筒子筒纱卷绕密度测试方法和试验

一、试验目的与意义
（１）测试圆锥形筒子和圆柱形筒子的卷绕密度。
（２）筒子的卷绕密度直接影响到筒子的卷装容量。
/ b# {2 A8 K1 j. n8 |（３）筒子的卷绕密度间接反映络纱张力的高低。
（４）对于染色用的筒子，卷绕密度影响染液的渗透，从而影响上染的均匀性。
二、试验周期与取样
9 I# J$ y! ]' D& i5 K+ C' _各品种每季度至少测一次，翻改品种时必须试验，取样时随机取筒子的数量不少于５只。
4 Z# Z/ R9 b' j# H三、试验仪器与用具
钢板尺、天平（量程必须大于筒子的最大重量）。
- U, s! Y; y, F0 C4 r% k

四、试验方法与计算
1.圆锥形筒子的测试
（1）测量。用钢板尺测试筒子的各项数据，并用天平称出筒子的重量。
# |  W0 x7 T$ t8 x+ ?0 l) v（2）计算。根据下述公式计算筒子的卷绕体积和卷绕密度。
2 _" s; \( {. |4 O! C2 V# c

4 C# F: E0 `6 D2 s& M; FV＝π/12(D<sup>2</sup>+D<sup>2</sup><sub>1</sub>+DD<sub>1</sub>)H+π/12(d<sup>2</sup>+D<sup>2</sup>+dD)h－π/12(d<sup>2</sup>+d<sub>1</sub>+dd<sub>1</sub>）(H+h)
8 e( c5 r$ a3 l  V# {5 `γ=GV

9 q; h1 o8 r4 l2 L式中：V——圆锥形筒子的绕纱体积,cm3；

D——筒子大端直径,cm；
D₁——筒子小端直径,cm；
# q) T4 G+ v- @' S3 e. h3 Q) @d——圆锥形筒子筒管大端直径,cm；
d₁——圆锥形筒子筒管小端直径,cm；
6 s8 h# q( R' }H——筒子绕纱高度,cm；
* O* ]3 V2 Y2 W0 Q; `) ^4 Bh——筒纱绕纱锥体底部的高度,cm；
G——筒子净重,g；
γ——卷绕密度,g/cm3。
2.圆柱形筒子的测试
, P5 m, h# q2 C4 @: s8 u$ F- @（1）测量。用钢板尺测试筒子各项数据，并用天平称出筒子的重量。

（2）计算。根据下述公式计算筒子的卷绕体积和卷绕密度。
6 C5 D! D! B, a- t) i1 {

/ S$ @/ b/ I6 ^1 o$ Q9 D

V＝π/4(D²₂－d²₂)H
γ=GV

式中：D₂——筒子直径,cm；
d₂——圆柱形筒子筒管直径,cm；
H——筒子高度,cm。

0 F1 |, @: t6 V" i五、纯棉纱圆锥筒子卷绕密度的经验控制标准
  q- D) k% W( b( e. T# ~+ E

筒子卷绕密度

纱线线密度（tex）	卷绕密度(g/cm3)	纱线线密度（tex）	卷绕密度(g/cm3)
31~42	0.35~0.4	13~19	0.45~0.5
20~30	0.4~0.45	13以下	0.5~0.55

注1?股线较单纱卷绕密度高10%~20%。
2?涤棉等混纺纱较纯棉纱卷绕密度高约10%。

六、影响筒子卷绕密度的主要因素
（1）络纱线张力高，则卷绕密度大。
（2）络纱线速度高，则卷绕密度大。
（3）纱线线密度小，则卷绕密度大。
7 f+ g& }) T  I% z（4）纤维材料：纤维弹性好、表面光滑，则卷绕密度大。
* c% H0 h& ]5 |/ D①涤棉混纺纱的弹性较高，卷绕密度较纯棉纱高10%~15%。
②粘胶纱较纯棉纱的筒子卷绕密度高约10%。
（5）筒子的卷绕角α:
! ~* F3 m! }3 v: ~, Eγ=C/sinα
- j5 f5 B9 }2 y+ ?) P, [式中：γ——卷绕密度，g/cm³；
α——卷绕角的角度数；
! s. v1 C4 \: Y5 Z9 \C——系数。
由上式可知，在其他条件一定时，随卷绕角的增加，卷绕密度逐渐降低。α=0°,即平行卷绕时,卷绕密度最大；α=90°,即垂直交叉卷绕时,卷绕密度最小。棉纺织生产中，由于整经筒子的卷绕角为30°，染色用的松式筒子卷绕角为55°左右，故后者的卷绕密度较前者小。
3 A) G: ?7 e! b( T& i3 H- ~（6）筒子重量。随着卷绕直径的增加，筒子自重增加，络纱张力逐渐增加，易形成外紧内松的“菊花芯”结构，现代络筒机采用了气压式筒子重量平衡装置。

筒子重量平衡装置

, s9 b* p# R9 p7 |! J& q$ q  U七、快速测定卷绕密度的方法
（一）仪器与原理
7 ]% P% K/ N4 f- Q$ N& e1.试验仪器
) N) ^/ e, m6 g3 k邵氏硬度计。
2.测试原理
  G+ H4 ^+ L6 Y% P2 e1 r筒子的卷绕密度越大，即纱线卷绕越紧密，则其硬度越高，通过测定其邵氏硬度（HSA），可间接测定筒子的卷绕密度(g/cm³)。
" z& T( m, u  C! C2 j! m/ J3.仪器基本原理
3 G/ L+ Y" J) {% w将具有一定形状的钢制压针，在试验力作用下垂直压入试样表面，当压足表面与试样表面完全贴合时，压针尖端相对压足平面有一定的伸出长度，其值的大小来表征邵氏硬度的大小，伸出长度值越大，表示邵氏硬度越低，反之硬度越高。邵氏硬度大小与压针位移量有关，通过测量压针的位移量，即可计算出邵氏硬度值。本硬度计用传感器测量出压针位移量，再通过CPU计算处理，得出邵氏硬度，并直接显示出邵氏硬度值。
1 d- {: k# i; |（二）试验方法
（1）将邵氏硬度计的探测头端抵住筒子的表面并充分密接，直接读取读数，再根据预先建立的筒子实测卷绕密度(g/cm³)与邵氏硬度值（HSA）的分挡对应关系表查出对应的卷绕密度。
3 Z2 i2 R- j/ x" x9 Q* }0 U（2）在不同的位置测定五处，取平均值。
(三)注意事项
  x( Q1 ^; J$ \- R6 ^（1）该试验方法具有快速简便的特点，但准确性稍差，一般用于生产现场估测。
4 ^; o# ]/ c# p) h（2）该试验仪器对试验人员操作熟练程度要求较高。
（3）邵氏硬度计一般用于橡胶辊（如浆纱机压浆辊）的硬度检测，也可用于筒子、整经轴、织轴、布轴卷绕密度的测定。