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1、第七章 新型纺纱机械简介,Chapter 7 Novel Spinning Machines,环锭纺纱机存在的缺陷,主要矛盾：加捻和卷绕合在一起 存在的缺陷： (1) 纱管与锭子一起回转，负载大，限制了速度的进一步提高； (2) 高速后，钢领、钢丝圈摩擦发热严重，磨损快，易飞脱； (3) 高速后，纱线张力大，易断头，且接头操作困难；落纱周期减短，降低设备利用率； (4) 锭子高速后，机器振动大、发热量增加，车间噪声大、机物料消耗增加，飞花增多，恶化工作条件和环境。,新型纺纱方法分类,新型纺纱,自由端纺纱 （断裂纺纱）,非自由端纺纱,气流纺 静电纺 摩擦纺磁性纺 液流纺,喷气纺 自捻纺 无捻纺
2、集聚纺 包缠纺 轴向纺,转杯纺 涡流纺 搓捻纺 捏锭纺,新型纺纱的共同特点,加捻和卷绕分开自由端纺纱(Open-end Spinning)； 过程：纤维条分离成单纤维凝聚加捻卷绕； 纤维分离采用刺辊分梳，形成一种不连续的纤维流，经凝聚后与加捻纱条的尾端（自由端）连接加捻。 加捻时，纱条一端被握持，另一端不断喂入相互不连接的纤维束或纤维流，当与有捻纱段接触时，立即被捻合成纱。,几种常用新型纺纱方法,转杯纺(Rotor Spinning) 喷气纺(Air-jet Spinning) 静电纺(Electristatic Spinning) 摩擦纺(Friction Spinning) 涡流纺(Vol
3、ute Spinning),一、转杯纺纱机(Rotor Spinning Frame)（气流纺纱机Open-end Spinning Frame）,发展： 1937年，丹麦人Berthelson提出专利，以后捷克、法国研究者改进； 1965年，捷克VUB棉纺织研究所研制成功第一台KS200型转杯纺纱机（60头），在捷克Brno国际工程技术博览会上展出，四罗拉牵伸，条并喂入； 随后VUB研究所与Elitex合作，生产BD200，分梳辊开松，条筒喂入； 1967年，日本Toyoda购买捷克专利，仿造39台试用 1969年，日本Toyoda生产BS型，研制HS系列；,意大利引进捷克BD200技术，生
4、产BD200NS型； 1965年，英国Platt、瑞士Rieter、德国Ingolstadt三家公司联合，研制出抽气式； 1971年，在法国巴黎ITMA上展出； 以后： 法国SACM 德国Suessen、Zinzer、Schlafhorst 比利时Woogay 美国Baber-Colman 目前，国际上有10多家著名纺织机械制造厂生产转杯纺纱机,转杯纺纱机发展三阶段,第一代：3.64.5万r/min，无排杂装置，头距小，自动化程度低； 第二代：510万r/min，附有排杂装置，头距增大，自动化程度适当提高（半自动）； 第三代：1015万r/min，附有高效排杂装置，自动化程度高，质量自动检测、
5、自动接头、断头自停、自动落筒、自动打底纱、张力控制、参数显示等（全自动）。,国内外主要转杯纺纱机生产商,经纬纺机：F1605 ，49万r/min 四川川江：FA622、FA621BH ，37.5万 浙江泰坦：TQF268抽气式 ，10万 浙江日发：RFRS10抽气式 10万、RFORS20包芯纺 苏拉（苏州）：BD-D320抽气式 ，10万 山西福晋：FA608自排风式 ，5.5万 陕西华燕：HY-IFJ自排风式 ，37.5万 德国赐来福：Autocoro312全自动抽气式 ，15万r/min 瑞士立达：BT903半自动 、BT905 全自动10万r/min ；R40全自动抽气式 , 15万r
6、/min； 德国绪森：转杯系统,浙江日发 转杯纺纱机,转杯纺工艺过程,典型转杯纺布置,不同纺杯形状,转杯纱形成过程,搭桥纤维在转杯纱上的形成,在纤维剥取点 1. 纤维进入转杯； 2. 纤维开始包住纱体，而不是捻入纱尾； 3. 纤维继续包缠； 4. 搭桥纤维的最后形态,不同直径转杯所纺纱线对比,Spun with larger rotor,Spun with smaller rotor,环锭纱与转杯纱对比,ACO 288转杯纺纱机（SE-9）,转杯纺纱器“spinbox”,转杯腔内气流通道,R1 转杯纺纱机,双盘支承转子轴承,转杯主要元件,刺辊,阻捻盘,转杯纺纱工艺计算（P172）,总牵伸倍数
7、捻度 喂棉罗拉转速 分梳辊速度 转杯速度 产量 ,二、喷气纱纺纱(Air-jet Spinning),继转杯纺、涡流纺之后发展起来的一种新型纺纱； 利用旋转气流来推动须条形成高速旋转的气圈运动，使之加捻成纱； 加捻喷嘴固定不动，无高速回转件； 纺纱速度是环锭纺的1015倍； 可纺纱支范围：29.27.3tex(2080Ne)；,1. 喷气纺的发展,1963年，美国杜邦，喷气加捻包缠纺，单喷嘴加捻，成纱强力不高； 1970年，德国洛伊特林根纺织研究所，双孔喂入单喷嘴，350m/min； 日本东丽AJS-101型、日本丰田TYS型； 日本村田70年代研究，8年成功，1983年米兰ITMA上展出；
8、1987年法国巴黎ITMA，村田No.802MJS； 1989年中国纺机展No.881MTS，双加捻喷嘴； 目前村田No.810涡流喷气纺，纺化纤、混纺、纯棉，纺速400m/min；还可纺包芯纱和花式纱。 我国1978年产学研进行研究，SFA5802A、ZX872样机鉴定。,2. 杜邦包缠纺纱机,三罗拉单皮圈牵伸（中罗拉极细）；皮圈套在前下罗拉上，单区牵伸的目的是使纤维在牵伸部分扩展开来，形成边缘纤维，便于喷嘴将纤维缠绕。成纱强力低，蓬松性和弹性较差，未上市。,1-牵伸装置 2-吸嘴 3-喷嘴 4-筒子纱,3. 德国洛伊特林根双孔单喷嘴纺纱装置,两根纤维条同时喂入一个牵伸单元，前罗拉输出两根须
9、条，分别进入叉状双孔喂入管1、2，在管内汇合，双孔管前有一空气涡流喷嘴3，利用高速气流对管1 中的须条施加假捻，进入管道2的须条为边纤维到达汇合点后一起参加芯纤维的假捻，通过喷嘴后须条退捻，边纤维则以退捻方向包缠在纱芯上，形成包缠纺。,4. 日本东丽单喷嘴喷气纺纱机,前罗拉有一对输送皮圈，前方有引纱吸嘴2和假捻喷嘴3，皮圈前端张开310mm，有利于纱条假捻顺利传递到前罗拉钳口线，同时皮圈又能夹带边缘纤维前进。 牵伸装置输出的须条进入上下皮圈组成的楔形空间后，带状纤维条中间部分纤维受到假捻，两旁未受捻的边缘纤维则受皮圈控制随之向前，当边缘纤维脱离皮圈控制后，受到前方吸嘴吸引，即与捻纱条汇合，共同
10、受假捻喷嘴作用，接受假捻，须条离开后退捻时，边缘纤维即包缠在退捻后的纱芯外层，形成包缠纱。,5. 日本东丽AJS101喷气纺纱机,双面下行式，四罗拉双短皮圈摇架加压超大牵伸，须条由前罗拉输出后，进入须条分离器，使纤维分离成头端自由纤维，经涡流加捻喷嘴加捻成纱。,1-前罗拉；2-纤维分离器；3-自由纤维；4-加捻点；5-喷嘴,6. 日本丰田TYS喷气纺纱机,双面上行式，使牵伸装置倒置，棉条由下向上牵伸，加捻器也为双喷嘴结构。,1-后罗拉；2-皮圈；3-前罗拉；4-喷嘴；5-引纱罗拉；6-卷绕机构；7-筒子纱,7. 日本村田MJS喷气纺纱机,单面下行式，三罗拉双短皮圈超大牵伸，双喷嘴。 四个区：喂
11、入区、牵伸区、喷嘴区、卷绕区 棉条塑料导纱器喇叭口三罗拉牵伸区二个喷嘴（N2加入假捻，N1与N2相反的低速气流）纱线从N2输出时假捻释放，使芯纤维沿轴线，外纤维包缠在外，形成纱线。,MJS喷嘴,串联式双喷嘴,MJS四罗拉牵伸区,MJS双喷嘴喷气纺纱原理,前罗拉输出的须条被加捻器负压吸入，受空气涡流加捻。加捻器由N1、N2串联而成，两喷嘴气流方向相反。,第二喷嘴气流旋向决定成纱上包缠纤维的捻向，第一喷嘴气流起包缠纤维作用。,前罗拉与第一喷嘴间须条上的捻回方向与第二喷嘴气流方向相同，即第二喷嘴的加捻可传递到前罗拉。,第二喷嘴加上的是假捻，第一喷嘴使边缘纤维作初始包缠，包缠方向与假捻方向相反，退捻时
12、外包纤维越包越紧，形成包缠真捻。,非自由端纺纱,MJS卷绕区,MJS喷气纱结构,MJS三罗拉牵伸系统,村田801、802、802H喷嘴区,MJS机喷嘴组成,MJS机N1、N2喷嘴导纱器截面,MJS802H喷气纺纱机,喷气纺纱的优点,纺纱速度高：纱条加捻转速可达2030万r/min，纺纱速度为环锭纺的1015倍； 占地面积小：条子直接纺纱卷成筒子，卷装34kg，机上设有电子清纱，纱疵少，流程短，占地比环锭少40%； 改善劳动环境和劳动强度：无高速件，噪声降低；有吸尘装置，车间清洁；自动接头、处理故障、换条筒，用工少； 品种翻改方便：只需调节牵伸部分工艺及加捻部分气压； 织造效率高：除纱强稍低(1
13、015%),条干好； 织物质量高：布面丰满，尺寸稳定性好。,喷气纺纱的缺点,由于高速纺纱和强控制的牵伸工艺使胶圈和胶辊磨损迅速； 动力消耗比较高，需待解决； 喷气纺纱对原料和半制品要求较高； 喷气纺纱特殊的结构导致纱的毛羽具有方向性而不宜倒筒，织物手感较硬。,三、摩擦纺纱(Fraction Spinning ),摩擦纺纱机设备简单，生产效率高，使用原料广，产品结构有特色，品种多样化，经济效益高； 纺纱速度100280m/min，采用摩擦加捻原理，加捻机件不需高速； 纱体沿自身轴向旋转，纺纱张力低，不易断头； 对原料要求低，适用于天然、化纤、或下脚废料； 流程短，成本低，在纺制粗特纱时，可采用高
14、效清梳联合机制成的生条直接喂入加工，省去了二道并条和粗纱工序；纺中细特纱及质量要求高的纱时，仍需两道并条，以加强除杂，提高纤维伸直平行度； 产品风格独特，花式多，用单纤维平铺叠合加捻而成，纱线条干均匀，膨松度好，并具有多组份结构，可纺制多种包芯纱。,DREF-II摩擦纺纱工艺流程,原理：采用带抽吸装置的筛网 来凝聚纤维并进行加捻纺纱； 流程：最多可同时并列喂入6根须条。棉条由喇叭口进入牵伸装置2，经低倍牵伸后进入分梳辊3，纤维被离心力甩出，吹风管4吹出的气流将纤维吹向尘笼6的楔形缝隙入，尘笼同向回转，使须条加捻成纱。,摩擦纺尘笼结构,表面开小孔，尘笼内装内胆，内胆的一端连着抽风机。内胆上开有一
15、条缝，其缝朝两个尘笼相切的加捻区，内胆开口处吸力大，经分梳的纤维被紧紧吸附在加捻区的尘笼表面，两尘笼同向回转，尘笼表面对纱条施加相同方向的加捻力矩，给纱条加上捻回。,尘笼和纱线直径比很大，尘笼一转就可给纱线加许多捻回，故尘笼能实现低速高产。,国内外主要机型,奥地利菲勒的DREF-II、III； 英国泼拉脱萨克洛威的Masterspinner型； 国产FS2型；,DREF III摩擦纺,有两套纤维喂入和牵伸装置，与DREF-II不同，II型为自由端纺纱，生产普通纱，III型为非自由端纺纱，生产包芯纱，属假捻包缠结构纱。 第一喂入区须条经牵伸装置牵伸后喂入尘笼形成芯纱，经第二喂入区喂入的纤维包在芯
16、纱外形成包芯纱。,DREF-III的第一喂入与牵伸区,DREF-III的第二喂入与牵伸区,四、涡流纺纱 Volute Spinning,利用空气涡流对纤维进行凝聚和加捻。 棉条喇叭口给棉罗拉分梳辊输送管涡流管纱线引纱罗拉筒子。 输送管5、输送孔7与涡流管切向配置，纤维切向进入管壁与纺纱器堵头11之间的通道，并以螺旋运动下滑进入涡流场中，涡流管下端接风机抽气，空气从切向进风孔8、切向输送孔7和引纱孔9进入，两切向气流同向旋转汇合于纺纱器下部，形成一稳定涡流场，形成纤维环，生头纱在离心力作用下甩向管壁与纤维环搭接，纱即引出，纱尾形成伞状纱环。,圆环形（伞形）纱环,纱尾环在涡流作用下沿管壁绕中心高速回转而获得捻度，纤维一边搭接在纱尾上，一边加捻成纱，并由纱孔输出，以连续纺纱。,涡流加捻的应用,空气涡流加捻具有独特的优越性，纱条在空气涡流场中可获得高达每分钟数十万转的回转速度，涡流加捻的应用： 空气变形丝：利用涡流对长丝进行假捻变形； 包缠纺纱：利用涡流吸引纤维并进行假捻和包缠纤维，纺制各种花式纱和包芯纱； 静电纺中的涡流加捻； 喷气纺纱：利用涡流对纤维假捻解捻包缠； 涡流
