平行纺纱机的机构及工艺参数详解

（一）主要机构

1.长丝筒子　长丝筒子是平行纺纱机储存长丝并施行加捻的主要机构。长丝筒子要插在空心锭子上和空心锭子一起旋转。如果长丝筒子的长丝容量大而且旋转速度高，那么机器的产量就高而且落纱间隔时间长。长丝筒子的形状和卷绕形式直接影响长丝的退绕过程。如图7-13为不同的长丝筒子，每种卷绕方法的左边图为卷装外形，右边图为卷绕时导纱器动程的变化图。

图7-13（a）是标准型筒子，卷绕动程自上而下。卷绕时必须上、下两边缘同步，如果在边缘处略有重叠或间隙，使外层长丝陷入内层，在退绕时就不可避免地要断丝。

图7-13（b）为粗纱形的卷绕，上下两端动程逐渐缩短，这避免了在边缘处长丝易陷入的缺点，这种形式退绕也方便。但相对讲，容量较小，体积没有充分利用。

图7-13　长丝卷绕形式

图7-13（c）为下侧有边筒子，在卷绕过程中，其动程周期性变化，优点是外层卷绕有保护作用，筒子即使遭到意外碰坏，也不至于使整个长丝都崩乱，但卷绕机构复杂。

图7-13（d）外形与图7-13（c）相同，但卷绕动程是逐步缩短的，更利于退绕。

图7-13（e）是卷纬式纱管，其退绕性能较好，但卷装本身瘦窄，否则易引起长丝崩脱，所以容量较小。

经研究得知，不同的卷装形式，在退绕时的张力也不同。用光线示波器进行测试，得知在纺纱过程中，尽管由于原料不同，卷绕形式不同，所测定的张力绝对值不尽相同，但其变化规律是一致的。

2.牵伸机构　平行纺纱机大多是单面机，结构各异。单面机可以条筒喂入，也可以粗纱喂入，应用范围广。牵伸机构可以是三罗拉形式，如需进行超大牵伸时也有采用四罗拉形式的。经验证明，只要条子不匀率严格控制在标准以内，经过超大牵伸后，细纱的质量还是能达到要求的，这就能节省一道工序，提高经济效益。

德国Suessen公司的Parafil型平行纺纱机就是条子直纺的超大牵伸，配有Suessen-NST五列罗拉。上罗拉采用气动摇架加压，压力能按要求进行调整，加压卸压操作简单方便。牵伸系统的运行速度较高，为纤维的牵伸及伸直作用提供了较好的条件。牵伸系统的短下胶圈有稳定的张力确保下胶圈非常均匀地运转，稳定纱线质量，且胶圈不需频繁更换，使用寿命长。

3.假捻器　平行纺纱机在长丝筒子下的空心锭子出口处装有假捻器，如图7-14所示。

从图7-14（a）看出，当不采用假捻器时，长丝在空心锭子的入口处对纱条包缠，且短纤须条平行无捻。从图7-14（b）看出，当采用假捻器时，假捻器给空心锭子中的须条先加上假捻，在假捻器处长丝对已加了捻的须条进行包缠加捻。

（1）假捻器的形式。平行纺纱机所用的假捻器主要有如下几种形式，如图7-15所示。

图7-14　平行纺纱机的假捻器

1—长丝　2—长丝筒子　3—平行纱　4—假捻器

图7-15　平行纺纱机假捻器的形式

图7-15（a）是德国Parafil1000型和Parafil2000型的假捻器，在空心锭杆的顶部，有两个不对称的小孔，长丝和短纤维一起穿过这两个小孔，使短纤维在锭子回转时得到假捻，同时产生了包缠作用。由于该形式在锭子顶端就起到包缠作用，所以纺纱稳定性好。缺点是操作不方便，需用钢丝将长丝和短纤维同时钩住再穿孔生头。

图7-15（b）、（c）是应用最多的一种，其结构可以是钩形的一端开口，也可以是两端均联于锭子上的封闭圈式，两者作用原理相同。操作接头以钩式的方便，但圈式在机械制作上方便，也利于动平衡。

图7-15（d）是消极式的假捻器形式，空心锭子上没有任何假捻器，而是以空心锭顶端作为假捻手段，其原理与棉纺粗纱锭翼顶端刻槽相同，假捻的大小与锭子转数、锭端的材料、表面形状、摩擦因数及前罗拉吐出须条与锭子孔轴线的夹角有关。FZZ008型包缠纺纱机即是采用这种形式，夹角取15°。

图7-15（e）是将图7-15（d）、（c）两者结合采用，FZZ031型包缠纺纱机采用的就是这种假捻器。有两个假捻点，纺一般平行纱时可不穿过假捻钩，纺花式纱时，两个假捻点同时用，以加强假捻作用。在正常情况下纺包缠纱及花式纱均需用假捻器，但在纺制某些特殊松弛结构的纱线时也可以不用假捻器。

（2）假捻器的作用。在平行纱纺制过程中，假捻作用可以使芯纱须条结构紧密以提高须条纤维的凝聚力，抵抗纺纱张力，减少断头。其作用效果见表7-3。

表7-3　假捻对纱线强力的影响

如不用假捻器，由于空心锭子的高速回转使须条也可产生假捻而实现包缠，但其包缠纱结构松散，强力低，毛羽多；纺圈圈纱时，圈圈时大时小，排列不匀（图7-16）。

在应用假捻器时，由前罗拉1输送短纤须条2进入空心锭，由于假捻器5与空心锭同步回转，须条在AB区（图7-17）产生假捻。当纱进入BC区时，假捻将退掉，而此时长丝筒子4上的长丝3则包缠上去而成包缠纱7，然后由输出罗拉6输出。若不用假捻器，进入空心锭的短纤维只是依靠锭端的回转摩擦而产生的少量假捻，长丝包缠的作用也是在此处同时产生。两者相比较，前者有足够的假捻以防止短纤维飞出和防止断头。所以为减少整个机台的断头率，德国Suessen平行纺纱机及中国纺织科学研究院研制的FZZ031型包缠花式纺纱机均应用了有假捻器的空心锭子。

图7-16　有无假捻器的比较

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图7-17　空心锭子纺纱系统

总之，假捻器的应用目的在于提高短纤维的凝聚力，抵制纺纱时的张力，以进一步减少飞花和断头的产生。

（二）主要工艺参数

空心锭子包缠纺纱时，长丝退绕出来环绕着短纤须条中心回转，从而将短纤维包缠成纱。这种成纱过程的实质是，短纤维本身没有捻度，是由长丝包覆包缠紧压短纤维而构成结实的纱线。包缠丝对纱线的包缠有两个重要的参数，即成纱的包缠捻度和长丝的包缠张力。包缠纱线密度、长丝的类型和线密度也是包缠纺纱要考虑的主要工艺参数。

1.包缠捻度　长丝筒管的卷绕方向应注意与所需纺纱的捻向相对应，退绕时其方向必须与锭子转动方向相一致，才能起到包缠作用。空气阻力的作用方向是逆着退绕方向，起到减小长丝气圈直径，使其贴附于卷装表面的作用。否则气圈将越来越大，直到断裂。

从表面上看，似乎锭子转一转，长丝就包缠短纤维一圈，也就是说加上一个捻回。而实际情况是，长丝退绕速度要高于锭子转速，所以，根据锭子转速得到的计算包缠捻度要小于根据长丝退绕速度得到的计算包缠捻度，而在成纱上实测的包缠捻度一般介于两者之间。锭速和包缠捻度的关系见表7-4。

表7-4　锭速与包缠捻度的关系

一般包缠纱的捻度数值与传统的环锭纱捻度相同，或略高一些。

试验得知，包缠捻系数在纺制长丝纤维时为75～85，纺制长纤维时为90～115，纺制短纤维时为120以上较为适宜。

2.包缠张力　包缠张力是包缠纺纱技术中的一个重要问题，锭速、引纱速度、长丝退绕时的气圈张力等是影响包缠张力的主要因素。

锭速高，则长丝退绕时形成的气圈张力大，同时也影响着在假捻处短纤维的假捻捻度。若不用假捻器，则短纤维从空心锭子芯部出来也有一个离心的气圈形成，锭速愈高，气圈愈大，张力也愈大。

常用的包缠纱要求长丝将短纤维包缠至一定的紧密程度并保持均匀的节距，则长丝与纤维之间的张力处于平衡状态，如图7-18所示。

要获得正常的包缠纱线，空心锭下方的输出罗拉速度通常比前罗拉速度大，两者的比值一般在1.02～1.05。

3.包缠纱线密度　在实际生产中，包缠纱线密度计算常用下式：

图7-18　不同张力下的包缠纱形态

式中：Tt——包缠纱的线密度；

Tt1——外包长丝的线密度；

Tt2——芯纱的线密度。

4.长丝类型和线密度　包缠长丝类型和线密度以及长丝的比例（用量）均与成纱质量有密切的关系。包缠纱的强力来自长丝，在一定张力下，长丝向短纤维施加径向压力，使短纤维间产生必要的摩擦力。

从试验中已经得知，长丝的拉伸模量在增进包缠纱的强力方面是一重要因素，特别是在应用单丝时更是如此。一般商业上销售的长丝均可应用，锦纶长丝、聚酯长丝都可以应用，尽可能选择与短纤维化学成分相近的长丝比较合适。纺细特包缠纱时宜用细特长丝，纺粗特纱时宜用粗特丝，复丝比单丝为好。

包缠捻度可根据产品开发情况，视不同品种而定。通过试验得知，包缠纱的强力随着外包长丝的包缠捻度而增加（图7-19）。如果长丝线密度增加意味着长丝变粗，在一定重量下长度变短，长丝用量增加，因而在成纱中所占比例增加。这在经济上很不合算，所以一般在包缠纱能获得足够强力的前提下，尽量采用线密度低的长丝。

图7-19　长丝包缠捻度与纱线强力与伸长的关系

长丝的弹性模量对于成纱强力很重要，弹性模量越高，则包缠纱的强力也越高。为获得高强度的包缠纱，可以应用高弹性模量的长丝，从而减少了包缠捻度，提高了出纱线速度，相应地增加了产量。

图7-20为两种不同弹性模量长丝在不同包缠捻度情况下，所测得的强力和伸长曲线。

图7-20　不同弹性模量下包缠捻度与纱线性能的关系

A—高模量包缠丝　B—低模量包缠丝

一般情况下，长丝的延伸性都比较低，所以适合包缠纺纱用。若延伸性较高的长丝，在纱线受到应力时，短纤维之间明显滑移，表现为条干略差，所以推荐应用高强低伸型的聚酯或锦纶长丝。而染色长丝及变形长丝，因其价格较高，除纺特殊需要的纱线外，一般不提倡应用。