1 第二章 转杯纺纱

第二章转杯纺纱(棉纺手册P687-775)
第一节转杯纺纱的技术特点与机械结构
一、技术特点
转杯纺纱是通过高速回转的转杯及杯内负压完成纤维输送、凝聚、并合、加捻成纱的一种新型纺纱方法(属于自由端纺纱范畴)。

现代转杯纺纱机都是通过分梳辊将喂入条子分梳成连续不断的纤维并随气流均匀地输入转杯，由引纱卷绕机构将转杯纺的纱引出并卷绕成纱筒。

转杯纺纱使加捻与卷绕分开，解决了高速和大卷装间的矛盾。

转杯纺纱的原料以棉为主，还包括化纤、毛、麻、丝等。

废棉和再生纤维在转杯纺纱厂里也可使用。

转杯纺纱与传统的环锭纺纱相比，具有高速高产、大卷装、缩短工序、改善劳动条件、使用原料广泛、成纱均匀、结杂少、耐磨和染色性能好等特点。

因此，转杯纺纱是目前技术上最成熟、应用面最广、经济效益十分显著的一种新型纺纱方法。

二、机械结构和纺纱流程
转杯纺纱的截面示意图如图3-2-1所示，转杯纺纱机的机械结构主要由喂给分梳机构、排杂回收机构、纤维输送机构、凝聚加捻机构、引纱卷绕机构和负压排风系统组成。

转杯纺纱机的电器、仪表和自动控制部分完成了机电一体化与自动化。

图3-2-1 转杯纺纱机截面示意图
纺纱器是一个由喂给分梳机构、成纱机构及引纱管组成的独立部件，其示意图如图3-2-2所示。

转杯纺纱的纺纱流程与纤维流的运动规律见图3-2-3。

图3-2-2 纺纱器示意图
1—转杯2—分梳辊3—排杂区4—假捻盘5—阻捻器6—输纤通道
7—喂给罗拉8—喂给板9—引纱管10—可调补气阀
图3-2-3 转杯纺纱的纺纱流程与纤维流的运动规律
V1—条子喂给线速度V2—分梳辊线速度V3—输纤通道入口速度V4—输纤通道出口线速度V5—转杯滑移面线速度V6—转杯凝聚槽线速度V7—纱剥离点线速度V7—V6—纱剥离点相对转杯的线速度V8—引纱线速度V9—卷绕线速度
三、转杯纺纱机的分类
1.按转杯内负压的形式分类
转杯可分为两类,排气式转杯(如图3-2-4)和抽气式转杯(如图3-2-5)。

排气式是在转杯上自身打有排气孔(一般是8个)，回转时类似离心风扇的作用，在转杯内产生负压；抽气式是转杯自身无排气孔，依靠外界抽气在转杯上口与罩盖之间抽吸，产生转杯内负压。

2、按转杯与分梳辊的装置方式分类(表3-2-1)
图3-2-4 排气式转杯图3-2-5 抽气式转杯
表3-2-1 按转杯与分梳辊的装配分类
分梳辊与转杯的装置方式简图表示国产机型国外机型
立式分梳辊、卧式转杯SQ1，CR2，FA608，FA601，
BS603，TQ168，F1063，BS
613，TQ268，F1604，BS/D2
BD系列，HS系列，BD—
D320，BT903等
卧式分梳辊、卧式转杯(两轴垂直) FA611 RU系列，R1,R20 卧式分梳辊、卧式转杯(两轴平行) TQF3，TQF4 SKF，Zinser342
倾斜式分梳辊、卧式转杯
FA621，FA622，F1605，
RFRS10，JFA231 Autocoro系列，SC1—M，
R40
卧式分梳辊、倾斜式转杯—T883，T887
3.按转杯纺纱机的自动化程度分类(表3-2-2)
表3-2-2 转杯纺纱机的自动化程度分类
四、机器传动图及速度变换
各种转杯纺纱机的传动方式都有各自的特点，工艺计算可参照机器的的产品说明书进行。

图3-2-6所示为F1604型的传动图。

图3-2-6 F1604转杯纺纱机的传动图
1.转杯转速(表3-2-3)
表3-2-3 F1604转杯转速的调节范围
D1(mm) 142 142 142 162 162 178 182 197 212 227 D2(mm) 234 201 175 178 160 160 150 150 150 150
2.分梳辊转速(表3-2-4)
表3-2-4 F1604分梳辊转速的调节范围
3.齿型带与齿轮(表3-2-5)
表3-2-5 F1604齿型带与齿轮的变换
4.其他喂给罗拉、引纱罗拉一般都可通过车头速度显示器进行无极调速；
牵伸倍数也可显示或推算；卷绕角有些设备是通过更换齿轮调节，大部
分国产设备(例如F1604)都是固定的。

第二节转杯纺纱机主要型号与性能
一、国内转杯纺纱机主要机型的发展
山西经纬纺机长从1972年起，先后生产过CW1、CW2、A591、FA601、FA601A、BD200SN、F1603等型，2002年起生产F1604、F1605等型。

上海地区自1975年起到1996年有闯新、沪东、新型纺中心及二纺机先后生产过AN9、SQ1、SQ1A、CR1、CQ2等型号的转杯纺纱机。

天津地区自1975年到1994年生产过TQF3型和TQF4型，西安远东生产过FA611型，江苏通州生产过CR1型，石家庄纺研所与川江于1977年起生产过JA029、ZZF168、FA621等型，2002年起川江生产FA621BH型和FA622型，现在还有山西福晋(FA601A、F1603、
FA608等型)、榆次贝斯特(BS603、BS613、BS/D2等型)、浙江泰坦(TQ168型、TQ268型)、浙江日发(RFRS10型、RFRS20型)、浙江精工(JFA231型)等公司相继推出各自的转杯纺纱机。

二、国内转杯纺纱机主要机型的技术特征(表3-2-6)
表3-2-6 国内转杯纺纱机主要机型的技术特征
续表
三、国外转杯纺纱机主要机型的发展
苏拉•捷克公司(其前身为捷克Elitex公司)从1967年以来，生产的机型为BD200M、BD200R、BD200RC(RCE、RN)、BD200S(SCE、SN)、BD-SD、BDA10(N)、BD-D1、BD-D2、BDA20、BD-D30，2002年后生产的机型为BD-D310、BD-D320、BD-D321、BD330；立达•捷克公司(其前身为捷克Basetex公司)现在生产的机型为BT902、BT903、BT905。

德国赐来福公司从1979年开始研制全自动化转杯纺纱机以来，生产的机型为Autocoro192、Autocoro216、Autocoro240、Autocoro288；赐来福公司被苏拉集团兼并后，现在生产的机型为Autocoro312和Autocoro360。

瑞士立达公司(包括兼并的德国Ingorstat公司)从20世纪70年代以来，生产过RU11(02、03)、RU04、M1/1、M2/1、RU14、R1、R20等机型，现在生产的是R40型。

除此以外，原苏联、意大利、日本、英国、德国、瑞士、美国、比利时、印度等国的其他纺机公司都研制过转杯纺纱机。

现在意大利萨维奥公司的FRS型转杯纺纱机仍占有一定的国际市场；日本丰田公司在20世纪70~80年代制造的BS型、HS型转杯纺纱机在我国也有一定的数量；德国青泽公司、SKF公司分别制造过ZINSER342型、SKF型；英国Platt公司制造过T883型、T887型；法国SACM公司推出过SACM-300型。

四、国外转杯纺纱机主要机型的技术特征(表3-2-7)
表3-2-7国外转杯纺纱机主要机型的技术特征
第三节转杯纱的结构与特性
一、转杯纱的结构
1.转杯纱中纤维的排列形态(表3-2-8、3-2-7)
表3-2-8转杯纱中纤维的排列形态与环锭纱对比示例
注不同转杯纺纱器及不同的工艺参数所纺出转杯的质量不同，因而转杯纱中各种纤维的排列形态所占的比例也不相同。

图3-2-7 转杯纱中各种纤维排列形态
纤维排列形态的说明（自上而下）
第1根：圆锥形螺旋形纤维第2根：圆柱形螺旋形纤维第3根：两端折后弯钩纤维第4根：前折圆柱形纤维第5根：后弯钩中间打圈纤维第6根：之间打圈后弯曲第7根：两端折中间打圈纤维第8根：两端折中间打圈后弯钩纤维第9根：前打圈之间打圈纤维第10根：对折纤维第11根：打圈纤维第12根：两端前后打圈纤维第13根：外包缠绕纤维第14根：平直纤维
圆锥形螺旋形和圆柱形螺旋形是承担纱强力的主要规则纤维，环锭纱中占80%左右，而转杯纱中占30%左右。

2.转杯纱中纤维的转移程度转杯纱中纤维的转移程度是衡量纤维在纱中所处位置的一个指标，与成纱强力的关系十分密切。

转杯纱的纤维转移程度低于环锭纱，这是造成转杯纱强力低于环锭纱的一个原因。

3.转杯纱的缠绕纤维转杯纺纱纺出转杯纱表面会有一部分缠绕纤维，缠绕纤维的长短和松紧不一，如图3-2-8所示。

转杯纱的缠绕纤维数量和缠绕情况与所纺原料、纺纱机构和工艺参数等因素有关。

图3-2-8 转杯纱表面缠绕纤维情况
4.转杯纱截面内捻回的分布转杯纱的捻回具有分层结构的特点，纱截面内捻回并不相同，而是由外层向内层呈逐渐增加的分布规律。

二、转杯纱的特性
1.转杯纱的物理机械性能(表3-2-9)
表3-2-9 转杯纱与环锭纱的物理机械性能对比
2.条干、棉结杂质数、捻度方面的特征
(1)条干：转杯纱与环锭纱的黑板条干基本接近，但电子条干均匀度测得的CV值，转杯纱一般要优于环锭纱。

(2)棉结杂质数：转杯纱的棉结杂质总数要少于环锭纱30%~40%。

如果采用加强除杂效能的前纺设备和有排杂装置的转杯纺纱机，转杯纱的棉结、杂质总数更少。

(3)捻度：转杯纱由于结构不同，要保证获得必要的强力必须增加转杯纱的捻度，一般比环锭纱高20%左右，因此转杯纱的手感比较粗硬。

近代新型转杯纱机采取假捻、阻捻作用后，捻度可与环锭纱接近。

(4)其他：转杯纱密度小、较蓬松，因此吸色性、渗透性都优于环锭纱。

3.对后工序和最终纺织品的影响
(1)由于转杯纱的均匀度好、强不匀低、纱疵少，后工序可降低断头率，提高生产率。

(2)转杯纱的筒子纱长度相对环锭的管纱要长得多，因此成纱接头少，张力均匀。

(3)转杯纱条干均匀、结杂少，使染色、漂白均匀。

(4)转杯纱可节约燃料，纺织品染色深；转杯的并合效应使纱中纤维混合均匀，纺织品的色调差异小。

4.转杯纱的后处理转杯纱由于捻度多，捻缩现象有时较为严重；转杯纱的人工或半自动接头的接头纱疵危害性较大。

因此，有时候可以对转杯纱做下列方式的后处理，以满足后工序的要求。

(1)汽蒸定捻工艺：如果减少转杯纱的捻缩，可将转杯纱筒放入汽蒸锅，其要求是真空度3kPa，蒸汽压力10kPa，锅内温度60~65℃，蒸汽时间13~40min。

(2)再络筒工艺：普通或半自动转杯纱机生产的纱筒如要减少接头纱疵及特大纱疵对后工序的不利影响，可以经络筒机倒筒一次，并采用适合转杯纱的喷气的喷气捻接器。

但经过络筒机后一般会使纱的毛羽增加，条干均匀度略有恶化。

(3)上蜡工艺：在转杯纺纱机引纱罗拉后面，可配置上蜡装置，使转杯纱上蜡。

蜡块转动方式有积极主动式和消极被动式两种，前者上蜡较为均匀，但机构复杂些。

也有采用再络筒工艺的厂家在络筒机上配置上蜡工艺。