第九章 加捻
一、加捻的目的
加捻是使纤维条成为纱线的必要手段,加
捻前一般需将散纤维凝聚成纤维条,加捻后可
使纤维的外层纤维向内层挤压产生向心压力,
从而使须条沿纤维的长度方向获得摩擦力。
第一节 加捻的目的与要求
二、加捻的要求
一、成纱获得最佳的强度、伸长、弹性、柔
性、光泽和手感等性质;
二、成纱的结构形态多样化;
三、提高成纱的加捻效率。
一、真捻的获得和形成过程
(一) 真捻的获得有如下三种:
第二节 真捻加捻原理
LntT /?甲
甲图捻度:
甲图捻度,T=n/V
甲图捻度,T1=n/V
(二)真捻的形成过程
稳定捻度可定义为:加捻器单位时间内加给纱条某区段
的捻回数等于同一时间内自该区带出的捻回数, 通常称
此为 稳定捻度定理 。
二、真捻成纱的实质
须条上获得真捻后,其外层纤维便产生倾
斜的螺旋线捻回,纤维扭转变形,纱条紧密
抱合,改变了纤维集体的结构形态和机械物
理性质,如图 9-3(甲)所示。
为了简要说明真捻加捻的实质,现取纱条
一小段纤维 l作分析,如图 9-4所示。
真捻成纱的实质
?当对纱条存在包围角时,纤维对纱条便有向
心压力,包围角越大,向心压力越大。由于
向心压力的存在,使外层纤维向内层挤压,
增加了纱条的紧密度和压力越大。由于向心
压力的存在,使外层纤维向内层挤压,增加
了纱条的紧密度和纤维间的摩擦力,从而改
变了纱条的结构形态及其物理机械性质,这
就是真捻成纱的实质。
三、真捻的度量
(一)捻度
纱条相邻截面间相对回转一周称为一个捻回,
单位长度纱条上捻回数称为捻度,当采用线密度
制时,以捻回数 /cm表示,但实际生产中多用
10cm的捻回数表示。
h
r?? 2ta n ?
10
2ta n trT?? ?
(二)捻系数
Nt
T t 1
2
10t a n 7 ???
?
??
?
???
2
10t a n 7??
t
Nt
T tt ??
(三)捻幅
单位长度的纱线加捻时,截面上任意一点在该截面上
相对转动的弧长,称为捻幅。
四、捻回的传递、捻陷和阻捻
(一) 捻回的传递
图 9-10所示,A为纱条喂入点,纱条以速度 V
自 A向 C运动,C为加捻点 。
(二) 捻陷
若在图 9-10中须条的喂入点 A与加捻点 C之间有
一机件 B与纱条接触,由于 B对纱条有摩擦阻力,在一
定程度上阻止了捻回自 C向 A的正常传递,结果使 T1<
T2,B点的阻力越大,AB段的捻回越少,这种现象称为
捻陷,B为捻陷点。
(三) 阻捻
(四) 捻陷与阻捻对加捻区内捻度分布的影响
捻陷使进入捻陷点之前一段纱条上的捻度
减少,阻捻使输出捻点之前一段纱条上的捻度增
加;无论捻陷还是阻捻,对输出的成纱最终捻度
均无影响。
五、真捻的加捻结构
(一)卷捻
如图 9-13(甲)所示,加捻时,前罗拉钳口
处的须条围绕自身轴线回转,须条宽度逐渐收缩,
两侧折叠且逐渐卷入纱条中心,形成加捻三角形
oab 。
(二)实捻
实捻加捻前的须条呈实体的近似圆柱形,加捻后
纱条中的纤维或单丝大多呈圆柱形螺旋线,很少有圆
锥螺旋线。转杯纺纱和长丝束或股线的加捻结构属于
实捻 。
(三)层捻
层捻是指散纤维的凝聚不是在加捻前,而是与加
捻同时进行的,即纱尾一边加捻一边凝聚纤维,凝聚
一层加捻一层,先凝聚的加捻多,后凝聚的加捻少,
从而形成捻度分层结构的一种加捻方法。纱中的纤维
呈圆锥形螺旋线的机会很少。
摩擦纺纱的纱条加捻结构属于层捻。
一、假捻的形成过程
(一)静态假捻过程(如图 9-14所示)
第三节 假捻加捻原理
(二)纱条沿轴向运动时的假捻过程
如图 9-15(甲)所示,AC为加捻区,
加捻区内有一个假捻器 B。
二、假捻效应
在图 9-16中,A为须条喂入点,B为对纱
条呈消极握持状态的中间假捻器,C为以转
速 n回转的纱条输出端的加捻器 。
一、非自由端真捻成纱
(一)翼锭纺纱
1.粗纱机的加捻过程
粗纱机是靠锭翼回转对纱条进行加捻的,如
图 9-17所示。
第四节
真捻原理在成纱工艺中的应用
当锭翼每转一周时,
由锭翼侧孔带动粗纱
绕其本身轴线自转一
周,使锭翼侧孔至前
罗拉钳口的一段纱条
上获得一个捻回。
2.粗纱加捻区的捻度分布
将图 9-17展开成图 9-18
图 9-18 粗纱加捻过程示意图
根据稳定捻度定理及捻陷、阻捻和假捻应概念,
可以求得图中各段纱条上的捻度。
(二)环锭纺纱
环锭纺纱被广泛用于各种纺纱的细纱
工序和捻线工序。
倍捻机工作过程
倍捻机伸头
?为了降低断头, 应采取以下主要措施:
?( 1) 尽可能地降低纺纱张力平均值或者尽量
提高纺纱强力平均值 。
?( 2) 降低张力和强力的波动范围 。
2.细纱断头的分类
? 按断头的位置不同, 细纱断头可以分为成纱前断头
和成纱后断头两类 。
? ( 1) 一落纱中的断头分布:一般是小纱断头最多
( 50%左右 ), 中纱断头最少 ( 20%左右 ), 大纱
断头次之 ( 30%左右 ) 。
? ( 2) 成纱后的断头多发生在纺纱段 。
? ( 3) 随着锭速减加或者卷装的加大, 张力加大, 断
头增加 。
? ( 4) 由于机械的原因, 少数锭子可能出现重复断头 。
? 另外,当天气变化或者温湿度波动以及配棉成分变
二、自由端真捻成纱
(一)转杯纺纱
棉纺纺纱的加捻,
毛纺中也有采用。
1.转杯纺的加捻过程
2.加捻区内的捻度分布及其影响因素
在转杯纺纱机上,阻捻盘既是假捻点,又是捻
陷点,阴止捻回自 O向 P传递。将图 9-41展开成图
9-42,根据稳定捻度定理及假捻、捻陷和阻捻的概
念,可以求得图中各段纱条上的捻度 。
3.成纱结构及其机械物理性质
转杯纱是由纱体本身和缠绕纤维两部分组成,纱体本身比
较紧密,包在外表的缠绕纤维结构松散。和环锭纱相比,转
杯纱中弯钩纤维较多,纤维内外转移的机会少,捻度在纱的
径向分布也不均匀,故转杯纱强力约为环锭纱的 80%-90%,
但条干均匀度、耐磨性、蓬松度、染色性能都比环锭纱好,
棉结杂质也比环锭纱少。
(二)无芯摩擦纺纱
1.无芯摩擦纺的加捻过程
如下图所示
2.成纱结构及其物理机械性质
摩擦纺纺织的纱具有捻度分层结
构特点,纱芯捻度较外层大,形成内
紧外松的特殊结构,因而纱的表面较
丰满和蓬松,伸长率较高,吸湿性、
染色性和手感均较好。但由于纤维伸
直度差,排列较紊乱,且内外层转移
少,故强力较低,约为环锭纱的 70%
左右,
(三)涡流纺纱
1.涡流纺的加捻过程
(四)静电纺纱
静电纺纱是利用静电感应原理,使纤维定向、凝聚、排列、伸
直,并靠空心管的回转加捻成纱的,适宜加工棉、麻等回潮率较高
的纤维,可纺制纯棉纱或棉麻混纺纱等。
图 9-45-1 静电纺纱示意图
1— 棉条筒 2— 纺纱体 3— 给棉分梳机
构 4— 高压静电场 5— 加捻机构 6— 引出罗拉 7— 槽
筒 8— 筒子纱 9— 总级风管
图 9-45-2 纤维受力情况
第五节
假捻原理在成纱工艺中的应用
一、假捻效应的应用
(一)粗纱假捻器
如图 9— 46所示,在粗纱机上,为了提高
假捻效果,在锭翼顶端采用齿形假捻器来充
分发挥其阻捻作用,使锭翼顶端至前罗拉的
一段纱条捻度增大,从而提高了纺纱段的动
态强力,达到了改善产品质量和降低断头的
目的。
(二)假捻集合器
利用假捻原理设计的各种假捻集合器,
可使须纱条通过时形成一定的假捻捻回 。
二、假捻转化成纱法
(一)自捻纺纱
1.自捻纺纱的加捻过程
自捻纺纱的加捻过程如图 9— 47所示
2.自捻纺纱的成纱原理
图 9— 48用图解法揭示了自捻成纱过程
3.自捻纱的结构
如图 9-49(甲)所示
(二)单程加捻股线
单程加捻股线是指利用假捻原理及其转化手
段将两根无捻长丝束或同捻同向的两根单纱进行
一次捻合直接成为的复捻线,可省去初捻和并线
两道工序,图 9— 51所示为帘子线的单程复捻过
程。
(三)搓捻
搓捻与加捻不同:在搓捻机构中,
搓捻部件(皮板、喇叭头等)将频繁地改变回
转方向与速度,或者改变搓动的方向与搓动的线
速度,搓捻作用的结果。不但集聚了纱条,而且
在输出纱条上可以保留一定的搓捻捻度。
应用最多的搓捻部件是“搓捻皮扳”,如图
9— 52所示 。
一、缠捻的形成原理
缠捻成纱的基本特征是由主体纤维(纱芯)和
包缠纤维两部分组成.主体纤维一般为平行的或稍
有假捻的纤维束,包缠纤维为长丝或短纤维,缠捻
从本质上讲是真捻与假捻的结合 。
缠捻的获得方法有两种,分别如如图 9—53
(甲)(乙)所示 。
第六节 缠捻原理及应用
二、缠捻原理在成纱工艺中的应用
(一)喷气纺纱
喷气纺纱是利用高速旋转气流给主体纤维施
加假捻,靠须条本身的边缘纤维以捆扎方式包缠
在主体的外层而形成纱,也称捆扎纱。
1、喷气纺纱的加捻过程
2、喷气纺纱的成纱原理
(二)平行纺纱
平行纺纱是利用
空心锭子由单根长丝
或单纱包缠在无捻的
平行短纤维外表,也
称包覆纺纱、科佛纺
纱或空心锭子纺纱。
一、加捻的目的
加捻是使纤维条成为纱线的必要手段,加
捻前一般需将散纤维凝聚成纤维条,加捻后可
使纤维的外层纤维向内层挤压产生向心压力,
从而使须条沿纤维的长度方向获得摩擦力。
第一节 加捻的目的与要求
二、加捻的要求
一、成纱获得最佳的强度、伸长、弹性、柔
性、光泽和手感等性质;
二、成纱的结构形态多样化;
三、提高成纱的加捻效率。
一、真捻的获得和形成过程
(一) 真捻的获得有如下三种:
第二节 真捻加捻原理
LntT /?甲
甲图捻度:
甲图捻度,T=n/V
甲图捻度,T1=n/V
(二)真捻的形成过程
稳定捻度可定义为:加捻器单位时间内加给纱条某区段
的捻回数等于同一时间内自该区带出的捻回数, 通常称
此为 稳定捻度定理 。
二、真捻成纱的实质
须条上获得真捻后,其外层纤维便产生倾
斜的螺旋线捻回,纤维扭转变形,纱条紧密
抱合,改变了纤维集体的结构形态和机械物
理性质,如图 9-3(甲)所示。
为了简要说明真捻加捻的实质,现取纱条
一小段纤维 l作分析,如图 9-4所示。
真捻成纱的实质
?当对纱条存在包围角时,纤维对纱条便有向
心压力,包围角越大,向心压力越大。由于
向心压力的存在,使外层纤维向内层挤压,
增加了纱条的紧密度和压力越大。由于向心
压力的存在,使外层纤维向内层挤压,增加
了纱条的紧密度和纤维间的摩擦力,从而改
变了纱条的结构形态及其物理机械性质,这
就是真捻成纱的实质。
三、真捻的度量
(一)捻度
纱条相邻截面间相对回转一周称为一个捻回,
单位长度纱条上捻回数称为捻度,当采用线密度
制时,以捻回数 /cm表示,但实际生产中多用
10cm的捻回数表示。
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(二)捻系数
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(三)捻幅
单位长度的纱线加捻时,截面上任意一点在该截面上
相对转动的弧长,称为捻幅。
四、捻回的传递、捻陷和阻捻
(一) 捻回的传递
图 9-10所示,A为纱条喂入点,纱条以速度 V
自 A向 C运动,C为加捻点 。
(二) 捻陷
若在图 9-10中须条的喂入点 A与加捻点 C之间有
一机件 B与纱条接触,由于 B对纱条有摩擦阻力,在一
定程度上阻止了捻回自 C向 A的正常传递,结果使 T1<
T2,B点的阻力越大,AB段的捻回越少,这种现象称为
捻陷,B为捻陷点。
(三) 阻捻
(四) 捻陷与阻捻对加捻区内捻度分布的影响
捻陷使进入捻陷点之前一段纱条上的捻度
减少,阻捻使输出捻点之前一段纱条上的捻度增
加;无论捻陷还是阻捻,对输出的成纱最终捻度
均无影响。
五、真捻的加捻结构
(一)卷捻
如图 9-13(甲)所示,加捻时,前罗拉钳口
处的须条围绕自身轴线回转,须条宽度逐渐收缩,
两侧折叠且逐渐卷入纱条中心,形成加捻三角形
oab 。
(二)实捻
实捻加捻前的须条呈实体的近似圆柱形,加捻后
纱条中的纤维或单丝大多呈圆柱形螺旋线,很少有圆
锥螺旋线。转杯纺纱和长丝束或股线的加捻结构属于
实捻 。
(三)层捻
层捻是指散纤维的凝聚不是在加捻前,而是与加
捻同时进行的,即纱尾一边加捻一边凝聚纤维,凝聚
一层加捻一层,先凝聚的加捻多,后凝聚的加捻少,
从而形成捻度分层结构的一种加捻方法。纱中的纤维
呈圆锥形螺旋线的机会很少。
摩擦纺纱的纱条加捻结构属于层捻。
一、假捻的形成过程
(一)静态假捻过程(如图 9-14所示)
第三节 假捻加捻原理
(二)纱条沿轴向运动时的假捻过程
如图 9-15(甲)所示,AC为加捻区,
加捻区内有一个假捻器 B。
二、假捻效应
在图 9-16中,A为须条喂入点,B为对纱
条呈消极握持状态的中间假捻器,C为以转
速 n回转的纱条输出端的加捻器 。
一、非自由端真捻成纱
(一)翼锭纺纱
1.粗纱机的加捻过程
粗纱机是靠锭翼回转对纱条进行加捻的,如
图 9-17所示。
第四节
真捻原理在成纱工艺中的应用
当锭翼每转一周时,
由锭翼侧孔带动粗纱
绕其本身轴线自转一
周,使锭翼侧孔至前
罗拉钳口的一段纱条
上获得一个捻回。
2.粗纱加捻区的捻度分布
将图 9-17展开成图 9-18
图 9-18 粗纱加捻过程示意图
根据稳定捻度定理及捻陷、阻捻和假捻应概念,
可以求得图中各段纱条上的捻度。
(二)环锭纺纱
环锭纺纱被广泛用于各种纺纱的细纱
工序和捻线工序。
倍捻机工作过程
倍捻机伸头
?为了降低断头, 应采取以下主要措施:
?( 1) 尽可能地降低纺纱张力平均值或者尽量
提高纺纱强力平均值 。
?( 2) 降低张力和强力的波动范围 。
2.细纱断头的分类
? 按断头的位置不同, 细纱断头可以分为成纱前断头
和成纱后断头两类 。
? ( 1) 一落纱中的断头分布:一般是小纱断头最多
( 50%左右 ), 中纱断头最少 ( 20%左右 ), 大纱
断头次之 ( 30%左右 ) 。
? ( 2) 成纱后的断头多发生在纺纱段 。
? ( 3) 随着锭速减加或者卷装的加大, 张力加大, 断
头增加 。
? ( 4) 由于机械的原因, 少数锭子可能出现重复断头 。
? 另外,当天气变化或者温湿度波动以及配棉成分变
二、自由端真捻成纱
(一)转杯纺纱
棉纺纺纱的加捻,
毛纺中也有采用。
1.转杯纺的加捻过程
2.加捻区内的捻度分布及其影响因素
在转杯纺纱机上,阻捻盘既是假捻点,又是捻
陷点,阴止捻回自 O向 P传递。将图 9-41展开成图
9-42,根据稳定捻度定理及假捻、捻陷和阻捻的概
念,可以求得图中各段纱条上的捻度 。
3.成纱结构及其机械物理性质
转杯纱是由纱体本身和缠绕纤维两部分组成,纱体本身比
较紧密,包在外表的缠绕纤维结构松散。和环锭纱相比,转
杯纱中弯钩纤维较多,纤维内外转移的机会少,捻度在纱的
径向分布也不均匀,故转杯纱强力约为环锭纱的 80%-90%,
但条干均匀度、耐磨性、蓬松度、染色性能都比环锭纱好,
棉结杂质也比环锭纱少。
(二)无芯摩擦纺纱
1.无芯摩擦纺的加捻过程
如下图所示
2.成纱结构及其物理机械性质
摩擦纺纺织的纱具有捻度分层结
构特点,纱芯捻度较外层大,形成内
紧外松的特殊结构,因而纱的表面较
丰满和蓬松,伸长率较高,吸湿性、
染色性和手感均较好。但由于纤维伸
直度差,排列较紊乱,且内外层转移
少,故强力较低,约为环锭纱的 70%
左右,
(三)涡流纺纱
1.涡流纺的加捻过程
(四)静电纺纱
静电纺纱是利用静电感应原理,使纤维定向、凝聚、排列、伸
直,并靠空心管的回转加捻成纱的,适宜加工棉、麻等回潮率较高
的纤维,可纺制纯棉纱或棉麻混纺纱等。
图 9-45-1 静电纺纱示意图
1— 棉条筒 2— 纺纱体 3— 给棉分梳机
构 4— 高压静电场 5— 加捻机构 6— 引出罗拉 7— 槽
筒 8— 筒子纱 9— 总级风管
图 9-45-2 纤维受力情况
第五节
假捻原理在成纱工艺中的应用
一、假捻效应的应用
(一)粗纱假捻器
如图 9— 46所示,在粗纱机上,为了提高
假捻效果,在锭翼顶端采用齿形假捻器来充
分发挥其阻捻作用,使锭翼顶端至前罗拉的
一段纱条捻度增大,从而提高了纺纱段的动
态强力,达到了改善产品质量和降低断头的
目的。
(二)假捻集合器
利用假捻原理设计的各种假捻集合器,
可使须纱条通过时形成一定的假捻捻回 。
二、假捻转化成纱法
(一)自捻纺纱
1.自捻纺纱的加捻过程
自捻纺纱的加捻过程如图 9— 47所示
2.自捻纺纱的成纱原理
图 9— 48用图解法揭示了自捻成纱过程
3.自捻纱的结构
如图 9-49(甲)所示
(二)单程加捻股线
单程加捻股线是指利用假捻原理及其转化手
段将两根无捻长丝束或同捻同向的两根单纱进行
一次捻合直接成为的复捻线,可省去初捻和并线
两道工序,图 9— 51所示为帘子线的单程复捻过
程。
(三)搓捻
搓捻与加捻不同:在搓捻机构中,
搓捻部件(皮板、喇叭头等)将频繁地改变回
转方向与速度,或者改变搓动的方向与搓动的线
速度,搓捻作用的结果。不但集聚了纱条,而且
在输出纱条上可以保留一定的搓捻捻度。
应用最多的搓捻部件是“搓捻皮扳”,如图
9— 52所示 。
一、缠捻的形成原理
缠捻成纱的基本特征是由主体纤维(纱芯)和
包缠纤维两部分组成.主体纤维一般为平行的或稍
有假捻的纤维束,包缠纤维为长丝或短纤维,缠捻
从本质上讲是真捻与假捻的结合 。
缠捻的获得方法有两种,分别如如图 9—53
(甲)(乙)所示 。
第六节 缠捻原理及应用
二、缠捻原理在成纱工艺中的应用
(一)喷气纺纱
喷气纺纱是利用高速旋转气流给主体纤维施
加假捻,靠须条本身的边缘纤维以捆扎方式包缠
在主体的外层而形成纱,也称捆扎纱。
1、喷气纺纱的加捻过程
2、喷气纺纱的成纱原理
(二)平行纺纱
平行纺纱是利用
空心锭子由单根长丝
或单纱包缠在无捻的
平行短纤维外表,也
称包覆纺纱、科佛纺
纱或空心锭子纺纱。