纺织概论-03 纺纱工程(2)

纺织概论——天津工业大学纺织学院第三章纺纱工程第二节棉纺工艺四、并条工序1.并条工序的任务并合：6~8根条子随机相遇，降低条子的不匀率混合:纤维相互均匀混和牵伸：抽长拉细，改善纤维的伸直平行及分离度成条并卷绕成形：便于后道加工2.并条工艺过程并条机组成：喂入、牵伸、成形卷绕6~8根条子经导条罗拉3和导条压辊4的牵伸从条筒中引出，在导条台上输送，给棉罗拉7汇集条子喂入牵伸装置，3/3压力棒牵伸机构，牵伸后的纤网由集束器11收拢，由集束罗拉口输出，经喇叭口凝聚成条，紧压罗拉紧压后，由圈条器圈放在条筒中。3.并合作用并合：将多根条子平行地叠合成一体，以改善条干均匀度。并合的实质：把各根纱条的横截面沿着长度方向连续叠加，这样可以通过纱条粗细片段之间的随机叠合，从而达到提高纱条均匀度的目的。当n根纱条并合时：0CCnC—并合后纱条的不匀率；C0—并合前纱条的不匀率；并合前单根纱条的不匀率越大，并合效果越好；并合前单根纱条的不匀率越小，则并合效果不显著；并合根数越多，并合效果越好。但是并合根数超过一定数量后，并合均匀效果就不明显了。棉纺：6-8根毛纺：针梳机—10根为改善条子内在结构，提高混合均匀度和纤维伸直平行度，常进行多道并条，如：纯棉：2道；涤棉：3道；毛纺：3~5道4.牵伸基本原理：（1）牵伸的基本概念牵伸的实质：纤维在纱条轴向产生相对位移。表面现象：将须条抽长拉细。牵伸的目的：抽长拉细纱条（提高支数，减少定量）；提高纤维平行伸直度。牵伸：将纤维条抽长拉细，即将纤维条内各纤维沿长度方向作相对位移而分布在更长的长度上，使纤维条截面减细变薄。这是一个降低产品线密度的过程。罗拉牵伸：利用不同转速的罗拉握持纤维条，使纤维条抽长拉细。两种典型的牵伸方式罗拉牵伸气流牵伸牵伸倍数：表示牵伸的程度机械牵伸倍数（理想牵伸倍数）：21VEV式中：E—机械牵伸倍数；V1—后罗拉表面速度；V2—前罗拉表面速度。实际牵伸倍数1122TtTtGDG式中：D—实际牵伸倍数；G1—喂入纱条单位长度的重量；G2—输出纱条单位长度的重量；Tt1—喂入纱条线密度；Tt2—输出纱条线密度。总牵伸和部分牵伸：总牵伸等于各部分牵伸的连乘积，即：式中：E—总牵伸；E1—后区牵伸；E2—前区牵伸。33212121VVVEEEVVV牵伸分配：工艺上一般根据总牵伸倍数大小来分配各牵伸区的部分牵伸倍数——牵伸分配；•一般前区牵伸大，后区牵伸小；•当纤维条经若干机台牵伸后，其总牵伸倍数等于各机台总牵伸倍数的乘积。（2）实现牵伸的条件：速度差：输出罗拉的表面线速度V2大于输入罗拉的表面线速度V1，即V2V1；握持力：必须对皮辊（上罗拉）施加一定的压力F，使罗拉钳口对纤维条产生足够的握持力；隔距：前后罗拉钳口之间的握持距要大于纤维品质长度Lp或化纤平均长度L。三个条件缺一不可！（3）牵伸区内纤维的分类：1.控制纤维—受前罗拉或后罗拉握持的纤维；2.前纤维—被前罗拉握持的纤维；3.后纤维—被后罗拉控制的纤维；4.浮游纤维—未被前罗拉或后罗拉握持的纤维；5.快速纤维—以前罗拉速度运动的纤维；6.慢速纤维—以后罗拉速度运动的纤维。（4）纤维的受力：控制力：慢速浮游纤维所受周围慢速纤维对它的极限摩擦力的总和——阻止纤维变速；引导力：慢速浮游纤维所受周围快速纤维对它动摩擦力的总和——促进纤维加速。慢速纤维变速的条件：引导力控制力牵伸力：所有快速纤维受到的动摩擦力总和；握持力：罗拉钳口对纤维条的静摩擦力；保证牵伸的条件：握持力牵伸力否则，纤维条在钳口中打滑，牵伸效率下降，条干不匀。（5）变速点分布与须条不匀：a1=t×V2=a×V2/V1=aEa，a1—为牵伸前后两根纤维的移距（头端距离）变速点：指牵伸区内纤维头端变速的位置。理想牵伸：纤维条内任意两根纤维头距比原来增大E倍；说明纤维条按E被均匀地抽长拉细了。实际牵伸：纤维长度各不相等，不完全伸直平行，头距也不同，不可能所有的纤维都在同一点变速；两根纤维在牵伸时，若其在不同位置变速，则两根纤维间的移距产生偏差，为：△a=x（E-1），导致纱条不匀。（6）摩擦力界：定义：在牵伸区域中，纱条受到压力和张力的作用，纤维在牵伸运动时受到摩擦力作用的空间称为摩擦力界。在摩擦力界中，作用于纤维上各点的摩擦力大小并不相同，由此形成摩擦力界的强度分布，即摩擦力界分布。在牵伸区域中，相互接触的纤维间发生滑移或有滑动趋势时，总阻力T0可以用下式表示：式中：T为纤维间的摩擦力；T1为纤维间的抱合力；P为纤维间的正压力；μ为纤维间的摩擦系数。摩擦力界的分布就是T0的分布01TTTTP罗拉钳口下纵向摩擦力界分布：在罗拉中心线位置上，须丛内的纤维密度最大，其所受压力也最大；在罗拉中心线向两侧，压力逐渐减小；在罗拉中心线向两侧的更远处，由于纤维间抱合的作用，仍存在一定的摩擦力界。影响纵向摩擦力界的因素：上罗拉加压P：P，强度及范围罗拉直径d：d，强度，范围须条定量G（厚度与宽度）：G，强度，范围横向摩擦力界的影响因素：纱条的截面形状纱条横截面为扁平形时，横向摩擦力界分布均匀；纱条横截面为圆形界面时，摩擦力界自中央向两侧逐渐减小。罗拉皮辊表面性质（甲）金属上罗拉（乙）皮辊硬度较大（丙）皮辊硬度小理想摩擦力界的纵向分布：将后钳口摩擦力界向前扩展，使慢速纤维和浮游纤维在未变速前始终受后摩擦力界控制，以减少浮游纤维提前变速的可能；为使快速纤维能顺利地从慢速纤维中抽出，在距前钳口一定距离处，摩擦力界强度应适当减弱；前钳口摩擦力界应具有较高的强度，且要求稳定，作用范围小，使变速点尽量向钳口集中，缩小变速区间的值。显然，简单罗拉牵伸装置的摩擦力强度分布不能满足理想要求。在实际牵伸装置中，应设法合理配置罗拉钳口或采用附加元件来产生一个附加摩擦力界。如：并条机上的压力棒、粗纱和细纱机上的双皮圈装置等，以扩展后部摩擦力界，控制浮游纤维，使变速点尽量稳定在前钳口附近。（7）牵伸过程中纤维的平行伸直：牵伸过程中快速纤维从慢速纤维中抽出，其后端受到慢速纤维摩擦力的作用而伸直，而慢速纤维前端受到快速纤维摩擦力的作用而伸直。由于牵伸区慢速纤维多于快速纤维，故后弯钩易得到伸直牵伸倍数越大，后弯钩伸直作用越好，但前弯钩伸越差；细纱机牵伸倍数大，有利于后弯钩伸直，故进入细纱机的粗纱应呈后弯钩，因此从梳棉到细纱的中间工序以奇数为宜。从梳棉到细纱工序弯钩方向的变化梳棉头并二并粗纱细纱中间有三道工序５.并条机的牵伸机构牵伸机构主要元件下罗拉、上罗拉（皮辊）、集合器、压力棒、加压装置、清洁装置等。立达RSB851并条机3/3牵伸系统下罗拉(BottomRoller)牵伸的重要零件主要要求：罗拉直径要与所纺纤维长度相适应；具有正确的沟槽形状，符合规定的表面粗糙度，以保证能充分钳持纤维，又不造成纤维损伤；具有足够的抗扭和抗弯刚度，以保证正确的工作；具有较高的制造精度，保证零件的互换性，并减少机械误差对牵伸过程的影响；选用优质中碳钢，并进行表面淬火，表面硬度HRA78，中心层保持很好的韧性，既耐磨又能校正弯曲。下罗拉结构圆柱形，表面开有直槽或螺旋槽，以增加握持作用；节与节之间靠螺纹联接，螺纹方向应使罗拉在运转中愈转愈紧。上罗拉(TopRoller)以铬钢为芯子，外包丁腈胶圈；皮辊轴的两端各自插入装有滚动轴承的轴承套内，轴承套装入轴承座内承受压力；•皮辊要有一定的弹性和硬度、耐磨性、耐老化、圆整度好，表面要“光、滑、燥、爽”，还应具有一定的吸、放湿及抗静电性能，防止牵伸时纤维产生绕皮辊现象；•皮辊需定期磨砺表面，并进行化学处理。压力棒不回转金属棒，截面形状多种，装在主牵伸区内，形成曲线通道，形成附加摩擦力界。压力棒的前、后、高、低位置应根据纤维长度和工艺要求调节。并条机牵伸型式总体要求：采用曲线形式，利用须条在罗拉或皮辊上的包围弧，使后区摩擦力界加强，并向前扩展，更好地控制浮游纤维，提高须条质量。三上四下(3-over-4)曲线牵伸双区牵伸，大皮辊2骑跨在二、三罗拉上，缩小前区握持距，前区后部摩擦力界向前扩展，使纤维变速点靠近前钳口。缺点：•前钳口须条反包弧，不利于纤维变速点的前移和集中•罗拉2消极传动，易绕花使皮辊打滑，影响牵伸；•轻定量条子时，罗拉2上正包围弧的附加摩擦力界作用变差，不适用。多皮辊曲线牵伸(如：5-over-3)前皮辊起导向作用二~三为前牵伸区四~五为后牵伸区须条在皮辊上的包围弧使后部摩擦力界前移；罗拉根数少，传动简单压力棒曲线牵伸主牵伸区有压力棒，使后部摩擦力界向前延伸，加强了对浮游纤维的控制，使纤维变速点靠近前罗拉钳口；调节中皮辊位置可改变钳口握持距，适应不同长度纤维加工。五、粗纱工序1.任务：牵伸：将熟条抽长拉细（E=5~12），提高纤维伸直平行度和分离度；加捻：加上适当捻回，提高强力，便于卷绕和退绕，并有利于细纱牵伸；卷绕：卷绕成卷装，便于运输、储存，适应细纱机喂入。2.粗纱工艺流程：组成：喂入、牵伸、加捻、卷绕四部分。流程：棉条从条筒1中抽出导条辊2牵伸装置3前罗拉钳口锭翼5筒管6。管速锭速（管导）；管速随卷绕半径增大而逐渐降低；龙筋升降速度逐层递减；龙筋升降动程逐层缩短。3.喂入机构和牵伸机构1.喂入机构组成：分条器、导条辊、喇叭口、横动装置；作用：积极引导棉条进入后罗拉，减少棉条的意外牵伸；分条器：隔离棉条，防止纠缠，用铝或胶木制成；导条辊：积极传动，调换链轮可调节张力，其位置、速比、距离应与条子结构及条筒规格相适应；喇叭口：引导棉条进入牵伸装置，开口大小根据条子定量；2.牵伸机构牵伸形式3/4曲线：结构简单，稳定耐用，保养方便，但须条定量轻、牵伸倍数大时，控制力不够，条干均匀度差；双短皮圈：条干好，装拆不便长短皮圈：条干好，装拆方便目前国产粗纱机采用三罗拉双短皮圈和三罗拉长短皮圈牵伸型式。双皮圈牵伸装置摩擦力界分布合理，浮游区小，有效控制纤维运动，总牵伸倍数高，粗纱条干好。但结构复杂，安装要求高，对温湿度变化敏感。组成：罗拉、皮辊、上下皮圈、上下销、皮圈张力装置、钳口隔距调节块。4.粗纱加捻凡是在纺纱过程中，使纱条(须条、纱、线、丝)绕其轴线扭转、搓动、缠绕、交结，使其获得捻回、包缠、交缠、网络等都称为加捻。粗纱加捻的目的:前罗拉输出的须条结构松散、纤维平行伸值、强力极低，不能承受粗纱卷绕和退绕过程中的张力。因此，必须进行加捻，使之具有一定的强力，以防产生意外伸长。加捻使粗纱较紧密，有利于细纱机上牵伸过程中控制纤维的运动。加捻——真捻、假捻纱条上获得真捻的方法非自由端（纱条两端被握持）间隙式加捻（如：手摇纺车和走锭纺纱）T=nt/L纱条上获得真捻的方法非自由端（纱条两端被握持）连续式加捻如：翼锭纺纱和环锭纺纱T1=n/VT2=T1=n/V纱条上获得真捻的方法自由端连续式加捻如：转杯纺纱和涡流纺等T=n/V捻回的传递如图，A为纱条的喂入点，纱条以速度V自A向C运动，C为加捻点。加捻时，C以转速n绕纱条自身回转，因纱条为非杆性的松散介质，则纱条AC上各截面的加捻扭矩随离加捻点的距离增加而减小，因此，加捻过程中，纱条上的捻回数靠近C处较多，靠近A处较少，说明捻回是由C向A传递的，这种现象称为捻回的传递。捻陷在须条的喂入点A与加捻点C之间有一机件B与纱条接触，由于B对纱条有摩擦力，在一定程度上阻止了捻回自C向A的正常传递，结果使T1T2，B点的阻力越大，AB段的捻回越少，这种现象称为捻陷，B为捻陷点。纱条上形成假捻的方法纱条两端握持，中间加捻粗纱加捻过程从前罗拉输出的纱条，穿过回转的锭翼，并绕在筒管上。筒管套在锭子上，锭翼与锭子回转。锭翼每转一周，前罗拉至锭翼侧孔间的一段纱条上即得到一个捻回。1-假捻器;2-侧孔;3-支承套管;4-导纱臂;5-平衡臂;6-压掌杆;7-压掌叶;8-锭杆C-加捻旋转点；B—捻陷点；B点的摩擦力阻止了捻回的传递，顶孔以下（BC段）捻回多，顶孔以上（A