纺纱学第7章粗纱1.ppt

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1、第七章 粗纱 第一节 粗纱任务与工艺过程 一、粗纱的任务 1、牵伸：将熟条抽长拉细，施以512倍的牵伸，使之适应细纱机的牵伸能力，并进一步改善纤维的平行伸直度与分离度。 2、加捻：将牵伸后的须条加上适当的捻度，使其具有一定的强力，以承受粗纱卷绕和在细纱机上退绕时的张力，防止意外牵伸。 3、卷绕与成形：将加捻后的粗纱卷绕在筒管上，制成一定形状和大小的卷装，便于搬运、贮存并适应细纱机的喂入。,二、粗纱的工艺过程,熟条从机后条筒1引出，经导条辊2和喇叭口喂入牵伸装置3。熟条被牵伸成规定线密度的须条，然后由前罗拉输出，经锭翼5加捻成粗纱4，粗纱穿过锭翼的顶孔和侧孔，进入锭翼导纱臂，然后从导纱臂下端引出

2、，在压掌曲臂上绕几圈，再引向压掌叶绕到筒管6上。为了将粗纱有规律地卷绕在筒管上，筒管一方面随锭翼回转，另一方面又随下龙筋10做升降运动，最终将粗纱以螺旋线状绕在纱管表面。随着纱管卷绕半径的逐渐增大，筒管的转速和龙筋的升降速度必须逐层递减。为了获得两端呈截头圆锥形、中间为圆柱形的卷装外形，龙筋的升降动程必须逐层缩短。图中7为上龙筋，8为锭杆，9为升降摆杆。,第二节加捻的基本原理 一、加捻的基本概念 （一）加捻的目的和实质 1、加捻对象： 松散纤维须条或纤维集合体纱 单纱、单丝的集合体线、缆 2、加捻目的： （1）给纤维须条加上捻度，使之成纱或使纱、线捻合成股线； （2） 加捻后使纤维、单纱、单丝

3、在纱、线中获得一定的结构形态，使制品具有一定的物理机械性能和外观结构。 3、加捻要求： （1）获得较好的强力、伸长、光泽、手感等。 （2）结构形态多样化。 （3）提高加捻效率。 不同的加捻方法（原理）导致成纱结构、特性及劳动生产率不同。,4、加捻实质：,传统纺纱中，当须条一端被握持，另一端绕自身轴线回转，须条各截面间产生相对回转角位移，使须条形成捻回。 螺旋线AB和纱条母线之锐夹角，称捻回角。可见捻回是相邻截面产生角位移的结果，=360时，即须条绕本身轴线回转一周便获得一个捻回。 广义上，凡是在纺纱过程中，纱条(须条、纱、线、丝)绕其轴线加以扭转搓动或轴向缠绕，使纱条获得捻回、包缠、交缠或网络

4、等都称为加捻。,取一小段纤维l，其对纱条的包围角为(不计摩擦力)，当纱条受轴向拉力时，l两端存在张力t。 令q为两端张力t在l中央法线方向上的投影和，即l 对纱条中心压力，q=2tsin/2，当很小时，sin/2=/2,则q=t, ,q,由于向心压力的存在，使外层纤维向内层挤压，增加了纤维间的摩擦力，从而增加纱条的紧密度和强力，并改变了纱条的结构形态和物理机械性质。加捻后引起纱条结构及其物理机械性质的改变，这就是加捻的意义和实质。 令为螺旋线的曲率半径， = r /sin2, 而=l/, sin r / l 故q=tsin 当纱条粗细、原料相同时，t、l、r可视为常数， 为锐角，则q。,（二）

5、真捻的度量 虽然捻回角能直接反映纱线的加捻程度，但在生产实践中加捻程度是用宏观物理量来度量的。常用操作性更强的捻度、捻系数和捻幅这三个指标衡量来纱线的加捻程度。 1、捻度： 单位长度纱线在截面上相对回转的角度位移称为捻度。 常用单位长度的捻回数T表示捻度，因长度单位不同有： 号数制捻度Tt=10cm长须条上的捻回数， 英制捻度Te=1英寸长须条上的捻回数， 公制捻度Tm=1米长须条上的捻回数。 它们间的换算关系为：Tt=3.937Te, Te=0.254 Tt=0.0254Tm, Tm=39.4Te,（1） 相同特数纱条加捻时的捻度与捻回角 （2）不同特数纱条加捻时的捻度与捻回角,捻度与加捻程

6、度的关系： （1）纱线特数相同 取同样长度的A、B两段纱条。当A、B两段纱条的特数相同时，即 rA=rB，A纱上有一个捻回，B纱上有两个捻回，如上图所示。BA，说明B纱条比A纱条的加捻程度大，即捻度大的纱其加捻程度也大。故捻度可以用来直接衡量相同特数纱线的加捻程度。,（1） 相同特数纱条加捻时的捻度与捻回角 （2）不同特数纱条加捻时的捻度与捻回角,（2）纱线特数不同 如上图所示，设A、B为两段特数不同、长度相同的纱段，即rA rB，纱上都有一个捻回，即捻度相同。由图中知，AB，即捻度相同时，粗的纱加捻程度大，细的纱加捻程度小。可见，不能直接用捻度来衡量不同特数纱线的加捻程度。,2、捻系数 从加

7、捻的实质来看，最能反映加捻程度的是捻回角。捻回角与纱的粗细、捻度有关。,圆柱螺旋线的展开,把半径为r、具有一个捻回的纱条圆柱体展开，设此段纱条上号数制的捻度为Tt (捻10cm)，则：纱条的捻回角可表示为：,h为捻回螺旋线的螺距，,，,所以得：,上式表示捻回角与纱条捻度以及纱条直径间的关系。如果纱条特数相同，即半径r不变，则捻回角随捻度的改变而改变；如果纱条捻度相同，则捻回角又随纱条特数的改变而改变。因此，捻回角既可反映相同特数纱条的加捻程度，又可反映不同特数纱条的加捻程度。但由于纱条半径不易测量，捻回角的运算又较繁，因此在实用上又将其转化为与捻回角具有同等物理意义的另一个参数，即捻系数。,设

8、：纱条的长度为L(m)，重量为G(g)，半径为r，比重为（g/m3）。 纱条的特数 (gcm)。 因 (g)，得到,代入,令 则 式中 t称为号数制捻系数。因可视作常量，捻系数 t只随tg的增减而增减。因此，采用 t度量纱条的加捻程度和用捻回角具有同等的意义，而且运算简便，特数也容易直接测量。,当采用公制或英制时，同样可以导出捻度公式如下： 式中，Tm和Te分别表示公制捻度和英制捻度， m和 e分别表示两者相应的捻系数，Nm和Ne分别表示两者相应的支数。 三者换算关系为（在相同回潮率下）： t=95.07 e e=3.14m， m=30.25e,3、捻幅 单位长度纱线加捻时，截面任一点在该截面

9、上相对转动的弧长称为捻幅。,图中AA1因加捻而倾斜至AB1，与纱条构成捻回角，纱段长为h，弧长A1 B1为该纤维A1点在截面上的捻幅，以P0表示。P0=r0/h=r0Tr=2r0T 为方便起见，令A1 B1弧长弦长，则tg= A1 B1 /h=P0 同理截面中任意一点捻幅Px为：Px/rx=P0/r0 Px=P0rx/r0 由上式可见，捻幅Px与该点距纱中心距离rx成正比。 其物理意义可理解为：捻幅表示该纤维与轴线的倾斜程度。也近似表示该纤维变形或应力的大小，因此捻幅的分布也可近似表示纱线截面内捻度与应力分布状态，此方法较简单，分析结果接近实际，是捻合理论中常用的一种分析方法。,4、捻度矢量

10、捻度是矢量，不但有大小而且有方向，它的大小用单位长度上的捻回数表示；方向由回转角位移方向(螺旋线的方向)来决定，Z捻（右捻，成纱为顺手纱），S捻（左捻，成纱为反手纱）。 加捻点回转的单位矢量根据加捻器回转方向用右手法则表示(如右图）,加捻点矢量方向指向握持点，捻向为负值，S捻，如图甲。加捻点矢量方向离开握持点，捻向为正值，Z捻，如图乙、丙。 加捻点矢量与握持点钳口线平行，纱条在加捻器回转平面上，不绕本身轴线自转，没有获得捻回，而仅仅是卷绕，但具有捻势。(如图丁) 因此，捻回方向与加捻器回转的绝对方向无关，而取决于握持点相对加捻点的位置。,二、加捻过程及捻度获得 （一）真捻的获得 1、加捻区：,

11、在传统纺纱工程中如上图，须条被罗拉握持从A点输入加捻区AB，加捻器B使纱条作回转或扭转运动。B点称加捻点。被加捻成纱的纱条从另一端输出或卷绕在卷装上，即BC区，由于卷绕处并不使纱条扭转，因此在加捻过程的分析中可以看作握持点，而加捻器总是在输入端和输出端这两个握持点之间，加捻器对两侧纱条的作用是不同的。 由此，在任何一个加捻过程至少有两个加捻区，这是加捻过程的基本形式。如果在加捻过程中有两个以上的加捻点，它们之间可以组成三个或者更多的加捻区。加捻过程除具有这种区域性过程外，还具有时间性的过程，即加捻对须条所起的作用会随着时间而变化，加捻过程的这两种性质成为加捻过程的基本概念。,在静态下，加捻器B

12、相对握持点A转动的角位移L=t, 加捻程度Tr=dz/dz=L/l=t/l, 故AB区的捻度是时间的函数。t,Tr, 而BC区得到同样相反捻度。 当动态时，经过t时间，AB区l段纱条捻度为T；在t+dt 时间，将有vdt长度的须条输入AB加捻区，AB区l段纱条捻度增加dT，同时有vdt纱条长度带着T+dT捻度离开AB区而进入BC区。而BC区捻度要根据加捻矢量的变化而定。,2、瞬时捻度及稳定捻度定理 根据捻回不灭定理，加捻器对AB加捻区在dt时间内增加的捻回应等于加捻器加入AB区上的捻回扣除同时从B点带走的捻回。 dTL=ndt-vdt(T+dT) dTL=ndt-vTdt-vdTdt dt/L

13、=dT/(n-vT) n-加捻器转数 v-纱条输出速度 积分得T=n(1-e-vt/l)/v 上式为加捻区的瞬时捻度。当时间足够长，即t时，AB区的捻度为T=n/v，捻度达到平衡，其变化过程如下图所示。,稳定捻度定理：当捻度达到稳定时，加捻器连续回转所加给AB区段的捻回数等于同时间从AB区段带走的捻回数。 即：n-Tv=0 若从A点喂入的纱条是有捻度的，为T0，则瞬时捻度为：T=T0+n(1-e-vt/e)/v t时， T=T0+n/v,3、真捻的获得 在工业生产过程中，最普遍的传统纺纱加捻过程是握持点(输入端)-加捻点(加捻器)-卷绕点(握持点)。如图示，纱条两端都握持，两个加捻区，非自由端

14、加捻。这一加捻过程，根据稳定捻度定理： AB区：n-vT1=0 T1=n/v n-B的转速 BC区：vT1-n-vT2=0 T2=0。 产品上是无捻的，连续生产欲获得真捻就必须改变加捻器两端的捻向矢量，使两侧加捻区中所加捻回不互相抵消。,（1）如右图所示，A为须条喂入点，B为加捻点并以转速n回转，则AB段纱条便产生倾斜螺旋线捻回，AB段获得的捻度： 式中L为喂入点至加捻点的距离，t为加捻时间。这种方法如手摇纺纱和走锭纺纱等，加捻时不卷绕，卷绕时不加捻，属于间隙式的真捻成纱方法，生产率低。,（2）如右图所示，A、B、C分别为喂入点、加捻点和卷绕点，纱条以速度V自A向C运动，A、C在同一轴线上，B

15、、C同向但不同速回转，当B以转速n绕C回转时，则AB段纱条上便产生倾斜螺旋线捻回，AB段获得的捻度T1= 。,由于B和C在同一平面内同向回转，其转速差只起卷绕作用， BC段的纱条只绕AC公转，不绕本身轴线自转，没有获得捻回，故由C点卷绕的成纱捻度T2等于由AB段输出的捻度T1，即T2=T1= 。这种方法，加捻和卷绕是同时进行的，能进行连续纺纱，又因在喂入点A至加捻点B的须条没有断开，属于连续式的非自由端真捻成纱方法，生产率高，如翼锭纺纱（粗纱）和环锭纺纱（细纱）等。,（3）如图示，A、B、C分别为喂入点、加捻点和卷绕点，A点和B点之间的须条是断开的，B端一侧的纱尾呈自由状态，当B以转速n回转时

16、，B端左侧呈自由状态的须条在理论上也随n回转，没有加上捻回，只在BC段的纱条上产生倾斜螺旋线捻回，BC段获得的捻度T= ，即为成纱捻度。在这种方法中，卷绕时也不需停止加捻，只要保证在B的左侧不断喂入呈自由状态的须条或纤维流，就能连续纺纱，属于连续式的自由端真捻成纱方法，生产率更高，例如转杯纺纱、无芯摩擦纺纱、静电纺纱和涡流纺纱等。 实际上的自由端纱尾由于种种因素会受到某种阻力，纱尾回转稍滞后，纱尾上也会有不同程度的捻度。,（二）假捻的获得 1、静态假捻过程 AB与BC段捻回数量相等，方向相反。,2、纱条沿轴向运动时的假捻过程 （1）二个加捻区 右图表示AB与BC为两个加捻区，其纱条捻度分别为T

17、1，T2。 如前瞬时捻度T1=n (1-e-vt/l1)/v T2方向与T1相反，经dt后，T2T2+dT2 dT2l2=ndt-vdtn(1-e-vt/l1)/v-vdt（T2 dT2） 整理上式得：dT2/dt+vT2/l2=ne-vt/l1/l2,解此微分方程，得：,当捻度稳定，即t，T2=0，产品中没有捻回，称为假捻。捻度瞬时变化如图，BC区中纱条有一定捻回，称为剩余捻度。这种加捻过程称为假捻过程，即第一区中的纱条有捻度，而产品的稳定捻度为零。 对以上过程，应用稳定捻度定理，同样可分析结果。 对AB段：n-vT1=0 T1=n/v 对BC段：n-vT1vT2=0 T2=0,（2）多个加

18、捻区系统 下图表示有三个加捻区，AB，BC，CD的系统。B、C 为两个加捻器，转速分别为nb，nc，转向相同（当然也可以相反），三区的稳定捻度各为T1，T2，T3。 则AB段: nb -T1V=0 T1=nb/v BC段：nc-nb+T1v-T2v=0 T2=nc/v CD段：vT2-nc-vT3=0 T3=0,假捻定理为： a当纱条作轴向运动，在两个握持点之间不论有多少加捻器和它们的转向如何，最后一个加捻区的纱条的稳定捻度都为零。 b各加捻区纱条的稳定捻度和捻向取决于该加捻区出口处的加捻器的转速和转向，而与其他加捻器无关。 3、假捻效应 假捻的用途：(1)使AB段的纱条有捻度，防止意外牵伸，

19、减少断头。例：粗纱锭管顶孔的假捻。 （2）对化纤丝束进行假捻可制变形丝，弹力丝等。例：假捻变形。,三、捻度分布与纱条结构 （一）捻度分布 上述捻度的获得都假设纱条是均匀的圆柱体。实际上，纱条的粗细是不均匀的，各截面面积不相等，截面转动惯性矩J的数值相差很大，对圆柱体，J= ,若截面形状不同就更为复杂，而纱条的抗扭刚度G取决于J，因此，由于纱条各处的抗扭力矩不同，在一定的加捻扭转力矩下，各纱条截面上获得的捻回是不同的。从上述可知，捻度与纱条直径的四次方成反比，即T ；与纱条特数的平方成反比，T ，因而，纱条截面粗的地方捻度少，截面细的捻度多。加捻后，在某一平衡状态下纱条上有一个捻度分布状态。 当

20、纱所受外力发生变化，如张力和截面粗细改变时，各截面在外力作用下就产生新的扭转力矩和变形，使应力发生变化而产生各截面上扭转力矩的不平衡，捻回重新发生转移自行调整，达到新的平衡，获得新的捻度分布，这种现象称为捻度重分布，尤其典型地发生在后面讲到的有捻纱条牵伸中。,（二）捻回的传递 加捻器回转使纱条产生扭转力矩，截面产生相对角位移，即产生捻回。捻回从加捻点沿轴向向握持点传递，称为捻回的传递。纱条上的捻回可以看成一个柱面波，捻回传递符合柱面波的运动规律；波在传递过程中有传递速度、传递数量，传递的动力是力矩，由于纱条是非完全弹性体，传递过程中有损失，也需要一定的时间,影响捻度传递的因素是： 扭转刚度、纱

21、条粗细、转动惯性矩、纱条的圆整度、纱条紧密度、纱条长度(吸收功)、纱条捻度多少。纱条张力，传递中摩擦和受阻情况。 要达到快速传递的方法有：纱弦振动、纱条转动方向振动、轴向振动。 阻止传递的方法有：浸湿、热定型、附加摩擦力界,加捻过程中，常常有纱条与机件产生摩擦，滑动，使纱条张力发生变化，形成一边张力大(紧边)，一边张力小(松边)，以克服摩擦阻力。 如图，加捻区内有摩擦件C使AC和BC段的张力S1和S2不同；设初始张力S0，则S2S0,S1S0根据欧拉公式有：S2/S1=e,（三）捻陷 纱条输送方向与捻回传递方向相反，摩擦件位于加捻点与握持点间。由于摩擦件C使纱条片段AC上的捻度比正常捻度减少了

22、，这种现象称为捻陷。,捻度传递效率 =T1/T2*100% T2=n/v T1=T2=n*/v,（四）阻捻 加捻区AB，中间摩擦件C，但纱条运动与捻陷情况相反，即捻回传递与纱条输送方向相同。C件的摩擦阻力矩阻止捻回传至AC段，即T2捻度受阻未能完全传递到AC段。只有T2v捻回传递过去。-阻捻系数,1。根据捻度稳定定理： BC段：n-T2 v =0 T2=n/v AC段：T2v-T1v=0 n-T1v=0 T1=n/v 以上分析可以看出，摩擦件C对一段纱条(BC段)有增捻，这种现象称为阻捻，但对产品捻度并无影响。,（五）纱条的结构 纱条绕其轴线扭转，搓动、轴向缠绕统称加捻。由于加捻前纤维喂入方式

23、不同，会使加捻后的成纱结构产生很大差别，大体可分以下几种： 1实捻 加捻须条基本上是呈圆柱体形。如长丝、股线等，单丝呈圆柱螺旋线。 2卷捻,传统纺纱中，罗拉钳口处的须条为扁平状（粗纱、细纱）。加捻过程中宽度逐渐收缩，两侧逐渐折叠而卷入须条中心形成加捻三角区，最后呈圆柱形纱条。 除上述几何结构的变化外，还产生纤维内外层转移，设纱条横截面上纤维根数为n，各根纤维与须条输出轴间的夹角为i,在纺纱张力Ts作用下，轴向按平衡条件有,向心压力Tisini，边缘纤维i大，Tisini大，中心纤维i0,Tisini0,故边缘纤维挤向中心，把中心纤维挤向外缘，中心纤维被挤出来，发生内、外层纤维反复相互转移纤维在

24、纱条中呈圆锥螺旋线。(如图）,甲为一根纤维的切面在截面上的投影。乙为一根纤维在纱条侧面投影。 纤维头端被挤出后，由于没有张力及向心压力作用，所以不再压向内部而留在纱的表面形成毛羽。 这种纱条结构承受拉伸负荷时，纤维承受张力作用的同时，对纱条产生向心压力，促进纤维互相抱紧挤压，增加了纤维间的滑动阻力和纱条紧密度，使纱条获得一定强力等物理机械性能。,3层捻 纤维一边凝聚一边加捻，凝聚一层加捻一层，先凝聚多加捻，后凝聚，少加捻，成为分层加捻状态如：摩擦纺，转杯纺,4缠捻 部分纤维绕纱条主体包缠起来，如：喷气纺，平行纺，包覆纺,5搓捻 纱条作圆周滚动，如自捻纺，如毛纺搓捻粗纱,由于加捻方式不同，成纱结

25、构不同，不管何种方法，加捻后纤维会产生(1)纤维各点作螺旋转移和位移，(2)纤维产生应力，其间相互挤压。当纱条受到一定张力产生径向压力，纤维相互抱合紧密，不易滑脱，呈现一定强力。,四、粗纱加捻 （一）加捻的目的 粗纱加捻是粗纱机的主要工艺目的之一。前罗拉输出的纱条，结构疏松，抱合力很差，很难卷绕成形，故须对粗纱进行加捻。粗纱加捻的作用如下: 1、加捻使粗纱强力增加，承受加工过程中的张力，减少卷绕和退绕过程中的意外伸长或断头。 2、加捻粗纱绕成的管纱，层次清楚，不互相粘连，搬运和贮存也不易损坏。 3、适量的粗纱捻度，作细纱牵伸过程中的附加摩擦力界，有利于细纱机牵伸过程中纤维运动的控制，对改善成纱

26、质量有利。,（二）加捻机构组成及加捻过程 （1）组成 如图所示，翼锭粗纱机的加捻机构主要由锭子、锭翼、假捻器等组成。 （2）加捻过程 粗纱机对粗纱的加捻由锭翼来完成。加捻过程如图所示，从前罗拉1输出的纱条，穿过锭翼顶孔2，由锭翼侧孔3穿出，在锭翼顶端绕1/4或3/4圈后，进入锭翼空心臂4，从其下端穿出的粗纱在压掌5上绕2至3圈，经压掌导纱孔绕向筒管6。,（三）加捻点 如右图示，加捻过程是以翼锭回转对纱条进行加捻，纱条在翼锭的锭管边孔C和空心臂下端压掌D两处同时被握持。在C点与罗拉握持点A之间纱条经过锭管顶孔B的摩阻。因为整个翼锭以n转速回转，所以C点与D点转向相同，转速都为n，两点间的纱条没有

27、相对回转，C、D可以看作两个加捻点。 直观而言，纱条捻度是锭管边孔C加捻点产生的。但是，纱条在运动中C点无法对CD段纱条施加捻度，它的作用似乎相当于一个假捻器，而D点是翼锭的真实加捻点，获得的是真捻。,（四）粗纱加捻区捻度分布 加捻过程中，加捻点的数量和位置确定后，才能对加捻区的划分及各区纱条的捻度进行分析。左下图为翼锭加捻模拟图。,BC段：n-TBCv1=0 TBC=n/v1 1边孔C的阻捻 AB段：TAB=n/v1, 顶孔B点捻陷 CD段(空心臂段)：-n+TBCv1+n-TCDv2=0 TCD=n/v2 2空心臂的阻捻 DE段(压掌上)：TCDv2-TDEv3=0 TDE=n/v3 3压

28、掌的阻捻 管纱段：TDEv3-Tv=0 T=n/v 可见，最终粗纱管纱上的捻度等于翼锭加的捻度，以上各段纱条捻度分布如右下图。由于顶孔的捻陷作用，粗纱机后排锭翼上方纺纱段捻度一般只有管纱捻度的6080%(而前排捻陷更严重)。,（五）假捻的应用 锭管顶孔B点阻碍纱条的捻度传递，可视为捻陷点。但是，由于顶孔直径大于纱条直径，锭翼回转时，孔顶边缘的转动线速度大于纱条的表面速度；这样顶孔边缘对纱条圆周方向上产生摩擦力F，使纱条附加转动。如右图所示，所以锭管顶孔B点既是捻陷点又是假捻点，捻度能从B点传递又能在此产生假捻，增强了纱段的强度。 N-TABv=0 TAB=n/v 故TAB=n/v1+n/v,为

29、了增强假捻效果，减少捻陷，可采用以下方法： (1)适当放大顶孔直径，增加纱条附加转动转数。 (2)锭翼顶孔刻槽或加装假捻器，增大摩擦(前排多刻槽)。,第三节粗纱的卷绕 粗纱的卷装形式如图所示。 粗纱以螺旋线形式一圈挨一圈地绕在筒管圆柱形卷绕面上。为了防止两端纱圈脱落，绕纱层的高度逐层递减，最后制成两端为截头圆锥体，中间为圆柱体的卷装形式。,一、卷绕方程 粗纱卷绕由卷绕运动与升降运动合成。 （1）卷绕运动 为了实现正常卷绕，任一时间内前罗拉输出的须条实际长度必须与筒管卷绕长度相等。 即： 在一落纱时间内，前罗拉的输出速度不变，但管纱的卷绕直径逐层增大，因此管纱卷绕转速，在同一层纱内相同，而随着卷

30、绕直径的变大应逐层减慢。,（2） 速度变化规律 当 为管导， 当 为翼导，,采用翼导时，断头时容易产生飘头而影响邻纱；筒管转速随着卷绕直径的增加而增大，致使管纱回转不稳定，动力消耗不平衡；开车启动时张力增加而导致断头等。由于翼导存在这些缺点，所以在粗纱机上，都采用管导式卷绕。,（3） 往复(升降)运动 为了实现正常卷绕，任一时间内龙筋升降的距离必须和筒管轴向卷绕高度相适应。即： 在一落纱的时间内，粗纱线密度不变，轴向卷绕圈距是个常量，因此，升降龙筋的升降速度在同一卷绕纱层内相同，随管纱的卷绕直径的增加而减少。 （4）升降运动换向和动程逐层缩短 为了使管纱绕成两端呈截头圆锥体的形状，升降龙筋的升

31、降动程需要逐层缩短，以使管纱各卷绕层高度逐层缩短。,二、粗纱机的卷绕机构 传统粗纱机的卷绕方程是通过粗纱机的变速机构和成形机构及辅助机构实现的。 变速机构和成形机构在实现粗纱卷绕运动中的内在联系，如图所示。,（1）传统粗纱机变速机构采用一对锥轮(俗称铁炮)来变速。其作用是传动和控制筒管卷绕和龙筋升降速度，使其运动速度都随卷绕直径的增加而逐层递减。 （2）差动装置位于粗纱机的主轴上，其结构为一周转轮系。主要作用是将主轴的恒转速和变速机构传来的变转速合成在一起，通过摆动机构传向筒管，完成粗纱机的正常卷绕并简化机构。 （3）摆动机构位于差动装置输出合成速度齿轮和筒管轴端齿轮之间，其作用是将差动装置的

32、输出转速传递给随龙筋升降的筒管。 （4）升降机构由龙筋、升降轴、换向齿轮和平衡重锤等机件组成。它将变速装置的输出传动转换为龙筋和筒管的升降移动。由于筒管的升降速度随粗纱卷绕直径的增大而减慢，因此，龙筋的升降速度与卷绕直径成反比。此外，为了满足龙筋改变方向的要求，在升降传动系统中还设有换向机构。升降机构的形式很多，主要有链条动滑轮式和齿条式两种。,（5）成形机构为一机电式或机械式自动控制机构。为了满足成形的要求，每当粗纱卷绕至筒管两端时，成形机构应迅速而准确地同时完成以下三项动作。 a使锥轮皮带向主动锥轮(上铁炮)的小头端移动一小段距离，以降低筒管的卷绕速度和龙筋的升降速度。 b移动换向机构的拨

33、叉，切换锥齿轮的啮合传动，以改变龙筋升降运动的方向。 c缩短龙筋升降动程，制成两端截头圆锥形的卷装。,三、 张力控制 （1）粗纱张力的形成 粗纱张力的来源主要是：a在卷绕中，为保证筒管成形良好，筒管的卷绕速度通常略大于前罗拉的输出速度；b在粗纱从前罗拉输出到筒管的过程中，还需克服锭翼顶端、空心臂及压掌等处对其运动的摩擦阻力。 （2）粗纱张力的分布,（3）粗纱张力的影响 粗纱张力的大小及其波动对粗纱乃至细纱的条干均匀度、重量不匀和断头率有很大的影响。粗纱张力太大，则易产生意外牵伸而恶化条干，甚至断头；张力太小，又会使粗纱在筒管上卷绕松散，成形不好，使搬运、储存和退绕困难；纺纱段张力过小时，还易引

34、起粗纱飘头，甚至断头。 粗纱张力控制中更为重要的一个方面就是纺纱过程中张力的均匀性。小纱、中纱、大纱时，张力要尽量均匀一致；不同粗纱机台之间，同一机台前、后排之间，不同锭之间的粗纱张力要尽量均匀一致。否则，断头率上升，粗纱不匀率增大，从而直接影响细纱的重量不匀率和重量偏差。,（4）粗纱张力的度量 由于粗纱的强力很低，无法直接测试其所受的张力，因此，粗纱张力一般用粗纱的伸长来间接表示。当粗纱捻度一定时，粗纱张力大，粗纱的伸长率就大，因此，粗纱伸长率的大小就反映了粗纱张力的大小。粗纱伸长率是以同一时间内筒管上卷绕的实测长度与前罗拉输出的计算长度之差对前罗拉输出的计算长度之比的百分数表示。即：粗纱伸

35、长率（） （实际长度理论长度）/理论长度100,伸长（张力）分布规律：,（5）张力（伸长）控制 粗纱张力调节，直接影响产品质量，主要与机构有关。主要调整卷绕速度、粗纱运动中的摩擦力和粗纱捻度。 1）机械传动 差动装置不一致系数为0；铁炮曲线修正；铁炮起始位置、变换齿轮正确。 小、中、大纱张力及变化： 张力水平：卷绕牙；铁炮皮带起始位置 一落纱张力变化趋势：张力牙 2）工艺 各段纱张力分布：纱绕锭翼边孔及压掌圈数 假捻器应用：增加纺纱段捻度，减少伸长。,锭速：n上升，粗纱伸长上升 捻系数：下降，纤维抱合力下降，伸长率上升。 温湿度：影响纤维与机件的摩擦力粗纱伸长率，高温高湿时粗纱在锭翼和压掌处的

36、摩擦阻力增加，伸长大。 升降变换牙：影响纵向纱密直径的变化张力 张力微调：根据测试的张力，使铁炮移动量产生微量变化。 防细节装置：关车时马达到前罗拉的路线短、到筒管的路线长，造成减速快慢差异而产生过大张力，粗纱伸长过大形成细节。采用时间继电器、电磁离合器，延迟前罗拉停转使之与筒管同步。,第四节 棉纺粗纱 一、棉型粗纱机组成 棉型粗纱机主要由喂入、牵伸、加捻、卷绕和成形等部分组成。另外为了保证产品的产量和质量，粗纱机还有一些辅助机构，如清洁装置、光电自停装置，传统的粗纱机上还有防细节装置及张力补偿装置等。 二、喂入机构 并条机实现了大卷装后，为便于工人在机后操作，粗纱机采用高架喂入方式。粗纱机的

37、喂入机构由分条器、导条辊、导条喇叭和横动装置等组成。,三、牵伸机构 一般粗纱机采用双胶圈（皮圈）牵伸形式，如图所示。,牵伸装置主要由罗拉、胶圈、胶辊、胶圈销、集合器、加压装置、清洁装置及胶圈控制元件(上下胶圈或上下胶圈架、胶圈张力装置及隔距块)等组成。其中： (1) 罗拉与胶辊及胶圈均是牵伸机构的主要元件。罗拉与胶辊组成钳口用以牵伸纤维条，胶圈主要用来控制纤维运动。 (2) 胶圈销与隔距块 胶圈销分为上胶圈销与下胶圈销，其作用是固定胶圈位置，把上下胶圈引至前钳口。 隔距块作用是使上、下销弹性钳口间的最小间距保持统一而准确。 (3)加压装置 为保证各钳口对须条的可靠握持，加压装置须对胶辊加上足够

38、的压力。目前，粗纱机多采用弹簧摇架或气动摇架加压。,双胶圈（皮圈）牵伸装置特点： 上下胶圈的工作面对纱条直接接触，产生一定的摩擦力界，且皮圈的摩擦力界是连续的，可大大加强牵伸区中部摩擦力界，同时控制面大，摩擦力界较为均匀，这种摩擦力界分布能阻止纤维提早变速，使纤维变速点分布向前集中，且较稳定，销子可接近前钳口，故牵伸倍数较大。不适于加工很粗的产品（因控制强，有分层现象，故不能用于并条）。 双皮圈摩擦力界布置的关键在于： (1)浮游区长度 浮游区长度下降，纤维变速点集中，未被控制的纤维数少，纤维控制得到加强，纱不匀降低。必须加重前钳口的压力。如浮游区，则牵伸力，易牵不开，出硬头。,(2)皮圈中部

39、和皮圈钳口的压力大小及稳定 销子形式（销子的外形影响皮圈对纤维的控制和运动） 皮圈销开口 开口的大小： 影响上下销的握持力 影响中部皮圈对纤维的控制 也影响牵伸力的大小和纤维运动。 皮圈开口的大小主要取决于所纺纱支的高低,四、加捻机构 粗纱机加捻机构主要由锭子、锭翼（包括空心臂、实心臂、中管和压掌）、假捻器等组成。对粗纱的加捻由锭翼来完成。加捻过程于前述。,五、粗纱机的发展 1、机型 国产： A454， A456G， FA401， 天津纺机的TJFA458A、FA481、FA491、 河北太行FA425/426、FA467/468、 上海二纺机EJK211 国外： Zinser 670 Mar

40、zoli FT1（FT1D） ToyoTa FL100 Rieter F11/F33,2、特点 （1）高速、 吊锭 （2）气动加压 （3）纺纱张力补偿装置 （4）防关车细节装置 （5）电子控制，取消铁炮和差动机构，变速部分利用计算机编程设计。锭子，龙筋，罗拉，筒管采用变频马达传动。 （6）自动落纱装置或粗细络联,六、工艺参数配置 1、定量：根据熟条定量与细纱机牵伸能力、纺纱品种、质量要求、生产供应平衡及粗纱设备等综合决定。 一般2.5-7克/10m,细特可2克/10m,粗特（58tex以上）7-9克/10m。 2、锭速：与纤维特性、粗纱卷装、锭翼有关。 纺棉比化纤及混纺高，又比中长锭速高，小卷

41、装及纺细号纱时锭速高。 3、牵伸 总牵伸倍数：与机型、纺纱细度、细纱机牵伸能力有关。 一般双皮圈牵伸5-12倍；三上四下牵伸4-8倍 在细纱牵伸倍数能负担前提下，粗纱牵伸宜偏小，有利质量并可节约粗纱机台充分发挥细纱机的能力。,后区牵伸倍数： 粗纱机的后区多数为简单罗拉牵伸，控制纤维能力差，一般情况下，主牵伸区牵伸能力大时，后区牵伸应偏小掌握，使条子结构紧密保持一定张紧喂入前区，有利于改善粗纱条干。 一般，三上四下：1.17-1.36，三罗拉双皮圈：1.18-1.4，四罗拉双皮圈：1.20-1.50 四罗拉双皮圈集束区牵伸：1-1.05的张力牵伸 4、罗拉握持距 主要根据纤维品质长度Lp定，纤维

42、品种、粗纱定量和不同牵伸形式适当配置，还应结合总牵伸倍数大小、加压轻重等综合决定。如总牵伸倍数大、加压较重，罗拉握持距应适当改小。D型牵伸主区隔距比三罗拉小。 例纯棉： 前区 后区 三上四下 Lp（2-4） Lp+(10-14) 三罗拉双皮圈 皮圈架长度+(14-20) Lp（16-20）,5、罗拉加压：与机型牵伸形式有关。主要根据牵伸力大小而定：略大于牵伸力。 例如罗拉速度快，握持距小，定量重，化纤，加压应重。 牵伸型式 加压（N/双锭） 三上四下（120-180）（100-140）（80-120） 三罗拉双皮圈 （180，220，260）120140 6、原始钳口 原始隔距：上销和下销钳口

43、处的最小间隙。 主要根据粗纱定量、纤维性质、罗拉中心距等选定不同规格隔距块。喂入棉条定量重、牵伸小、粗纱定量大、罗拉加压轻、罗拉隔距小、纤维长度长、化纤时钳口隔距偏大掌握。例： 5g/10m以上，5、6、7mm 5g/10m以下，3、4、5mm 7、集合器：防止纤维扩散，也提供附加摩擦力界 集合器口径的大小后区与喂入定量适应，前区与输出定量适应。,8、 粗纱捻系数 粗纱加捻，主要是为承受卷绕及退绕过程中的张力，并对细纱牵伸时的摩擦力界有一定补充。 小，易产生意外牵伸，不匀上升。 太大，粗纱机产量低，并且细纱牵伸时易牵伸不开，出硬头（影响牵伸力，罗拉加压等） （1）纤维长度、细度：在粗纱细度一定

44、时，纤维长、细度细，整齐度好，捻系数小些。 （2）粗纱细度：在纤维长、细度一定时，粗纱号数大，捻系数小些。 （3）附加摩擦力界：捻系数大，附加摩擦力界强，但要防止牵伸不开。当细纱机采用较大后牵伸和较大后区隔距时，偏大。 （4）气候季节：冬季干燥，小。潮湿季节，大些。 所以粗纱捻系数视纤维长度和粗纱号数而定。再考虑所纺品种，温湿度条件，纤维其他性质，细纱后区工艺，粗纱断头等因素来合理选择。,粗纱捻系数范围 粗纱特数 200-325 325-400 400-770 770-1000 粗梳 105-110 100-105 92-100 85-92 精梳 90-95 85-90 77-85 70-77

45、 七、质量控制指标 （1）条干不匀率: 萨氏25-40 ，乌斯特CV%4.5-9 （2）重量不匀率（10m长片段）1.2% （3）粗纱伸长率：1.5-3,八、粗纱加工化纤的特点 轻定量、大隔距、重加压、小张力、小捻系数、防绕防粘。,1、加捻的实质与目的是什么？ 2、衡量加捻程度的指标有哪些？各自的含义？ 3、什么是阻捻、捻陷、和假捻？举例说明它们在纺纱加工中的应用。 4、画出翼锭粗纱加捻模拟图，用稳定捻度定理求出各段的捻度,并画出加捻区的捻度分布图。 5、棉纺粗纱机常用的牵伸机构形式是什么？ 6、列出粗纱机的主要牵伸工艺参数。 7、粗纱捻系数的确定原则如何？ 8、粗纱卷装形式？什么是管导、翼导？ 9、粗纱张力是如何形成的，一般以什么来衡量？,