转杯纺纱工艺参数设计和选择

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转杯纺纱的工艺设计应以产品要求为基础，根据所采用的纺纱设备情况，合理选配纺纱工艺参数，以达到提高成纱质量、保证纺纱稳定性的目的。首先要根据所纺原料品种、纤维线密度和长度以及纺纱线密度来决定喂入条定量，其重量应适中，一般约为18g/5m，然后确定纺纱所采用的零部件规格和速度，最后进行纺纱工艺参数计算。
一、转杯规格和速度
根据所采用机型和所纺制纤维品种、纱的线密度及成品要求来确定转杯规格和速度。
转杯规格主要是转杯直径、转杯形式及凝聚槽形状三项，各种机型所配置的转杯直径是不同的。
3 s) @& j# ^" n! b1.转杯直径与转杯速度有关
) h/ P1 X9 T& s* U0 p速度高时配置小直径转杯，速度低时配置大直径转杯，主要是考虑降低动力消耗。目前，转杯直径在28~66mm有很多档，如赐来福公司的Autocoro360型转杯纺纱机，转杯速度已高达150000r/min（速度范围为40000~150000r/min），其采用的转杯直径范围为28~56mm；而苏拉纺织（苏州）有限公司的转杯速度为31000~100000r/min，转杯直径范围为34~66mm。
2.应根据所纺纤维长度确定配置转杯直径的大小
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当纤维长度长时，采用大直径转杯，纤维长度短时，采用小直径转杯，否则成纱容易产生缠绕纤维。转杯有抽气式和自排风式两种形式，各自配置在抽气式转杯纺纱机和自排风式转杯纺纱机上。
/ K8 E' n% \! C% C- |2 P$ k凝聚槽形状基本上有Ｕ形和Ｖ形两种槽，当纺制纱线密度比较大时，采用Ｕ形凝聚槽；而纺制纱线密度较小时，则采用Ｖ形凝聚槽。

转杯槽形和纺纱性能

不同用途的纱可优选的槽形

转杯速度的高低决定了产品产量和成纱的捻度，一般抽气式转杯纺纱机的转杯速度高于自排风式转杯纺纱机的转杯速度。在纺制细特纱时，配置的转杯速度都高，主要考虑经济效益问题。

国内外主要几种转杯纺纱机的转杯速度、转杯直径及纺纱线密度

二、分梳辊形式、规格及速度
根据所采用机型和纺制纤维品种、纺纱线密度及成品要求确定分梳辊形式、规格及速度。
转杯纺纱机的分梳辊形式有锯齿辊和针辊等，目前采用锯齿辊较多。锯齿规格种类繁多，但从工作角的不同归纳起来可分为以下几种，具体内容见表。几种锯齿的齿形如图所示。

几种不同工作角锯齿辊

工作角	型号	适纺原料
65°	OB20类、OK40	棉、毛及混纺原料
100°	OK37	再生纤维
90°	OK36	混纺原料
75°	OK61	化纤与混纺原料
78°	OS21类	化纤与混纺原料
65°	OK74类	棉、再生纤维

锯齿的齿形

上述几种锯齿除了工作角不同外，在齿距等方面也有些差异。在实际生产中，根据纺制不同的原料选择不同锯齿规格时，还应该与合理选择分梳辊速度综合起来考虑。分梳辊的主要作用是分解纤维。对分梳辊速度的要求，既要分解纤维，又要尽可能减少纤维损伤、减少纤维弯钩，并有一定的排杂作用，同时还要使纤维容易转移。
! m1 e1 k: @: n: x3 Y9 x6 K* d8 ]7 a7 |分梳辊转速为5000~11000r/min，不同机型采用的速度不同。如国产的机型分梳辊速度为5000~9000r/min，苏拉·捷克Elitex BD—D320型的速度为5000~10000r/min，Autocoro型机的分梳辊速度为6000~11000r/min。

三、捻系数和捻度
, D/ R$ ]5 L! _8 S转杯纱捻系数要根据原料性能、纺纱线密度及纱线用途而定。根据生产经验，纺纯棉中、粗特机织物用纱时，经纱捻系数为450，纬纱捻系数为430；纺细特针织纱时，适当降低捻系数；纺其他原料时，应根据纺纱可纺性和用户要求而定。一般推荐的转杯纱捻系数见表1。引进国外某机型转杯纺纱机推荐的捻系数示例见表2。

表1  纱线种类与捻系数

纱线种类	经纱	纬纱	针织纱	针织起绒纱
捻系数	430±50	400±50	370±50	350以下

表2   国外某机型转杯纺纱机推荐的捻系数示例

9 y/ ]' M+ H+ H四、假捻盘规格
假捻盘规格应根据原料品种、纺纱线密度及成品要求而定，其主要作用是起假捻作用（假捻效应）。在转杯纺纱加捻过程中，由于回转纱条本身围绕其轴线回转，使回转纱条上产生瞬时捻度（假捻），以增加剥离点处纱条的强力，达到减少成纱捻系数、降低断头、提高成纱稳定性的目的。假捻作用的大小主要由从纱条在与假捻盘接触时纱条上所受的力和力矩来决定。
3 m  G# c. U5 j" b0 L4 R. n目前，假捻盘基本上用45号钢镀硬铬和陶瓷材料，假捻盘表面有光盘的、刻槽的以及具有螺旋槽的。假捻盘规格有盘径、曲率半径及孔径，根据所采用的原料和成品要求确定采用哪种假捻盘。如纺制化纤纱、粗特纱及低捻纱时，成纱容易断头，就采用假捻效应较强的假捻盘，即采用直径大点的、刻槽的或具有螺旋槽的假捻盘，以减少纱线断头。几种不同形式的假捻盘和阻捻器如图所示。

不同形式的假捻盘和阻捻器
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五、输出速度
V_输出=N_杯/（T×10）
* {* F* I9 K4 p+ ~, H: W6 \式中：V_输出——输出速度，m/min；
. f( C6 [" B) jN_杯——转杯的转速，r/min;
8 }6 v, e0 a& k1 a! W2 L9 eT——捻度，捻/10cm。
N_输出=V_输出×10³/(π×D_输出)
8 z+ v9 {' Q6 y+ A. [1 b  a+ f式中：N_输出——输出轴转速，r/min；
D_输出——输出轴直径，mm。
" ?  B, [$ y: S. w2 ^六、牵伸倍数
  w8 _# K# I5 ^' Y. a/ |) w实际牵伸倍数=条子定量（g/5m）×200/纱的标准定量（g/1000m）
机械牵伸倍数=实际牵伸倍数牵伸系数
牵伸系数根据转杯纺落棉率、纤维损失率、捻缩率、卷绕张力及牵伸倍数等综合因素而定，一般为1.02~1.05。纺纱线密度、条子定量及牵伸倍数的关系见表。

纺纱线密度、条子定量及牵伸倍数的关系

纺纱线密度（tex）	条子定量（g/5m）	牵伸倍数
72~96	20~25	41~69
29~72	18~20	49~137
24~29	16~18	110~148

卷绕张力牵伸倍数由卷绕槽筒线速度V卷和输出线速度V输出决定，即V_卷/V_输出，一般控制在0.98~1.08，其要求卷装成形既不松弛又不因张力过大而增加断头。卷绕张力牵伸一般采用齿轮变换来调节，影响卷绕张力牵伸倍数的主要因素见表。

影响卷绕张力牵伸倍数的主要因素

, k7 g) k: b0 p' V8 l8 d! x一般纺制纯棉中低特纱时，可采用1倍左右的卷绕张力牵伸，而纺纯棉细特纱和非棉原料时要适当减小，以降低断头。卷绕张力牵伸倍数与纺纱质量的关系见表。

卷绕张力牵伸倍数与纺纱质量的关系

项目	断头率	成纱强力	卷装成形	卷绕张力	伸长率
卷绕张力牵伸倍数大	较多	略高	紧	大	减少
卷绕张力牵伸倍数小	较少	略低	松	小	增大

  w# ^4 |0 S# a七、喂给罗拉速度
" U# X7 T4 ~. G) N喂给罗拉线速度（m/min）=输出线速度机/械牵伸倍数
: p4 P5 Q6 R. q喂给罗拉转速（r/min）=D_输出×N_输出D_/喂给×牵伸倍数
式中：N_输出——输出轴转速，r/min;
; a" _7 [- f" q5 L6 E1 pD_输出——输出轴直径，mm。
- |5 ]' Q. ]( e  n5 oD_喂给——喂给轴直径，mm。
. u8 N7 Q5 S6 l9 j4 v/ c八、转杯真空度
& P% V. @6 w4 u( v- y引纱管测得转杯的真空度（负压）见表。

转杯真空度(kPa)

转杯速度（r/min）	30000~36000	45000	60000	70000	80000及以上
自排风式转杯	＞2.5	＞3	＞3.5~4	＞5	＞6
?抽气式转杯	＞2.8	＞4	＞5~6	＞7	＞7.5

  Y, C2 f( v( [/ B4 S9 y. k九、产量计算
1.理论产量计算
) \6 q- E! t/ z$ n5 H$ v每个纺纱器每小时的理论产量Q1(kg/h·头)按下式计算。
Q₁=6×10^-5 V×Tt
: `- z( G, ]0 F; @6 C$ m% C8 V式中：V——输出罗拉线速度，m/min；
Tt——纺纱的线密度，tex。
9 r- d  w; a9 c  r1 H' j2.实际产量计算
4 u, j0 I* |! f! Q; \每个纺纱器每小时实际产量Q2(kg/h·头)按下式计算：
7 Y/ T+ w3 C5 k. T/ @3 tQ₂=Q₁×η₁×（1-η₂）×（1-η₃）
) r. k8 Q  O2 |& V式中：η₁——每个纺纱器的实际生产效率（扣除落筒、清洁转杯、断头、接头的时间等）；
η₂——转杯纺纱机计划停车率（清洁、揩车、平车等）；
) d1 i; h, y* f- J; mη₃——转杯纺纱机意外停台率（停电、机械电器故障停台、意外因素停车等）。