纺纱学第8章细纱.ppt

1、第八章细纱 第一节概述 一、细纱工序的任务 牵伸：将粗纱均匀地抽长拉细到所需要的线密度。 加捻：给牵伸后的须条加上适当的捻度，赋予成纱以一定的强度、弹性和光泽等物理机械性能。 卷绕：将细纱按一定要求卷绕成形，便于运输、贮存和后道加工。 二、细纱工艺过程 1、机器：环锭细纱机,带自动落纱的长机,2、组成：细纱机由喂入、牵伸和加捻卷绕及成形四部分组成。 1）喂入部分 包括粗纱架、粗纱支持器、导纱杆、横动导纱装置等，主要作用是顺利地使粗纱管上的粗纱逐步退绕，并喂入牵伸机构，而不产生意外牵伸。 2）牵伸部分 包括牵伸罗拉、胶辊、胶圈、胶圈销、集合器、摇架等。 3）加捻卷绕成形部分 包括导纱钩、锭子、筒

2、管、钢领、钢丝圈、钢领板、气圈环等。,3、工艺过程：粗纱从粗纱架吊锭上的粗纱管1上退绕出来，经过导纱杆2、3及缓慢往复运动的横动导纱喇叭口4，喂入牵伸装置5进行牵伸。牵伸后的须条由前罗拉6输出进行加捻，并通过导纱钩7穿过套在钢领上的钢丝圈8，卷绕到紧套在锭子上的筒管9上。,第二节棉纺细纱机的牵伸与（环锭）加捻卷绕 一、牵伸 （一）对牵伸装置设计要求： 牵伸均匀、提高牵伸倍数 （二）细纱牵伸形式 早期细纱机为双短皮圈固定钳口牵伸，已淘汰。目前新机是长短皮圈弹性钳口牵伸和双短皮圈弹性钳口牵伸。 弹性钳口：由弹簧摆动上销和固定曲面下销及一对皮圈组合而成。借弹簧作用，使上销能在一定范围内上下摆动，可使

3、钳口压力波动减小。,双短皮圈固定钳口牵伸,长短皮圈弹性钳口牵伸,双短皮圈弹性钳口牵伸,（三）细纱牵伸特点： 1、变速点分布向前集中，且较稳定，故牵伸倍数较大，因销子可接近前钳口，且皮圈的摩擦力界是连续的。 2、皮圈钳口握持力的大小可调节其开口大小，且皮圈钳口对纤维的握持力有一定自调作用（弹簧摆动上销、弧形曲面下销）。 3、后区纤维的运动控制可适当利用粗纱的捻度。 4、不适于加工很粗的产品(因有分层现象，故不能用于并条)。,（四）先进牵伸装置 代表当前国际纺机先进水平的四种引进细纱牵伸装置是： SKF系列 R2P型 INAV型 HP型,SKF型 牵 伸 装置,立 达R2P型 牵 伸 装 置,依纳

4、V型牵伸装置,V型牵伸是将后罗拉中心抬高到前牵伸区平面，后皮辊后倾，使其中心和后罗拉中心连线和罗拉倾斜面呈25角。喂入须条从后罗拉钳口起有一段包围弧，使须条紧贴在罗拉表面，形成从后罗拉钳口向前逐渐减弱的附加摩擦力界，以有效地控制纤维运动，须条受引导力的作用压成扁平带状而不易翻滚和捻度传递，但当脱离CD弧后，由于捻回的重分布，捻度迅速向B处传递集中，从而使牵伸纱条不仅不扩散，反而向中罗拉钳口处逐渐收缩，形成狭长的V字形。使须条结构紧密，伸直均匀地喂入前区，发挥前区的牵伸能力。根据国内改造经验，即使较高的牵伸倍数，成纱质量仍较好。 V型牵伸在较小的罗拉中心距条件下具有较大钳口握持距和较短浮游区长度

5、，以提高后区牵伸倍数来增加总牵伸。,HP型 组成三罗拉长（双）短皮圈、弹性钳口、摇架加压的大牵伸装置。 四种引进细纱牵伸装置前区工艺均贯彻“重加压，强控制”，小浮游区长度、小钳口隔距和小罗拉中心距。 后区牵伸区别在于牵伸形式和工艺。,（五）细纱牵伸中压力棒的使用 1、后区压力棒 压力棒弹性上销是在原细纱上销的基础上，后区附加一根（V型牵伸中）或两根（直线牵伸中）压力棒，在后区形成压力棒曲线牵伸，在V型牵伸中，它不仅消除了中铁辊上的反包围弧，同时进一步拓长了后罗拉上的包围弧长度；在直线型牵伸中，也因为压力棒的加入增强了对纤维运动的控制。因此，压力棒可使得后牵伸区中完全非控制的浮游区进一步减小，使

6、后区的附加摩擦力界进一步加强，纤维的变速点因而更加前移和集中，后区牵伸的附加牵伸不匀更加减小，后牵伸倍数有条件进一步加大。采用后区压力棒牵伸后，成纱的条干等有显著改善。,2、前区压力棒 由于压力棒对浮游区中的纤维有较强的控制，有利于改善成纱条干。,二、环锭细纱机的加捻 （一）细纱加捻过程 前罗拉1输出的纱条2经导纱钩3，穿过钢领6上的钢丝圈4，绕到紧套于锭子的筒管5上。锭子回转时，借助纱线张力的牵动，使钢丝圈沿钢领回转，钢丝圈带动纱条沿钢领回转一圈纱条就获得一个捻回。同时，因摩擦阻力等作用，钢丝圈回转总滞后于筒管转速，它与筒管的转速差（即细纱的卷绕转速）使纱条卷绕到筒管上。,单位时间内前罗拉输

7、出的纱条长度等于同时间纱管卷绕纱线的长度(不计捻缩)。加捻卷绕方程： VR=dx(ns-nt)和 nt=ns-VR/dx 因为是锥形卷绕，钢丝圈对纱条所加的捻度随着纱管卷绕直径的变化而不同。在卷绕大直径时，所加的捻度比小直径多约1.5%。但是纱条卷绕在纱管上由于捻向矢量和回转矢量在一平面内回转。纱条在卷绕同时，产生捻势nw/VR。当纱从管顶退绕时，捻势转化为捻度nw/v，纱的最终捻度为锭速所加捻度。T=nt/v+nw/v=ns/v。,（二）环锭加捻过程模拟图及捻度分布 下图为环锭加捻过程模拟图。 根据捻度稳定定理： BC段：气圈段：nt-TBCVR2=0 TBC=nt/VR2 AB段：纺纱段：

8、TAB=nt2/VR2 CD段：卷绕段：TBCVR2-TCDVR=0 TCD=nt/VR 卷装上纱条捻度除上式捻度外，还存在nw/vR捻势，在退绕时，纱条上实际捻度为：T=nt/VR+nw/VR=ns/V,三段捻度如图所示。 从图中可以看出，捻度传递过程中存在着阻捻(气圈段)和捻陷(纺纱段)。纺纱段Ts管纱段Tw气圈段TB，纺纱段本身的捻度也呈某种分布，近前罗拉处的捻度最少，称为弱捻段。,（三）影响纺纱段捻度的工艺因素 1、纺纱段长度 2、导纱角 3、前罗拉包围弧长 4、气圈高度 5、钢丝圈号数 以上参数的变化都会影响阻捻系数和捻度传递效率的变化，因而捻度也在变。,三、细纱的卷绕成形钢丝圈在钢

9、领上的回转一方面实现了对细纱的加捻，另一方面随着钢领板的升降完成了具有一定成形要求的卷绕。 （一）管纱成形要求1、卷绕紧密；2、层次分清，不相纠缠；3、后工序便于高速退绕；4、便于搬运和贮存。 （二） 实现细纱卷绕的条件 1、短动程升降，一般上升慢（卷绕层）、下降快（束缚层）； 2、钢领板每次升降后要改变方向，还应有级升； 3、管底成形阶段绕纱高度和级升由小逐层增大。,（三）卷绕方程 园锥形卷绕 1、 卷绕运动 2、升降运动,第三节棉纺细纱工艺设计 一、 细纱机的发展 1、机型 国产： 上海二纺机：FA503 FA507 窄机820mm 小锭距68mm FA509 窄机820mm 组装型，变频

10、马达 EJM128K 短机 EJM128L 长机 变频，级升：蜗轮差动箱 经纬纺机：FA502 FA504 小锭距 FA506窄机、小锭距 FA506V 气动加压 FA514龙带传动、集体落纱 FA541小锭距,国外：Zinser、Marzoli、Rieter、丰田等 2、国内外细纱机发展趋向： （1）窄幅、长机身：锭数多达1200，头尾同步传动； （2）高速高产：锭子龙带传动高达1.8-2万转/分，单锭变频电机传动高达2.5万转/分。 （3）自动化、连续化：断头自停、自动落纱接头、自动运粗纱、细纱和纱管、粗细联、细络联、微机及电子控制 （4）现代先进牵伸装置，弹簧摇架加压和气动加压，变频单独

11、传动牵伸机构（电子牵伸），V型牵伸，牵伸区附加压力棒。 （5）粗纱大卷装、吊锭 （6）花式纺纱（竹节纱装置、氨纶包芯纱装置、赛络纺等） （7）紧密纺装置,二、工艺参数配置 （一）牵伸工艺参数 1、总牵伸倍数 在保证质量前提下，应尽可能多负担牵伸，以减轻前道工序负担。一般中特纱20-30倍，细特纱30-35倍。特细纱可45倍以上。 纺纱条件对总牵伸倍数的影响：,2、前牵伸区工艺 采用紧隔距，小钳口，强控制，重加压原则。 （1） 浮游区长度（前区罗拉中心距） 在机器不出硬头下，以小为好，该参数一般不调。 例：固定钳口：单位（mm） 棉纤维长度 皮圈架长度 罗拉中心距 浮游区长度 31mm以下 25

12、 37-39 11-14 33mm以上 29 40-43 11-14 弹性钳口: 38mm以下（棉型） 33 43-45 11-14,（2） 皮圈钳口隔距 隔距小，对纤维控制强，但牵伸力大，易牵不开。一般根据纺纱特数定。 纺纱特数 固定钳口（mm） 弹性钳口（mm） 15以下 4.0 2.5-3.0 30-15 4.0-4.5 2.5-3.5 100-30 4.5-5.5 3.0-4.5 其中弹性钳口有微小波动调节。 纺纱条件对皮圈钳口隔距的影响：,3、后区牵伸工艺 总牵伸倍数前区牵伸倍数后区牵伸倍数 前区牵伸控制强，牵伸倍数设置可大。后区牵伸的主要作用是为前区作准备，以充分发挥皮圈控制纤维运

13、动的作用，达到既能提高前区牵伸，又能保证成纱质量的目的。提高细纱机的总牵伸倍数，有两类工艺路线选择。第一类工艺路线是保持后区较小的牵伸倍数，主要是提高前区牵伸倍数。第二类工艺路线是增大后区牵伸倍数。目前生产上普遍采用第一类牵伸工艺路线。 第一类：1.02-1.5，其中针织纱工艺：1.02-1.15， 机织纱工艺：1.25-1.5 第二类：1.8-4（当纤维整齐度较好时） 第一类工艺优于第二类工艺（成纱条干）,纺针织纱工艺：“两大一小工艺” 大 粗纱捻系数 细纱后区中心距 小 细纱后区牵伸倍数 4、罗拉加压 握持力略大于牵伸力，一般前、中、后加压比2：1：1.4 例FA型 （130-180）（7

14、0-100）（100-140）N/双锭左右。,（二）加捻卷绕工艺 1、细纱捻系数 主要取决于最后产品对细纱品质要求。纬纱织造时受力小，经纱受力大，一般经纱捻系数比纬纱高10-15，而针织纱针纬，但也看产品要求。 一般常用捻系数可查手册。在保证产品质量和正常生产的前提下，细纱捻系数选择以偏小掌握,产量高。 细纱特数 8-11 12-30 32-190 经纱 330-420 330-410 310-400 纬纱 300-370 290-360 280-350,2、锭速 细纱机锭速的选择与纺纱特数、纤维特性、钢领直径、钢领板升降动程、捻系数等有关。纺涤棉纱时，因捻系数较高，断头率又比纯棉纱低，故锭速

15、可比同特数的纯棉纱高些。中长化纤锭速低于纯棉或涤棉混纺纱。直接纬的卷装直径较经纱卷装的直径小，故细纱机纺纬纱时的锭速可较纺经纱的高些。纺纯棉细特纱锭速高。,3、钢令钢丝圈配合 （1）钢令 平面钢令 PG2 粗特32号以上 PG1 中特 1629号 PG1/2 细特 19号以下 锥面钢令（摩擦小，节电，断头低）配与其适应的耳型钢丝圈实现高速。,（2）钢丝圈 钢丝圈应与钢令相配合，才能保证纺纱顺利进行。 几何形状：重心低，纱通道大些 材质：硬度略低于钢令，高弹性而不变形 截面形状：有利于散热，运行平稳性好，纱通道光滑等。 钢丝圈重量：影响纺纱张力，以号数表示。,三、纺纱张力与断头 （一）细纱断头

16、1、断头原因：在纺纱过程中，当纱线某断面处瞬时强力小于作用在该处的张力时，就发生断头。,从图中曲线可知，纺纱张力平均值Ts比纺纱强力平均值Ps小得多。但当某一瞬时，作用在纱线上某点张力大于该点动态强力时，即产生断头 （如图中A、B点）。这就说明断头主要发生在张力与强力两者波动中波峰波谷交叉点，而不在于它的平均值大小。由于张力和强力值存在波动，因此当平均纱线张力增加和平均动态强力降低而两者数值靠近时，就会增加两者波峰波谷交叉点机率，也就使断头的机率增加。如果张力、强力波动范围减小，特别是降低张力较高的波峰值或提高强力较低的波谷值，两者的平均值即使靠近些，断头仍可能稳定，甚至有可能减少。,所以降低

17、断头率的主攻方向是：控制、稳定张力；提高纺纱强力、降低强力不匀率和强力薄弱环节。尤其是减少突变张力和强力薄弱环节，以减少张力与强力波峰波谷交叉点机率。 在正常生产中出现的一些断头规律和张力、强力这两因素有着密切关系。在正常条件下，成纱前的断头应该是较少的，主要是成纱后的断头。,2、断头规律 （1）一落纱中断头分布，一般是小纱断头最多（50），中纱最少（20），大纱断头（30）多于中纱。 （2）成纱后断头部位较多发生在纺纱段（称为上部断头），在钢丝圈至筒管间的断头（称为下部断头）出现较少，但当钢领与钢丝圈配合不当时，会引起钢丝圈的振动、楔住、磨损、烧毁、飞圈等，使下部断头有所增加。断头发生在气圈

18、部分的机会是很少的。 （3）在正常生产情况下，绝大多数锭子在一落纱中没有断头，在少数个别锭子上会出现重复断头。 （4）随着锭速增加，卷装增大，张力也随着增大，断头一般也随之增加。,（二）纺纱张力与气圈 张力形成：纱线拖动钢丝圈回转要克服钢丝圈与钢领间的摩擦力，同时还要克服导纱钩和钢丝圈给予纱线的摩擦阻力，气圈段在回转时要克服空气阻力等，纱线承受了相当大的张力。,1、加捻卷绕过程中纱条上张力分布规律： 在加捻卷绕过程中，细纱的张力可分为三段，前罗拉至导纱钩之间纱线张力称为纺纱张力TS；导纱钩至钢丝圈之间纱线张力称为气圈张力(又分导纱钩处气圈顶端张力To和钢丝圈处气圈底部张力TR)；钢丝圈到管纱之

19、间纱线张力称为卷绕张力TW。 TW To TR TS,2、一落纱过程纺纱张力变化曲线,3、气圈形态：气圈形态是张力大小的外部表现。在气圈高度相同时，气圈大则张力小，气圈小则张力大。气圈大，缓冲作用好，可调节张力突变，气圈平直，弹性差。为防小纱时气圈过大用隔纱板、气圈控制环；大纱时气圈过于平直，用导纱板（叶子板）调节。 （1）一落纱中， 小纱：气圈高度大，气圈膨胀，易撞隔纱板，钢丝圈运行不稳，楔住，飞圈而断头。 中纱：气圈形态适中，张力小而稳定，断头少。 大纱：气圈平直，失去对突变张力的调节能力，气圈顶部易于与筒管头摩擦而增加断头。 （2）在钢领板一次升降中，钢领板在底部时，卷绕直径大，卷绕角大

20、，张力小；钢领板在顶部时，卷绕直径小，卷绕角小，张力大。,（三）纱条捻度 纱条捻度影响纱条强力，从而影响断头。 在加捻卷绕过程，由于捻陷、阻捻和捻回传递滞后现象，使纱条的动态捻度成以下分布： 一般规律，tB tw ts tFR，式中： tB气圈段 (导纱钩钢丝圈)纱条动态捻度； tw卷绕段 (钢丝圈管纱)纱条动态捻度； ts 纺纱段(前罗拉导纱钩)纱条动态捻度； tFR 前罗拉包围弧上纱条动态捻度。,前罗拉包围弧为无捻区，纺纱段捻度少，纱强低，易断头。 纺纱段纱条捻度变化规律：小纱卷绕大直径时捻度最小，比管纱平均捻度少22左右，纱强低，所以小纱管底成形阶段卷绕大直径时断头较多。,（四）减少细纱

21、断头 降低细纱断头的主要措施有稳定细纱张力和提高（纺纱段）强力。 1、稳定细纱张力 （1）钢领和钢丝圈的合理选配 （2）钢丝圈的选择 （3）提高钢丝圈抗楔性能，减少张力产生突变 2、提高纺纱段强力的措施 在实际生产中，大部分细纱断头发生在前罗拉钳口至导纱钩间的纺纱段上，而且大都发生在加捻三角区，即此处为纱条强力的“弱环”。故应： （1）减小无捻纱段的长度 （2）增加纺纱段纱条的动态捻度,四、细纱质量控制 （一）棉纱质量指标 （1）国家标准GB/T39893 单纱断裂强度 单纱断裂强度变异系数 重量变异系数 重量偏差率 条干变异系数 一克纱内棉结杂质数或10万米纱疵 （毛羽指数）,（2）乌斯特公

22、报 是全世界纺织工业中纤维、条子、粗纱和纱线进行分类的质量分级的参考指标。USTER公司在世界各地用户和在瑞士的工厂中进行纤维、半制品、细纱的测试，然后进行数据整理分析，每相隔35年发表一次试验结果的统计值即USTER统计值。统计值一般分5%、25%、50%、75%、95%几档，通常认为50%统计值属一般水平；25%及以下属先进水平；75%及以上属较差水平。 采用乌斯特统计公报作比较时，纱的总质量中的特殊疵点和缺陷能很明显地表现出来，从而能迅速转化为生产过程中的改进措施。 目前纱线评定大多用乌斯特统计值：有条干CV，粗节，细节，棉结，强力及CV%，伸长率等，另外，毛羽指标也是重要考核指标。 举

23、例：环锭纺普梳纯棉针织管纱,条干变异系数CVm（）,毛羽指数H,细节（50）（个/km）,粗节（+50）（个/km）,棉结（+200）（个/km）,断裂强度（cN/tex）,强度变异系数CV（）,断裂伸长率（）,（二）质量控制 1、提高条干均匀度 （1）原料性能 长度及整齐度；细度及细度均匀度；卷曲数；静电性等 （2）半制品结构及条干均匀度 结构：指短纤维率、纤维整齐度、分离度、平行伸直度、棉结杂质。,（3）细纱工序（重点工序） 条干不匀重要指短片段不匀，因此细纱上加强控制就更显重要、直接、有效。 设计合理牵伸工艺参数减少牵伸波，保证设备良好减少机械波。 1）采用先进的牵伸型式：四种现代牵伸装

24、置 2）喂入纱条特数与成纱条干的关系: 1 =0E +X(E-1)，牵伸倍数附加不匀越大。如纺出细纱特数不变，喂入纱条特数越大，所需牵伸倍数越大、则附加不匀越大。 3）细纱特数与成纱条干的关系 细纱特数小，纱线截面纤维根数少，成纱条干不匀大。,4）细纱后区工艺 第一类工艺：机织纱1.25-1.50，针织纱1.02-1.15 第二类工艺：1.50- 第一类工艺条干均匀度好，普遍采用。 采用两大一小工艺： 粗纱捻系数大，细纱后区隔距大，细纱后区牵伸小。 5）罗拉握持距 RLP(纤维品质长度)+K（牵伸力系数） 在牵伸力与握持力平衡的条件下，R偏小掌握有利于对纤维的控制，罗拉要有适当的加压。缩短前牵

25、伸区浮游区长度并适当加重前钳口压力，有利于改善成纱条干。,6）机械状态 罗拉的偏心，胶辊不圆整，弹性不匀等均会造成握持钳口偏移或速度变化，而使纤维变速不规律，产生机械波。 7）车间温湿度 车间温湿度影响纤维摩擦性能，导电性能等 8）操作 接头、清洁工作 条干不匀通常使用电容式条干仪检测相关数据，通过波谱图进行原因分析。,2、降低重量不匀率 （1）提高棉卷均匀度 （2）降低梳理生条重量不匀率4 （3）控制熟条重量偏差和不匀关键工序 （4）控制粗纱重不匀 （5）细纱工序： 定设备：同品种使用同一机型； 加强巡回； 加强设备维修等。,3、降低成纱棉结杂质 杂质：破籽屑、尘土、不孕籽屑、软籽表皮、带纤

26、维籽屑、僵片。 棉结：纤维相互扭结而成的小棉团 棉结剖析： 10为软籽表面外包纤维组成 90为纤维扭结 其中： 成熟度1的占6068% 长度16mm以下的占6075%,（1）原料选用 （2）纺纱工序 开松、梳理工序（重要工序）：配备合理的工艺参数，去除杂质棉结，防止纤维损伤。 精梳工序除杂最有效的工序 合理的温湿度：清棉60，棉卷回潮6.5 7，梳棉55 60，生条回潮率6.5。 并条部分提高纤维平行顺直 纤维平行顺直差，棉结多；纱通道光结 加强除尘,4、减少成纱毛羽 （1）形成： 细纱加捻三角区； 纤维刚性、长度、细度、弯钩、短绒； 牵伸过程中纤维扩散； 气圈离心力； 加捻部件不清洁； 飞花

27、。 （2） 控制： 合理选择原料：,合理前纺工艺 提高纤维伸直平行度、改善条子光洁度； 精梳工序：精梳落棉毛羽 。 细纱工序 防止纤维扩散：合理配置牵伸工艺参数，后区如罗拉隔距、牵伸倍数与粗纱捻系数的配合；前区使用集合器进行集束，皮辊前倾减小加捻三角区等。 减少对纤维的摩擦：纺纱通道光洁；减小纤维接触面；使用气圈控制环。 合理选配钢领钢丝圈，特别是钢丝圈：重量、截面形状、圈形、通道、交叉缺口 加强对加捻卷绕机件的保养：锭子、筒管。 紧密纺纱技术的应用。,5、提高成纱强力 （1）纱强的组成： P=Q+F Q：全部断裂纤维所构成的部分强力 F：全部滑脱纤维所构成的部分强力 提高纱线强力应从这两方面入手，即选用强力高的纤维；另一方面，提高纤维抱合性，增加纤维的接触面积 （2）纱强的提高 合理配棉,开松梳理工序：提高纤维平行顺直度，防止纤维损伤。 并条、粗纱工序：应提高纤维平行顺直度，提高半制品条干均匀度。 细纱工序： 提高条干均匀度； 合理选择细纱捻系数，降低捻度不匀； 加强车间温湿度管理。,第四节新型纺纱技术原理 一、紧密纺纱 1、紧密纺纱原理 环锭纺纱线成形 紧密纺纱线成形,紧密纺的原理 在