵伸倍数较小时，由于变速点位置M 离前钳口较远，R 值较大，。其中为伸直前主体长度的一半，表示主体部分中点到达M 点时，纤维头端还未进入前钳口，不受前钳口的干扰，主体部分不会提前变速，同时，距弯钩中点到达M点有一定延续时间，有伸直效果，属于正常伸直。

如图6-31 （a）中（乙）所示，当牵伸倍数变大时，变速点位置M 离前钳口变近，则R值较小，，表示主体部分中点尚未到达M 点时，纤维头端已经进入前钳口，从而使主体部分提前变速，延续时间延长，伸直效果良好。

如图6-31 （a）中（丙）所示，当牵伸倍数进一步加大时，变速点位置M 离前钳口更近，则R 值更小，为伸直前弯钩长度的一半。如果这种情况发生在弯钩长度较大时，因当纤维主体的中点还未到达M 点时，纤维头端已进入前钳口，使伸直过程提前开始；又由于弯钩部分的中点尚未到达M 点时，纤维尾端已进入前钳口，又使伸直过程提前结束，伸直效果因两种因素相互抵消而不显著。其原因主要与伸直前纤维的伸直系数η有关，此时η 已接近0.5，即纤维几乎呈对折状态。

图6-31　牵伸倍数对后弯钩纤维伸直效果的影响

图6-31 （b）表示牵伸倍数及牵伸前的伸直系数对后弯钩纤维伸直效果的影响。由图可知，随着牵伸倍数的增加，后弯钩纤维的伸直效果增加，特别是当牵伸前纤维的伸直系数η≥0.6 时，在给定的牵伸倍数下，其弯钩部分基本均可伸直，η′=1；但当牵伸前纤维的伸直系数η≤0.55 时，伸直效果变差，图中η=0.51 时，基本没有伸直。但牵伸后绝大多数纤维的伸直系数η′都有提高，经过几次牵伸后即可消除弯钩，使纤维完全伸直。这也就是在纺纱系统中多道工序配置牵伸机构的原因。

2.前弯钩纤维 前弯钩纤维在牵伸过程中不容易伸直，且与牵伸倍数的关系较为复杂。同理，以弯钩中点、主体中点到达M 位置作为各自的变速点位置。

如图6-32 （a）中（甲）所示，当牵伸倍数小时，变速点位置M 离前钳口较远，则R 值较大，表示伸直后主体的一半，即在伸直过程结束前，弯曲点尚未进入前钳口，伸直过程不受前钳口的干扰。它表明在牵伸倍数较小时，对前弯钩纤维有一定的伸直效果，且伸直效果随着牵伸倍数的增大而相应增大。

如图6-32 （a）中（乙）所示，当牵伸倍数变大时，则变速点位置M 离前钳口变近，则R 值变小，，表示纤维主体部分的中点尚未到达M 时，弯曲点已进入前钳口，伸直过程受到前钳口的干扰而中断，提前结束伸直，伸直效果差。

如图6-32 （a）中（丙）所示，当牵伸倍数进一步加大时，变速点位置M 离前钳口更近，则R 值更小，，表示纤维弯钩的中点尚未到达M 时，弯曲点已进入前钳口，整根纤维一起变速，没有伸直过程。

图6-32　牵伸倍数对前弯钩纤维伸直效果的影响

图6-32 （b）表示牵伸倍数及牵伸前的伸直系数对前弯钩纤维伸直效果的影响。由图可知，不论牵伸前纤维的伸直系数如何，随着牵伸倍数的增加，前弯钩纤维均没有伸直效果；只有当牵伸倍数较小时（图中①区），才有一些伸直效果。

（三）奇数法则

由上面讨论可知，罗拉牵伸对于伸直弯钩纤维有一定的取向性，对于伸直后弯钩纤维有利，而对于伸直前弯钩纤维不利，特别是随着牵伸倍数的增加，这种取向更显著；另外，牵伸前的伸直系数越大，牵伸后的伸直效果越好。

奇数法则就是上述结论在生产实际中的应用，所谓奇数法则是指由生条至细纱之间最好经过奇数道工序。以棉纺纺纱为例，即是指在梳棉机与细纱机之间，最好是奇数道加工，如棉纺普梳系统：梳棉→头道并条→二道并条→粗纱→细纱，为3 道工序。

这是由于纤维经锡林道夫针面分梳后，由道夫输出的生条中以后弯钩纤维居多，弯钩在须条中经过一次卷绕，当退绕喂入下一道工序时，其弯钩方向反向，即生条中的后弯钩纤维，在喂入头道并条时变为前弯钩，以此类推，喂入细纱时正好为后弯钩，此时纤维经过了3 道罗拉牵伸后伸直系数η 较大，而细纱的牵伸倍数较前3 道的罗拉牵伸要大得多，这样剩余的弯钩部分会在细纱工序中被完全伸直，最终实现了伸直平行纤维的目的。