細紗工藝參數設計和選擇

細紗的作用是將喂入的粗紗拉細到所需要的規格，并加上一定的捻度，以賦予紗條一定的物理性能。企業生產的細紗不論用作售紗還是自用紗，都應達到一定質量標準，這取決于很多因素，如工藝設計、設備狀況及半制品質量等。細紗工藝設計的重點在于牽伸和加捻，并且還要使紡紗過程順利。
一、牽伸工藝
# x1 t9 q5 ?- V: C: V( D8 V' D1.總牽伸倍數
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在保證和提高產品質量的前提下，提高細紗機的牽伸倍數，在經濟上可獲得較大的效果。目前，大牽伸細紗機的牽伸倍數一般在30～50倍。總牽伸倍數的能力首先取決于細紗機的機械工藝性能，但總牽伸倍數也因其他因素而變化。當所紡棉紗線密度較粗時，總牽伸能力較低；當所紡棉紗線密度較細時，總牽伸能力較高；在紡精梳棉紗時，由于粗紗均勻、結構較好、纖維伸直度好以及所含短絨率較低，牽伸倍數一般可高于同線密度非精梳棉紗；紗織物和線織物用紗的牽伸倍數也可有所不同，這是因為單紗經并線加捻后，可彌補若干條干和單強方面的缺陷，但也必須根據產品質量要求而定。

細紗機總牽伸倍數參考范圍

紡紗線密度（tex）	9以下	9～19	20～30	32以上
搖架加壓牽伸倍數	40～50	25～50	20～35	12～25

注紡精梳紗與化纖時，牽伸倍數可偏上限選用，而固定鉗口式牽伸的牽伸倍數偏下限選用。

紡紗條件對總牽伸倍數的影響

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5 [+ Z  r. C7 q$ B; @, G總牽伸倍數過高，產品質量將惡化，突出地反映在棉紗上是條干不勻率和單強不勻率高，其細紗機的斷頭率也增高。但是，總牽伸倍數過小，對產品質量未必有利，反而增加前紡的負擔，造成經濟上的損失。
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5 Y4 w3 }# w* v' o& i2.后牽伸區工藝
細紗機的后區牽伸與前區牽伸有著密切的關系。大牽伸細紗機提高前區牽伸倍數的主要目的是合理布置膠圈工作區的摩擦力界，使其有效地控制纖維運動，提高條干均勻度。但是，只有前區的摩擦力界布置，而沒有喂入紗條的結構均勻、纖維間沒有足夠的緊密程度，也難以發揮前區膠圈牽伸的作用。因為喂入紗條結構不勻、纖維松散，在通過前區時，紗條可能發生局部分裂，纖維運動不規則，難以紡成均勻的細紗。因此，后區牽伸的主要作用是為前區作準備，以充分發揮膠圈控制纖維運動的作用，達到既能提高前區牽伸，又能保證成紗質量的目的。
2 F) c% f# C5 R9 c& j$ h提高細紗機的牽伸倍數，有兩類工藝路線可選擇。一是保持后區較小的牽伸倍數，主要提高前區牽伸倍數；二是增大后區牽伸倍數。目前生產上普遍采用第一類牽伸工藝路線，后區牽伸在紡機織用紗時為1.25～1.5倍牽伸，常在1.36倍左右；紡針織用紗時為1.02～1.15倍牽伸。
! @' q. `  @# b, f/ Z( N理論與實踐都證明，在牽伸區中利用粗紗捻回產生附加摩擦力界控制纖維運動是有效的，對提高成紗均勻度是有利的。實踐經驗得出，在后羅拉加壓足夠的條件下，為了充分利用粗紗捻回控制纖維運動，宜適當增加粗紗捻系數（αt）。如果后區牽伸倍數較大（1.36~1.5倍），粗紗捻系數宜較大，一般為100~110；如果后區牽伸倍數較小（1.25~1.36倍），粗紗捻系數可略小，一般為95～105。由于針織用紗對成紗條干均勻度要求較高，雖后區牽伸比機織用紗小，但粗紗捻系數要求較大，一般為105~115，以保持有較多捻回進入前牽伸區，使在羅拉加壓足夠的條件下，充分利用捻回控制纖維運動。總之，適當利用粗紗捻回對牽伸工藝是有利的。后牽伸區工藝參數見下表。
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后牽伸區工藝參數

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( E% Q  s! D% M# |  `1 y9 r( D3.前牽伸區工藝
前牽伸區是細紗機的主要牽伸區，在此區內，為適應高倍牽伸的需要，應盡量改善對各類纖維運動的控制，并使牽伸過程中的牽引力和纖維運動摩擦阻力配置得當。前牽伸區工藝的選擇應根據所用原棉的長度、線密度、均勻度以及喂入半制品的質量情況、后牽伸倍數、紡紗線密度、產品質量要求、前牽伸區對纖維的控制能力等來決定。但其中對牽伸能力起決定性作用的是細紗機前區的機械工藝性能。
在前區牽伸裝置中，上、下膠圈間形成曲線牽伸通道，收小該鉗口隔距，并采用重加壓和縮短膠圈鉗口至前羅拉鉗口之間的距離，可大大改善在牽伸過程中對各類纖維運動的控制，從而具有較高的牽伸能力。
（1）前區羅拉隔距
# b" Z( T! c0 K( L4 m% |在一般情況下，雙膠圈牽伸裝置細紗機的前區羅拉隔距不必隨纖維長度、紡紗線密度等的變化而調節。因此，在不少型號的細紗機上，前區羅拉隔距是固定的，即不可調節的，但這并不是說所有固定的前區羅拉隔距都是合理的。前區羅拉隔距應根據膠圈架長度(包括銷子最前端在內)和膠圈鉗口至前羅拉鉗口之間的距離來決定，由于羅拉隔距與羅拉中心距是正相關的，因此通常用前羅拉中心距來表示前羅拉隔距的大小，即前區羅拉中心距為膠圈架長度(包括銷子最前端在內)與膠圈鉗口至前羅拉鉗口之間的距離之和。
膠圈架長度通常根據原棉長度來選擇，以不小于纖維長度為適合。膠圈鉗口至前羅拉鉗口之間的距離，隨銷子和膠圈架的結構、前區集合器的形式以及前羅拉和膠輥直徑等而異，縮小此處距離有利于控制游離纖維的運動，有利于改善棉紗條干均勻度。膠圈鉗口至前羅拉鉗口之間的距離，又稱浮游區長度，應當設法縮小。不同膠圈前牽伸區羅拉中心距與浮游區長度的關系見下表。

前牽伸區羅拉中心距與浮游區長度的關系   單位：mm

/ A4 M  M2 c% d8 s2 M（2）膠圈鉗口隔距

彈性鉗口的原始隔距應根據紡紗線密度、膠圈厚度和彈性上銷彈簧的壓力、纖維長度及其摩擦性能以及其他有關工藝參數確定。固定鉗口在膠圈材料和銷子形式決定以后，銷子開口就成了調整膠圈鉗口部分摩擦力界強度的工藝參數。紡不同線密度紗時的銷子開口不同，線密度小，開口小；紡同線密度細紗時，因各廠所用纖維長度、喂入定量、膠圈厚薄和性能、羅拉加壓等條件的不同，銷子開口稍有差異。

膠圈鉗口隔距常用范圍    單位：mm

紡紗條件對膠圈鉗口隔距的影響

（3）羅拉加壓

為使牽伸順利進行，羅拉鉗口必須具有足夠的握持力，以克服牽伸力。如果鉗口握持力小于牽伸力，則須條在羅拉鉗口下就會打滑，輕則造成產品不勻，重則須條不能被牽伸拉細。羅拉鉗口的握持力大小主要決定于羅拉加壓、鉗口與須條間的動摩擦因數以及被握持須條的粗細和幾何形態。
加重膠輥壓力，膠輥對紗條的實際壓力相應增大，鉗口握持力隨之增加。但膠輥上加壓又不能過重，否則會引起膠輥嚴重變形，羅拉彎曲、扭振，從而造成規律性條干不勻，甚至引起牽伸部分傳動齒輪爆裂等現象。當提高牽伸倍數時，由于喂入紗條粗，摩擦力界相應加強，應增大加壓。前區羅拉加壓常用范圍見下表。

前區羅拉加壓常用范圍

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4.壓力棒牽伸工藝

細紗的壓力棒牽伸是近年發展的新工藝，它是指在細紗牽伸中，加上壓力棒，以加強對牽伸區中的纖維（尤其是短纖維）運動的控制，從而達到提高成紗均勻度的目的。
1 \- M/ P3 E- Q/ g- r' z6 |* `目前，壓力棒工藝分為后區壓力棒和前區壓力棒兩種。后區壓力棒牽伸采用壓力棒上銷，如圖1所示。壓力棒彈性上銷是在原細紗上銷的基礎上，在V型牽伸的后區附加一根壓力棒，或者在常規牽伸的后區附加兩根壓力棒，從而在后牽伸區形成了曲線牽伸，如圖2所示。

壓力棒上銷的結構和壓力棒牽伸示意圖

后區壓力棒牽伸使得后牽伸區中的附加摩擦力界進一步加強，完全非控制的浮游區進一步減小，纖維的變速點因而更加前移和集中，后區牽伸的附加牽伸不勻減小，后牽伸倍數有條件進一步加大。采用后區壓力棒牽伸后，成紗的條干等指標有顯著改善。
' n4 M" ?( _6 g, E4 W1 u9 G前區壓力棒是采用壓力棒隔距塊，隔距塊壓力棒是在現有的細紗隔距塊上加一根鋼輥，以加強對浮游區中的纖維運動的控制，如圖所示。
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隔距塊壓力棒及其牽伸示意圖

8 R0 Z) m' v# Q5 ~同樣，由于壓力棒對浮游區中的纖維有較強的控制，有利于改善成紗條條干。采用壓力棒牽伸的具體效果見下表。

由上表可知，采用壓力棒牽伸后，成紗的條干等質量有顯著的改善。但是，在采用壓力棒后，由于對纖維運動控制的加強，會出現牽伸不開的現象，通常要對羅拉隔距、鉗口隔距（隔距塊）、粗紗捻系數及后區牽伸倍數等作相應調整。

& V0 c, l2 ~5 t二、 加捻卷繞工藝
! z* E! n- O7 a9 R5 O" o8 p8 ~4 i1.細紗捻系數的選擇
在選擇捻系數時，必須根據成品對細紗品質的要求，綜合考慮、全面平衡。細紗因用途不同，其捻系數也應有所不同。如經紗要求強力較高，其捻系數應選擇大些；緯紗和針織用紗要求光澤好、柔軟，其捻系數則應選擇小些。一般同線密度經紗的捻系數應比緯紗大10%～15%；針織品大多數為內衣，對針織紗要求手感柔軟，其捻系數應比緯紗的捻系數再小些；起絨織物用紗的捻系數也應選擇小些。
為了保證不同線密度成紗所應有的品質和滿足最后產品的需要，成紗捻系數已有國家標準。在實際生產中，適當提高細紗捻系數，可減少斷頭，但是細紗捻系數過高，會影響產量。因此，在保證產品質量和正常生產的前提下，細紗捻系數選擇應偏小掌握。
2.錠子速度
錠子是加捻機構中的重要機件之一。隨著細紗機單位產量的提高，錠速一般約為14000～17000r/min，國外最高錠速可達約25000r/min，因此對錠子要求振動小、運轉平穩、功率小、磨損小、結構簡單。
3 V+ i2 c6 ~, i! M- k" x2 \4 k/ D細紗機錠速的選擇與紡紗線密度、纖維特性、鋼領直徑、鋼領板升降動程及捻系數等有關。紡滌棉紗時，因捻系數較高，斷頭率又比純棉紗低，故錠速可比同線密度的純棉紗高些；中長化纖因纖維較長，其錠速可低于純棉或滌棉混紡紗的錠速。直接緯的卷裝直徑較經紗的卷裝直徑小，故細紗機紡緯紗時的錠速可較紡經紗的高些。紡制純棉粗特紗時，錠速為10000~14000r/min；紡棉中特紗時，錠速為14000~16000r/min；紡細特紗時，錠速為14300~16500r/min；紡中長化纖時，錠速為10000~13000r/min。

" D" n/ |! j! }" H( g3.鋼絲圈選擇
（1）鋼絲圈型號的選配
0 g4 _0 W+ J9 }6 t1 m" y7 L; T如果鋼絲圈重心位置高，則紗線通道通暢、鋼絲圈拎頭輕，但因磨損位置低，易飛鋼絲圈，并且可能碰鋼領外壁而引起紡紗張力突變。如果鋼絲圈重心位置低，其運轉穩定，但紗線通道小而拎頭重。不同型號鋼領和鋼絲圈的配套與適紡紗線密度的關系見表。
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不同型號鋼領和鋼絲圈的配套與適紡紗線密度的關系

9 y4 ^) y' z+ @+ w4 q（2）鋼絲圈號數的選擇
/ q3 _% C3 j" H紡紗時，鋼絲圈號數應根據細紗線密度、鋼領直徑、導紗鉤至錠子端的距離、管紗長度、原紗強力、錠子速度、鋼領狀態、鋼領和鋼絲圈的接觸狀態以及氣候干濕等條件來選擇。
3 L/ u8 r1 d6 [! A# q' p①棉紗線密度越小，所用鋼絲圈越輕。
②鋼領直徑大，錠子速度快，鋼絲圈宜稍輕。
③新鋼領較毛，摩擦力大，鋼絲圈宜減輕2～5號。
' w, R- B5 G3 d6 b- \+ J0 n④錐邊鋼領和鋼絲圈是兩點接觸，鋼絲圈宜減輕1～2號。
⑤原紗強力高，管紗長，導紗鉤至錠子端的距離大，鋼絲圈可加重。
( n0 S% ^9 A. h; y+ w⑥氣候干燥，濕度低，鋼絲圈和鋼領的摩擦因數小，鋼絲圈宜稍重。
總而言之，除了紡制富有彈性的棉紗外，只要在細紗可以承受的張力范圍內，一般選用稍重的鋼絲圈，以保持氣圈的穩定性，特別是對減少小紗斷頭有顯著效果。當然，鋼絲圈過重，反而會增加斷頭。紡紗時的氣圈張力可以通過調節導紗鉤動程來解決。純棉紗鋼絲圈號數選用范圍參見表。
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純棉紗鋼絲圈號數選用范圍