纺纱集束理论的研究与探讨

纺纱集束理论的研究与探讨

欧怀林

（湖北恩施清河纺织有限公司）

摘要：通过对纺纱过程中纤维集束的研究和探讨，指出纤维集束过程对纱线质量的影响，提出改善集束条件及通过调整工艺、改进设备部件、改善集束过程从而达到提高成纱质量和设备运转效率的目的。

关键词：集束；纤维；牵伸；质量；纱疵

O、前言：

长期以来，人们在对纺纱理论的研究上，侧重于牵伸、梳理、加捻、并合等方面的研究，使得纺织厂在上述方面的工作有了很大进步。从质量上来看，目前有一定基础水平的纺织厂，对条干、棉结控制得较好。而对纱疵、毛羽等方面的问题，很多厂都显得力不从心，水平不高。笔者通过大量的研究和试验表明，纤维在纺纱过程中的集束对成纱质量（特别是纱疵、毛羽）有着明显的影响。纵观我国所有的纺纱教科书和纺织论文，笔者发现，对纺纱集束理论的研究与探讨甚少。为此，推出此文章的目的，在于呼吁从事纺纱研究的同志，关注纺纱集束理论的研究与探讨，从而达到提高我国纺纱设备水平和纱线质量的目的。

1、纤维集束过程的分析：

1. 1 纤维的集束是纤维在纺纱过程中被牵伸抽长拉细纺制到规定的号数必然出现和经历的一个过程。集束的过程实质上是棉网或

须条在牵伸和集束装置的作用下由宽变窄向内集聚以达到需要的卷装或纱线形态的过程。

1. 2 纤维集束过程的分析：

如图：1为罗拉（皮辊）钳口线(即集束

开始点)。2为集束后的钳口线（即集束

终了点）。α为开始集束时的宽度，在

这里我们将其定义为网幅。b为集束后

的

须条宽度，为研究方便起见，我们先将b视为一个点，这样棉网的集束形态为一个三角形。h为集束区长度，a我们定义为集束角。为了方便研究集束区内纤维的相对运动情况，我们选取三束纤维进行分析，其中3为右边缘纤维，4为集束中心纤维，5为左边缘纤维。从上图可以看出，从罗拉钳口线1同时输出的纤维到达集束后的钳口线2将是不同时的(将钳口1下的纤维染色做出记号，其集束后记号点将发生移距变化），因此纤维在集束的过程中将产生内部的牵伸变化，我们将这种牵伸称为集束牵伸。这种牵伸对半制品的定量不会造成影响（因在内部产生集束牵伸的同时，同时产生凝聚，二者是相互平衡的），但其内部结构将产生一定的变化。因此，有必要进一步深入分析。

设集束后须条的出条速度为V，中心纤维4与出条速度是等速的，而偏离中心任何一点的纤维（为方便起见，取边缘处纤维c研究）由输出罗拉传递给它的出条速度V将分解为水平方向的V1和竖直方向

的V2， V1=V〃sina, V1在集束区使得两边纤维向中心集聚，起到集束的作用，V2=V 〃cosa ,V2

考虑到纤维集束后的实际宽度b，纤维束宽度由α经集束后集束到宽度b,在这里，我们将α/b定义为集束比。α值增大，a将增大，从而造成E集增大。而b值的增减则刚好同α值增减相反。

1、3 结论：

1、3、1 纤维在集束过程中，其纤维内部之间必将产生集束牵伸，其牵伸倍数E集=1/cosa；

1、3、2 集束比越大，E集越大，其集束对纤维内部结构的均匀性和稳定性的影响增大，这种影响将直接造成纱疵增加,毛羽增加，条干恶化；

1、3、3 改善集束条件的要求：一是控制网幅α使集束比尽可能小，从而减小E集；二是控制集束三角区的形态，力求稳定对称；三是合理安排和分配集束区工艺，以达到减少纱疵、毛羽，改善条干的目的。

2、纺纱过程中各工序集束工艺和设备改进之研究:

在纺纱过程中，梳棉、并条、粗纱、细纱各工序都将产生集束作用，尤其是并、粗、细三工序集束过程对纺纱质量的影响甚大，因此我们将重点研究上述三工序。

2、1 并条工序：

2、1、1 并条工序由于出条速度高，纤维为网状结构，抱合力差，对气流和温湿度影响反映很敏感。因此，并条工序是极易产生纱疵的工序，高速状况下的纱疵多也是制约并条机纺纱速度提高的主要原因之一。所以并条工序的集束研究应以减少纱疵为重点。

2、1、2 根据纤维集束理论，并条机进行机械和工艺调整时应做到以下几个方面。

α、并合数以6根为宜，这样网幅较窄，有利于集束。我们在T/CJ65/35 13tex品种上试验，末并并合数由8根改为6根，偶发性纱疵10万米可减少2~3个；

b、以集束喇叭口为中心，从机后开始条子排列必须对称并逐渐收缩，使得从前罗拉输出的棉网经集束后形成均匀对称，网幅较小的三角形；

c、网幅的调整遵循在牵伸区内纤维紧密相连又不相互重叠的原则，调整合适。

2、1、3 建议主机厂对设备进行以下改进，以利于稳定质量，适应高速：

α、在牵伸区内先对棉网进行一次适当的集束，使前罗拉输出的棉网网幅合适，抱合紧密，然后再经集束器第二次集束，其效果会优于目前大多采用的一次性集束方式，有利于高速状态下的纱疵稳定。笔者经过大量试验，国产并条机目前纺CJ品种速度不能大于300米/分，纺T/CJ品种速度不能大于330米/分，纺普梳品种速度不能大于

350米/分，其主要原因就是高速后因集束不好产生大量纱疵；

b、将牵伸区的罗拉表面的来丝设计为以中点对称的人字齿形，该种齿形将有利于纤维集束（力学原理分析略），或者是一左一右地改变每根罗拉的表面齿形旋向，使得纤维不断向中心主动集束；

c、根据集束理论，进一步优化集束器的断面尺寸。

2、2 粗纱工序：

2、2、1 粗纱工序集束的主要任务是纺制出纱条光洁紧密，条干均匀，无机械波欠伸波，成形良好的粗纱，为细纱纺纱打下良好的基础。

2、2、2 正确的粗纱集束工艺应为：粗纱捻系数偏大掌握，纺纱张力适当偏大掌握（特别是有效发挥假捻器的作用）。使纱条光洁紧密、成型好，有助于细纱牵伸集束，减少毛羽；后喇叭口、中区集合器、前区集合器必须处在与罗拉垂直的同一直线上，不允许有歪斜，这样有助于集束区内纤维均匀集束；喇叭口、集合器的口径选择必须与须条定量相适应（口径太大对须条无压缩作用，口径太小须条穿过喇叭口后扩散较大，同时不利于牵伸及产生挂堵形成纱疵），特别是前区集合器口径选择不当将产生牵伸波。

2、2、3 新型悬锭粗纱机（如FA458型、FA421型及FA416型等）的牵伸形式均为四罗拉双短胶圈牵伸。同三罗拉双短胶圈牵伸的粗纱机相比，仅在前区增加了一个弹性牵伸的整理区。然而，仅仅是这一点改变，粗纱质量有了很大提高。粗纱四罗拉牵伸与三罗拉牵伸相比，最大的特点是粗纱光洁，毛羽少。究其原因，由于主牵伸区牵伸倍数