第五节粗纱工艺设计

一、设计要点

粗纱工序的主要任务是将熟条经过5～12倍的牵伸，并加上适当的捻度，使其具有一定的强度，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，同时将加捻后的粗纱卷绕成形。

粗纱工艺设计要点是:

(1)根据熟条定量大小，同时兼顾细纱机的牵伸能力、细纱线密度的大小和粗纱加工质量的要求，正确设定粗纱的定量和总牵伸倍数。

(2)确保粗纱机按设计要求，将熟条加工成具有一定线密度的粗纱，正确配置各牵伸齿轮的齿数。

(3)通过合理的工艺设计，尽可能提高粗纱产品的加工质量，向细纱工序提供优质的半制品，为最终提高成纱质量打好基础。

二、工艺参数设计

(一)粗纱定量

粗纱定量应根据熟条定量、细纱机牵伸能力、成纱线密度、纺纱品种、产品质量要求以及粗纱设备性能和供应情况等各项因素综合确定。在双胶圈牵伸中，粗纱定量过重时，往往因中上罗拉打滑使上下胶圈间速度差异较大而产生胶圈间须条分裂或分层现象。所以，双胶圈牵伸形式不宜纺定量过重的粗纱。一般粗纱定量在2～6g/10m,纺特细特纱时，粗纱定量以2～2.5g/10m为宜。粗纱定量选用范围见表1-37。

表1-37粗纱定量选用范围

注上表所列范围包括化纤纯纺、混纺和纺中长纤维。

(二)锭速

它主要与纤维特性、粗纱卷装、锭翼性能等有关。一般纺棉纤维的锭速可略高于纺涤棉混纺纤维的锭速，纺涤棉混纺纤维的锭速又略高于纺中长化纤锭速；卷装较小的锭速可高于卷装较大的锭速。化纤纯纺、混纺，由于粗纱捻系数较小，锭速将比表1-38中数据降低20%～30%。

表1-38纯棉粗纱锭速选用范围

(三)牵伸

1.总牵伸倍数

粗纱机的总牵伸倍数主要根据细纱线密度、细纱机的牵伸倍数、熟条定量、粗纱机的牵伸效能决定。目前，新型细纱机的牵伸能力普遍提高，采用大牵伸，而粗纱趋于重定量，在细纱牵伸能力较高时，粗纱机可配置较低的牵伸倍数以有利于成纱质量。目前，双胶圈牵伸装置粗纱机的牵伸范围为4～12倍，一般常用5～10倍。粗纱机在采用四罗拉(D型)牵伸形式时，对重定量、大牵伸倍数有较明显的效果。

2.牵伸分配

粗纱机的牵伸分配主要根据粗纱机的牵伸形式和总牵伸倍数决定，同时参照熟条定量、粗纱定量和所纺品种等合理配置。粗纱机的前牵伸区采用双胶圈及弹性钳口，对纤维的运动控制良好，所以牵伸倍数主要由前牵伸区承担；后区牵伸是简单罗拉牵伸，控制纤维能力较差，牵伸倍数不宜过大，采用张力牵伸，牵伸倍数一般为1.12～1.48倍，通常情况下以偏小为宜，使具有结构紧密的纱条喂入主牵伸区，有利于改善条干。

一般化纤混纺、纯纺包括中长纤维的后区牵伸配置与纺纯棉纱相同。当喂入熟条定量过重时，为防止须条在前区产生分层现象，后区可采用较大的牵伸倍数；四罗拉双胶圈牵伸较三罗拉双胶圈牵伸的后区牵伸倍数可略大一些。四罗拉双胶圈牵伸前部为整理区，由于该区不承担牵伸任务，所以只需1.05倍的张力牵伸，以保证纤维在集束区中的有序排列。

(四)罗拉握持距

粗纱机的罗拉握持距主要根据纤维品质长度Lp而定，并参照纤维的整齐度和牵伸区中牵伸力的大小综合考虑，以不使纤维断裂或须条牵伸不开为原则。主牵伸区握持距的大小对条干均匀度影响很大，一般等于胶圈架长度加自由区长度。

胶圈架长度指胶圈工作状态下，胶圈夹持须条的长度，即上销前缘至小铁辊中心线间的距离，由所纺纤维品种而定。自由区长度指胶圈钳口到前罗拉钳口间的距离，弹簧摆动销双胶圈牵伸的自由区长度一般控制在15～17mm，在不碰集合器的前提下以偏小为宜；D型牵伸中集合区移到了整理区，则自由区长度可较小些。

后区为简单罗拉牵伸，故采用重加压、大隔距的工艺方法；由于有集合器，握持距可大些，一般为Lp+(12～16)mm。当熟条定量较轻或后区牵伸倍数较大时，因牵伸力小，握持距可小些；当纤维整齐度差时，为缩短纤维浮游动程，握持距应小些，反之应大。握持距的大小应根据加压和牵伸倍数来选择，使牵伸力与握持力相适应。整理区握持距可略大于或等于纤维的品质长度。

(五)罗拉加压

在满足握持力大于牵伸力的前提下，粗纱机的罗拉加压主要根据牵伸形式、罗拉速度、罗拉握持距、牵伸倍数、须条定量及胶辊的状况而定。罗拉速度慢、隔距大、定量轻、胶辊硬度低、弹性好时加压轻，反之则重。粗纱机罗拉加压量见表1-39。

表1-39粗纱机罗拉加压量

注：纺中长化纤时，罗拉加压可按上列配置加重10%～20%。

(六)胶圈原始钳口隔距和上销弹簧起始压力

胶圈原始钳口隔距是上、下销弹性钳口的最小距离，其大小依据粗纱定量以不同规格的隔距块来确定，见表1-40。

表1-40胶圈原始钳口隔距与粗纱定量

上销弹簧起始压力是上销处于原始钳口位置时的片簧压力。上销弹簧起始压力以7～10N为宜，起始压力过大，形成死钳口，上销不能起弹性摆动的调节作用；起始压力过小，上销摆动频繁甚至“张口”，起不到弹性钳口的控制作用。在弹簧压力适当的条件下，配以较小的原始钳口，对条干均匀有利。但应定期检查弹簧变形情况，如果各锭弹簧压力不一致，将造成锭与锭间的质量差异，如果钳口太小，有时会出硬头。

(七)集合器

粗纱机上使用集合器，主要是为了防止纤维扩散,它也提供了附加的摩擦力界。集合器口径的大小，前区与输出定量相适应，后区与喂入定量相适应。集合器规格可参考表1-41、表1-42。

表1-41 前区集合器规格

表1-42 后区集合器、喂入集合器规格

(八)捻系数

粗纱捻系数的选择主要根据所纺品种、纤维长度和粗纱定量而定，还要参照温湿度条件、细纱后区工艺、粗纱断头情况等多种因素来合理选择。

当纤维长、整齐度好时，采用的捻系数小。化纤由于长度长、纤维之间的联系力大，须条的强力比纯棉纺时大，故纺化纤的粗纱捻系数一般较纺纯棉时小一些，纺棉型化纤时为纺纯棉的50%～60%，纺中长化纤时约为纺纯棉的40%~50%，具体数据应视原料种类和定量而定。当粗纱线密度大、粗纱内纤维伸直度差时，捻系数应小。精梳棉纱的粗纱捻系数比同线密度普梳纱的粗纱捻系数小些；为了减少针织纱的细节,加强细纱机后牵伸区的摩擦力界作用，针织纱的粗纱捻系数应高于同线密度机织纱的捻系数，以提高条干。

细纱后区工艺和粗纱捻系数关系密切，直接影响成纱质量的好坏。因调整粗纱捻系数比调整细纱后区工艺简单，因此，生产上往往调整粗纱捻系数以协助细纱机后区工艺的调整。如果细纱机的牵伸机构完善、加压条件好，粗纱捻系数一般可偏大掌握，以改善细纱质量和降低粗纱断头，但粗纱产量将有所降低。

粗纱捻系数对气候季节非常敏感，需根据当地的具体条件正确调整。有些地区，夏季潮湿，粗纱发涩，捻系数应小；冬季干燥，纤维发硬，捻系数应大。但有些地区，在黄梅季节，当发现前罗拉至锭翼顶端的纱条下坠严重、粗纱发烂时，捻系数增加后生产正常；而在寒冷季节，当发现粗纱发硬时，捻系数减少后生产正常。粗纱捻系数由实践得出，表1-43、表1-44为粗纱捻系数范围,可供参考。

表1-43 纯棉粗纱捻系数的选择

表1-44 几种不同品种粗纱捻系数的选择

来源：《纺纱工艺设计与质量控制》

编辑：纺织大学堂

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