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1、第八章 细纱工艺与设计,一、任务： 牵伸: 将喂入的粗纱或条子均匀地拉长抽细到细纱所要求的特数。 加捻: 将牵伸后的须条加上适当的捻度，使成纱具有一定的强力、弹性、光泽和手感等物理机械性能。 卷绕成形:将纺成的细纱按一定成形要求卷绕在筒管上，以便于运输、贮存和后道工序加工。,二、细纱机的发展在20世纪50年代研制了以1291型、1301型、1293型等为代表的国产第一代细纱机，牵伸倍数1420倍，满足了当时国内新建厂的需要。以后随着化学纤维的广泛使用和国内外纺纱技术的发展，70年代又研制了以A512型和A513型为代表的我国第二代细纱机。80年代开始，相继开发了我国第三代FA系列大卷装细纱机，
2、机型有FA502FA506、FA518、FA508、FA541、FA541A等，主要特点为窄幅、高速、机电一体化程度高，其纺纱性能已接近国际先进水平。,常见国内外细纱机型:,国内外细纱机发展趋向:,三、细纱机的工艺过程,1-粗纱管 2、3-导纱杆 4-导纱喇叭 5-牵伸装置 6-前罗拉 7-导纱钩 8-钢丝圈 9-筒管 细纱机工艺过程,纺纱流程断面图,导纱杆,气圈环,钢领钢丝圈,锭子,喇叭口,四、细纱机的机构,1、喂入机构：粗纱架、导纱杆、横动装置( 横动长杆上装着导纱喇叭口，引导粗纱作缓慢横向往复移动，以分散粗纱在皮辊上的接触位置，防止皮辊（皮圈）表面磨损集中在一处。),2、牵伸机构：三罗拉
3、双短皮圈三罗拉长短皮圈V形牵伸,双短皮圈牵伸装置,优点：皮圈钳口能接近前罗拉钳口，有利于纤维变速点前移、集中； 缺点：需皮圈架张紧和固定，易积飞花，造成运行不良，调换下皮圈不便。,调换下皮圈方便，不易积飞花,长短皮圈牵伸装置,INA-V type drafting system,依纳V形牵伸装置,V形牵伸装置是将普通三罗拉双胶圈牵伸的后罗拉抬高约半个罗拉直径,并适当前移,以缩短与中罗拉的隔距,而后胶辊沿其下罗拉后摆65度,使纱条在后罗拉上形成较大的包围弧,须条逐步收敛集束,形如V字而得名.,V形牵伸的特点： 增强并扩展了后钳口处摩擦力界（CD）,大大加强了对纱条的握持和对浮游纤维运动的控制。
4、在较小的罗拉隔距条件下，具有较长的罗拉钳口握持距（AD），以及较短的非控制浮游区长度（BC），从而大大减少了后区牵伸中浮游纤维数量及其浮游动程。 使牵伸纱条向中罗拉钳口处逐渐收缩，形成狭长的V字形，从而增加了进入前区纱条的紧密度。,3、加捻卷绕机构：导纱钩、隔纱板、气圈环、锭子、筒管、钢领、钢丝圈,环锭加捻原理（超链接）,钢领与钢丝圈环锭细纱机的“环”指的就是钢领，它是钢丝圈回转的轨道，在加捻过程中，纱线拖着钢丝圈在钢领上高速回转时，由于离心力的作用，使钢丝圈的内脚紧贴在钢领的内侧圆弧(又称内跑道)上滑行。两者的配合是否良好是关系细纱机能否高速和大卷装的问题。,对钢领的要求：钢领截面(尤其是内
5、跑道)的几何形状要适合钢丝圈的高速回转；钢领跑道表面要有较高的硬度和耐磨性能，以延长使用寿命；钢领跑道表面要进行适当处理，使钢领与钢丝圈间具有均匀而稳定的摩擦系数，以利于控制纱线张力和稳定气圈形态。,对钢丝圈的要求：其几何形状应与钢领跑道形状正确配合； 与钢领有足够大的接触面积,利于钢丝圈的散热和稳定运行； 材料硬度适中(略低于钢领), 富有弹性而不变形。,4、卷绕成形机构：对管纱成形要求：卷绕紧密，层次清楚，不相纠缠,有利于后道高速退绕。(2) 细纱的卷绕方式：圆锥形卷绕(短动程升降卷绕)。,(3) 细纱的卷绕过程 钢领板短动程升降一次,绕纱两层 钢领板上升时绕纱密称为绕纱层；钢领板下降时绕
6、纱稀称为束缚层。 钢领板每次升降之后上升一定距离,称为钢领板的级升m。 管底成形部分，每层纱卷绕高度(h1h2h3h)和级升(m1m2m3m)渐大；管底成形结束后，每层纱卷绕高度h和级升m为一常数。 管纱成形角为g/2=12.5-14。,(4) 对钢领板的运动要求 短动程升降，一般上升慢、下降快； 钢领板每次升降后要改变方向，还应有级升； 管底成形阶段绕纱高度和级升由小逐层增大；,钢领板的短动程升降,FA506型细纱机升降卷绕机构,成形凸轮1在车头轮系传动下匀速回转，推动成形摆臂2作上下摆动，通过摆臂左端轮3上的链条3拖动固装在上分配轴4上的轮5，使上分配轴4作正反向往返转动，固装在上分配轴4
7、上的左、右钢领板牵吊轮6经牵吊杆、牵吊滑轮29、牵吊带30牵吊钢领板横臂31，使31上的尼龙转子32沿立柱33上下滚动，机台两侧的钢领板34以立柱33为升降轨道作短动程升降运动。,钢领板的级升运动,钢领板的级升运动是由级升轮18(也称锯齿牙或撑头牙)控制的. 在成形摆臂2向上摆动时带动小摆臂15向上摆动，15右端顶着推杆16上升，使推杆16上端的撑爪17撑动级升轮18。当成形摆臂2向下摆动时，撑爪17就在级升轮18上滑过。所以在成形摆臂2升降摆动中，级升轮18间歇转动，通过蜗杆19和蜗轮20传动卷绕链轮21间歇转过一个角度，再通过链条21使链轮22间歇转动。链轮22与链轮3为一整体，这样就使链
8、轮3间歇卷取链条3的一小段而产生了钢领板的级升运动。因此，每次链条缩短的长度或钢领板的级升距取决于级升轮18的齿数和撑爪每次撑过的齿数。,当卷绕管底时,与凸钉接触的链条3随成形摆臂2上下运动相同距离时，因轮5的转动半径较大而使上分配轴4上的轮6作较小的往复转动，从而使钢领板升降动程较卷绕管身时为小。 在管底卷绕时，链条3逐层缩短同样一小段长度，由于轮5的转动半径较大，所以钢领板逐层级升较管身卷绕时为小。 当链条3逐层缩短，待轮5间歇转动使凸钉脱离与链条的接触时，钢领板的每次升降动程和级升才达到正常值，完成了管底的卷绕。,管底成形机构,五、细纱工艺配置,1、总牵伸倍数,纺纱条件对总牵伸倍数的影响
9、(p59),2、前牵伸区工艺,(1)浮游区(又称自由区)长度: 是指皮圈钳口至前罗拉钳口间的距离。通常以上销或下销前缘至前罗拉中心线间最小的距离表示。 缩短浮游区长度意味着一方面减少浮游区中未被控制的短纤维数量，另一方面皮圈钳口摩擦力界相应向前方伸展，使纤维在皮圈部分的摩擦长度增加，加强了对浮游纤维的控制力。在不出硬头的情况下,浮游区长度以小为好.,(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.,注：皮圈钳口是由一对皮圈与上、下销组合而成的，根据上、下销型式的不同，可分为固定钳口与弹性钳口两种。固定钳口由固定皮圈销组成。弹性钳口由弹性摆动上销和固定下
10、销组成。,3、后牵伸区工艺,(1) 后区牵伸倍数：大多数采用第一类工艺，当喂入纱条纤维整齐度好、条干均匀，为提高总牵伸可采用第二类工艺。,后牵伸区罗拉握持距（mm）：,(2) 罗拉握持距：握持距小，牵伸力大；为控制纤维运动，握持距以偏小为好，因此采取“紧隔距、重加压”工艺.,(3)粗纱捻系数 细纱后区采用较小的牵伸倍数时，适当提高粗纱捻系数，对降低细纱断头，提高成纱均匀度是有利的。,4、罗拉加压,罗拉钳口的握持力是指上皮辊与下罗拉组成的钳口对须条的动摩擦力，其大小与罗拉加压、钳口下须条的粗细和几何形状、钳口与须条的动摩擦系数及皮辊的硬度和弹性等因素有关。 增加罗拉的加压量，是生产上增大握持力的
11、常用方法，但皮辊加压又不能过重，否则会引起皮辊严重变形、罗拉弯曲、扭振等而造成周期性纱条不匀，严重时会引起牵伸齿轮的爆裂。不同的机型和加压机构，能承受的最大加压量也不同，FA系列细纱机在纺棉及65mm以下化纤时的钳口加压范围已增大到(130200)(80140)(120180)N/双锭，使罗拉钳口的握持力能与牵伸力的增加相匹配。,5、细纱捻系数,细纱捻系数的选择主要取决于细纱品质的要求。经纱有较高的强力，弹性要好，因此捻系数要大些。由于经纱要经过络纱、整经、浆纱等工序，在织造过程中要承受较大的摩擦力及反复的拉伸变形，故对强力和弹性的要求较高。纬纱经过的工序少且引纬张力小，为避免引纬扭结，因此捻
12、系数可小些。纺相同线密度细纱时，经纱捻系数比纬纱高1015；针织用纱的捻系数接近于纬纱的捻系数，其值因纱线品种不同而异；,棉毛衫用纱的捻系数较低，而汗衫要求有凉爽感，捻系数略大些。起绒织物与捻线用纱的捻系数较小。在保证成纱品质的前提下，生产中细纱捻系数应偏小选择，以提高细纱机的产量。,6、锭子速度,纺制纯棉粗特纱时锭速为10000-14000rpm 纺制纯棉中特纱时锭速为14000-16000rpm 纺制纯棉细特纱时锭速为14300-16500rpm 纺制中长化纤时的锭速为10000-13000rpm,(1) 钢领,7、钢领与钢丝圈的配合,平面钢领,锥面钢领(摩擦小、节电、断头低）配与其适应的
13、耳形钢丝圈以实现高速，ZM6型（老机配），ZM9型（新机配）,（2）钢丝圈,钢丝圈型号的选配 G型钢丝圈的特点是，圈形高大，纱条通道宽畅，纱条不会起毛，适宜于配用PG2钢领，纺粗特纱、膨体纱等。缺点是，重心高，在高速运转中易产生较大倾斜，运行不稳定，抗楔性能差，故速度受到限制 O型钢丝圈的特点是，重心低，运转平稳，适宜高速缺点是，纱条通道小，易积飞花，易引起纱条楔住，产生张力突变峰值，故宜配用PG1/2钢领，纺细特纱 GS型钢丝圈的重心和纱条通道介于G型和O型之间，适宜于配用PG1钢领，纺中特纱,钢丝圈号数的选择 棉纱线密度愈小，所用钢丝圈愈轻 钢领直径大，锭子速度快，钢丝圈宜轻 新钢领较毛，
14、摩擦力大，钢丝圈宜减轻2-5号 锥面钢领是两点接触，钢丝圈宜减轻1-2号 原纱强力高，管纱长，导纱钩至锭子端的距离大，钢丝圈可加重 气候干燥，湿度低，钢丝圈和钢领的摩擦系数小，钢丝圈宜稍重,六、细纱质量指标,1、细纱断头规律断头原因：在纺纱过程中，如果纱线某截面处瞬时强力小于作用在该处的张力时，就发生断头，因此断头的根本原因是强力与张力的矛盾。,七、纺纱张力与断头,降低断头率的主攻方向是控制和稳定张力，提高纺纱强力、降低强力不匀率，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机率。,纺纱强力与纺纱张力变化曲线,在正常生产中出现的断头规律与张力和强力这两个因素有着密切关系。细纱
15、断头可概括为成纱前断头和成纱后断头两类。成纱前断头是指纱条在输出前罗拉之前的断头，发生在喂入部分和牵伸部分。成纱后断头是指纱条从前罗拉输出后至筒管间这段纱条在加捻卷绕过程中发生的断头。,在正常条件下成纱前的断头应该是较少的，主要是成纱后断头。成纱后断头的规律如下： (1)一落纱中断头分布：一般是小纱断头最多，中纱最少，大纱断头多于中纱； (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。断头发生在气圈部分的机会是很少的； (3)在正常生产情况下，绝大多
16、数锭子在一落纱中没有断头，而在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。,2、纺纱张力,在加捻卷绕过程中，纱线上的张力是因为纱线要拖动钢丝圈高速回转，必须克服钢丝圈与钢领之间的摩擦力、导纱钩和钢丝圈给予纱线的摩擦阻力及气圈段纱线回转的空气阻力和离心力等，纱线要承受较大的张力。过大的张力不仅增加每锭功率消耗，而且会使断头增加。张力过小，会降低卷绕密度，影响细纱强力，也会因气圈膨大碰隔纱板，使细纱毛羽增多，光泽较差，还会造成钢丝圈运行不稳定而增加断头。,在加捻卷绕过程中，纱线张力可分为三段： 前罗拉至导纱钩之间纱线张力称为纺纱张力TS； 导纱钩至
17、钢丝圈之间纱线张力称为气圈张力，又分为导纱钩处气圈顶端张力T0 和钢丝圈处气圈底部张力TR； 钢丝圈到管纱之间纱线张力称为卷绕张力TW。 各段张力的分布规律是TW最大， T0次之， TR再次之，纺纱张力TS最小。,影响张力的主要因素： 钢丝圈重量：与纱线张力成正比(工艺上是以钢丝圈的号数来表示其重量)，这是由于钢丝圈的离心力与钢丝圈重量成正比。在日常生产中，可根据钢丝圈的重量来调节纱线张力。 钢领与钢丝圈之间的摩擦系数：钢领、钢丝圈之间的摩擦系数与纱线张力成正比。 钢领半径：钢领半径与TR成正比，因此，增大卷装、加大钢领直径时会增加纱线张力。另外还受锭子速度（速度高，张力大）、筒管半径（半径小，张力大）和气圈形态等因素影响。,
