加捻的目的与要求

第九章 加捻
第一节 加捻的目的与要求
一、加捻对象 松散纤维须条或纤维集合体——纱。 单纱、单丝的集合体——线、缆绳。 二、目的 1、使纤维须条成纱或使纱捻合成股线。 2、使纤维、单纱、单丝在纱、线中获得一定的 结构形态，使制品具有一定的物理机械性能和外 观结构。
二、加捻要求 1、获得较好的强力、伸长、光泽、手感等。 2、结构形态多样化。 3、提高加捻效率。 不同的加捻方法（原理）导致成纱结构、特性及 劳动生产率的不同。
4、影响纺纱段捻度的工艺因素 （1）纺纱段长度 （2）导纱角 （3）前罗拉包围弧长 （4）气圈高度 （5）钢丝圈号数
5、细纱捻度(捻系数)与物理机械性质关系 （1）强力 P=ΣQicosβ+ΣFi 一部分纤维断裂强力与部分纤维滑脱所产生摩 擦阻力之和。
（2）弹性 随捻度增加，弹性增加，纱线耐疲劳。但捻度到临 界值后，弹性下降。 （3）光泽手感 捻度大，手感硬，光泽差。 （4）捻缩 捻缩率(%)=(计算长度-实际长度)/计算长度×100% （5）捻向 纱线捻向对织物外观手感影响较大。
二、 加捻实质 由于加捻，使外层纤维向内层挤压，挤压力为q ， 改变了纱条的结构，增加了纤维间的摩擦力，从而 增加纱条的紧密度和强力，并改变了纱条的物理机 械性质。
q = Pθ sin β , q ∝ β
三、真捻的度量 1、捻度 单位长度纱线在截面上相对回转的角度位移。 号数制捻度：Tt=10cm长须条上的捻回数， 英制捻度：Te=每寸长度须条上的捻回数， 公制捻度：Tm=1米长须条上的捻回数。 但捻度只能比较同样粗细纱条的加捻程度，而不能直接比 较不同粗细纱条的加捻程度。 如下图，同样捻度的不同粗细纱条上的捻回角（加捻程度） 是不同的。
dTL = ndt − vdt( T + dT ) dTL = ndt − vTdt − vdTdt dt dT = L n − vT
积分得T=n(1-e-vt/L)/v－加捻区的瞬时捻度。当时 间t→∞时，AB区的捻度为T=n/v。
稳定捻度定理：当捻度达到稳定时，加捻器连续 回转所加给AB区段的捻回数等于同时间从AB区 段带走的捻回数。n-Tv=0 若从A点喂入的纱条 有T0捻度。
二、假捻效应 假捻的作用 （1）使AB段（局部）的纱条有捻度，防止意外 牵伸，减少断头。 （2）对化纤丝束进行假捻可制变形丝，弹力丝 等。
例：粗纱锭管顶孔B点。使纱条附加转动。 N′-TAB′v=0 TAB′ =n′/v 故
T
AB
nη n' = + vλ1 v
在此产生n′/v假捻，增强了上端纱段的强度。
第四节
真捻及其应用
一、非自由端真捻成纱 (一)翼锭加捻 1、粗纱机加捻
2、粗纱加捻区捻度分布
n BC段： n −TBCvλ1 = 0 TBC = vλ1
AB段： T AB
CD段(空心臂段)： − n + TBC vλ1 + n − TCD vλ2 = 0
TCD = n vλ2
nη = vλ
, 由于B点的摩擦阻力
η
T T
2
= = =
T T
1 2
× 100
%
n v T
2
1
η
=
n η v
捻度分布
（三）阻捻 加捻区AB，中间摩擦件C，捻回传递与纱条输送方向 相同。C件的摩擦阻力矩阻止捻回传至AC段，导致T2 捻度增多的现象。但对产品捻度无影响。
λ---阻捻系数, λ<1。 根据捻度稳定定理：BC段：n- λT2v=0， T2=n/λv。 AC段：λT2v-T1v=0 n-T1v=0 T1=n/v
（2）动态时：经过t时间，AB区L段纱条捻度为T 在t+dt时间，将有vdt长度的须条输入AB加捻区， AB区L段纱条捻度增加dT，同时有vdt纱条长度带 着T+dT捻度离开AB区而进入BC区。 (二)瞬时捻度及稳定捻度定理 加捻器对AB加捻区在dt时间内增加的捻回应等于加 捻器加入AB区上的捻回扣除同时从B点带走的捻回。
r0θ = r 0 Tr = 2 π r 0 T h A1 B 1 tg β = = P0 h P0 =
截面中任意一点捻幅Px 为： Px P0 P0 rx
rx = r0 Px = r0
（四）捻度矢量 根据加捻时纱条扭曲的 方向，纱条上的捻度可 分为“S”捻和“Z”捻。
四、真捻的形成过程（加捻过程及捻度获得） (一) 加捻区及其捻度 1、加捻区 （1）静态：加捻器B相对握持点A转动的角位移 θL ωt dθ z θL=ωt，加捻程度 = = Tr = dz L L BC区得到同样相反捻度。
nη n' = + vλ1 v
4、粗纱捻系数的选择 （1）加捻目的 ①承受加工过程中的张力 ②细纱牵伸过程中的附加摩擦力界 （2）捻系数选择的因素 ①纤维长度、细度：在粗纱细度一定时，纤维长、 细度细，捻系数小些。 ②粗纱细度：在纤维长、细度一定时，粗纱细度 粗，捻系数小些。
③附加摩擦力界：捻系数大，附加摩擦力界强，
n( 1 − e T = ± T0 + v n T = ± T0 + V
− vt L
)
五、真捻的获得 1、非自由端加捻 ①最终纱条上没有捻度 的情况（如右上图）。 ②获得真捻的情况（右 下图） AB区：n-vT1=0，T1=n/v。 BC区：vT1-vT2=0 ， T2=T1=n/v。 获得真捻，捻度为n/v。
但要防止牵伸不开。
④气候季节
干燥季节，纤维发挺，捻系数应大。 （二）环锭加捻 1、细纱机加捻 2、环锭加捻过程模拟图及捻度分布
BC段：气圈段：nt − TBC V R λ 2 AB段：纺纱段： T AB CD段：卷绕段： T
n tη 2 = VRλ2
TBC =
VR λ2
nt
TCD = BCVR λ2 − TCDVR = 0
第二节 真捻加捻原理
一、加捻
须条一端被握持，另一端绕自身轴线回转，须条 各截面间产生相对回转角位移－加捻。 广义上： 凡是在纺纱过程中，纱条(须条、纱、线、丝)绕 其轴线加以扭转搓动或轴向缠绕，使纱条获得捻 回、包缠、交缠或网络等都称为加捻。 ∠θ=360°时，即须条绕本身轴线回转一周，获 得一个捻回。β是捻回角。
nt VR
卷装上纱条捻度除上式捻度外，还存在nw/vR捻势， 在退绕时，纱条上实际捻度为：
nt nw ns + = T = VR VR V
捻度传递过程中存在着阻捻(气圈段)和捻陷(纺纱 段)。纺纱段Ts<管纱段Tw<气圈段TB，纺纱段本身 的捻度也呈某种分布，近前罗拉处的捻度最少，称 为弱捻段。
3、一落纱中捻度变化 (1)一落纱中捻度变化 (2)钢领板一次升降动程内捻度变化
2πrTt 2πr 10 , Q h = , ∴ tgβ = tgβ = 10 h Tt
可见， β与纱条半径r和捻度Tt均有关。
2、捻系数 捻回角 β反映纱条加捻后纤维的倾斜程度。但其 使用不方便，故用捻系数α来表示。 α与捻回角 β的关系可推导如下：
rd θ 2π r tg β = = dz h 2 π rT t tg β = 10 G N t = 1000 × 100 × L G = πr 2Lσ 10 h = Tt
（1）合股加捻后股线性质的变化
①改善条干不匀 ②增加强力
一般双股线中的单纱平均强力可比普通单纱强力 大1．2～1．5倍，三股线大1．5～1．7倍。
③弹性及伸长率变化 ④增加耐磨性
⑤光泽变化 ⑥手感变化
（2）捻线的有关理论分析 ①双股线反向加捻
A、单纱捻幅
P P
0 ' 0
= tg β = P
0
rx
七、真捻的加捻结构 1、实捻 加捻须条基本上是呈圆柱体形。如长丝、股线等 单丝呈圆柱螺旋线。 2、卷捻
向心压力Tisinθi，边缘纤维θi大，Tisinθi大，中心纤 维θi→0，Tisinθi→0，故边缘纤维挤向中心，把中心 纤维挤向外缘，中心纤维被挤出来，发生内、外层纤 维反复相互转移纤维在纱条中呈圆锥螺旋线。
r0
P1 ( r 0 + r ) 2 r0
B、股线捻幅
P1' =
C、股线综合实际捻幅 如图中丙所示。外层(R=2r0) 捻幅PB=P0-P1
D、 M点捻幅 股线截面上任一点M捻幅Px应 为此点的P0′与P1′的矢量和。
(6)细纱捻系数选择
①目的：满足纱线用途和成品要求。 ②捻系数选择：
A 、纱线强力：强力高，捻系数高。 B 、手感及布面状态 C 、断头率
6、股线加捻 股线的生产一般要经过络筒、并纱、捻线等工序， 其工艺流程如下： ┌-管纱直接并纱-┐ 烧毛 ↓ ↓ ↓ 管纱--→络筒--→并纱-→捻线--→络筒-→摇纱 │ ↑ ↑ └---并捻联合---┘ 定型
则r = Tt = tg β
Nt πσ ⋅ 10
5 7
代入得： ⋅ tg β 1 Nt
σ ⋅ 10 2 π
捻系数定义为： 即 Tt = 同理 Tm = α Te = α
m e
σ ⋅ 10 2 π
7
αt
N
t
特数（号数）制
N N
e
t
公制 英制
（三）捻幅 单位长度纱线加捻时， 截面任一点在该截面上 相对转动的弧长。
第三节 假捻加捻原理
一、假捻的形成过程 （一）静态假捻过程 AB与BC段捻回数量相等，方向相反。
（二）纱条沿轴向运动时的假捻过程
1、二个加捻区
T1 = n(1 − e v
− vt L1
)
经dt后，T2→T2+dT2
dT2 L2 = ndt − vdtn(1− e v
−vt L1 −vt L1
)
− vdt( T2 + dT2 )
2、自由端加捻
T1
n
T2 v
六、捻回的传递、捻陷、阻捻 （一）捻回的传递与分布 加捻器回转使纱条产生扭转力矩，从加捻沿轴 向向握持点传递。影响捻度传递的因素： 扭转刚度、纱条粗细、转动惯性矩、纱条的圆 整度、纱条紧密度、纱条长度(吸收功)、纱条 捻度多少。 捻度快速传递的方法有：纱弦振动、纱条转动 方向振动、轴向振动。 阻止传递的方法有：浸湿、热定型、附加摩擦 力界。
dT2 vT2 ne + = dt L2 L2
n L1 T2 = ⋅ (e V L1 − L2
V − t L1
−e
V − t L2
)
当t→∞，T2=0。 应用稳定捻度定理： AB段：n-vT1=0 T1=n/v BC段：n-vT1－vT2=0 T2=0 第一区中（局部）的纱条有捻度，而最终产品 的稳定捻度为零。这种加捻过程称为假捻。
3、层捻 纤维一边凝聚一边加捻，凝聚一层加捻一层，先 凝聚多加捻，后凝聚，少加捻，成为分层加捻状 态如：摩擦纺,转杯纺。
涡流纺加捻成纱过程
4、缠捻 部分纤维绕纱条主体包缠起来，如：喷气纺，平 行纺，包覆纺等。
5、搓捻 纱条作圆周滚动，如自捻纺、毛纺搓捻粗纱等。
自捻纺的加捻过程及结构
加捻方式不同，成纱结构不同，不管何种方法， 加捻后纤维都会产生： (1)纤维各点作螺旋转移和位移； (2)纤维产生应力，其间相互挤压。当纱条受到一 定张力产生径向压力，纤维相互抱合紧密，不易 滑脱，呈现一定强力。
n DE段(压掌上)： TCDvλ2 −TDEvλ3 = 0 TDE = vλ3
n 管纱段： TDE vλ3 − Tv = 0 T = v
3、假捻的应用
N T
'
− T
'
' AB
v = 0
AB
ห้องสมุดไป่ตู้
n' = v
AB
故
T
捻度能从B点传递又能在此产生假捻，增强了纱 段的强度。 增强假捻： (1)适当放大顶孔直径，增加纱条附加转动转数。 (2)锭翼顶孔刻槽或加装假捻器，增大摩擦F(前 排多刻槽)。
2、多个加捻区系统 AB段: nb-T1V=0 T1=nb/v T2=nc/v T3=0
BC段：nc-nb+T1v-T2v=0 CD段：vT2-nc-vT3=0
3、假捻结论 （1）当纱条作轴向运动，在两个握持点之间不论 有多少加捻器和它们的转向如何，最后一个加捻区 的纱条的稳定捻度都为零。 （2）各加捻区纱条带稳定捻度和捻向取决于该加 捻区出口处的加捻器的转速和转向，而与其他加捻 器无关。
加捻区内有摩擦件C使AC和BC段的张力S1和S2不同， 根据欧拉公式，有： S
2
S
= e
μθ
1
捻度的分布主要与纱条截面的刚度有关，粗的部 分抗扭刚度大，则捻度少，细的部分抗扭刚度小， 则捻度多。最终纱条的各部分达到扭矩的平衡。
（二）捻陷 纱条输送方向与捻回传递方向相反，摩擦 件位于加捻点与握持点间。由于摩擦件C使 纱条片段AC上的捻度比正常捻度减少的现 象。即：捻度传递效率η<1。