纺织技术 | 细纱牵伸工艺对纱线质量的影响探讨（上）

在纺纱工艺中，细纱工序是纺纱的最后一道工序，在细纱机上通过采用合适的牵伸工艺来加强和改善牵伸过程中对纤维的有效控制，可有效降低纺纱过程中产生的附加不匀，对提高成纱质量有者相当重要的作用。

在棉纺行业，有一句俗话“设备是基础，工艺是核心，操作是保障”，这句话在强调设备、操作重要性的基础上突出了工艺在纺纱过程中的核心地位。工艺是整个纺纱过程的核心，没有先进、适合的纺纱工艺，就无法充分发挥设备的性能，也无法生产出高质量的产品。

一、细纱机牵伸原理

牵伸是将须条抽长拉细的过程，其牵伸的实质是使纤维沿轴向做相对运动，其目的是使抽长拉细的须条牵伸到规定的粗细。

在传统纺纱中细纱牵伸是利用表面速度不同且有一定隔距的三列罗拉来实现的。实现牵伸须具备以下条件：

（1）须条上必须有积极握持的两点，且两握持点之间有一定的距离（隔距）。

（2）积极握持的两点必须有相对运动，输出端的线速度必须大于喂入端的线速度。

（3）握持点上应具有一定的握持力。

而要想纺出满足客户要求的高质量纱线，在纺纱过程中要求牵伸力必须满足如下两个极限条件：

（4）牵伸力的上限不能接近或超过正常加压罗拉的握持力。

（5）牵伸力的下限应能使牵伸区中须条最松散部分的纤维保持一定张力。

这是纺纱过程中牵伸力必须满足的两个充分条件，过大过小都会对纱线质量造成不良影响，因此在设定纺纱工艺时应根据纱线质量情况合理调整纺纱工艺参数，最大限度的保证上述两个条件成立，保证成纱质量稳定。

二、细纱牵伸工艺

细纱牵伸工艺是纺织生产中的一个重要环节，它直接影响到纱线的质量和生产效率。

2.1 总牵伸倍数

在保证和提高纱线质量的前提下，提高细纱机的牵伸倍数，在经济上可获得较大的效益。总牵伸倍数的大小首先取决于细纱机的机械工艺性能，另外细纱牵伸倍数的选择还应考虑多个因素，包括粗纱定量、纤维伸直平行度、粗纱捻系数、纺纱工艺及细纱线密度等。目前纺织界普遍推广使用的粗纱大定量、细纱大牵伸是对牵伸工艺的有益尝试，并且取得了不错的效果。

2.2 车速

细纱机车速是影响纱线产质量的一个重要工艺参数。细纱机车速高，纤维在牵伸区内的运行速度加快，纤维变速稳定性受到影响，容易造成粗细节，影响纱线质量；但在保证不增加断头的情况下，可显著提高细纱产量，因此细纱机车速的确定应综合考虑纱线的产质量因素，做到二者平衡。

2.3 前区牵伸工艺

细纱牵伸装置的前区一般由弹簧摆动上销和固定曲面下销及一对长短皮圈组合而成，形成弹性钳口牵伸，其工艺配置、牵伸能力与纺出细纱的质量关系密切。

细纱前区牵伸工艺一般采取紧隔距、小钳口、强控制、重加压原则，通过加强对浮游区内短纤维的控制，减小纤维变速点不同形成的移距偏差，使纤维变速点尽量靠近前钳口，稳定并提高纱线质量。

2.3.1 浮游区长度

浮游区(又称自由区)长度是指皮圈钳口至前罗拉钳口间的距离，通常以上销或下销前缘至前罗拉中心线间最小的距离表示。长短皮圈组成的弹性钳口浮游区长度一般可控制在12mm左右。

浮游区长度涉及细纱前区罗拉握持距（隔距）、摇架洋元隔距（前皮辊前冲距离）、中上罗拉后移距离及上销前缘的曲率半径、上销钳口大小、胶圈厚度等因素，应根据设备状态、原料性质、纱线质量要求及纱线生产状况综合考虑，慎重选择。

2.3.2 合理的摩擦力界

牵伸区中纤维在压力和抱合力的作用下，纤维之间、纤维与牵伸部件之间产生的摩擦力所作用的空间称为摩擦力界。摩擦力界中各点摩擦力强度的分布称为摩擦力界分布。与罗拉钳口平行的截面上的分布称为摩擦力界横向分布，垂直方向上的分布为纵向分布。实际牵伸中摩擦力界的分布主要与罗拉（皮辊）直径、材质，加压大小，须条厚度和内部结构有关。摩擦力界布置应该使其既能满足作用于个别纤维上的力的要求，同时又能满足作用于整个牵伸须条上的力的要求，以达到控制和稳定成纱质量的目的。

在细纱机三罗拉牵伸系统中，细纱后区是简单的罗拉牵伸，罗拉钳口处的摩擦力界呈现罗拉钳口处强、牵伸区中部弱的特点，因此对牵伸区中部浮游纤维运动控制较弱，导致纱线条干恶化。细纱后区摩擦力界分布如图一所示：

图1 细纱后区摩擦力界分布图

细纱前区由长短双胶圈组成的弹性钳口具有较强的中部摩擦力界，可有效控制牵伸区内的纤维运动。细纱前区摩擦力界分布如图二所示：

图2 细纱前区摩擦力界分布图

在牵伸型式一定的条件下，摩擦力界分布特点已基本固定，但适当地调节牵伸罗拉隔距、适当前移或后移皮辊，可改变摩擦力界的分布，改善对纤维的控制状态，达到提高纱线质量的目的。

2.3.3 摩擦力界强度

摩擦力界强度是指摩擦力场强度分布，它是摩擦力在空间中的分布情况。在纺纱过程中，摩擦力界强度的大小和分布对于纤维的运动控制、纱线的质量和生产过程的稳定性有着重要的影响。

在细纱三罗拉牵伸区中，牵伸前区是主牵伸区，由于布置了长短胶圈弹性钳口，可有效地促使纤维变速点适当地向前钳口集中，并使变速点分布尽可能稳定， 将减少须条不匀率的产生，提高成纱质量。细纱前区摩擦力界强度分布如图三所示：

图3 细纱前区摩擦力界强度分布图

细纱牵伸后区是简单罗拉牵伸，其牵伸区中部的摩擦力界强度随罗拉隔距的增加而减弱，中部摩擦力界强度完全取决于纱条本身结构及粗细等，因此牵伸后区中部摩擦力界较弱，浮游纤维运动不稳定 ，导致纱线条干恶化。

细纱后区牵伸是细纱总牵伸的一个组成部分，后区牵伸的主要作用是为前区牵伸作准备，使喂人前区的纱条具有良好结构和一定的紧密度，使之与前区摩擦力界相配合 而形成稳定的前区摩擦力界分布，以充分发挥胶圈钳口控制纤维的作用，达到减少粗细节，提高成纱条干均匀度的目的。只有二者相互配合才能发挥细纱牵伸的作用，纺出高质量的纱线。

2.3.4 罗拉加压

罗拉加压的作用是使罗拉钳口产生足够的握持力,保证对须条握持良好，使牵伸能够正常进行。罗拉加压是一项重要的牵伸工艺参数,其配置的合理与否对牵伸能否正常进行及成纱质量好坏都有重要影响。

细纱机罗拉加压与胶辊直径、罗拉速度、罗拉握持距、钳口大小、牵伸倍数、粗纱定量、所纺纤维性质及器材消耗、耗电等因素有关，应根据本身实际情况综合考虑。

2.3.5 上销钳口

细纱上销钳口（隔距块）是细纱牵伸工艺弹性钳口重要工艺之一，隔距块的尺寸规格对纤维运动影响很大，会直接影响牵伸力的强弱，进而影响成纱质量。上销钳口的大小与纱线支数、上销型式及纱线质量要求有关，应该根据具体的纺纱工艺和纤维特性来确定，以确保纤维的运动得到有效控制。

2.4 后区牵伸工艺

后区牵伸的主要作用是为前区牵伸做准备，以充分发挥皮圈钳口控制纤维运动的作用，达到既能提高前区牵伸，又能保证纱线质量的目的。

2.4.1 中后罗拉握持距（隔距）

中后罗拉握持距是指中后罗拉钳口之间的距离，它与中后罗拉隔距、喂入粗纱定量、纤维长度、粗纱捻系数等因素有关。握持距的大小与牵伸力有密切的关系，在生产中一般所用的纤维细而长，喂入粗纱定量重，粗纱捻系数大，车间湿度高，罗拉握持距应偏大掌握，以减小牵伸力，使它与握持力相适应：反之则偏小掌握。

2.4.2 后区牵伸倍数

后区牵伸倍数与前区牵伸倍数有着密切的关系。提高前区牵伸能力主要是合理配置皮圈工作区的摩擦力界，使之有效地控制纤维运动，提高成纱条干均匀度。但是仅有前区摩擦力界的合理布置，而喂入纱条的结构不均匀、纤维之间没有足够的联系力还不能充分发挥前区皮圈的牵伸作用。而后区牵伸的作用主要使喂入前区的纱条结构均匀和具有一定的紧密度，使之与前区摩擦力界相配合而形成稳定的前区摩擦力界分布，可以充分发挥皮圈控制纤维的作用，从而减少粗、细节，提高成纱条干均匀度。

2.4.3 粗纱捻系数

粗纱捻系数是影响粗纱纤维排列结构的重要工艺参数之一，如适宜的粗纱捻系数可以有效提高纤维间的抱合力，不仅能减少粗纱的意外伸长，同时也可以稳定细纱牵伸过程中的牵伸力，并能有效防止边纤维的扩散。在简单的罗拉后区牵伸中，适当提高粗纱捻系数，使附加摩擦力界强度增加，相应加强了牵伸区中段的摩擦力界，使浮游纤维变速点前移而趋于稳定；同时使喂人前区的纱条具有良好结构和一定的紧密度，使之与前区摩擦力界相配合 而形成稳定的前区摩擦力界分布，以充分发挥胶圈钳口控制纤维的作用 ，提高成纱质量。

粗纱捻系数的选择需结合喂入粗纱定量，后区牵伸倍数，中、后罗拉隔距及罗拉加压，温湿度等因素综合确定。

（未完待续）

来源：张洪军、陈玉娟 山东德棉新材料科技有限公司

编辑： 中国纱线网，转载请注明出处

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