非紧密卷绕条件下筒子卷绕密度分析

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在非紧密卷绕条件下，假设圆锥形筒子卷绕过程中大小端等厚度增加，如图所示。
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等厚度增加的圆锥形筒子

  P3 R$ f" X; [+ v8 n. L4 m8 q导纱器做ｎ次单程导纱后，形成厚度为δ的一层均匀厚度纱层。以两个垂直筒子轴心线的平面Ｐ１及Ｐ２将纱层截出一小段，截出的部分可以近似为高度等于λ，底的外径等于ｄ１、内径等于ｄ１－２δ的一个中空圆柱体。则中空圆柱体内单根纱线长度Ｌ１为：
Ｌ１＝ λ/ｓｉｎα１
式中：α１———卷绕角。
6 n4 x6 ?# f+ V8 J这些纱线的总重量ΔＧ１为：
ΔＧ１＝ｎλＴｔ/ｓｉｎα１
6 G" X6 _; P* W5 q  l; d( ]式中：Ｔｔ———纱线线密度。
# ?( N- o1 f$ A% r! B+ I中空圆柱体体积ΔＶ１近似：
ΔＶ１＝δλπｄ１
6 D  @' ^6 a2 M$ g于是卷绕密度γ１为：
/ V# U$ ?: X7 d+ v4 Dγ１＝ΔＧ１/ ΔＶ１＝ ｎＴｔ/(δπｄ１ｓｉｎα１)
在同一纱层的另一区段上，同理可得纱线卷绕密度γ２为：
γ２＝ ｎＴｔ/(δπｄ２ｓｉｎα２)
0 ^! p% w# K5 _7 K0 T4 m2 P& R因此，同一纱层不同区段上纱线卷绕密度之比为：
γ１/ γ２＝ｄ２ｓｉｎα２/( ｄ１ｓｉｎα１)
对于圆柱形筒子，同一纱层的卷绕直径相同，于是：
γ１/ γ２＝ｓｉｎα２ /ｓｉｎα１
由上面两式可知，等厚度卷绕的圆锥形筒子同一纱层上，不同区段的纱线卷绕密度反比于卷绕直径和卷绕角正弦值的乘积；圆柱形筒子则反比于卷绕角正弦值。这说明，为保证圆锥形筒子大小端卷绕密度均匀一致，同一纱层大端的纱线卷绕角应小于小端；圆柱形筒子同一纱层的纱线卷绕角则应恒定不变。在圆锥形筒子和圆柱形筒子两端纱线折回区域内，纱线卷绕角由正常值急剧减小到零，因而折回区的卷绕密度及手感硬度远较筒子中部为大。
/ K- @1 W" j1 k: B. t4 y# p通常，交叉角的范围为３０°～５５°。用于高压染色的松式筒子可以采用５５°左右的交叉角，这时纱线之间交叉所产生的孔隙较大，卷绕密度小；用于整经和无梭织造的筒子卷绕密度较大，采用３０°左右的交叉角。交叉角从３０°变为５５°，则筒子的卷绕密度约减少２０％～２５％。

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