加捻的目的与要求.pdf

第九章 加捻第九章 加捻第一节 加捻的目的与要求第一节 加捻的目的与要求一、加捻对象一、加捻对象松散纤维须条或纤维集合体松散纤维须条或纤维集合体纱。纱。单纱、单丝的集合体单纱、单丝的集合体线、缆绳。线、缆绳。二、目的二、目的1、使纤维须条成纱或使纱捻合成股线。、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。、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、加捻要求二、加捻要求1、获得较好的强力、伸长、光泽、手感等。、获得较好的强力、伸长、光泽、手感等。2、结构形态多样化。、结构形态多样化。3、提高加捻效率。、提高加捻效率。不同的加捻方法（原理）导致成纱结构、特性及不同的加捻方法（原理）导致成纱结构、特性及劳动生产率的不同。劳动生产率的不同。第二节 真捻加捻原理第二节 真捻加捻原理一、加捻一、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。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：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。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。=360时，即须条绕本身轴线回转一周，获得一个捻回。是捻回角。=360时，即须条绕本身轴线回转一周，获得一个捻回。是捻回角。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。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,sinPq三、真捻的度量三、真捻的度量1、捻度1、捻度单位长度纱线在截面上相对回转的角度位移。单位长度纱线在截面上相对回转的角度位移。号数制捻度：号数制捻度：Tt=10cm长须条上的捻回数，=10cm长须条上的捻回数，英制捻度：英制捻度：Te=每寸长度须条上的捻回数，=每寸长度须条上的捻回数，公制捻度：公制捻度：Tm=1米长须条上的捻回数。=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。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。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。102102ttrTtg,Th,hrtg=Q可见，与纱条半径r和捻度Tt均有关。2、捻系数2、捻系数捻回角 反映纱条加捻后纤维的倾斜程度。但其使用不方便，故用捻系数来表示。捻回角 反映纱条加捻后纤维的倾斜程度。但其使用不方便，故用捻系数来表示。与捻回角 的关系可推导如下：与捻回角 的关系可推导如下：LrGLGNrTtgThhrdzrdtgttt21001000102102=英制公制同理特数（号数）制即捻系数定义为：代入得：则eeetmmtttNTNTNTtgNttgTtNtr=210121010775（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。截面中任意一点捻幅Px为：（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。截面中任意一点捻幅Px为：01100002PhBAtgTrTrrhrP=0000rrPPrPrPxxxx=（四）捻度矢量（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根据加捻时纱条扭曲的方向，纱条上的捻度可分为“S S”捻和捻和“Z Z”捻。捻。四、真捻的形成过程（加捻过程及捻度获得）四、真捻的形成过程（加捻过程及捻度获得）(一一)加捻区及其捻度加捻区及其捻度1、加捻区（、加捻区（1）静态：加捻器）静态：加捻器B相对握持点相对握持点A转动的角位移转动的角位移L=t，加捻程度，加捻程度BC区得到同样相反捻度。区得到同样相反捻度。LtLdzdTrLz=（2）动态时：经过）动态时：经过t时间，时间，AB区区L段纱条捻度为段纱条捻度为T在在t+dt时间，将有时间，将有vdt长度的须条输入长度的须条输入AB加捻区，加捻区，AB区区L段纱条捻度增加段纱条捻度增加dT，同时有，同时有vdt纱条长度带着纱条长度带着T+dT捻度离开捻度离开AB区而进入区而进入BC区。区。(二二)瞬时捻度及稳定捻度定理瞬时捻度及稳定捻度定理加捻器对加捻器对AB加捻区在加捻区在dt时间内增加的捻回应等于加捻器加入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区上的捻回扣除同时从B点带走的捻回。点带走的捻回。积分得积分得T=n(1-e-vt/L)/v加捻区的瞬时捻度。当时间加捻区的瞬时捻度。当时间t时，时，AB区的捻度为区的捻度为T=n/v。vTndTLdtvdTdtvTdtndtdTL)dTT(vdtndtdTL=+=稳定捻度定理：当捻度达到稳定时，加捻器连续回转所加给稳定捻度定理：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区段的捻回数等于同时间从AB区段带走的捻回数。区段带走的捻回数。n-Tv=0 若从若从A点喂入的纱条有点喂入的纱条有T0捻度。捻度。VnTTv)e(nTTLvt+=+=001五、真捻的获得1、非自由端加捻最终纱条上没有捻度的情况（如右上图）。获得真捻的情况（右下图）AB区：五、真捻的获得1、非自由端加捻最终纱条上没有捻度的情况（如右上图）。获得真捻的情况（右下图）AB区：n-vT1=0，T1=n/v。BC区：区：vT1-vT2=0，T2=T1=n/v。获得真捻，捻度为n/v。获得真捻，捻度为n/v。2、自由端加捻2、自由端加捻nTTv12六、捻回的传递、捻陷、阻捻捻回的传递、捻陷、阻捻（一）捻回的传递与分布（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：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。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。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。阻止传递的方法有：浸湿、热定型、附加摩擦力界。加捻区内有摩擦件C使AC和BC段的张力S加捻区内有摩擦件C使AC和BC段的张力S1 1和S和S2 2不同，根据欧拉公式，有：不同，根据欧拉公式，有：SeS=12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（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1。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1。vnTTvnT%TT=21221100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（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。捻度增多的现象。但对产品捻度无影响。-阻捻系数,1。-阻捻系数,1。根据捻度稳定定理：BC段：根据捻度稳定定理：BC段：n-T2v=0，T2=n/v。AC段：段：T2v-T1v=0n-T1v=0 T1=n/v七、真捻的加捻结构七、真捻的加捻结构1、实捻、实捻加捻须条基本上是呈圆柱体形。如长丝、股线等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。单丝呈圆柱螺旋线。2、卷捻、卷捻向心压力向心压力Tisin i，边缘纤维，边缘纤维i大，大，Tisin i大，中心纤维大，中心纤维i0，Tisin i0，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。，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。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、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。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。、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、搓捻纱条作圆周滚动，如自捻纺、毛纺搓捻粗纱等。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：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；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。第三节 假捻加捻原理第三节 假捻加捻原理一、假捻的形成过程一、假捻的形成过程（一）静态假捻过程（一）静态假捻过程AB与与BC段捻回数量相等，方向相反。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（二）纱条沿轴向运动时的假捻过程1、二个加捻区经、二个加捻区经dt后，后，T2T2+dT2)(212112tLVtLVeeLLLVnT=v)e(nTLvt111=22222222111LneLvTdtdT)dTT(vdtv)e(vdtnndtLdTLvtLvt=+=当t，T当t，T2 2=0。=0。应用稳定捻度定理：应用稳定捻度定理：AB段：n-vTAB段：n-vT1 1=0 T=0 T1 1=n/v=n/vBC段：n-vTBC段：n-vT1 1vTvT2 2=0 T=0 T2 2=0=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。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。2、多个加捻区系统AB段:n2、多个加捻区系统AB段:nb b-T-T1 1V=0 TV=0 T1 1=n=nb b/vBC段：n/vBC段：nc c-n-nb b+T+T1 1v-Tv-T2 2v=0 Tv=0 T2 2=n=nc c/vCD段：vT/vCD段：vT2 2-n-nc c-vT-vT3 3=0 T=0 T3 3=0=03、假捻结论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。（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（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。二、假捻效应二、假捻效应假捻的作用假捻的作用（1）使AB段（局部）的纱条有捻度，防止意外牵伸，减少断头。（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。（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-T例：粗纱锭管顶孔B点。使纱条附加转动。N-TABABv=0Tv=0TABAB=n/v故在此产生n/v假捻，增强了上端纱段的强度。=n/v故在此产生n/v假捻，增强了上端纱段的强度。vnvnTAB+=1第四节真捻及其应用第四节真捻及其应用一、非自由端真捻成纱一、非自由端真捻成纱(一)翼锭加捻(一)翼锭加捻1、粗纱机加捻1、粗纱机加捻2、粗纱加捻区捻度分布BC段：AB段：,由于B点的摩擦阻力CD段(空心臂段)：DE段(压掌上)：管纱段：2、粗纱加捻区捻度分布BC段：AB段：,由于B点的摩擦阻力CD段(空心臂段)：DE段(压掌上)：管纱段：110vnTvTnBCBC=vnTAB=2210vnTvTnvTnCDCDBC=+3320vnTvTvTDEDECD=vnTTvvTDE=033、假捻的应用故捻度能从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)。3、假捻的应用故捻度能从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)。vnTvTNABAB=0vnvnTAB+=14、粗纱捻系数的选择4、粗纱捻系数的选择（1）加捻目的（1）加捻目的承受加工过程中的张力承受加工过程中的张力细纱牵伸过程中的附加摩擦力界细纱牵伸过程中的附加摩擦力界（2）捻系数选择的因素（2）捻系数选择的因素纤维长度、细度：在粗纱细度一定时，纤维长、细度细，捻系数小些。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。粗纱细度：在纤维长、细度一定时，粗纱细度粗，捻系数小些。粗纱细度：在纤维长、细度一定时，粗纱细度粗，捻系数小些。附加摩擦力界：捻系数大，附加摩擦力界强，但要防止牵伸不开。附加摩擦力界：捻系数大，附加摩擦力界强，但要防止牵伸不开。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：AB段：纺纱段：CD段：卷绕段：卷装上纱条捻度除上式捻度外，还存在nBC段：气圈段：AB段：纺纱段：CD段：卷绕段：卷装上纱条捻度除上式捻度外，还存在nw w/v/vR R捻势，在退绕时，纱条上实际捻度为：捻势，在退绕时，纱条上实际捻度为：22RtBCRBCtVnTVTn=22RtABVnT=RtCDRCDRBCVnTVTVT=02VnVnVnTsRwRt=+=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T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TwPP0 0时，即时，即10.707 0股线强力和弹性较好，又具有一定的光泽、手感。股线强力和弹性较好，又具有一定的光泽、手感。(4)股线捻幅为单纱捻幅3倍P(4)股线捻幅为单纱捻幅3倍P1 1=3P=3P0 0时，有：时，有：1 1=2.127=2.1270 0，只有较特殊的线采用这种捻系数。，只有较特殊的线采用这种捻系数。双股线同向加捻综合捻幅内外层纤维的捻幅差异很大，外层纤维捻幅增加，股线的手感较为坚实。双股线同向加捻综合捻幅内外层纤维的捻幅差异很大，外层纤维捻幅增加，股线的手感较为坚实。001022Pr)PP(RPx+=(3)股线捻向对股线性质的影响(3)股线捻向对股线性质的影响强力强力伸长及弹性伸长及弹性光泽、手感、耐磨A、光泽：外层纤维与轴向平行光泽好。B、手感：外层捻幅低，手感柔软。C、耐磨：捻幅分布均匀，抗磨性强。光泽、手感、耐磨A、光泽：外层纤维与轴向平行光泽好。B、手感：外层捻幅低，手感柔软。C、耐磨：捻幅分布均匀，抗磨性强。D、捻伸、捻缩与加捻的关系D、捻伸、捻缩与加捻的关系（三）倍捻（三）倍捻锭子一转对纱线加上两个捻回。锭子一转对纱线加上两个捻回。原理：加捻器转一转在原理：加捻器转一转在AC与与BC段上各自都获得一个相同捻向的捻回。纱线输出过程中段上各自都获得一个相同捻向的捻回。纱线输出过程中AC段上的捻回在运动到段上的捻回在运动到BC段时，就成为两个捻。段时，就成为两个捻。