二、细纱工艺设计

（一）总牵伸倍数

若能提高细纱机的总牵伸倍数（以保证成纱质量为前提），便可提高粗纱的特数，进而可提高粗纱机的产量、减少设备台数，从而可以节约投资、减少用人和降低原材料消耗，在经济上就可获得较大的效益。目前，细纱机的牵伸倍数一般为30～50倍。

细纱机的总牵伸倍数主要取决于细纱机的机械工艺性能，但也因其他因素而变化。一般纯棉粗特纱，总牵伸倍数较小；纺细特纱，总牵伸倍数较大；纺精梳纱，因粗纱条干均匀，纤维伸直平行度好，短绒含量较低，总牵伸倍数可偏大掌握。股线用纱因并纱加捻后，可弥补条干和单强方面的部分缺陷，因此可与单纱的总牵伸倍数有所不同，但必须兼顾产品的质量要求。不同牵伸装置的细纱机总牵伸倍数的常用范围见表2-51，对于精梳、化纤混纺牵伸倍数可按表中的数据偏大掌握。影响细纱总牵伸倍数的因素见表2-52。

表2-51 常见牵伸装置总牵伸倍数范围

表2-52 纺纱条件对总牵伸倍数的影响

（二）后牵伸区工艺

1.罗拉握持距 罗拉握持距的大小与牵伸力密切相关。当纺纱因素使牵伸力较大时，罗拉握持距应偏大掌握以减小牵伸力使之与握持力相适应。如当所纺纤维细长、粗纱定量重、粗纱捻系数大、车间温湿度高时应加大罗拉握持距；反之，则减小罗拉握持距。

2.牵伸倍数 后区牵伸倍数与总牵伸倍数有关。当总牵伸倍数增大时，后区牵伸倍数宜适当放大。这是因为前区牵伸倍数超过一定范围时，增大前区牵伸对细纱条干的破坏性较增大后区牵伸的影响要严重得多，这时适当增加后区牵伸倍数对条干比较有利。细纱机的前区牵伸能力，可经过实际试验选定，然后根据总牵伸倍数来制订合适的后区牵伸倍数。

后区牵伸倍数还与产品的用途有关，如针织用纱为减少针织物上的阴影，对成纱的细节和条干均匀度的要求更高。为了在牵伸过程中防止纱条的局部分裂和减少细节，一般后区牵伸倍数控制在1.2倍以下。粗纱捻系数的配置则较大，一般在105～114范围内选用。

后区牵伸倍数还应与纤维性质、粗纱结构、环境温湿度、细纱机的后区加压、罗拉隔距等工艺参数配合适当，以罗拉握持力足以克服牵伸力为原则。

在不增加牵伸区的条件下，提高细纱机的总牵伸倍数有两种工艺路线：一是保持后区较小的牵伸倍数，充分发挥前区胶圈的牵伸能力，提高前区牵伸倍数；二是保持前区牵伸能力不变，增大后区牵伸倍数，使其达到2～4倍，达到提高总牵伸能力的目的。实践表明，当采取第二种工艺时（后区为简单罗拉牵伸装置），对喂入粗纱的质量要有充分保证，且要把后区罗拉隔距改小。但是目前生产上大多数采用第一种工艺，即保持后区较小的牵伸，主要提高前区牵伸倍数。因为后区牵伸倍数小，牵伸力虽较大，但牵伸力不匀率却较小，因此输出纱条不匀率也相应降低。但此时后区隔距须相应放大，以有利于提高粗纱捻系数来增强附加摩擦力界，有利于控制纤维运动降低成纱不匀率。后区牵伸倍数小，使喂入前区的纱条紧密度增加，有利于提高成纱条干均匀度。采用第一种工艺时，纺机织用纱的后区牵伸倍数可在1.25～1.50范围内选择，且因后罗拉上加压较重，足以克服较大的牵伸，故在需要时可不必避开临界牵伸值。纺针织用纱时，后区牵伸倍数可在1.02～1.15范围内选择，同时相应采用捻系数较大的粗纱和较大的后区隔距。后牵伸区的工艺可参考表2-53。

表2-53 后区牵伸工艺

3.粗纱捻系数 对于双胶圈牵伸的细纱牵伸装置，适当增加粗纱捻度有利于胶圈控制纤维的运动。因捻度较多的粗纱经后区牵伸后仍有部分捻度剩余，带有剩余捻度的须条在胶圈牵伸区由于上下胶圈的控制，须条不能在胶圈中翻转，而在牵伸时产生向心压力的作用，增强了须条的摩擦力界，有利于提高成纱均匀度和降低细纱断头。

（三）前牵伸区工艺

前牵伸区担负着细纱牵伸的主要任务，牵伸倍数较大。为适应高倍牵伸的需要，在该牵伸区应尽量改善对纤维运动的控制，力求使牵伸力和握持力相适应。前牵伸区工艺主要包括，前区罗拉中心距、胶圈钳口隔距、前中罗拉加压和前区集合器开口。前牵伸区工艺的选择应根据所纺纤维的长度、细度、喂入粗纱的质量情况、后牵伸倍数、成纱号数、产品质量要求以及前牵伸区对纤维的控制能力等方面来决定。

1.前区罗拉中心距 前区罗拉中心距等于胶圈架长度（包括销子最前端在内）加上胶圈钳口至前罗拉钳口之间的距离，通常根据纤维的品质长度来选择。胶圈架长度指上销前缘至小铁辊中心线间的距离。胶圈钳口至前罗拉钳口之间的距离又称浮游区长度，为方便计算，常以上销或下销前缘至前罗拉中心线间最小的距离表示。缩小浮游区长度有利于控制浮游纤维的运动，有利于成纱条干均匀度的改善，一般只要稍稍缩短1～3mm，条干均匀度即有显著提高，但浮游区长度受销子和胶圈架的结构、前区集合器的形式以及前罗拉和皮辊直径等的制约。可采用如下措施缩短浮游区长度：减小销子前缘的曲率半径，采用双短胶圈，选用软而薄的胶圈，减小销子钳口隔距。当纺制精梳棉纱或涤棉混纺纱时，由于纤维长度长，长度整齐度好，短纤维少，浮游区长度过小会引起牵伸力剧增，反而造成不良后果。不同的胶圈纺不同原料时，前区罗拉中心距和浮游区长度见表2-54。

表2-54 前牵伸区罗拉隔距的选择

2.胶圈钳口隔距 胶圈钳口有固定钳口和弹性钳口两种。固定钳口的上下销均为固定销，喂入须条定量发生变化时，

图2-3 曲面阶梯下销

1—下胶圈 2—下销

须条牵伸力的波动极大，已逐步被淘汰。现代棉纺细纱机一般采用下销位置固定，上销可弹性摆动的弹性钳口，弹性钳口借助上销上安装的片簧的作用使上销在一定范围内摆动。片簧使上销与下销保持紧贴，上销上的隔距块使上下胶圈销之间的最小隔距保持统一和准确。下胶圈销是八锭一根统销，断面为前端下凹的曲面阶梯形，如图2-3所示。这种销子的拱形弹性层与上销配合，较好地发挥了胶圈本身的弹性作用。弹性钳口可以适应喂入须条粗细和胶圈厚薄、弹性不匀的变化，使胶圈钳口的压力波动较小，有利于成纱条干均匀度的改善。胶圈钳口原始隔距应根据纺纱线密度、喂入定量、胶圈特性、纤维性能以及罗拉加压等条件而定，在条件许可的情况下，采用较小的上下销钳口隔距，有利于改善成纱质量。胶圈钳口原始隔距由隔距块的厚度决定。上下销钳口隔距的选择见表2-55。纺纱条件对上下销钳口隔距的影响见表2-56。

表2-55 胶圈钳口常用隔距范围

表2-56 纺纱条件对钳口隔距的影响

3.前中罗拉加压 为使牵伸顺利进行，罗拉钳口必须具有足够的握持力以克服牵伸力。如果钳口握持力小于牵伸力，则须条在罗拉钳口下就会打滑，轻则造成产品不匀，重则须条不能被牵伸拉细。生产上增大握持力常采用的措施是对罗拉进行加压。但是加压又不能太重，否则会引起胶辊的变形，罗拉弯曲、扭振，从而造成周期性纱条不匀，甚至会引起牵伸部分传动齿轮爆裂等现象。前中罗拉的加压范围见表2-57。

表2-57 前中牵伸罗拉加压

4.前区集合器开口 集合器的作用是收缩须条的宽度，减小加捻三角区及边纤维的散失，使须条在较紧密的状态下加捻，使成纱结构光滑，毛羽少，成纱强力提高，并可减少飞花和绕胶辊及绕罗拉现象。集合器的口径应根据纱线细度选用，选用不当会使纱疵增加、成纱条干不匀、毛羽和断头增加。前区集合器开口尺寸选用见表2-58。

表2-58 前区集合器开口尺寸

图2-4 V形牵伸

（四）V形牵伸工艺

V形牵伸是将普通三罗拉直线牵伸的后罗拉抬高（通常比前、中罗拉抬高12.5mm），并适当前移，且后胶辊沿后罗拉向后偏移约65°角度，使纱条在后罗拉上形成较大的包围弧，后区的牵伸变成曲线牵伸。当纱条脱离包围弧后，须条逐渐变窄，形如V字，如图2-4所示。因V形牵伸的后区成了曲线牵伸，改善了后牵伸区的摩擦力界对纤维的控制，同时V形须条喂入中罗拉钳口，加强了前区牵伸中纤维的后部摩擦力界，因此不仅可提高成纱的条干均匀度而且还可增大总牵伸倍数，适合总牵伸要求较高的细线密度纱使用。V形牵伸的牵伸倍数、罗拉中心距以及罗拉加压分别见表2-59～表2-61。

表2-59 V形牵伸的总牵伸倍数与后牵伸倍数

表2-60 V形牵伸的罗拉中心距

表2-61 V形牵伸的罗拉加压N/双锭

（五）加捻卷绕工艺

1.细纱捻系数的选择 细纱捻系数的选择详见本章第四节“工艺参数的选择”相关内容。

2.锭子速度 锭子速度直接关系细纱机的产量，但影响成纱的质量以及细纱断头率等。细纱机锭子速度的选择与纺纱线密度、纤维性能、钢领直径、钢领板升降动程、捻系数、细纱断头率等因素有关。一般纺制纯棉粗特纱时，锭速为10000～14000r/min；纺纯棉中特纱时锭速为14000～16000r/min；纺细特纱时锭速为14300～16500r/min；纺中长化学纤维时锭速为10000～13000r/min。

3.钢领与钢丝圈 钢领和钢丝圈是实现细纱加捻、卷绕的关键元件。钢丝圈以钢领内侧为跑道高速回转，两者之间的配合良好与否，便成为影响细纱机高速大卷装的主要问题。

（1）钢领与钢丝圈的选配。棉纺细纱机用钢领分为平面钢领和锥面钢领。平面钢领包括普通平面钢领和高速平面钢领。普通钢领（PG2型，边宽4mm），抗楔性能差，钢丝圈的速度较低。高速平面钢领（PG1/2，边宽2.6mm；PG1型，边宽3.2mm）的边宽较窄，颈壁较薄，内跑道较深，其抗楔性能好，又称抗楔钢领。平面钢领选配平面钢领用钢丝圈，锥面钢领选配锥面钢领用钢丝圈。钢领与钢丝圈的选配分别见表2-62和表2-63。

表2-62 常用平面钢领与钢丝圈的选配

表2-63 锥面钢领与钢丝圈的选配

（2）钢丝圈重量的选择。钢丝圈的重量以号数来区分，目前使用的钢丝圈的重量分为三个系列（G型系列、O型系列、GS型系列），不同型号的钢丝圈的重量标准不同，同系列内各种型号钢丝圈号数的重量标准则相同。钢丝圈号数应根据成纱线密度、锭子速度、钢领直径、成纱强力以及钢领状态等选择。

①纯棉纱钢丝圈号数。纺制纯棉纱时，钢丝圈号数的选择见表2-64。

表2-64 纯棉纱钢丝圈号数的选用范围

②化纤纱钢丝圈号数。涤纶纯纺纱钢丝圈号数应比同特纯棉纱重4～8号；涤棉混纺纱钢丝圈号数应比同特纯棉纱重2～3号；涤粘混纺纱钢丝圈应重3～4号；纯粘胶纺纱钢丝圈重1～3号；粘棉混纺纱钢丝圈重1～2号；腈纶纯纺纱钢丝圈重2号左右；中长化纤纱钢丝圈比同细度棉型化纤纱重2～3号，比纯棉纱重6～8号。

③钢丝圈轻重掌握要点。纺纱条件变化时钢丝圈的重量也要随着变化，以控制、稳定纺纱张力，减少细纱断头。棉纱越细，所用的钢丝圈愈轻。钢领直径大，锭子速度快，钢丝圈宜稍轻。原纱强力高，钢丝圈可加重。钢丝圈与钢领的摩擦系数小，钢丝圈宜稍重。总之，除了纺制富有弹性的棉纱外，一般选用稍重些的钢丝圈，以保持气圈的稳定。钢丝圈轻重的掌握要点见表2-65。

表2-65 钢丝圈轻重掌握要点