牵伸工艺对偶发性纱疵的影响及控制措施

一、牵伸工艺不适宜形成偶发性纱疵的机理
在整个纺纱工艺流程中，须条不断地被抽长拉细，最后才能被纺成成纱，因此可以说牵伸贯穿了整个纺纱流程。纺纱流程中的牵伸方式有两种：一种是至少有一端为自由握持的牵伸，如清花工序打手与给棉罗拉、天平罗拉之间的牵伸；两根角钉、梳针或两个刀片之间的牵伸；梳棉工序刺辊与给棉罗拉之间的牵伸、锡林与刺辊之间的牵伸等。另一种为两端都是罗拉积极握持的牵伸，这种牵伸方式是纺纱流程中的主要牵伸方式，并条、粗纱、细纱均采用这种牵伸，这里主要讨论这种牵伸方式对偶发性纱疵的影响。
7 N! b! F! A; C# B, p1 W/ \1.实现牵伸的必备条件
6 t& |, ]% @- V& R实现牵伸必须具备四个条件：
（1）须条上必须具有积极握持的两点，也就是要有两个握持钳口，且两个钳口之间有一定的距离，也就是要有一定的罗拉隔距。
（2）须条内部的纤维之间要有一定的相互作用力，也就是有纤维内部的摩擦力场。
. |- J( c: Y& q（3）两握持点必须有相对速度，输出端的线速度应大于输入端的线速度，也就是要有一定的牵伸倍数。
（4）罗拉握持点上应具有一定的握持力，也就是要对须条进行加压。
7 k' [7 `) n6 r/ @( y2.牵伸的目标
牵伸主要有四个目标：
（1）改变须条截面内的纤维根数，将须条抽长拉细，使之达到设计的定量要求。
（2）改变纤维在须条中的排列状态，使纤维沿须条轴向平行定向，提高纤维的定向平行度。
（3）拉直纤维弯钩，将没有完全伸直的纤维拉直，提高的纤维的伸直度。
4 o$ q2 x! Q9 C, q: e6 ^' S" a（4）分离纤维束，将须条中没有被分离成单纤维状态的纤维束进一步分离，提高纤维的分离度。
牵伸的四个必要条件中的任何一个条件设计得不合理都会造成牵伸的不稳定，导致牵伸目标不能得到较好的实现，从而产生偶发性纱疵。
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二、牵伸工艺不适宜可能产生的偶发性纱疵
牵伸工艺不适宜可能产生的偶发性纱疵主要有A3、B2、B3、C2、C3、D2、D3、E、F、G、H2等级别的纱疵。
2 Y: g9 ?! ?+ S' d+ |/ w0 \+ H( `2 r三、主要牵伸工艺参数对偶发性纱疵的影响
) N3 X/ a  q- w3 z1 W6 J1.罗拉隔距对偶发性纱疵的影响
将罗拉隔距列为牵伸必要条件是因为罗拉隔距的大小直接影响纤维在牵伸过程中的运行状态和浮游纤维的数量。在牵伸区内，纤维根据运动的类型可分为受控纤维和浮游纤维两大类。
4 y7 @+ y* g: j4 O; m在牵伸区内，被某一罗拉组成的摩擦力界控制，并以该罗拉表面速度运动的纤维称为受控纤维，被前罗拉摩擦力界控制并以前罗拉速度运行的纤维为快速纤维，被后罗拉摩擦力界控制并以后罗拉速度运行的纤维为慢速纤维；如果纤维在某一瞬间既不被后罗拉摩擦力界控制，也不被前罗拉摩擦力界控制，运行速度不确定，就成为浮游纤维。罗拉隔距的大小直接决定了前后罗拉摩擦力界的间隔区间的长度S。当纤维长度L=S时，纤维在牵伸区中总是处于受控状态，变速点集中在前罗拉摩擦力界的后部；当纤维长度L＞S时，纤维在某一时间内将同时受到前后罗拉摩擦力界的控制，易被拉断或在罗拉钳口下打滑，会影响纤维的正常运动。当纤维长度L＜S时，纤维总有一段时间不受控制，处于浮游状态，容易形成粗细节纱疵。
  B/ i; ]* {, J  ^6 y  C' |# n因此，罗拉隔距的设计必须充分考虑纤维的长度，最理想的状态是纤维的长度L=S，但实际上纤维长度具有分散性，在生产中做到这一点是不可能的（即使是等切断长度的化学短纤维，也会存在超长纤维、倍长纤维等，生产实际中，纤维长度也是不等长的），故罗拉隔距的选择非常重要。罗拉隔距过小，纤维容易被拉断或打滑，纤维会集束运行，从而产生粗细节；罗拉隔距过大，浮游纤维的数量急剧增加，浮游纤维的运动速度是不稳定的，罗拉隔距越大，浮游的时间越长，对牵伸造成的危害也越大，当大量不受罗拉钳口控制的浮游纤维出现不正常的积聚、扭结、飞失、附入时，就会造成偶发性纱疵。
2.附加摩擦力界对偶发性纱疵的影响
附加摩擦力界有粗细纱胶圈钳口、并条压力棒、压力棒上销、压力棒隔距块等。
' t9 ^: V6 p+ e- G纤维在牵伸区中的运行过程中有慢速纤维和快速纤维之分。慢速纤维受后罗拉有效控制，以后罗拉速度运动；快速纤维受前罗拉有效控制，以前罗拉速度运动。而对浮游纤维而言，从它后端离开后罗拉钳口时起，就脱离了前、后罗拉的有效控制，而处于既有慢速、快速纤维，也有浮游纤维的包围之中，其运动速度完全取决于须条中其他纤维对它作用的外力，慢速纤维会使其保持后罗拉的速度运动，快速纤维会使其加速以前罗拉的速度运动，因而在简单罗拉牵伸机构中，浮游纤维的运行速度和变速点往往是不稳定和不可预控的。
而我们期望的是浮游纤维的变速点尽可能地集中而靠前，因此加强对浮游纤维的控制成为获得优质产品的必要措施，基于此，人们在简单罗拉牵伸的基础上增加了附加摩擦力界，从而增强了须条中纤维的相互作用力，由于牵伸区内的慢速纤维数量远大于快速纤维的数量，浮游纤维受到的慢速纤维的作用增大，变速点得以靠前而且集中。
8 t( y* ?' x. V! ^从附加摩擦力界的作用可以看出，如果附加摩擦力界使用不当（如胶圈钳口隔距设计过大或过小），同样会造成偶发性纱疵的大幅增加。
: q) n1 P2 c0 ^8 W* |. i（1）当附加摩擦力界作用过弱（胶圈钳口隔距设计过大时），附加摩擦力界起不到应有的作用，而牵伸机构为给附加摩擦力界预留安装空间而不得不加大罗拉隔距，从而使浮游纤维的浮游距离更大，变速点更加分散，当大量浮游纤维在失控状态下，出现不正常的积聚、扭结、飞失、附入时，就会造成偶发性纱疵。
9 V4 r$ M3 E) W+ c) I3 r& E' _  ]0 `（2）当附加摩擦力界作用过强（胶圈钳口隔距设计过小）时，受附加摩擦力界作用的长纤维到达前罗拉钳口后仍不能完成变速，就会使纤维在前罗拉下打滑或纤维成束变速，从而形成偶发性纱疵。
据乌斯特公司对现有胶圈牵伸机构的研究，在其他条件完全相同的条件下，对26号普梳棉纱采用三种不同的胶圈钳口隔距进行测试，第一种钳口隔距比正常的略窄一些；第二种为正常的钳口隔距；第三种钳口隔距比正常的宽一些，测试结果是用这三种胶圈钳口隔距纺成的纱线，不匀率数值分别为：14.6%、16.2%、19.3%，而产生的纱疵的数量之比为2∶5∶15。 采用14号精梳棉纱做同样的试验，得到的结果是：采用三种不同隔距，不匀率数值为11.6%~12.4%，不匀率数值的差距比普梳棉纱大大降低，纱疵的数量之比为3∶6∶8，纱疵数量的增加趋势和普梳棉纱是一样的。
这个试验充分说明了附加摩擦力界的重要性，它对偶发性纱疵数量的影响是巨大的，在一定的范围内，附加摩擦力界减弱时，偶发性纱疵会大幅增加。
3?牵伸倍数对偶发性纱疵的影响
牵伸倍数直接决定了输入须条和输出须条的数量比和快慢速纤维的速度比，因此对偶发性纱疵的影响也是非常显著的。当牵伸倍数在临界牵伸倍数以上时，纱疵会随着牵伸倍数的增大而增加。
（1）当输出须条定量不变时，牵伸倍数的大小决定了喂入须条定量，牵伸倍数越大，也就意味着喂入须条定量越重，纤维速度的变化越大，此时前罗拉握持的快速纤维数量虽然不变，但因慢速纤维数量增加以及后钳口摩擦力界向前扩展，因而每根快速纤维受到的阻力增大，牵伸力也就必然增大，对牵伸机构控制纤维的能力和稳定性要求也就越高，产生纱疵的概率也就越大，因此，在其他生产条件不变的情况下，生产相同线密度的纱线，牵伸倍数越大，产生的纱疵越多。
（2）当喂入须条定量不变时，牵伸倍数的大小决定了输出须条定量，牵伸倍数越大，也就意味着输出须条定量越轻，纤维速度的变化越大，此时须条中的棉结、杂质、未分离开的纤维束等对牵伸力和纤维运行速度的影响也就越大，同时纤维对牵伸机构的稳定性等生产条件的波动也更为敏感，产生纱疵的概率也就越大。
下图是乌斯特公司采用同一种粗纱，分别使用14倍、21倍、28倍的牵伸倍数，纺制29tex、19.5tex、14.5tex（20英支、30英支、40英支）三种普梳棉纱的一些数据，从图4-2可看出，随着牵伸倍数的增大，所有纱疵的数量都呈增加趋势。同样的试验方法证实：精梳棉纱和化纤纱也是随着牵伸倍数的增长纱疵明显增多。因此，可以得出这样的结论：在其他生产条件不变的情况下，喂入相同定量的须条，牵伸倍数越大，产生的纱疵越多。

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乌斯特公司的试验结果

（3）临界牵伸倍数对偶发性纱疵的影响。
- z* i2 Y# n4 p9 _' R需要指出的是，并非是牵伸倍数越小，纱疵就越少，当牵伸倍数正好处在临界牵伸附近的狭小区域时，若纤维处于伸直与纤维间相对滑动的转变过程中，此时完成牵伸不仅需要很大的牵伸力，而且牵伸力的波动也很大，当牵伸机构的控制能力不足时，常常会造成严重的纱疵。因此，在实际生产的工艺设计中，要坚决避开此区域。临界牵伸倍数的大小与纤维种类、纤维长度和线密度、须条线密度、罗拉隔距和纤维平行伸直度等因素有关。
4.摇架加压对偶发性纱疵的影响
要顺利完成牵伸，必须使须条进入罗拉钳口后，受到上、下罗拉的紧压而使纤维与牵伸部件之间、纤维与纤维之间产生一定的摩擦力，从而使纤维顺利完成变速动作。在现在的纺纱工艺流程中，牵伸所需要的这个压力一般是由摇架提供的。该压力应能够保证在罗拉钳口处形成具有一定长度、宽度和压强的摩擦力界，该摩擦力界应能够稳定、有效地控制罗拉下纤维的有序运行。
7 {# e. `% ]  H: u4 Q当摇架压力不足时，罗拉钳口下的摩擦力界拓展的空间狭窄，纤维与牵伸部件之间、纤维与纤维之间产生的摩擦力较小，不足以克服纤维有序变速时纤维间的抱合力，纤维会出现在罗拉钳口打滑或成束变速现象，从而形成偶发性纱疵。
当摇架压力过大时，容易造成罗拉弯曲、扭振，胶辊顿挫、压痕，甚至造成轴承损坏、齿轮掰齿等不良现象，也会造成纱疵增加。

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& _# a0 K6 N: w1 \3 n1 q" J四、几种常见的因牵伸工艺参数不当而造成偶发性纱疵的现象
（1）罗拉隔距、胶圈钳口隔距过小或并条压力棒位置过低（下压式压力棒）或过高（上托式压力棒），出现疙瘩纱。
" d1 y1 Q: G9 p7 n# i* W+ C （2）罗拉隔距过大，须条在牵伸区内出现断痕现象。
# v. r8 b% R2 @  B# @# X8 D- p （3）生条前张力牵伸倍数过大，棉网有断网、落网现象。
（4）并条导条张力牵伸倍数过大，棉条有断裂现象（纺化纤条或精梳条时尤其应该注意）。
（5）粗纱张力过大，纱条出现意外伸长。
（6）精梳条定量过轻，不能承受自重产生意外伸长。
（7）并条牵伸区集合宽度过大，边纤维控制不力或并条牵伸区集合宽度过小，须条重叠喂入造成粗细节。
9 m% y$ M0 f  M+ R+ v1 o （8）喇叭口、集合器开口过小或堵塞、挂花，造成粗细节。
! j* z( l, B, j! x（9）摇架压力错置，造成牵伸不良。
# @5 L, _- h4 H7 O$ M4 v$ W/ [, W （10）牵伸倍数过小或后区牵伸落入临界牵伸区域，造成牵伸力波动。

) \: B9 m8 m' n" M) u4 V五、对牵伸工艺不适宜产生偶发性纱疵的控制措施
) ]6 f9 \2 ^- t: o7 H, h4 B. r （1）加强工艺研究，不断提高工艺设计水平。
! C. d+ D, c/ q% s! @9 X （2）根据季节、原材料等生产条件的变化，及时优选工艺参数，确保工艺与生产条件的适应性。
9 R) D' p5 {: G8 {4 b% t （3）加强上机工艺检查，确保工艺参数的调整符合工艺设计的要求。
6 ]3 w$ }. }; p3 a2 h1 |8 `9 S （4）加强设备运行状态的日常检查，预防工艺参数的非预期变化，如罗拉隔距走动、钳口隔距块脱落、无胶圈纺纱、摇架压力失效等不正常纺纱状态的出现。
（5）工艺设计时要尽可能避开临界工艺点，因为在临界工艺点上牵伸力往往不够稳定，容易产生偶发性纱疵。