粗纱成形中的加捻技术应用

（一）翼锭纺纱

1.翼锭加捻过程分析 翼锭加捻广泛应用于粗纱工序，依靠锭翼的回转对纱条进行加捻，其加捻过程如图7-19 所示。须条的一端被前罗拉钳口握持，另一端经锭翼顶孔穿入，再由侧孔引出，然后顺锭翼空心臂绕过压掌卷绕到筒管上。这样，当锭翼每回转一周时，由锭翼侧孔带动粗纱绕其自身轴线回转一周，使锭翼侧孔至前罗拉钳口的一段纱条上获得一个捻回。侧孔以下的纱条只绕锭子中心线公转，而不绕自身轴线回转，因此没有加捻。粗纱最终获得的捻度为T=，式中：n 为锭子回转速度，V 为前罗拉输出纱条的速度。

图7-19　粗纱锭翼加捻过程

2.翼锭粗纱加捻区的捻度分布 研究加捻区内的捻度分布，有利于找出弱捻区域及其形成原因，便于采取必要的技术措施提高生产效率。将图7-19 展开成图7-20，前罗拉钳口A 为纱条的喂入点，纱条以速度V 自A向E 运动，锭翼侧孔C 为加捻点，以转速n 回转，锭翼顶孔边缘B 为捻陷点，D 为空心臂下端至压掌的转折处，E 为压掌上纱条的绕扣，F 为管纱卷绕点，C、D 和E 均可视作阻捻点。

图7-20　粗纱加捻过程示意图

根据稳定捻度定理及捻陷、阻捻和假捻效应概念，可以求得图中各段纱条上的捻度。

AB 段：由C 加给的捻回n，因受捻陷B 的影响，实际上C 给AB 段加上的捻回为nη，而AB 段自B 点带出的捻回为TABV，则nη=TABV，得：

式中：η——顶孔的捻度传递效率。

BC 段：由C 加给的捻回n，因受捻陷B 和阻捻C 的影响，实际上C 给BC 段加上的捻回为n（1-η），由AB 段带入的捻回为TABV，而自C 带出的捻回为λ1TBCV，根据稳定捻度定理，则n（1-η）+TABV=λ1TBCV。因TABV=nη，则：

式中：λ1——侧孔的阻捻系数。

CD 段：CD 段无自转，不加捻，因受C 和D 的阻捻影响，只有由BC 段带入的捻回λ1TBCV，而自D 带出的捻回为λ2TCDV。根据稳定捻度定理，则λ1TBCV=λ2TCDV，得：

式中：λ2——空心臂下端纱条转折处的阻捻系数。

DE 段：DE 段无自转不加捻，因受D 和E 的阻捻影响，只有由CD 段带入的捻回λ2TCDV，而自E 带出的捻回为λ3TDEV，则λ2TCDV=λ3TDEV，得：

式中：λ3——压掌绕扣的阻捻系数。

EF 段：由DE 段带入的捻回为λ3TDEV，而自F 带出的捻回为TV，则λ3TDEV=TV，得：

式中：T——EF 段的捻度，即为成纱的捻度。

将式（7-28）～式（7-32）作比较，并令λ1 ＞λ2 ＞λ3，则TDE ＞TCD ＞TBC，各段的捻度分布如图7-21 所示。因η＜1，故AB 段捻度比其他各段少。这是因为翼锭粗纱加捻过程中，锭翼顶孔为捻陷点，通过对纱条的摩擦作用阻碍了捻回的向上传递，使前罗拉钳口与阻碍点区域内的纱条获得捻回少，纱体松散，纤维彼此间的联系弱，纱条强力低，正常纺出粗纱的伸长率也较大，影响产品质量。可见，设法增加AB 段的捻度是技术措施的重要内容。

图7-21　翼锭纺粗纱加捻区的捻度分布

3.粗纱假捻器 为减少因捻陷带来的不良影响，粗纱机上利用假捻效应，采用假捻器暂时增加纺纱段的捻度，提高纺纱段的强力。则锭翼顶孔边缘B 既是捻陷点，又是假捻点，设假捻捻回为n′。根据假捻加捻原理，CD 段、DE 段和EF 段纱条捻度不受影响。那么各段纱条上的捻度如下。

AB 段：除了由C 给AB 段加上的捻回为nη 外，由B 给AB 段的假捻捻回为n′，而AB 段自B 点带出的捻回为TABV，则nη+n′=TABV，得：

式中：η——顶孔的捻度传递效率；

　　　n′——顶孔给AB 段纱条的假捻捻回。

BC 段：除了n（1-η）+TABV 外，由B 施加的假捻捻回为-n′，则有：n（1-η）-n′+TABV=λ1TBCV。根据式（7-33）有：(www.xing528.com)

通过假捻效应，各段的捻度分布如图7-22 所示。纺纱段AB 的捻度提高，有利于翼锭纺纱加工过程的顺利进行。

图7-22　因假捻效应引起的加捻区捻度分布

如图7-23 所示，粗纱假捻器可分为锭翼顶孔刻槽和顶孔戴帽两类，其中锭帽所用材料有塑料、尼龙、橡胶、聚氨酯等。综合分析，影响粗纱假捻效应的因素如下。

图7-23　粗纱假捻器

（1）锭翼顶孔直径大，锭翼回转一周，纱条沿顶孔滚动的附加转数增加，假捻效应大。

（2）顶孔边缘对纱条的摩擦力大，如顶孔边缘刻槽或加装假捻器等，则纱条在顶孔边缘的滑动减少，滚动转数增加。

（3）假捻器的类型不同，对纱条的摩擦力也不同。实践证明，塑料假捻器摩擦系数小，不耐磨，使用寿命短，假捻效果较差，已逐渐被淘汰；尼龙和橡胶假捻器的增捻效果接近，尼龙假捻器使用寿命较长，如青泽660 型粗纱机配置尼龙假捻器使用时间近10 年，纱条张力稳定，无跳动。橡胶假捻器摩擦系数大，假捻效果好，粗纱伸长率也小，但是使用寿命较短，一般为3～5 年。

4.粗纱捻系数的选择 粗纱的加捻一方面使其获得一定的强力，用以承受粗纱成形过程中因卷绕而引起的张力，避免意外伸长的产生；另一方面可增加粗纱中纤维之间的摩擦力，在细纱加工的后牵伸区形成附加摩擦力界以控制纤维的运动。因此，粗纱捻系数的增加可以提高产品的强力。但是，捻系数太大时，粗纱产量低，且增大了细纱后区的牵伸力，胶辊易打滑，牵伸不开出现硬头，从而增加断头和产品的不匀；捻系数太小时，易产生意外牵伸，同样会增加断头和产品不匀。因此，在粗纱工序，捻系数的选择通常是与牵伸倍数、罗拉隔距和罗拉加压同等重要的工艺参数。

粗纱捻系数的选择主要是根据纤维长度和粗纱线密度而定，同时还要参照温湿度条件、所纺品种、纤维其他性质、细纱后区工艺以及粗纱断头情况等合理选择。当纤维长、整齐度好、线密度小时，捻系数应小，反之应大；当粗纱线密度大、纤维伸直度差时，捻系数应小，反之应大；当用精梳条时，其中纤维整齐度比粗梳条好，前者的捻系数应比后者小；当纺针织用纱时，为避免细长节，减少汗布阴影，捻系数以大一些为宜，这样可加强细纱后区摩擦力界，有利于对纤维运动的控制。

粗纱捻系数对气候季节很敏感，需按当时当地的具体条件调整。一般来说，潮湿季节，粗纱发涩，捻系数应小；干燥季节，粗纱发挺，捻系数应大。但有些地区，在黄梅季节，粗纱发烂时，捻系数增加后反而导致生产正常；在寒冷季节，纤维发硬时，捻系数减小后反而生产正常。

在实际生产中，由于调整粗纱捻系数比调整细纱后区工艺方便，因此，常常通过调整粗纱捻系数来辅助细纱后区工艺的调整。在细纱机牵伸机构完善、加压良好的条件下，粗纱捻系数应偏大掌握，以改善细纱质量和降低粗纱断头。在加工中等长度的棉纤维时，粗纱捻系数的具体选择可参考表7-1 的数据。

表7-1　普梳、精梳棉粗纱捻系数的选择

在加工化纤混纺、纯纺及中长纤维时，由于纤维长度较长，细度较细，整齐度好，摩擦系数大，粗纱捻系数比同线密度的纯棉纱粗纱为低。具体选择可参考表7-2 的数据。

表7-2　化纤混纺、纯纺及中长纤维粗纱捻系数选择

（二）无捻粗纱

1.无捻粗纱机工艺过程

在粗梳毛纺的罗拉梳毛机、精梳毛纺的无捻粗纱机等机台上，由前罗拉输出的须条呈无捻松散状，利用搓捻作用对半制品进行加捻，增加纤维抱合力，以提高其断裂强度，减少意外牵伸。无捻粗纱机的工艺过程如图7-24 所示。该机由喂入、牵伸、搓捻、卷绕四部分组成。毛条从毛条筒1 引出，经导纱辊2、3、4 及喂入导条器13 而进入后罗拉5，再经过导纱集合器14、双胶圈6、集合器7，受前罗拉8 牵伸后，无捻松散状的须条再通过搓皮板9 搓成粗纱。粗纱由具有往复运动的摆动导纱器10 送到卷绕罗拉11 处，被卷绕在筒管12 上。

图7-24　无捻粗纱机工艺过程

2.无捻粗纱机加捻过程 无捻粗纱的加捻过程如图7-25 所示。图中的A、B、C 点分别对应图7-24 中的前罗拉8、搓皮板9、卷绕筒管12 的位置。须条由A 点以速度V 输出到达搓皮板，上、下搓皮板一方面做相对往复运动，另一方面以转速n 做积极回转运动。离开搓皮板的须条连续卷绕到筒管上。设AB 段纱条的捻度为T1，BC 段纱条的捻度为T2，则各段纱条上的捻度如下。

图7-25　无捻粗纱加捻过程

AB 段：单位时间内由B 加给AB 段的捻回为n，由AB 段带出的捻回数为T1V。根据稳定捻度定理，有：

BC 段：单位时间内由B 加给BC 段捻回为-n，由AB 段输出的捻回为T1V。根据稳定捻度定理，有：

由此可得，BC 段的捻度为0。可见，搓皮板在无捻粗纱加捻过程中为假捻点，经过搓皮板的纱条在相对长度上具有了假捻。搓捻强度可由改变搓皮板往复运动次数来调节。