纺纱杯纤维凝聚与并合的探究

因纤维质量较轻，它从输棉通道出口到凝聚槽内的运动轨迹基本上是由气流运动决定的。

1.纺纱杯内的气流流动与纤维运动　纺纱杯的高速回转带动了输棉通道和引纱管吸入的两股气流而形成回转气流场。在两股气流汇合形成的过渡区中气流运动很不稳定，易形成涡流，过这个区后气流才按一定规律稳定地流动，尤其是气流转动而产生的离心力，对纤维运动有重要的影响。以上是两种不同排气方式纺纱杯中气流运动的共同规律，下面介绍这两种纺纱杯中气流运动的特殊规律。

（1）自排风式。纺纱杯高速回转使气流从四周排出，造成压力分布在纺纱杯的中心最低，使气流有偏向纺纱杯中心流动的趋势，离中心越远偏转程度越弱，这是平面气流流动的情况。同时因排气孔开在纺纱杯的下部，气流还有自上而下的轴向流动。因此，当纤维从输棉通道2进入纺纱杯1时，就有向下运动的趋向［图2－18（a）］，同时纤维又受杯内气流运动的作用及离心力的作用而加速，又有向前偏转的运动［图2－18（b）］。为了防止纤维未到纺纱杯壁就冲到凝聚槽至假捻盘的一段纱条上，形成外包纤维，须正确地使用和安装隔离盘的位置。此外，因假捻盘范围内的中心区域是低压区，纤维易流向该区，如输棉通道出口位置不当，会发生纤维绕假捻盘的弊病。

图2-18　输棉通道出口纤维的运动

（2）抽气式。由于吸风机的抽吸，抽气式纺纱杯内的气流是自下（从引纱管、输棉通道出口）向上（纺纱杯顶部与固定罩盖之间）流动。同时抽气式能提高纺纱杯的真空度，可减少纤维直接冲向凝聚槽与假捻盘之间的一段纱条上形成外包纤维的数量，因为输棉通道离抽风顶部较近及纤维受到了自下而上的气流流动的影响。但输棉通道出口不能离纺纱杯上口过近，否则纤维容易被吸走，影响制成率。

2.纤维在纺纱杯壁上的滑移运动　纤维到达纺纱杯壁后，随着纺纱杯的回转，纤维在离心力的作用下，克服杯壁的摩擦阻力而滑向凝聚槽。纺纱杯壁的滑移角α大，杯壁对纤维的摩擦阻力大，纤维滑移困难。实验证明：α＞70°就不易纺纱。但若α过小，纤维滑移速度过快，少数纤维尚未达到凝聚槽即附着于纱条上，使外包纤维增加，断头增加，而且纤维滑移过快不利于纤维在滑移过程中伸直。同时，α过小还会使纺纱杯口径减小，加工不便。因此，一般α在60°～65°为宜。(www.xing528.com)

滑壁长度与纺纱杯的口径和高度有关，在不妨碍纤维滑移的前提下，滑壁长度以短为宜，以利于高速和降低动力消耗。

3.纤维在纺纱杯内的并合效应　进入纺纱杯的纤维在向凝聚槽凝聚的过程中产生了大约有100倍的并合作用，这样的并合效应对改善成纱均匀度具有特殊的作用，它也是转杯纱的均匀度比环锭纱好的原因所在。并合效应可以用须条截面中纤维根数的变化来说明。

设喂入纺纱杯条子的线密度为Tt″，条子中纤维的平均线密度为Tt′，则喂入条子截面的平均纤维根数为Tt″／Tt′；又设n和d分别为喂入罗拉的转速与直径，N和D分别为纺纱杯的转速和凝聚槽的直径。则当喂入条中的纤维从纺纱杯壁滑向凝聚槽时，条子与凝聚槽内的须条间发生了πDN／πdn倍的牵伸；那么凝聚槽内须条截面的平均纤维根数P为：

设成纱线密度为Tt，则成纱截面内的平均纤维M＝Tt／Tt′，那么凝聚槽内须条的并合数B为：

由式（2-2）可了解影响纺纱杯并合效应的主要因素，即当喂入条子线密度Tt″低，成纱的线密度Tt高，纺纱杯直径大、转速高，喂给罗拉直径小、转速慢时，纺纱杯的并合作用强，成纱条干好。特别是当喂入棉条不匀或因喂给机构不良而造成周期性不匀时，只要不匀的波长小于πD时，则由于纺纱杯的并合效应就能改善这种不匀，以保证成纱均匀度。但在同样情况下，环锭纺均匀度会显著恶化。