喷气涡流纺纱线细节产生机理分析
喷气涡流纺纱线细节产生机理分析
程隆棣 邹专勇 俞建勇 薛文良
（东华大学 纺织面料技术教育部重点实验室，上海，201620）
摘 要：通过数值计算，对喷气涡流纺喷嘴内部流场衰减规律进行探讨。基于喷嘴内部流场衰减规律，讨论加捻腔中纤维的受力情况及涡流作用下的运动状况；建立倒伏在空心锭上的纤维的自由端绕空心锭旋转的临界角速度与进入纱尾的纤维头端长度、纤维半径等参数间的函数关系，以临界角速度作为衡量纤维头端是否被抽拔的依据，以此解释喷气涡流纺的落纤，成纱细节的产生。临界角速度随进入纱尾的纤维头端长度的增加而增加；纤维半径越大，临界角速度越小，在同喷嘴气压下半径大的纤维纺纱，落纤、成纱细节较多；增加喷嘴气压首先对成线强力有利，超过某临界值落纤、成纱细节增加，对成纱质量不利；增加喷嘴内部负压，适当减小前罗拉与空心锭的距离可减少落纤，细节的产生。 关键词：喷气涡流纺；流场；模拟；力学模型；细节
喷气涡流纺是利用涡流对经牵伸单元牵伸后并倒伏在空心锭上部表面的自由端纤维加捻成纱，是极具前景的一种新型纺纱方法，克服了喷气纺无法纺制满足品质需求的纯棉纱[1-3]。但是喷气涡流纺纱过程会产生大量的落纤（≥5％）[4]。落纤会造成定量的须条偏轻，大量落纤是喷气涡流纱产生细节的一重要原因。大量落纤的产生将导致生产成本的提高，纱线条干恶化及产生纱线细节。Guldemet Basal [5,6]和Huseyin Gazi Ortlek [2]等人研究了工艺参数变化对成纱细节的影响。但未见从理论上分析喷气涡流纺落纤的产生及纱线细节形成的机理。本文探讨了喷嘴内部流场衰减规律，分析了单纤维受力情况，讨论涡流作用下自由端纤维在加捻腔中的运动状况及其从喷气涡流纱体中抽拔的条件，从理论上分析喷气涡流纺的落纤的产生及纱线细节形成的机理。
1 喷嘴内部流场衰减规律模拟
压缩空气经过喷孔形成高速旋转气流（喷嘴结构见图1），喷气涡流纺利用高速旋转气流加捻自由端纤维成纱。因粘性阻力存在，旋转气流向喷嘴出口推进过程中流速逐渐衰减。本文利用软件Fluent 6.2，通过建立计算流体动力学模型模拟喷气涡流纺喷嘴内部的气流衰减规律。计算流体模型假定气流流动属于黏性、不可压缩、等焓流动；喷嘴入口及空心锭入口指定为对称边界，喷嘴出口指定为出流边界，喷孔出口为速度进口边界；模型利用标准k - ε湍流模型求解。
数值计算速度进口初值u 0=260m/s （喷孔倾角θ=15°），计算结果表明气流符合旋转气流理论；势流旋转区域远小于似固体旋转区域，则可忽略势流旋转区域。似固旋转区旋转角速度
t tm
a u u R R ω=
= （1）
图1 喷气涡流纺喷嘴结构示意图
Fig.1 Schematic diagram of structure of jet-vortex spinning
式中：R 为喷嘴半径，u t 为对应R 处的切向速度，R 0为喷嘴截面上切向速度最大处的半径，u tm 喷嘴截面的最大切向速度。喷嘴各截面角速度a ω沿喷嘴轴线分布见图2示，采用一阶指数模型加以拟合，拟合模型见式（2）
a ω=a e -bH + a 0 （2） 式中：a ,
b , a 0为常数，由喷孔出口速度初值决定，通过流场模拟及数据拟合求得。
将喷嘴各截面最大轴向速度对应的点投影到喷嘴轴线，可得到喷嘴各截面涡流轴向最大速度沿喷嘴轴线的分布规律（见图3），可用线性模型加以拟合，拟合模型可表示为式（3）
am u =-kH ＋c 0 （3）
式中：k.,c 0为常数，由喷孔出口速度初值决定，通过流场模拟及数据拟合求得。 2 加捻腔中单纤维的受力分析
图4 自由端纤维的受力分析 Fig.4 force analysis of open-end fiber
图2 涡流角速度沿喷嘴轴线的分布规律
Fig.2 V ortex angular velocity distribution along nozzle axis 图3涡流轴向最大速度沿喷嘴轴线分布规律
Fig.3 Maximal vortex axial velocity distribution along nozzle axis
在纤维尾端未脱离前罗拉束缚以前，牵伸后的纤维头端因喷嘴入口的负压效应被吮吸进入纱尾，成纱后该段纤维位于喷气涡流纱的纱芯，这段纤维的长度为l i ，纤维尾端在脱离前罗拉钳口束缚后，在涡流作用下形成尾端自由端纤维，受轴向速度影响而倒伏在空心锭顶部，该自由端纤维的长度为l 0，成纱后自由端纤维成为喷气涡流纱的包缠纤维。由图4可看出，纤维的长度l 可约等于进入纱尾的纤维头端长度l i 与倒伏在空心锭上的纤维长度l 0之和，即式（4）
l=l i ＋l 0 （4） 对纤维的受力分析见图4。高速气流可分解为切向、轴向、径向三个分量，但因径向速度分量较小，则忽略径向气流对自由端纤维的作用力。 2.1 自由端纤维受到切向气流作用力F t
取自由端纤维微元段d l ，作用在该微元纱段上的力为d F t ()
2
d d t l a f a f F C r l R R ρωω=- （5）
R = H tan α + R H （6）
d d cos H
l α
=
（7） 式中：C l 为切向绕流阻力系数，ρa 为气流密度，r f 为纤维半径，ωf 为纤维旋转的平均角速度，R 为微元纱段离喷嘴轴线的半径，H 为微元纱段离空心锭入口平面的距离，α为空心锭锥角，R H 为空心锭入口外径，d H 为微元段d l 在喷嘴轴向的投影长度。
将式(2), (6), (7)代入式（5），可得纤维自由端受到的切向气流作用力t F t F =
()()0
2200
1tan d cos H bH
l a f H f C r H R ae a H ραωα
-??++-???
（8） H 0= l 0 cosα （9）
式中：H 0为自由端纤维沿喷嘴轴向的投影长度。 2.2 自由端纤维受到轴向气流作用力F p
取自由端纤维微元段d l ，作用在该微元纱段上的力为d F p
()
2
d d sin p p a f a af F C r l u u ρα=- （10）
0.65
12.1
p e
C R =
（11） (
)2f a af
e a
r u u R υ-=
（12）
式中：C p 为轴向气流平均绕流阻力系数[7]，u a 为轴向气流流速，u af 为纤维的轴向运动速度,R e 为雷诺数，a u 为平均轴向气流速度，υa 为空气粘性系数。
当自由尾端纤维倒伏在空心锭上部外表面，则可令
u a = u am （13）
u af = 0 （14）
则d F p 沿自由端纤维轴向分力d F pa 可表示为式（15）
d F pa = d F p cosα （15）
将式(3), (7), (10)~(14)代入式(15)后, 积分可得轴向气流的作用力沿自由端纤维轴向分力F pa
pa F =
()
2
00
sin d H p a f C r kH c H ρα-+?
22200000sin 3p a f k H C r H kc H c ρα??
=-+
???
（16） d F p 沿自由端纤维法向分力d F pn 可表示为式（17）
d F pn = d F p sin α
（17）
将式(3), (7), (10)~(14)代入式（17）后积分可得轴向气流的作用力沿自由端纤维法向分力F pn
()
2
00
sin tan d H pn p a f F C r kH c H ραα=-+?22200000sin tan 3p a f k H C r H kc H c ραα??=-+ ???
（18） 2.3 自由端纤维受到离心力F c
自由端纤维在高速旋转气流作用下绕空心锭轴线高速回转，则存在离心力，取自由端纤维微元段d l ，作用在该微元纱段上的离心力d F c 可用式（19）表示
d F c =ρf π r f 2 d lRωf （19）
式中：ρf 为纤维密度, r f 为纤维半径。
则d F c 沿自由端纤维轴向分力d F ca 可表示为式（20）
d F ca = d F c sin α （20）
将式(6), (7), (19)代入式(20)后积分可得离心力沿自由端纤维轴向分力F ca
ca F 22
001tan tan 2f f f H r H H R ρπωαα??
=+
???
（21） 则d F 沿自由端纤维法向分力d F cn 可表示为式（22）
d F cn = d F c cos α
（22）
将式(6), (7), (19)代入式(22)后积分可得离心力沿自由端纤维法向分力F cn
cn F 22001tan 2f f f H r H H R ρπωα??
=+ ???
（23）
2.4 自由端纤维与空心锭的摩擦力F m
倒伏在空心锭上部外表面的纤维的自由端在涡流作用下绕空心锭旋转，旋转过程中与空心锭外表面接触，存在正压力时就会产生摩擦力，即当d F pn >d F cn 时，微元段d l 上的摩擦力为d F m
d F m = μ (d F pn -d F cn ) （24）
式中：μ为空心锭外表面的摩擦系数。
利用式(18), (23)，积分式(24)可求得纤维自由端受到总的摩擦力m F
2222200000001sin tan tan 32m p a f f f f H
k H F C r H kc H c r H H R μρααρπωα??
????=-+-+?? ? ???????
（25） 则摩擦力沿自由端纤维轴线的分力可用式（26）表示
F ma =F m cos γ （26）
式中：γ为摩擦力与自由端纤维轴向的夹角。 2.5 纤维头端受到纱体的握持力F y
纤维头端在负压作用下进入纱尾，卷绕张力T w 使纤维与纤维间产生挤压，产生垂直于纤维轴向的横向的平均压力g λ。因周边纤维对纤维头端产生横向压力，纤维头端受纱体的握持力F y 实际上是周边纤维对它的摩擦力。根据文献[8-14]分析可知，单位面积受到的内在横向压力g λ可用式（27）表示 221111tanh()22W q W q f e f f yL f yL
T T g E s E n r E n r E ληηττλ
τλμμππ=≈ （27） ()2164f e f f e
i
f
i
r s V r I
n l V l
λπψ==
+ （28）
τ=
(29)
()
()
2
2
31cos 41cos cos f f f yL V E q E q q η+=
++ （30）
式中：λ为修正因子，τ为表征纱体结构对纤维的握持效果，μ1为纤维间的摩擦系数，E f 为纤维模量，T w 为卷绕张力，n 1为纱线横截面平均纤维根数，
f f
r r =纤维切面积的等效圆半径的平均值，V f 为纤维的平均体积百分数， 2i
e f
l s r =为进入纱体的纤维头端长度与纱线直径之比，q 为纱线的表面倾角，tanh()
1f s s
τη=-
为纤维长度效率因子,当纤维长度或纤维的长径比s →∞时，1f η=。ηq 为纤维的定向效应，I 是用于表明接触点密度的指标，都是纱线表面倾斜角的函数，ψ、S(T,L)也是纱线表面倾斜角的函数，所有参数可从参考文献[8,14]
求得。
则纱体对纤维头端的总的握持力F y 可用式（31）表示
F y = μ1 g λ 2π r f l i （31） 3 纤维运动状态
喷气涡流纺成纱过程中，纤维的受力决定了其运动状态。控制喷嘴气压、喷孔倾角、喷嘴入口内径、空心锭外径等参数可改变喷嘴内部流场速度，导致切向、轴向、径向气流对纤维的作用力变化。自由端纤维受到切向气流作用力F t 时，自由端纤维将绕空心锭轴旋转，从而形成喷气涡流纱的包缠纤维。轴向气流使倒伏在空心锭上部外表面的纤维自由端贴服于空心锭，离心力的作用使纤维自由端脱离空心锭外表面。
（1） 当pn cn dF dF ≤时，纤维的自由端开始脱离空心锭外表面，这将不利于自由端纤维理顺伸直，阻碍加捻的顺利进行，该情况加工中应尽量避免。
（2） 当ca pa ma y F F F F +≥+时，位于纱体中的纤维头端将受到抽拔（取等号时表示纤维开始抽拔瞬间），当进入纱尾，长度为l i 的纤维头端完全从纱体中抽拔出时，该纤维就会成浮游纤维，在气流作用下极有可能形成落纤。纤维从纱线中抽拔就意味着纱线单位长度定量减少，导致纱线细节产生。定义纤维开始抽拔时自由端纤维旋转的角速度为临界角速度ωf c 。当纤维旋转角速度ωf 大于临界角速度ωf c 时纤维头端将从纱体中抽拔，反之不会被抽拔。临界角速度ωf c 式（32）求得
F ca + F pa = F ma +F y （32） 将式(16), (21), (25), (26)代入式（32）可得临界角速度fc ω的表达式
()()1/2
222001sin tan cos 1231tan tan tan cos 2o p a o o i fc f f o o H k H C H kc H c g l r H H R λραμαγμπωρπαααμγ??
??
-+-+ ?
???
?= ???
++ ? ? ?????
（33） 纤维尾端绕空心锭轴旋转的切向速度远大与纤维尾端沿纤维轴被抽拔的速度，则可认为摩擦力与纤维轴向成90°夹角，式（33）可简化为式（34）
1/2
2221002
2sin 31tan tan 2o i p a o o fc f f o o H k H g l C H kc H c r H H R λμπραωρπαα????--+ ?
???
?= ???+ ? ? ?????
（34）
4 结果与讨论
利用式（34），以喷孔倾角θ=15°、喷孔出口速度u 0=260m/s 情况讨论喷嘴加捻腔中气流对倒伏在空心锭上的纤维抽拔的可能性。用表1数据带入式（34）可得到临界角速度ωf c 与均质纤维的半径r f 、进入纱尾的纤维头端长度l i 的关系曲线。
临界角速度ωf c 随着l i 的增加而增加；纤维半径r f 越大，ωf c 越小，如图1示。因此表明随着l i 的增加和纤维半径的减小，从纱尾中抽拔出纤维头端需要更大的旋转角速度，即需要更大的喷嘴气压；直径大的纤维比直径小的纤维的临界角速度小，则在同一喷嘴气压条件下，利用直径大的纤维纺纱，落纤、成纱细节较多，这有待实验证明该理论。喷嘴气压增加可增强喷嘴加捻腔内涡流的流速，竟而增加自由端纤维绕纱轴旋转角速度，从而增加包缠强度，提高成纱强力，但是过大的喷嘴气压将导致纤维绕空心锭旋转的角速度ωf 超过ωf c ，从而引起对进入纱尾的纤维头端的抽拔，造成纤维损失及纱线细节的增加。为此增加喷嘴气压首先提高纱线强力有利，超过某临界值后对成纱质量不利，这和G K Tyagi 等人的实验结果一致[5].
须条在负压的作用下被吸入加捻腔，在进入初始阶段，纤维头端进入纱尾的长度较短，易受气流干扰，使得进入纱尾的纤维头端脱离纱尾，当纤维尾端脱离前罗拉握持后最终被气流带走，产生落纤。加大前罗拉握持点与空心锭的距离将减弱对纤维的控制，同时纤维头端进入纱尾的长度较短，使得临界角速度较小，当纤维自由端旋转角速度大于临界角速度时，更易产生落纤，成纱细节，这与Guldemet Basal 等人的实验结果一致[15]。为此增加喷嘴内部负压，适当减小前罗拉与空心锭的距离可减少落纤，成纱细节的产生。 5 结 论
通过以上理论分析与讨论，可得出如下结论：
（1） 喷嘴各截面的气流角速度沿喷嘴轴线成指数衰减，喷嘴各截面涡流轴向最大速度沿喷嘴轴线的分布规律可用线性模型加以拟合。
（2） 纤维自由端除受到切向气流、轴向气流作用力外，还受到离心力及与空心锭外表面的摩擦力的作用，进入纱尾的纤维头端主要受纱体握持力的作用。
（3） 通过喷嘴内部流场模拟得到喷嘴各截面涡流的角速度沿喷嘴轴向成指数衰减，喷嘴各截面最大轴向速度沿轴向成线性衰减。
（4） 建立了纤维自由端绕空心锭旋转的临界角速度与进入纱尾的纤维头端长度、纤维半径等参数间的函数关系，以纤维自由端绕空心锭旋转的临界角速度作为衡量进入纱尾的纤维头端是否被抽拔的依据，以此解释喷气涡流纺落纤量，成纱细节。
参数
取值 单位 纤维长度l 0.03 m 纤维密度ρf
1.31×103 kg/m 3 纤维间的摩擦系数μ1 0.3 - 纤维与空心锭摩擦系数μ
0.5 - 气流密度ρa 1.29 kg/m 3 气流粘性系数υa 1.51×10-5 m/s 2 纱线截面的纤维根数n 1 110 - 纱线表面纤维螺旋角q π/4 rad 纤维的平均体积百分数V f
75 % 空心锭锥角α 10 ° 空心锭入口外径R H 1.11×10-3 m 纱线卷绕张力T W
0.05
N
图5 不同r f 时ωf c 与l i 关系曲线
Fig.5 The relationship between ωf c and l i with different r f
values
（5）纤维自由端绕空心锭旋转的临界角速度随着进入纱尾的纤维头端长度的增加而增加；纤维半径越大，临界角速度越小，在同一喷嘴气压条件下直径大的纤维纺纱会导致落纤、成纱细节较多。
（6）增加喷嘴气压首先对成线强力有利，超过某临界值落纤、成纱细节增加，对成纱质量不利。
（7）增加喷嘴内部负压，适当减小前罗拉与空心锭的距离可减少落纤，细节的产生。
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新型纺纱技术
新型纺纱技术 一、涡流纺纱 涡流纺纱是利用高速回转的空气涡流进行纺纱的一种自由端纺纱方法，纺纱速度可比环锭纺纱提高约6-7倍。它用一根固定的涡流管取代了高速回转的加捻器，所以是一种产量高而机构比较简单的新型纺纱方法。祸流纺是用条子喂入，直接纺成筒子，简化了纺纱工序，可提高劳动生产率。此外，涡流纺是在负压条件下纺纱，不产生飞花，劳动条件好。且制成率比较高。目前主要用以纺粗、中号的化纤纱及包芯纱等。 1、纺纱原理 涡流纺基本原理是利用一只静止的纺纱器下端由真空泵抽气，二边切开线长槽孔进气，强制气流在纺纱器内形成一股强大的涡流。被气流吸入的纤维，由于涡流的作用产生高速度回转，形成纤维环。如用一根纱引近纺纱器顶端的纺纱头小孔处,即自动被吸入纺纱器中,同时,纱头立即与聚棉处的纤维环连接起来，因为纱头上面是握住的，所以在纺纱器内的纱尾，由于涡流的作用，产生高速度回转而进行加拈，如纤维从小孔中连续输入，纱条从纺纱器头子中连续抽出卷绕在筒子上，这就是涡流纺纱的全过程。 2、涡流纺的主要特点 涡流纺无高速回转机件（如环锭纺中的锭子，钢丝圈等）采用旋转涡流加捻成纱，比机械式加捻效率高，高速回转的涡流只作用在纤维上，与前罗拉引出的纤维的功能一起形成对纤维的加捻作用，高速涡流除了完成加捻任务外，并不影响纱线支数的高低，因此可实现高速纺纱，最高纺速实际可达380m/min，每锭的产量相当于环锭纺单锭产量的22倍左右。由于纤维受到具有声速的喷气涡流及卷取罗拉作用而形成真捻，因此这种特殊的加捻作用是其它纺纱机械不能取代的，纱线高的回旋速度下的成纱结构比环锭纱线的结构更为紧密和稳定。 (1)自控程度高 涡流纺整个纺纱过程受到电子系统的监控，电子清纱器发现纱疵时即自动去除疵点，并立即应用自动接头装置将纱接起来，因此整个纺纱过程是全自动、连续式的。此外，每个锭子的纱都受到自动接头器的监控，如有异常，可实现单锭自动停止纺纱。 (2)工艺流程短 涡流纺与环锭纺相比，将粗纱、细纱、络筒和并筒等四个工序合而为一。占用的厂房面积小、用工省（可减少250%）、能耗低（可节约30%的能源），机物料消耗与维修工作量也少，具有较低的运行费用。 (3)品种适应广 涡流一般可纺10 tex以下的纯棉纱，涤/棉及化纤混纺纱，并可纺包芯纱、彩色纱、花式纱。 (4)产品有特色 涡流纺其纱线是由包缠纤维和芯纤维所组成的一种双重结构纱，外观光洁，纱线的毛羽可减少3/4，3mm以上的近乎为0；具有优越的吸汗、速干、透气性，因而其产品抗起毛起球性好（可提高30%）；耐磨性、染色性佳，可广泛用于机
新型纺纱知识题目解析
_ 《新型纺纱》习题 一、概述 1. 新型纺纱是如何分类的？代表性的纺纱方法有那几种？ 答：1按加捻方法分，可以分为自由端纺纱（加捻）和非自由端纺纱（加捻）两种。自由端纺纱按纤维凝聚加捻方法不同可分为转杯纺纱、静电纺纱、涡流纺纱、磁性纺纱等。非自由端纺纱按加捻原理可分为自捻纺纱、无捻纺纱、喷气纺纱、轴向纺纱等。2按成纱机理分，可分为加捻纺纱、包缠纺纱、无捻纺纱三大类。包缠纺纱主要有喷气纺纱和平行纺纱等。无捻纺纱有粘合纺纱、熔融纺纱和缠结纺纱等。 2. 自由端纺纱的原理是什么？ 答：自由端纺纱的基本持点在于喂入端一定要形成自由端。自由端的形成，通常采用“断裂”纤维结集体的方法，使喂入端与加捻器之间的纤维结集体断裂而不产生反向捻回，并在加捻器与卷绕部件区间获得真捻。经断裂后的纤维又必须重新聚集成连续的须条，使纺纱得以连续进行。最后将加捻后的纱条绕成筒子。 3. 各种新型纺纱的生产流程？（重点转杯纺，喷气纺） 转杯纺：高效开清棉联合机组（附高效除杂装置）——高产梳棉机——两道并条机——转杯纺纱机高效开清棉联合机组（无附加装置）——双联梳棉机——两道并条机——转杯纺纱机 喷气纺：采用超大牵伸装置，可省略粗纱和络筒工序。前纺工艺流程与环锭纺工艺相当，混纺时工厂一般采用三道混并后喂入喷气纺。如采用双根粗纱喂入，则必须经过粗纱工序。 二、转杯纺 1. 与环锭纺纱相比转杯纺纱的特点（生产原理、产品质量、品种等方面）。 答：生产原理：转杯纺属于自由端纺纱，条子从条筒中引出通过喂给机构积极向前输送，经表面包有金属锯条的分梳辊分梳成单纤维。纺纱杯内由于高速回转产生的离心力或由于风机的抽吸，形成一定负压，迫使被分梳辊分解后的单纤维被吸入纺纱杯，纺纱杯壁滑入凝聚槽形成凝聚须条。引纱通过引纱管时也被吸入凝聚槽内．引纱纱尾须条连接，并被纺纱杯摩擦握持而加捻成纱。然后引纱罗拉将纱从纺纱杯中经假捻盘和引纱管引出，依靠卷绕罗拉(槽筒)回转，卷绕成筒子。由于转杯纺取消了锭子、筒管、钢领、钢丝圈等加捻卷绕元件，并将加捻、卷绕作用分开生产原理简单成熟，速度高，卷壮大，
(完整版)不同纺纱方法的成纱结构和特性
不同纺纱方法的成纱结构和特性 当前棉纺领域有5种实用的、倍受关注的纺纱方法，即传统环锭纺、转杯纺、喷气纺、涡流纺和改进环锭纺——紧密纺。环锭纺纱方法已有逾一个半世纪的历史，而后四者是在近几十年甚至是近几年发展起来的，统称为新型纺纱方法。不同的纺纱方法无论在产量、质量方面，还是在成纱结构和特性方面，都有各自非常独特之处。 1 成纱机理 1.1 传统环锭纺 环锭纺纱是将牵伸、加捻和卷绕同时进行的一种纺纱方法，粗纱在牵伸系统中被牵伸至所要求纱支的须条，再经钢领、钢丝圈的加捻和卷绕形成一根纱线。由于牵伸作用，主牵伸区中的须条宽度是所纺纱线直径的数倍，此时各根纤维抵达前钳口线时呈自由状态。当这些纤维离开前钳口线后即被捻合在一起，这样就形成了一个纺纱加捻三角区。此纺纱加捻三角区阻止了边缘纤维完全进入纱体，部分边缘纤维脱离主体形成飞花，较多的边缘纤维则是一端被捻入纱体，而另一端形成毛羽。这些纤维不但对纱线的均匀度、弹性等性能起消极作用，且对纱线的强力极其不利。另外，在加捻时处于三角区外侧的纤维受到的张力最大，而在中心的纤维受到的张力最小，故成纱时这些纤维的初始张力不等，从而影响成纱的强力。这些都是传统环锭纺纺纱三角区造成的缺陷。 1.2 转杯纺 转杯纺又称气流纺，属于自由端纺纱方法。直接喂入纺纱器的棉条经分梳辊分梳成了单纤维状，纤维靠分梳辊的离心力和纺杯内负压气流的作用脱离分梳辊表面经输棉管道而进入纺杯，并在凝聚槽中形成一个完整的纤维环，纤维环随着纺杯高速旋转，在接头纱的作用下，随着捻度不断的传递和连续剥离纤维束而成纱。 1.3 喷气纺 喷气纺纱以日本村田公司制造的MJS（Murata Jet Spinner）机型为代表。棉条直接喂入牵伸装置，经牵伸后的须条进入喷嘴，两个方向相反的高速旋转气流对纱条进行假捻并包缠成纱，纱条引出后经电子清纱器去除疵点后被卷绕在筒子上。 1.4 涡流纺 涡流纺纱是继MJS之后，村田公司推出的新一代的喷气纺纱技术MVS（Murata Vortex Spinning）。涡流纺的成纱原理是棉条直接喂入牵伸装置，经牵伸后的须条从前罗拉钳口输出，立即被纺纱器的直喷嘴中涡流所产生的负压吸入，形成芯纤维，当纤维的末端脱离前罗拉时，因涡流作用而扩张，覆盖在空心锭子表面，并沿着固定的空心内壁回转，随着纱条的向前运动，纤维末端缠绕于纱芯上使纱线获得捻度而成纱。 1.5 改进环锭纺——紧密纺 紧密纺（Compact Spinning）亦称集聚纺。它主要是在环锭细纱机牵伸装置前增加了一个纤维凝聚区，从牵伸装置前罗拉钳口线迁移出来的纤维束集聚在一条线上，基本消除了前罗拉至加捻点之间的纺纱加捻三角区，很好地解决了传统环锭纺纱存在的成纱强力、毛羽和飞花等关键问题，并给后续加工和产品质量带来一系列益处。不同的机器制造商提供了多种用于凝聚这些纤维的专利，但其原理基本相同，都是旨在通过集聚作用，使须条中的纤维特别是边缘纤维和浮游纤维得到有效的控制，大大降低牵伸须条带的宽度，从而基本消除纺纱
新型纺纱内容
第一章绪论 一.原始手工纺纱 原理:利用回转体的惯性给纤维细条加上捻度。 二.手工机器纺纱 原理:脚踏转动绳轮，双手同时纺纱。 三.动力机器纺纱 （二）走锭纺纱机 原理:罗拉将纤维条一端夹住。锭子一边回转一边拉着纱条向外侧移动，将罗拉钳口与锭子间的纱条抽长拉细并加上捻回。然后锭子一边回转，一边向罗拉方向退回，将加上捻度的纱绕到纱管上。 （三）翼锭纺纱机 原理:拉细了的纤维条由罗拉钳口出来，先绕过锭帽的下缘，再绕到筒管上。筒管回转时，罗拉钳口至锭帽下缘间一段纱也随着回转，从而给纱条加上捻度。 （四）环锭纺纱机 1.原理:在锭杆四周套放固定环形轨道（钢领），轨道上骑跨下部有缺口的卵圆形钢丝圈。纤维条从罗拉钳口下来，先穿过钢丝圈，再绕到套在锭杆上的纱管上。锭子一回转，钢丝圈沿着钢领飞转，给纱条加上捻回，同时把纱条绕到纱管上。 2.特点:加捻和卷绕由同一零件（锭子）完成，两个动作同时进行。加捻和卷绕组件合一，限制了成纱卷绕尺寸和运转速度。 3.固有缺陷:卷绕尺寸与运转速度之间产生了无法克服的矛盾，这种矛盾只有当加捻与卷绕机构分开时才能克服。 第二节新型纺纱技术概述 一.新型纺纱的由来 （一）传统纺纱与新型纺纱 1.传统纺纱技术的优点 (1)机构简单，维修保养方便。 (2)生产率较高。 (3)适纺性强。 (4)成纱质量好。 2.传统纺纱技术的缺点:加捻和卷绕组件合一，限制了成纱卷绕尺寸和运转速度，因而产量难以大幅度提高。 3.新型纺纱的范畴 1965年以来发明的不同于传统纺纱技术的纺纱方法统称为新型纺纱。 （二）环锭纺纱技术的固有缺陷分析: 1.受钢丝圈转速限制，生产速度不可能有突破性提高。 2.受钢领直径限制，卷绕容量不可能有大幅度提高。 三.新型纺纱的分类 （一）按成纱原理分 1.自由端纺纱:喂入点与加捻点之间的纤维须条是断开的，形成自由端，自由端随加捻器一起回转使纱条获得真捻。如转杯纺、涡流纺、静电纺、摩擦纺DREF-II 2.非自由端纺纱:喂入点与加捻点之间的纤维须条是连续的，须条两端被握持，借助假捻、包缠、粘合等方法使纤维抱合到一起，从而使纱条获得强力。如喷气纺、平行纺、自捻纺、摩擦纺DREF-III自由端纺纱与非自由端纺纱 （二）按成纱方法分
喷气涡流纺纱设备产品开发实践
喷气涡流纺纱产品开发实践 德州华源生态科技有限公司雒书华1、公司简介 我公司是2003年建成并投产的一个现代化的新型纺纱企业。现拥有环锭纺120 000锭，其中紧密纺设备机台60 000锭、赛络纺纱锭60 000锭。2007年我公司又引进了16台共1280头涡流纺设备。自投产以来，我公司紧跟市场形式，不断引进国内外先进的新型纺纱技术和探索新的纺纱工艺，重点研制开发新型纤维紧密纺针织纱线，现已经成功开发生产了兰精Modal系列、Tencel 系列、竹纤维系列、大豆蛋白纤维系列、牛奶蛋白纤维系列、羊绒系列等多种新型纤维的系列针织纱线，有紧密纺、赛络紧密纺、竹节纱、包缠纱、断彩纱、涡流纺、涡流纺包芯纱等系列产品。最近公司又开发了具有自主知识产权的“华源纺?”系列产品针织纱。 公司一景 2、喷气涡流纺介绍 2.1纺纱原理 喷气涡流纺是日本村田公司推出的一种新型纺纱技术。其纺纱速度一般在300-450m/min，相当于普通环锭纺纱速度的20—30倍，相当于转杯纺的3-5
倍。涡流纺将经过并条的熟条直接喂入牵伸装置，借助压缩空气在涡流腔体内形成高速旋转涡流场，对经过牵伸的单纤维进行凝聚，一是径向凝聚，它使纤维不脱离纱线表面；二是轴向凝聚，使纱线获得一定强力，如图1所示。 图1 成纱示意图 2.2涡流纺特点 2.2.1喷气涡流纺纱具有以下显著特点： 1）毛羽少。喷气涡流纺纱是以毛羽为中心加捻，完全清除3mm以上的毛羽。为此，使上浆中的上浆量减少了25%至50%。为脱浆的节能做出了贡献； 2）密度高。利用空气的精梳效果，喷气涡流纺设备通过压缩空气吹走１-２mm以下的短纤维，只将必要的纤维纺入纱线中，提高纤维密度，增强纱线的强度和均匀度； 3）双重结构。利用空气的旋转使长纤维向纱线的中心集聚，短线维分散包覆在外层。这种独特的生产方法不仅可以生产包芯纱，而且可以利用不同的纤维长度，收缩度等生产双重结构的纱，能纺出丰富多彩的特出纱； 4）爽感性好。喷气涡流纺纱具有优良的抗起毛起球和耐磨损效果；
纺纱技术入门基础知识
纺纱技术基础知识 （一）环锭纺 环锭纺就是由锭子和钢领、钢丝圈进行加捻，由罗拉进行牵伸的一种机械纺纱的方法。 环锭纺纱(ring spinning)，是现时市场上用量最多，最通用之纺纱方法,条子或粗纱经牵伸后的纤维条通过环锭钢丝圈旋转引入，筒管卷绕速度比钢丝圈快，棉纱被加捻制成细纱.广泛应用于各种短纤维的纺纱工程.如普梳，精梳及混纺，钢丝圈由筒管通过纱条带动绕钢领回转.进行加捻，同时，钢领的摩擦使其转速略小于筒管而得到卷绕.纺纱速度高,环锭纱的形态，为纤维大多呈内外转移的圆锥形螺旋线,使纤维在纱中内外缠绕联结,纱的结构紧密,强力高,适用于制线以及机织和针织等各种产品。 环锭纺(精梳)流程： 清花间--梳棉--预并条--条并卷--精梳--头道并条--二道并条--粗纱--细纱--络筒 环锭纺(普梳)流程： 清花间--梳棉--头道并条--二道并条--粗纱--细纱--络筒 （二）气流纺 气流纺纱是利用气流将纤维在高速回转的纺纱杯内凝聚加捻输出成纱的一种新型纺纱技术。 气流纺不用锭子，主要靠分梳辊、纺杯、假捻装置等多个部件。
分梳辊用来抓取和分梳喂入的棉条纤维，同过他的高速回转所产生的离心力可把抓取的纤维甩出。纺杯是个小小的金属杯子，他的旋转速度比分梳辊高出10倍以上，由此产生的离心作用，把杯子里的空气向外排；根据流体压强的原理，使棉纤维进入气流杯，并形成纤维流，沿着杯的内壁不断运动。这时，杯子外有一根纱头，把杯子内壁的纤维引出来，并连接起来，再加上杯子带着纱尾高速旋转所产生的钻作用，就好像一边“喂”棉纤维，一边加纱线搓捏，使纱线与杯子内壁的纤维连接，在纱筒的旋绕拉力下进行牵伸，连续不断的输出纱线，完成气流纺纱的过程。 捷克伊文达（Investa）在1969年瑞士巴塞尔ITMA展上，向市场推荐了气流纺技术，它的产能远远高出环锭纺，但最初气流纺技术生产的气流纱手感非常粗糙，因而在许多应用领域难以达到人们的期望。然而，随着技术的不断提升，气流纱越来越接近环锭纱的特点。今天，气流纱已成为牛仔布、针织内衣和许多其他产品的首选纱线气流纺的特征：气流纺纱有速度大、纱卷大、适应性广、机构简单和不用锭子、钢领、钢圈的优点，可成倍的提高细纱的产量。 气流纺与环锭纺的区别 气流纺与环锭纺一个是新型纺织技术，一个是老式纺纱技术。气流纺是气流纺纱，而环锭纺则是机械纺,就是由锭子和钢铃、钢丝圈进行加捻，由罗拉进行牵伸。而气流纺则是由气流方式输送纤维，由一端握持加捻。一般来说，环锭纱毛羽较少，强度较高，品质较好。气流纺工序短，原料短绒较多，纱线毛，支数和拈度不能很高，价格
新型纺纱复习资料
摩擦比：指摩擦元件表面速度与引纱速度的比值。 自由端纺纱:使喂入端与加捻器之间得纤维结聚体断裂而不产生方向捻回，并在加捻器与卷绕部件区间获得真捻，断裂后的纤维必须重新聚集成连续须条，加捻后的纱条卷绕成筒子。 非自由段纺纱:喂入端与加捻器之间的纤维结聚体是连续的，纤维两端被握持，在加捻器的两边的纤维获得了数量相同，方向相反的捻回。 头端自由纤维：纤维的一端被罗拉固定，另一端与主体分离 捻度传递长度：转杯纺过程中，剥离点到有捻与无捻分界点之间的距离。 细尾断头：断头纱尾逐渐变细的现象 捻回差：头端自由纤维与主体纤维的捻度差。 正向剥取：回转纱条剥离点的转速大于纺纱杯转速。吸纱引入时外界吸入气流少 反向剥取：回转纱条剥离点的转速小于纺纱杯转速。吸纱引入时外界吸入气流多 骑跨纤维：剥离点的后方骑跨在剥离点与凝聚须条尾端之间的空隙内的纤维 包缠纤维：输送管进入的纤维没有到达凝聚槽就直接搭接到回转纱条上。 卷绕比：卷绕辊线速度与引纱罗拉线速度的比值，反映平均张力的大小。 新型纺纱的分类:1自由端纺纱与非自由端纺纱（加捻方法）2加捻纺纱，包缠纺纱与无捻纺纱（成纱机理） 新型纺纱取消了锭子，筒管，钢领，钢丝圈等加捻卷绕元件，并且加捻与卷绕分开进行。 特点:产量高，卷装大，纺纱工艺流程短。 转杯纺纱的原理：利用离心力的作用，纺纱杯高速旋转，杯内产生离心力，离心力可使分梳腔转移到纺杯内的棉纤维产生凝聚形成纤维须条，须条被加捻后成为纱条，纱条引出纺杯后，棉纤维又在纺杯凝聚形成新的纤维纱条，以达到连续纺纱的目的。 转杯纺纱工艺流程：条筒→喂给喇叭→喂给罗拉 + 喂给板→分梳辊→输送管→转杯→引纱管→引纱罗拉→槽筒 转杯纺的前纺工艺：1，开清棉→梳棉→头、二道并条；2，清梳联合机→带自调匀整单程并条机 转杯纺对前纺加工的质量要求：1，良好的熟条质量；2，降低生条中的含杂率和微尘量转杯纺纱机的喂给机构由喂给喇叭、喂给板、喂给罗拉组成，主要作用是均匀有效地握持条子，供分梳辊分梳。 转杯纺纱机各组成机构的主要作用：(1) 喂给机构：均匀有效地握持条子，供分梳辊分梳。(2) 分梳机构：依靠分梳辊（锯条或梳针）打击和刺入纤维层，将纤维束分梳成单纤维状态，依靠气流将纤维输送到转杯内。(3) 排杂机构：排除尘杂，减少转杯凝聚槽内尘杂积聚。(4) 凝聚加捻机构： a. 凝聚：将分梳后的纤维和输送纤维的气流在凝聚机构中分离，将气流排出，纤维留下并排列成连续的须条，为加捻成纱做好准备。b. 加捻：将须条一端握持，另一端绕纱轴回转，给须条加上捻回。 排杂机构的类型：固体式排杂与调节式排杂 转杯纺纱机按排风方式可以分为自排风式和抽气式和补气与排杂分开式。 转杯纺的排杂装置的原理和目的：利用气流和分梳辊的离心力排除尘杂，达到减少转杯凝聚槽的积尘，稳定生产，减少断头，提高成纱质量，适应高速。 排杂装置的发展方向:1,将排杂与补气通道分开；2，放大排杂口与排杂腔；3，排杂口位置要合理，使分梳辊带动的气流切向流入排杂通道。 转移和输送的目的与要求：将梳理好的纤维脱离锯齿并送人纺纱杯的凝聚槽。保持单纤维状态并尽可能伸直弯曲或弯钩；保持运动方向，定向定点输送到凝聚槽。 纤维在通道内产生定向运动的关键及影响因素：使纤维在输送管内作加速运动；输送管
喷气纺纱及其产品的特点与应用
喷气纺纱及其产品的特点与应用 发布日期：2008-1-22 15:38:57 访问次数:272 [中国工控网] 1 喷气纺纱机及其纺纱原理 喷气纺纱是继转杯纺，摩擦纺之后发展起来的一种新型纺纱方法，它是借助压缩空气在喷嘴内产生螺旋气流对牵伸后的纱条进行假捻并包缠的一种新颖独特的成纱方法，它由两部分组成：一部分为平行纤维的纱芯，另一部分是包缠在纱芯外部的包缠纤维。包缠纤维将向心的应力施加于芯纤维上，给纱体必要的聚合力以承受外部应力。其基本原理是应用了两只气流方向相反的喷管。纤维条经高速牵伸后，喂至位于牵伸区前罗拉和成纱输出罗拉之间两只串联喷嘴。第一只喷嘴将纤维开松，并使开松了的自由端纤维包缠在纱芯纤维束外；第二只喷嘴起加捻作用.离开输出罗拉的成纱表层呈现纤维包缠而纱芯纤维则无捻度。纱的结构和强力通过调节两只喷管的气压而变化。 喷气纺纱技术从20世纪60年代美国杜邦公司研制出第一台单喷嘴包缠纱的喷气纺纱机到日本70年代经过8年研制，于1981年推出第一代双喷嘴三罗拉喷气纺纱机，已经完成从试验到工业化生产，以后经不断研究改进，又研制成功N0802MJS型和N0881 MJS型喷气纺纱机，实现 了在线监测、全自动接头和全自动落筒，体现了机电一体化的高科技水平。由于涡流喷嘴的气流转速在1007万 r／min～3007万r／min之间，因此用喷气纺理论上可达到很高生产率。被认为是最有前途的纺纱技术。 当前使用得较多、较为成熟的喷气纺纱系统有国产SFA5802A型；日本村田产MJS801型、 MJS802型、MJS881型；日本东丽AJSl01型、AJSl02型；德国产绪森Plyfill000型、2000型；日本丰田TYS型；法国ARCT的RS300型。 2 国际上喷气纺纱的发展现状 据统计，截止到2001年底，全世界共有喷气纺设备约22万头，分布在36个国家和地区，其中北美约占73％，亚洲约占I 9％，中南美、欧洲、澳大利亚、非洲等约占8％。美国是拥有喷气纺纱机最多的国家，总数约有15万头，占全世界总量的70％。
环锭纺、气流纺、喷气纺、涡流纺、赛络纺、紧密纺简介
环锭纺、气流纺、喷气纺、涡流纺、赛络纺、紧密纺简介 环锭纺 环锭纺纱是现时市场上用量最多，最通用之纺纱方法,条子或粗纱经牵伸后的纤维条通过环锭钢丝圈旋转引入，筒管卷绕速度比钢丝圈快，棉纱被加捻制成细纱.广泛应用于各种短纤维的纺纱工程.如普梳，精梳及混纺，钢丝圈由筒管通过纱条带动绕钢领回转.进行加捻，同时，钢领的摩擦使其转速略小于筒管而得到卷绕.纺纱速度高,环锭纱的形态，为纤维大多呈内外转移的圆锥形螺旋线,使纤维在纱中内外缠绕联结,纱的结构紧密,强力高,适用于制线以及机织和针织等各种产品。 环锭纺(精梳)流程： 清花间--梳棉--预并条--条并卷--精梳--头道并条--二道并条--粗纱--细纱--络筒 环锭纺(普梳)流程： 清花间--梳棉--头道并条--二道并条--粗纱--细纱--络筒 气流纺 气流纺不用锭子，主要靠分梳辊、纺杯、假捻装置等多个部件。分梳辊用来抓取和分梳喂入的棉条纤维，同过他的高速回转所产生的离心力可把抓取的纤维甩出。纺杯是个小小的金属杯子，他的旋转速度比分梳辊高出10倍以上，由此产生的离心作用，把杯子里的空气向外排；根据流体压强的原理，使棉纤维进入气流杯，并形成纤维流，沿着杯的内壁不断运动。这时，杯子外有一根纱头，把杯子内壁的纤维引出来，并连接起来，再加上杯子带着纱尾高速旋转所产生的钻作用，就好像一边“喂”棉纤维，一边加纱线搓捏，使纱线与杯子内壁的纤维连接，在纱筒的旋绕拉力下进行牵伸，连续不断的输出纱线，完成气流纺纱的过程。气流纺的特征 气流纺纱有速度大、纱卷大、适应性广、机构简单和不用锭子、钢领、钢丝圈的优点，可成倍的提高细纱的产量。
气流纺与环锭纺的区别 气流纺与环锭纺一个是新型纺织技术，一个是老式纺纱技术。气流纺是气流纺纱，而环锭纺则是机械纺,就是由锭子和钢铃、钢丝圈进行加捻，由罗拉进行牵伸。而气流纺则是由气流方式输送纤维，由一端握持加捻。一般来说，环锭纱毛羽较少，强度较高，品质较好。气流纺工序短，原料短绒较多，纱线毛，支数和拈度不能很高，价格也较低。 从纱体结构上来说，环锭纺比较紧密，而气流纺的比较蓬松，风格粗犷，适合做牛仔面料，气流纺的纱一般比较粗。 喷气纺 喷气纺是利用高速旋转气流使纱条加捻成纱的一种新型纺纱方法。喷气纺采用棉条喂入，四罗拉双短胶圈超大牵伸，经固定喷嘴加捻成纱。纱条引出后，通过清纱器绕到纱筒上，直接绕成筒子纱。 喷气纺可以纺制30-7.4tex（20-80英支）的纱线，适用于化纤与棉的纯纺及混纺。因喷气纺的特殊成纱机理，喷气纱的结构、性能与环锭纱有明显的差异，其产品具有独特的风格。 一、喷气纺纱及其产品的特点： 1、纺纱速度高。喷气纺采用空气加捻，无高速回转机件（如环纺中的钢丝圈），实现了高速纺纱，纺纱速度可达120-300米/分，每头产量相当于每锭环纺的10-15倍。 2、工艺流程短。喷气纺较环锭纺少了粗纱、筒子2道工序，节约厂房面积30％左右。与环锭纱比较，万锭用工90人，减少约60％，机物料消耗比环锭纺低约30％，平时维修费用及维修工作量也减少。 3、产品质量好，有特色。喷气纱质量的综合评价较好，除了成纱强力比环锭纺低5－20％以外，其它质量指标均优于环锭纱。喷气纱的物理特性如条干CV值，粗细节和纱疵均优于环锭纱。3mm以上毛羽较环锭纱少，虽成纱强力较低，但强力不匀率较环锭纱为低。适用于剑杆织机和喷气织机等新型织机的织造，可提高织机生产效率2％以上。 喷气纺的品质除了与环锭纱类似以外，还有其独特性，喷气纱摩擦系数较大，纱线具有方向性，其摩擦性能也具有方向性。耐磨性能优于环锭纱，但手感较硬。 喷气纺附加一些装置，还可以开发一些特殊品种的纱线，如花色纱、包芯纱、混合纱等。
纺纱知识
新型纺纱技术习题及答案 第一章绪论 1. 传统纺纱技术的缺点是什么？ 答：加捻和卷绕组件合一，限制了成纱卷绕尺寸和运转速度，因而产量难以大幅度提高。 2. 新型纺纱按成纱原理可以分为哪两类？ 答：新型纺纱按成纱原理可以分为自由端纺纱和非自由端纺纱。 3. 自由端纺纱的定义是什么？举几个自由端纺纱的例子。 答：自由端纺纱是指喂入点与加捻点之间的纤维须条是断开的，形成自由端，自由端随加捻器一起回转使纱条获得真捻。转杯纺、涡流纺、静电纺、摩擦纺DREF-II都属于自由端纺纱。 4. 非自由端纺纱的定义是什么？举几个非自由端纺纱的例子。 答：非自由端纺纱是指喂入点与加捻点之间的纤维须条是连续的，须条两端被握持，借助假捻、包缠、粘合等方法使纤维抱合到一起，从而使纱条获得强力。喷气纺、平行纺、自捻纺、摩擦纺DREF-III都属于非自由端纺纱。 5. 新型纺纱按成纱方法可以分为哪几类？并请举例。 答：新型纺纱按成纱方法可以分为四类： (1) 加捻成纱：转杯纺、涡流纺 (2) 包缠成纱：喷气纺、摩擦纺DREF-III、平行纺 (3) 自捻成纱：自捻纺 (4) 粘合成纱：粘合纺 第二章转杯纺纱
1. 简述转杯纺纱的工艺过程。 答：条筒→喂给喇叭→喂给罗拉+ 喂给板→分梳辊→→输送管→转杯→引纱管→引纱罗拉→槽筒 2. 简述转杯纺纱的工艺路线。 答：第一条： 高效开清棉联合机组（附高效除杂装置）→高产梳棉机→→两道并条机→转杯纺纱机 第二条： 高效开清棉联合机组（无附加装置）→双联梳棉机→→两道并条机→转杯纺纱机 3. 简述转杯纺纱技术三个发展阶段的主要特点。 答：(1) 第一阶段：转杯速度：30000 ~ 40000 r/min；无排杂装置，头距小，自动化程度低。 (2) 第二阶段：转杯速度：50000 ~ 70000 r/min；附排杂装置，头距增大，自动化程度较高。 (3) 第三阶段：转杯速度：80000 ~ 150000 r/min；附高效排杂装置，自动化程度高。 4. 转杯纺纱机按排风方式可以分为哪两类？ 答：转杯纺纱机按排风方式可以分为自排风式和抽气式。 5. 转杯纺纱机的喂给机构由哪几部分组成？ 答：转杯纺纱机的喂给机构由喂给喇叭、喂给板、喂给罗拉组成。 6. 转杯纺纱机喂给机构的主要作用是什么？ 答：转杯纺纱机喂给机构的主要作用是均匀有效地握持条子，供分梳辊分梳。 7. 什么是分梳面长度？
对几种新型纺纱的分析比较及其应用发展前景的看法(新).docx
. 对几种新型纺纱的分析比较及其应用发展前景的看法 东华大学周慈念 本文所讲的新型纺纱是指成纱原理与成纱的主要机构以及其成纱结构（指单纱结构）不 同于传统环锭纺纱的新型纺纱方法。而基本原理与环锭纺相同的集聚纺，和与纺制类似股线或缆 绳结构的赛罗纺与索罗纺、以及化纤长丝与细纱交捻的赛罗菲纺等纺纱技术就不属此 围。即使符合以上条件但实践证明受技术关键所制约而没有发展应用前景的静电纺纱、涡流纺纱（涡流管凝聚加捻）也不在其。 自上世纪六十年代以来，以转杯纺纱为代表的各种纺纱新技术开始面世。其中到目前为 止已被广泛应用或已局部应用、或有应用发展前景的新型纺纱主要有转杯纺纱、喷气纺纱、 喷气涡流纺纱和摩擦纺纱等。 本文就以上几种新型纺纱技术的特点、应用围和今后发展前景做些分析比较，谈谈个人的看 法与大家一起探讨。通过分析探讨必将有利于我国纺机制造企业与纺织生产企业正确决 策其今后技术、设备和产品开发的方向。 由于转杯纺纱已比较广泛应用于生产，以及全国会议上国外企业都已进行了较多的技术 交流。喷气纺纱也通过国外企业与学者的报告，大家都有所了解，在这里就不多做赘述，只 做相互比较之用。对喷气涡流纺纱由于国尚未有MVS 这种机型的机器引进，过去国虽然也 有涡流纺纱研究与生产如天津纺织研究所已形成过中试车间，还有上棉三十一厂等开发应用过。但其机构、原理、成纱品质、应用围就不可与现在的MVS 机同日而语。所以对MVS 这种喷气涡流纺纱就须在文中略加介绍并作些分析比较。 另外对过去已引进过并已有国产化设备的摩擦纺纱技术也多作些介绍。因为它在这十 多年中已被大家所忽视，但我认为它有它的特点与它的应用围，是有一定发展前景的，完全可以在新型纺纱发展应用中占有一席之地的。 一、纺纱原理与机构 1． l 转杯纺纱 转杯纺纱是属于自由端纺纱原理。纤维条从喂入到加捻点之间必须是不连续的，否则 就是假捻加不上捻度成不了纱。就无法实现高速与大卷装目的。它是依靠喂给与分梳机构实 现纤维条分离成不连续的纤维流，又通过气流将纤维流输送到转杯实现纤维与气流的分离。 纤维再集合成连续须条，籍转杯回转而加捻成纱。由于纤维在抵达转杯并在其壁上加速向下 滑移，对纤维的伸直度有一定的改善，同时在引出纱条时又要承受转杯的惯性离心力，所以有一定的纺纱力，才使成纱强力有一定的保证并带来一些成纱结构上的特点。 1． 2 喷气纺纱 喷气纺纱是非自由端纺纱原理即是连续纺纱。但又要达到成纱加捻和卷绕作用与机构 分开实现高速与大卷装这一新型纺纱共同的目的。其关键是如何使纱条获得捻度和强力。该成纱的捻度是整个纱条还是部分纤维加捻，这是喷气纺纱方法给我们提供了对成纱捻度新的 启示和认识。其他新型纺纱大都是整个纱条获得捻度或分层获得捻度。而喷气纺纱主要是头 端离开罗拉钳口而尾端尚被握持的这部分所谓“头端自由纤维”依靠喷嘴的旋转气流被包缠到 纱芯上获得“包缠捻度”而成纱。采用二级喷嘴主要是利用第二级喷嘴与第一级喷嘴气流旋 转方向相反且旋转速度（退捻力矩更强）较大的作用。使被第一级喷嘴作用下初始包缠的纤 维在通过第二级喷嘴后在退捻方向与初始包缠方向一致的情况下包缠更紧，因而成纱强度就更提高了。 1． 3 喷气涡流纺纱 本人认为喷气涡流纺纱原理主要是喂入纤维与加捻点结合在一起而获得真捻的一种新
喷气新型纺纱
喷气纺纱 现状、流程、纺纱器、原理、成纱结 构
一、发展 ?1963年美国杜邦公司首先发明，并申请了专利，单喷嘴加捻，后因成纱强力不高而未能继续发展。 ?1970年联邦德国洛伊特林根纺织技术研究所设计试验了新型的双孔喂入单喷嘴喷气纺纱机。 ?在日本，有东丽公司的AJS—101型机、丰田公司的TYS型机等，有单喷嘴和双喷嘴两种加捻器结构，但大部分仍停留在实验室阶段。 ?70年代初期开始，于1981年11月在日本大阪第二届国际纺织机械展览会上首次展出No801MJS型的60头喷气纺纱机。 1987年在法国巴黎举行的第十届国际纺织机械展览会上，No.881MTS型双加捻喷嘴的喷气纺纱机便于加工股线制作。 苏联，1980年CK—225WQ型，纺制双股混纺纱。
国外发展 ?60年代初期 –美国杜邦（DuPont）公司发明 –70年联邦德国设计试验了新型的双孔喂入单喷嘴喷?70年代 –日本公司较大规模研究 ?80年代初 –村田（Murata）、东丽（Toray）、丰田（Toyota）等公司推出产品 ?80年代后期 –德国苏逊（Sussen）
国内发展 ?1978年后，我国科研单位开始关注 –东华大学、天津纺院、上海纺织科学 –上海国棉六厂 ?2003年12月上海国际纺织机械展览会 –展出第一台国产喷气纺纱机KPF02型机 ?东华大学、青岛大学、上海太平洋集团 ?装备情况 –1985 首次引进 –重庆、湖北嘉鱼、蒲圻、上海、山东五莲、河南焦作、广东肇庆、天津六棉、西北一棉等地引进了MJS系列喷 气纺纱机
几种喷气纺机的主要技术特征
二、喷气纺纱工艺流程 ?条子（或粗纱）→牵伸机构→加捻器：第一喷嘴和第二喷嘴→引纱罗拉→电子清纱器→槽筒：筒子纱。 ?非自由端纺纱
纺纱技术入门基础知识
纺纱技术基础知识 一）环锭纺 环锭纺就是由锭子和钢领、钢丝圈进行加捻，由罗拉进行牵伸的一种机械纺纱的方法。 环锭纺纱（ring spinning），是现时市场上用量最多，最通用之 纺纱方法, 条子或粗纱经牵伸后的纤维条通过环锭钢丝圈旋转引入，筒管卷绕速度比钢丝圈快，棉纱被加捻制成细纱. 广泛应用于各种短纤维的纺纱工程. 如普梳，精梳及混纺，钢丝圈由筒管通过纱条带动绕钢领回转. 进行加捻，同时，钢领的摩擦使其转速略小于筒管而得到卷绕.纺纱速度高, 环锭纱的形态，为纤维大多呈内外转移的圆锥形螺旋线, 使纤维在纱中内外缠绕联结,纱的结构紧密,强力高, 适用于制线以及机织和针织等各种产品。 环锭纺（精梳）流程：清花间-- 梳棉-- 预并条-- 条并卷-- 精梳-- 头道并条-- 二道并条-- 粗纱-- 细纱-- 络筒 环锭纺（普梳）流程：清花间- - 梳棉-- 头道并条-- 二道并条-- 粗纱-- 细纱-- 络筒 二）气流纺 气流纺纱是利用气流将纤维在高速回转的纺纱杯内凝聚加捻输出成纱的一种新型纺纱技术。 气流纺不用锭子，主要靠分梳辊、纺杯、假捻装置等多个部件。 分梳辊用来抓取和分梳喂入的棉条纤维，同过他的高速回转所产生的离心力可把抓取的纤维甩出。纺杯是个小小的金属杯子，他的旋转速度比分梳辊高出10 倍以上，由此产生的离心作用，把杯子里的空气向外排；根据流体压强的原理，使棉纤维进入气流杯，并形成纤维流，沿着杯的内壁不断运动。这时，杯子外有一根纱头，把杯子内壁的纤维引出来，并连接起来，再加上杯子带着纱尾高速旋转所产生的钻作用，就好像一边“喂”棉纤维，一边加纱线搓捏，使纱线与杯子内壁的纤维连接，在纱筒的旋绕拉力下进行牵伸，连续不断的输出纱线，完成气流纺纱的过程。 捷克伊文达(In vesta )在1969年瑞士巴塞尔ITMA展上，向市场推
新型纺纱习题答案
《新型纺纱》习题 一、概述 1. 新型纺纱是如何分类的？代表性的纺纱方法有那几种？ 答：1按加捻方法分，可以分为自由端纺纱（加捻）和非自由端纺纱（加捻）两种。自由端纺纱按纤维凝聚加捻方法不同可分为转杯纺纱、静电纺纱、涡流纺纱、磁性纺纱等。非自由端纺纱按加捻原理可分为自捻纺纱、无捻纺纱、喷气纺纱、轴向纺纱等。2按成纱机理分，可分为加捻纺纱、包缠纺纱、无捻纺纱三大类。包缠纺纱主要有喷气纺纱和平行纺纱等。无捻纺纱有粘合纺纱、熔融纺纱和缠结纺纱等。 2. 自由端纺纱的原理是什么？ 答：自由端纺纱的基本持点在于喂入端一定要形成自由端。自由端的形成，通常采用“断裂”纤维结集体的方法，使喂入端与加捻器之间的纤维结集体断裂而不产生反向捻回，并在加捻器与卷绕部件区间获得真捻。经断裂后的纤维又必须重新聚集成连续的须条，使纺纱得以连续进行。最后将加捻后的纱条绕成筒子。 3. 各种新型纺纱的生产流程？（重点转杯纺，喷气纺） 转杯纺：高效开清棉联合机组（附高效除杂装置）——高产梳棉机——两道并条机——转杯纺纱机 高效开清棉联合机组（无附加装置）——双联梳棉机——两道并条机——转杯纺纱机 喷气纺：采用超大牵伸装置，可省略粗纱和络筒工序。前纺工艺流程与环锭纺工艺相当，混纺时工厂一般采用三道混并后喂入喷气纺。如采用双根粗纱喂入，则必须经过粗纱工序。 二、转杯纺 1. 与环锭纺纱相比转杯纺纱的特点（生产原理、产品质量、品种等方面）。 答：生产原理：转杯纺属于自由端纺纱，条子从条筒中引出通过喂给机构积极向前输送，经表面包有金属锯条的分梳辊分梳成单纤维。纺纱杯内由于高速回转产生的离心力或由于风机的抽吸，形成一定负压，迫使被分梳辊分解后的单纤维被吸入纺纱杯，纺纱杯壁滑入凝聚槽形成凝聚须条。引纱通过引纱管时也被吸入凝聚槽内．引纱纱尾须条连接，并被纺纱杯摩擦握持而加捻成纱。然后引纱罗拉将纱从纺纱杯中经假捻盘和引纱管引出，依靠卷绕罗拉(槽筒)回转，卷绕成筒子。由于转杯纺取消了锭子、筒 管、钢领、钢丝圈等加捻卷绕元件，并将加捻、卷绕作用分开生产原理简单成熟，速度高，卷壮大，工艺流程短。 产品质量：1、纱线强力：低于环锭纱。纺棉低10～20%；纺化纤时低20～30%。（原因：①纤维形态紊乱，弯钩纤维多，②纤维伸直度低③纤维在纱中径向迁移度低，④径向捻度差异大，捻度分层⑤分梳辊造成部分纤维断裂，⑥纺纱张力低，纱线紧密度小。） 2、条干：100多倍的并合效应使条干优于环锭纱（中 粗号优10～12%）（原因：①并合效应，②分梳辊分梳作用强，纤维分离度好③无罗拉牵伸波。） 3、纱疵：少而小，仅为环锭纱的1/3～1/4（纺杯中 留下或分梳去除）(原因：①前纺作用，②附排杂装置的转杯纺纱机，③纺杯中排杂。) 4、耐磨：高于环锭纱10～15%。原因：不规则的外 层使纱不易解体。 5、弹性：稍好于环锭纱。原因：捻度大 6、蓬松性：高于环锭纱10～15%，染色性好(原因： 纤维伸直度差，排列不整齐，有外包缠纤维) 7、捻度：比同号环锭纱高10～30% (原因:捻度损失; 强力低) 品种适应性:转杯纺适纺中粗号棉产品，较不适纺长纤维及非棉产品。品种适应性较环锭纺差。 3．转杯纺对前纺有那些质量要求？ 答：降低生条中的含杂率及微尘量 项目优质纱正牌纱专纺纱 生条含杂率0.07-0.08% <0.15% <0.2% 良好的熟条质量(含杂少、条干好、混合均匀) 熟条质量项目国外要求国内要求1g熟条中硬杂重量<4mg <3mg 1g熟条中软疵点数量<150粒<120粒硬杂最大颗粒重量<0.15mg <0.11mg 熟条乌氏变异系数<4.5% <4.5% 熟条重量不匀率<1.5% <1.1% 4．与环锭纺相比转杯纺对前纺加工有那些特殊要求？ 答：1、开清棉：工艺原则：多包取用，精细抓棉， 1
喷气纺纱和涡流纺纱的产品特点及其发展
喷气纺纱和涡流纺纱的产品特点及其发展
喷气纺纱和涡流纺纱的产品特点及其发展 于修业 （中国纺织大学） 摘要：喷气纺炒和涡流纺纱是七十年代发展起来的新薪型纺纱。两种纺纱的成纱机理和纱的结构与其它纺纱不同，其产品有独到之处，别具风格。本文着重介绍两种纺纱的产品特点，并进行技术经济初步分析，提出两种纺纱今后发展方向。 关键词：涡流；涡流纺纱；喷气纺纱；纺纱新方法；产品特性；技术经济分析 1 引言 喷气纺和涡流纺的原理起源讴早，但作为新型纺纱方法还是七十年代以后分别由日本村田公司（Murata）和波兰罗兹公司（Lods）研制成功的。日本村田公司1980年推出MJS-801喷气纺纱机，以后分别在历届国际纺织机械展览会上展出。波兰罗兹公司1975年在米兰国际纺织机械展览会上展出过PF一1型涡流纺纱机。 这两种新型纺纱有它们的共同点：即都是利用气流旋转形成涡流场对纱条进行加捻。加捻机构都很简单，投有高速回转机件，适应高速生产，纺纱速度一般在l50～200米／分，但它们又有截然不相同的成纱机理；喷气纺属于非自由端纺纱，纱的结构是假捻一退捻一包缠纱，而涡流纺则是自由端纺纱。由于两种纺纱适纺的范围和产品有局限性，对它的成纱结构及特点人们的认识还不充分，使之研制和发展受到了不同程度的影响。但从纺纱原理和纱的结构来看都有独到之处，它们的产生和进一步发展．对纺织工业技术和产品结构的影响将会起着不能忽视的作用． 2 纱的结构特点及其产品 喷气纺纱是把罗拉牵伸输出的须条，经两个
气流旋转方向相反的双喷嘴所形成的涡流场推动纱条回转，对纱条进行加捻成纱[1-3]。第二喷嘴的气压和旋转能量大于第一喷嘴，第一喷嘴产生的回转气流只能使第二喷嘴对纱条施加的捻度解捻，使这段纱条呈弱捻状态，同时使前罗拉输出须条的边纤维形成半自由状态的开端纤维，然后再以反向包覆在纱的表面。当纱条通过第二喷嘴后，由于假捻而反方向迅速退捻，在退捻力矩作用下，外表包覆的开端纤维更紧密地包缠在纱芯上，成为纱芯纤维基本平行，表面有捻的包缠喷气纱，如图1所示[4、5]。 图1 喷气纱的形成 喷气纺最适合纺涤棉混纺纱，纺纱号数（tex）可在29～9tex（20～60Nc英支），纱的强力为同等环锭纱的90～95％；条干均匀、强力不匀低、纱疵、长毛羽少[6、7]。但纤维一端缠在纱芯上，头端留在纱的表面，呈0.5毫米以下短羽毛较多；适宜制机织和针织物，织物手感硬、挺、膨松、丰满、厚实、透气性好、耐磨、染色性能好。目前国内喷气纺的大宗产品如表1所示。 组物种类所用纱支及品种产品及其特点 机织类T／C 65／35，14.6，13tex T／C 50／50，16.2Tex T／C 65／35，18.2Tex T／C 65／35，13.9Tex 仿麻织物，外观丰满、手感硬爽 床单，布面匀整、手感厚实、挺括、吸湿性好，略有粗糙感 与长丝空织仿毛花昵，色泽鲜艳、毛型感强 42／2×21／2线平布，可作外衣，经防水处理成风雨水衣类 针织类T／C 65／35，16.2Tex T／C 60／40，17.1Tex 汗衫，毛巾 编织网眼衫 其他T／C 60／4 0Tex T／C T／C 中长 T／C 65／35，9 Tex 包芯喷气纱烂花仿毛织物 磨绒织物 仿毛织物 股线，强力高、挺括、万米无接头 注：T／C 65／35代表涤（T）与棉（C）混纺，比例为65％与35％。 喷气纱做色织纬磨绒织物类产品．就会扬长避短，发挥了喷气纱的膨松短毛羽多、纤维一
喷气纺纱和涡流纺纱的产品特点及其发展
喷气纺纱和涡流纺纱的产品特点及其发展 于修业 （中国纺织大学） 1 引言 喷气纺和涡流纺的原理起源讴早，但作为新型纺纱方法还是七十年代以后分别由日本村田公司（Murata）和波兰罗兹公司（Lods）研制成功的。日本村田公司1980年推出MJS-801喷气纺纱机，以后分别在历届国际纺织机械展览会上展出。波兰罗兹公司1975年在米兰国际纺织机械展览会上展出过PF一1型涡流纺纱机。 这两种新型纺纱有它们的共同点：即都是利用气流旋转形成涡流场对纱条进行加捻。加捻机构都很简单，投有高速回转机件，适应高速生产，纺纱速度一般在l50～200米／分，但它们又有截然不相同的成纱机理；喷气纺属于非自由端纺纱，纱的结构是假捻一退捻一包缠纱，而涡流纺则是自由端纺纱。由于两种纺纱适纺的范围和产品有局限性，对它的成纱结构及特点人们的认识还不充分，使之研制和发展受到了不同程度的影响。但从纺纱原理和纱的结构来看都有独到之处，它们的产生和进一步发展．对纺织工业技术和产品结构的影响将会起着不能忽视的作用． 2 纱的结构特点及其产品 喷气纺纱是把罗拉牵伸输出的须条，经两个气流旋转方向相反的双喷嘴所形成的涡流场推动纱条回转，对纱条进行加捻成纱。第二喷嘴的气压和旋转能量大于第一喷嘴，第一喷嘴产生的回转气流只能使第二喷嘴对纱条施加的捻度解捻，使这段纱条呈弱捻状态，同时使前罗拉输出须条的边纤维形成半自由状态的开端纤维，然后再以反向包覆在纱的表面。当纱条通过第二喷嘴后，由于假捻而反方向迅速退捻，在退捻力矩作用下，外表包覆的开端纤维更紧密地包缠在纱芯上，成为纱芯纤维基本平行，表面有捻的包缠喷气纱，如图1所示。 图1 喷气纱的形成 喷气纺最适合纺涤棉混纺纱，纺纱号数（tex）可在29～9tex（20～60Nc英支），纱的强力为同等环锭纱的90～95％；条干均匀、强力不匀低、纱疵、长毛羽少[6、7]。但纤维一端缠在纱芯上，头端留在纱的表面，呈0.5毫米以下短羽毛较多；适宜制机织和针织物，织物手感硬、挺、膨松、丰满、厚实、透气性好、耐磨、染色性能好。目前国内喷气纺的大宗产品如表1所示。 表l 喷气纺纱的产品
技术｜几种主流纺纱方法的发展方向和技术优势
技术｜几种主流纺纱方法的发展方向和技术优势 随着科技的发展和社会的进步，人类对纺织品的要求不断提高，对纱线品质的要求也提出了更高的标准。因此，发现新的纺纱原理，研究新的纺纱方法，以提高纺纱产量、质量和开发新的纱线品种已成为努力的方向之一。 人类纺纱技术的发展经历了一个漫长的过程，环锭纺纺纱方法的出现，把纺纱技术推进到了一个新的阶段，但是，由于环锭纺纱受成纱机理的限制，纺纱速度和产量难以再进一步大幅度提高，而且，环锭纺系统在加工过程中，还存在许多不合理的方面。因此，开辟新的纺纱原理，研究新的纺纱方法，以提高纺纱产量、质量和开发新的纱线品种已成为人们努力的方向之一。 新型纺纱技术的发展一直未曾停止，从20世纪的50年代起，就先后涌现出了成纱机理与环锭纺截然不同的转杯纺、喷气纺、静电纺、摩擦纺、平行纺、涡流纺、自捻纺等新型纺纱技术。近年来，又出现了喷气涡流纺(MVS)，这些新型纺纱方法和技术的出现，突破了传统纺纱的成纱机理，使得纺纱速度的提高、卷装的增大成为了可能，使劳动生产率大幅度提高，花色品种大大增多，从而有力地推动了纺纱技术的发展。 纺纱方式种类繁多不同的新型纺纱方法有其不同的纺
纱器机构和成纱机理(主要是加捻特点)，其成纱结构、成纱性能以及进一步的应用也有较大的不同。可以分为非环锭加捻新型纺纱技术(自由端纺纱方法、非自由端纺纱方法)和基于环锭加捻(锭子加捻)的新型纺纱方法两大类。 对于非自由端纺纱，如喷气纺、自捻纺等，其纤维须条在纺纱过程中是完全连续的。所以，其纤维的喂入通常是由与环锭纺相类似的罗拉牵伸装置来完成，罗拉牵伸过程中对纤维有较强的控制，从而使纤维的排列更加伸直、平行，为成纱质量提供了保证。此外，非自由端纺纱中，纤维在加捻时，两端均受到机械控制，使成纱紧密度高，纤维在成纱的过程中伸直平行度好。 对于自由端纺纱，如转杯纺、摩擦纺、静电纺等，由于纤维成纱是通过真捻的方式完成的，因此，必须在纤维的输送过程中确保产生一个断裂点(自由端)，以满足加真捻的要求。通常是加捻之前把连续的纤维束断开，通常在其轴向断开。往往采用分梳辊对纤维进行分解，以确保纤维的分离而形成自由端。自由端纺纱方法对成纱强力有较大的影响。 对于基于环锭加捻的新型纺纱技术，利用了环锭纺的成纱机理，通过改变纺纱机机构、喂入方式和加强三角区纤维的控制，以优化环锭纺技术，使成纱性能大大改善，或者是赋予了纱线新的结构，使织物有了新的风格。该类纺纱技术主要有紧密纺、包覆纺、包芯纺、赛罗纺、赛罗菲尔纺、索罗纺、