第六节细纱工艺设计

一、设计要点

企业生产的细纱不论用作售纱还是自用纱，都应达到一定质量标准(见第二篇第五章纱线质量标准)，这取决于很多因素，如工艺设计、设备状况、半制品质量等。而工艺方面主要取决于牵伸和加捻工艺合理设计，使纤维在牵伸过程中运动正常，加捻卷绕过程中张力适中、少断头。

二、工艺参数设计

(一)牵伸工艺

1.总牵伸倍数

在保证和提高产品质量的前提下，提高细纱机的牵伸倍数，在经济上可获得较大的效果。目前大牵伸细纱机的牵伸倍数一般在30～50倍。总牵伸倍数的能力首先决定于细纱机的机械工艺性能，但总牵伸倍数也因其他因素而变化。当所纺棉纱线密度较粗时，总牵伸能力较低；当所纺棉纱线密度较细时，总牵伸能力较高；在纺精梳棉纱时，由于粗纱均匀、结构较好、纤维伸直度好、所含短绒率也较低，牵伸倍数一般可高于同线密度非精梳棉纱；纱织物和线织物用纱的牵伸倍数也可有所不同，这是因为单纱经并线加捻后，可弥补若干条干和单强方面的缺陷，但也必须根据产品质量要求而定。细纱机总牵伸倍数的参考范围如表1-47所示，纺纱条件对总牵伸倍数的影响见表1-48。

表1-47 细纱机总牵伸倍数参考范围

注：纺精梳纱与化纤时，牵伸倍数可偏上限选用；固定钳口式牵伸的牵伸倍数偏下限选用。

表1-48 纺纱条件对总牵伸倍数的影响

总牵伸倍数过高，产品质量将恶化，突出地反映在棉纱上是条干不匀率和单强不匀率高，其细纱机的断头率也增高。但总牵伸倍数过小，对产品质量未必有利，反而增加前纺的负担，造成经济上的损失。

2.后牵伸区工艺

细纱机的后区牵伸与前区牵伸有着密切的关系。大牵伸细纱机提高前区牵伸倍数的主要目的是合理布置胶圈工作区的摩擦力界，使其有效地控制纤维运动，提高条干均匀度。但是，只有前区的摩擦力界布置，而没有喂入纱条的结构均匀、纤维间没有足够的紧密程度，也难以发挥前区胶圈牵伸的作用。因为喂入纱条结构不匀、纤维松散，在通过前区时，纱条可能发生局部分裂，纤维运动不规则，难以纺成均匀的细纱。因此，后区牵伸的主要作用是为前区作准备，以充分发挥胶圈控制纤维运动的作用，达到既能提高前区牵伸，又能保证成纱质量的目的。

提高细纱机的牵伸倍数，有两类工艺路线可选择。一是保持后区较小的牵伸倍数，主要提高前区牵伸倍数；二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，后区牵伸在纺机织用纱时为1.25～1.5倍牵伸，常在1.36倍左右；纺针织用纱时为1.02～1.15倍牵伸。

理论与实践都证明，在牵伸区中利用粗纱捻回产生附加摩擦力界控制纤维运动是有效的，对提高成纱均匀度是有利的。实践经验得出，在后罗拉加压足够的条件下，为了充分利用粗纱捻回控制纤维运动，宜适当增加粗纱捻系数(αt)。如果后区牵伸倍数较大(1.36～1.5倍)，粗纱捻系数宜较大，一般在100～110左右；如果后区牵伸倍数较小(1.25～1.36倍)，粗纱捻系数可略小，一般在95～105左右。由于针织用纱对成纱条干均匀度要求较高，虽后区牵伸比机织用纱小，但粗纱捻系数要求较大，一般在105～115左右，以保持有较多捻回进入前牵伸区，使在罗拉加压足够的条件下，充分利用捻回控制纤维运动。总之，适当利用粗纱捻回对牵伸工艺是有利的。后牵伸区工艺参数见表1-49。

表1-49 后牵伸区工艺参数

3.前牵伸区工艺

前牵伸区是细纱机的主要牵伸区，在此区内，为适应高倍牵伸的需要，应尽量改善对各类纤维运动的控制，并使牵伸过程中的牵引力和纤维运动摩擦阻力配置得当。前牵伸区工艺的选择应根据所用原棉的长度、线密度、均匀度以及喂入半制品的质量情况、后牵伸倍数、纺纱线密度、产品质量要求、前牵伸区对纤维的控制能力等来决定。但其中对牵伸能力起决定性作用的是细纱机前区的机械工艺性能。

在前区牵伸装置中，上、下胶圈间形成曲线牵伸通道，收小该钳口隔距，并采用重加压和缩短胶圈钳口至前罗拉钳口之间的距离，可大大改善在牵伸过程中对各类纤维运动的控制，从而具有较高的牵伸能力。

(1)前区罗拉隔距

一般地说，双胶圈牵伸装置细纱机的前区罗拉隔距不必随纤维长度、纺纱线密度等的变化而调节。因此，在不少型号的细纱机上，前区罗拉隔距是固定的，即不可调节的，但这并不是说所有固定的前区罗拉隔距都是合理的。前区罗拉隔距应根据胶圈架长度(包括销子最前端在内)和胶圈钳口至前罗拉钳口之间的距离来决定，由于罗拉隔距与罗拉中心距是正相关的，因此，通常用前罗拉中心距来表示前罗拉隔距的大小，即前区罗拉中心距为胶圈架长度(包括销子最前端在内)与胶圈钳口至前罗拉钳口之间的距离之和。

胶圈架长度通常根据原棉长度来选择，以不小于纤维长度为适合。胶圈钳口至前罗拉钳口之间的距离，随销子和胶圈架的结构、前区集合器的形式以及前罗拉和胶辊直径等而异，缩小此处距离有利于控制游离纤维的运动，有利于改善棉纱条干均匀度。胶圈钳口至前罗拉钳口之间的距离，又称浮游区长度，应当设法缩小。不同胶圈前牵伸区罗拉中心距与浮游区长度的关系见表1-50。

表1-50 前牵伸区罗拉中心距与浮游区长度(mm)

(2)胶圈钳口隔距

弹性钳口的原始隔距应根据纺纱线密度、胶圈厚度和弹性上销弹簧的压力、纤维长度及其摩擦性能以及其他有关工艺参数确定。固定钳口在胶圈材料和销子形式决定以后，销子开口就成了调整胶圈钳口部分摩擦力界强度的工艺参数。纺不同线密度纱时的销子开口不同，线密度小，开口小；纺同线密度细纱时，因各厂所用纤维长度、喂入定量、胶圈厚薄和性能、罗拉加压等条件的不同，销子开口稍有差异，参见表1-51和表1-52。

表1-51 胶圈钳口隔距(mm)常用范围

表1-52 纺纱条件对胶圈钳口隔距的影响

(3)罗拉加压

为使牵伸顺利进行，罗拉钳口必须具有足够的握持力，以克服牵伸力。如果钳口握持力小于牵伸力，则须条在罗拉钳口下就会打滑，轻则造成产品不匀，重则须条不能被牵伸拉细。罗拉钳口的握持力大小主要决定于罗拉加压、钳口与须条间的动摩擦系数以及被握持须条的粗细和几何形态。

加重胶辊压力，胶辊对纱条的实际压力相应增大，钳口握持力随之增加。但胶辊上加压又不能过重，否则会引起胶辊严重变形，罗拉弯曲、扭振，从而造成规律性条干不匀，甚至引起牵伸部分传动齿轮爆裂等现象。当提高牵伸倍数时，由于喂入纱条粗，摩擦力界相应加强，应增大加压。前区罗拉加压范围见表1-53。

表1-53 前、中罗拉加压常用范围

来源：《纺纱工艺设计与质量控制》

编辑：纺织大学堂

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