纱条加捻的图示和分析

传统的加捻概念是须条一端被握持、另一端绕自身轴线回转，从而形成了捻回，如图（ａ）所示。设须条近似圆柱体，如图（ｂ）所示，ＡＢ为加捻前基本平行于纱条轴线的纤维，当Ｏ端被握持，Ｏ′端绕轴线回转，纤维ＡＢ就形成螺旋线到ＡＢ′的位置，在Ｏ′截面上产生角位移θ，螺旋线ＡＢ′和纱轴线间的夹角β，称为捻回角。当θ＝３６０°，即须条本身轴线回转一周时，这段纱条上便获得一个捻回，如图（ｃ）的螺旋线ＡＢ″所示。可见捻回的获得是由于纱条各截面间产生角位移的结果。
% q- d, {- _1 F0 c* O) |

纱条加捻时外层纤维的变形

* \- G" e' w2 t! ]2 L
在近代纺纱技术中，出现了众多的新型纺纱技术。为了适应高速高产，它们所用的加捻机件和方法与传统的不同，并且各具特点，如转杯加捻、涡流加捻、搓捻、假捻，甚至使长丝束产生交缠、网络等，因此，随着纺纱实践的发展，需对加捻的实质给以广泛的定义，即凡是在纺纱过程中，纱条（须条、纱线、丝）绕其轴线加以扭动、搓动、缠绕、交结，使纱条获得捻回、包缠、交缠、网
络等都称为加捻。但传统或者是广义的加捻，其实质均是通过使纱条中各纤维相互紧密结合而提高纱的强力，可用如下的力学分析来简要说明。
取纱条中一小段纤维ｌ作分析。如图所示，设Ф为ｌ对纱条的包围角，当纱条受轴向拉伸时，如不计ｌ段产生的摩擦力，则ｌ两端存在张力ｔ。令ｑ为两端张力ｔ在纱条ｌ中央法线方向的投影之和，即：
ｑ＝２ｔｓｉｎФ/２
式中：ｑ———纤维ｌ对纱条的向心压力。
# v3 ?1 u3 k! ]% z( S" Q& S当Ф很小时，ｓｉｎФ/?２＝Ф/?２，则：
ｑ＝ｔФ      

  `, X; t" |1 W: N" C# h

         ?
1 i- k9 a/ D: A2 f0 i

外层纤维对纱心的压力分解

由上式可知，当ｌ对纱条存在包围角时，纤维对纱条便有向心压力，包围角越大，向心压力越大。由于向心压力的存在，使外层纤维向内层挤压，增加了纱条的紧密度和纤维间的摩擦力，从而改变了纱条的结构形态及其力学性能，这就是真捻成纱的实质。向心压力ｑ反映了加捻程度的大小。在图中，ｒ为纱条半径，β为捻回角，ρ为螺旋线的曲率半径，可以推导出向心压力与捻回角的关系为：
5 S! Y; p; E% L  j" Z  tｑ＝ｔθｓｉｎβ
式中：ｔ，θ———常量。
由于０＜β＜π２，故ｑ与β成正比。可见，捻回角的大小能够代表纱线加捻程度的大小，且它对成纱的结构形态和物理机械性质起着重要的作用。