细纱螺旋平行组合式牵伸的试验与探讨

摘要：探讨细纱螺旋平行组合牵伸形式的技术性能和成纱质量。分析了现行细纱牵伸形式在后区牵伸控制和前区粗纱剩余捻回的利用方面存在不足，提出了在牵伸后区利用双粗纱螺旋扭转的方式，使须条获得附加扭矩，增强牵伸区对纤维运动的控制，从而进一步改善成纱条干的一种新的牵伸形式——细纱螺旋平行组合牵伸。实施了牵伸改造并进行了纺纱质量对比试验。结果使cJ 14．8 tex纱在一般原料条件下，条干质量明显优于uster2007公报5％水平。指出，这项改造简单易行，实施中应注意加强分隔棒、前区双眼集棉器的清洁，解决好在使用分隔棒时穿头操作较难的问题。1 对现行细纱牵伸形式存在不足的分析牵伸理论的基本点是，通过摩擦力界的作用，对纤维运动实施有效的控制，在靠近前钳口的理想位置上，使作用在单纤维上的引导力大于控制力，以获得稳定而相对集中的纤维变速点分布，减少牵伸附加不匀。在实际牵伸中，当引导力一定时，变速点的位置取决于控制力的大小，而影响控制力的因素有两个方面：其一，外部作用于须条上的压力，如握持钳口压力、压力棒施加的附加压力、上下销弹性钳口形成的弹性力等；其二，由牵伸须条自身结构而形成的联系力，如粗纱捻回所形成的扭矩作用、弯钩、未伸直纤维缠结作用等。这两种力共同构成了牵伸过程的摩擦力界的分布。一般情况下，外部施加的压力较为稳定，可通过罗拉加压、罗拉隔距、钳口隔距来调节；而须条自身结构所形成的联系力则具有较大的波动性，须条中纤维的长度分布、纤维的伸直平行度、弯钩纤维的数量形态、剩余捻回的多少都影响到此力的大小和变化，同时直接影响到变速点位置的波动。要获得理想而稳定的纤维变速点位置，后者是一个不可忽视的关键因素。在目前的牵伸型式中，无论是平面牵伸、V型牵伸，还是压力棒牵伸，其须条的自身结构都是一致的，赛络纺尽管是双须条平行牵伸，但在整个牵伸过程中，每根须条的牵伸是独立的，就须条自身结构而言，与前述几种牵伸形式没有质的区别。这几种牵伸形式在须条自身结构方面主要利用的是粗纱自身的捻回作用，尤其是后区简单牵伸。另一方面，在后区牵伸的解捻作用下，进人前区的剩余捻回同样依赖于粗纱自身的捻回，但由于粗纱自身捻回的增加是有限的，受到生产效率、牵伸力控制等的限制，利用粗纱自身剩余捻回的作用来改善对纤维运动控制的作用是有限的，因此，现有牵伸工艺方式均存在一定的不足之处，使成纱质量的改善受到一定的限制。2 螺旋平行组合式牵伸形式的结构原理2．1螺旋平行组合式牵伸形式的结构螺旋平行组合式牵伸结构如图1所示．定量较轻的两根粗纱平行喂入牵伸区，进入后牵伸区后，两根须条呈螺旋状扭曲缠绕牵伸，并经分隔棒分隔后平行进入牵伸前区。经前区平行高倍牵伸后，两根须条在前罗拉钳口处呈三角状加捻成纱。双粗纱在后区螺旋扭转时要顺粗纱捻回的方向进行，否则将减弱粗纱捻回的作用。具体扭转的圈数可根据品种、粗纱定量、粗纱捻系数而定，一般在两圈左右；分隔棒的使用可视毛羽情况而定。加上分隔棒可使两根粗纱加捻三角形的宽度增大，获得赛络纺并合加捻毛羽少的特点。2．2螺旋平行组合式牵伸形式的作用原理2．2．1  改善须条总体结构螺旋平行组合式牵伸可改善牵伸须条的总体结构，有利于对后区牵伸运动的控制。牵伸控制的基本原则就是控制纤维的变速运动。理想牵伸的纤维变速点应分布在同一平面上，但实际牵伸过程中，喂入须条是不均匀的，须条自身结构中纤维长度不等，且纤维不完全伸直平行，须条经牵伸后，纤维头端并不在同一位置变速，而是产生了一定的移距偏差，使须条经牵伸后产生附加不匀。附加不匀的程度与移距偏差分布的范围和稳定性直接相关。因此，把握好控制力与引导力的平衡，从而控制好纤维变速点的位置，减小移距偏差，使纤维变速点位置尽可能分布在一个较窄的范围内，是获得相对均匀纱线的基础。对纤维变速点的控制主要取决于牵伸区中摩擦力界的大小、范围和前后摩擦力界的配合，而摩擦力界的大小和范围，除了取决于外部所加压力和所用专件性能外，还取决于须条自身结构所形成的纤维间的联系力，后者不仅对摩擦力界的大小和范围产生一定的影响，而且是影响其稳定性的主要因素之一。在现有牵伸工艺中，须条自身的结构主要受粗纱自身捻回的影响，尤其是细纱后区简单牵伸。摩擦力界的分布除了受钳口握持的纤维量、罗拉加压大小的影响外，主要依靠粗纱自身捻回的作用。在牵伸的作用下，粗纱捻回向中钳口重新分布，由于粗纱捻回产生的扭矩作用，纤维间产生一定的联系力，可维持控制力与引导力在较理想的位置上达到平衡，使浮游纤维的变速受到一定的控制，从而改善简单牵伸中对纤维运动的控制能力。但是，现有单须条牵伸中，粗纱自身捻回的作用是有限的，受到牵伸力控制等的限制，要改善对浮游纤维的控制能力，使浮游纤维的变速点尽可能向前钳口集中，且变速点的范围尽可能稳定、窄小，减少牵伸附加不匀率，只有进一步提高须条中纤维间的联系力的作用，在每根须条总牵伸力不失控的前提下，尽可能提高和稳定纤维间的控制力。螺旋平行组合式牵伸技术就是在牵伸后区将两根须条顺粗纱捻回的方向进行螺旋扭转，在原有粗纱自身捻回的基础上，附加另一扭矩的作用，进一步提高了须条的紧密度，增强了须条中纤维间的抱合力，使摩擦力界的强度增加，长度进一步拓展，有利于控制力与引导力平衡位置的稳定前移，使纤维变速点进一步向前钳口集中，从而可获得更好的后区牵伸效果。2．2．2提高前区牵伸效果螺旋平行组合式牵伸可以充分利用粗纱剩余捻回的作用，提高前区的牵伸效果。须条进入前区后，在中钳口握持作用下，须条的扭转受到控制，恢复到双须条平行状态。由于后区牵伸中螺旋扭转所产生的附加扭矩的作用，阻缓和减弱了粗纱捻回的解捻程度，能够让更多的剩余捻回进入前区，这些剩余捻回使前区纱条的紧密度提高，进一步改善了前区摩擦力界分布的形态，为两根须条在前区分别承担较高的牵伸提供了更有利的控制条件，加之后区牵伸效果的提高，牵伸附加不匀的减少，最终达到改善成纱条干的目的。2．2．3  改善钳口的握持性能胶辊和罗拉组成的钳口对须条进行握持控制，就单须条牵伸而言，对须条的握持作用集中于一个区域，且握持量大，尤其是后罗拉握持点；而双须条牵伸，两根须条分别由握持钳口的不同区域来承担，且每个握持点的握持量小(粗纱定量小于单须条牵伸)，这样更有利于钳口握持力的稳定可靠。尽管双须条牵伸胶辊与罗拉间的摩擦面积略有减少，但选用相对高弹低硬度的胶辊可有效地减少胶辊与罗拉间的相对滑移，保证其运行的同步性，达到改善成纱均匀度的目的。2．2．4减少成纱毛羽螺旋平行组合式牵伸形式采用分隔装置和前区双眼集棉器可减少成纱毛羽。由于采用双须条牵伸，在前罗拉钳口处须条的宽度增大，对减少毛羽不利。因此，在后区牵伸中，粗纱须条螺旋扭转后由后分隔棒进行分隔，双须条经后分隔棒分隔后，增加了两根须条在前区平行牵伸时的间距，使须条离开前钳口进人加捻区时保持一定的间距，加捻时，在加捻扭矩和自身扭矩的作用下获得较为光洁的纱体，减少成纱毛羽。但增加分隔棒后，因分隔棒对后区螺旋牵伸的效果有一定的影响，会使纤维变速点的位置强行发生改变，其成纱效果较不加分隔棒时差。但相对于普通单须条牵伸，由于对进入前区的剩余捻回影响不大，在一定程度上仍可改善成纱条干。为了在提高成纱均匀度的同时减少成纱毛羽，在前区还设计了双眼集棉器，使用双眼集棉器，一方面可通过集棉器的集束作用减少毛羽，另一方面可保证两根须条进入加捻区时的间距，其间距应在3 mm左右，以获得赛络纺的效果。分隔棒可根据用户对质量的要求选择使用，分隔棒和双眼集棉器可同时使用，也可分别使用。但要注意的是，当前区采用双眼集棉器时，后分隔棒的直径要减小，以减弱对牵伸效果的影响。3  螺旋平行组合式牵伸的纺纱效果纺纱原料：经HVI检验，上半部平均长度29．68 mm，纺纱一致性系数142.55，马克隆值4．14，成熟度指数0．85，棉结229．26粒／g，整齐度指数83．16％，杂质16．07粒／g，，短纤维指数8．46％，断裂比强度30．45 cN／tex，原料各项质量参数基本处于Uster2007公报50％水平，配棉质量处于一般水平。纺纱工艺流程：BOA2300型抓棉机——SP．MF型多功能分离器——MCM型多仓混棉机——CL—C3型开清棉机——TC03型梳棉机——HLl00型条并卷联合机——VC5A型精梳机——D35c型并条机——F1416型粗纱机—一FA506型细纱机—一N021C型络筒机(附乌斯特电容式清纱器)纺纱品种cJ 14．8 tex，粗纱定量4 g／10 m，粗纱捻系数113，细纱罗拉隔距18 mm×31．5 mm，后区牵伸1．175倍，压力棒隔距块规格2．5 mm。同锭同粗纱采样，几种不同牵伸型式成纱质量测试数据及与Uster2007公报5％水平对比见表1。由表1对比测试数据可以看出：采用螺旋平行组合式牵伸可明显改善成纱质量，在配棉水平一般的情况下，其成纱质量水平均明显优于Uster2007公报5％水平；在螺旋平行组合式牵伸中加分隔棒成纱质量较不加分隔棒有所下降，但除棉结稍高外，其他指标可达Uster2007公报5％水平；螺旋平行组合式牵伸，其成纱毛羽指数不如双根平行牵伸，相比较而言，不加分隔棒时毛羽指数最高。采用螺旋平行组合式牵伸工艺进行批量生产，筒纱抽样检验和自动络筒uster电清参数检验结果见表2。从表2可以看出：采用螺旋平行组合式牵伸工艺，成纱质量明显优于单根牵伸工艺的水平。4 结束语螺旋平行组合式牵伸是一种新型牵伸形式，其基本原理是在牵伸后区利用双粗纱螺旋扭转的方式，使须条获得附加扭矩，增强牵伸区对纤维运动的控制，从而达到进一步改善成纱条干的目的。通过适当选用分隔棒和前区双眼集棉器，可进一步降低成纱毛羽。试验证明：螺旋平行组合式牵伸形式可显著提高成纱质量，在配棉质量水平一般的情况下，CJ 14．8 tex的成纱条干质量显著优于uster2007公报5％水平。螺旋平行组合式牵伸改造简单易行，利用现有细纱设备，对粗纱架部分按赛络纺的要求进行适当改造即可实现。实施中应注意加强分隔棒、前区双眼集棉器的清洁，解决好在使用分隔棒时穿头操作较难的问题。(南京新一棉纺织印染有限公司 季晓欣)