纺织条子和纱线中的假捻
来源：本站 2008/11/8 19:29:22 编辑：Yanchao
B.SchwabeCetex机械制造工程师协会(德国)
P.VoidelCetex纺机发展公司(德国)
摘要:描述了假捻的来源及产生,并用简图进行说明。由于加捻时在整个区域中加捻状态的滑动或不完全传递,以加捻基本原理为基础的期望值与实际间存在差异且具有不确定性。
关键词:纺纱,假捻,方法
1原理
真捻会一直存在,并且只有进行反向的加捻才会去除。各种不同的条件都会产生假捻,但是是暂时的和不固定的。除了倍捻原理外,只有在两个固定钳口间才会产生假捻。假捻也在条子运行方向的特定过程产生,并且仅出现在假捻装置之前。在假捻装置之后开始加的反向捻度移动通过第二钳口线,并保留在纱线的开始段。在这个第二区域,通常在几秒钟后,就不会有假捻出现。
根据假捻的方向(Z捻或S捻),在假捻区域,真实捻度会因假捻数而增加或减少。假捻程度不会无限度地增加,进行研讨的长度上出现的加捻力矩是平衡的。
比如,如果假捻装置的加捻力矩低于纱线(粗纱、条子)的退捻力矩,就会产生捻度逃逸,阻止任何假捻的进一步增加。
在条子、粗纱或纱线的整个卷绕过程,捻度以均匀的圆形或螺旋形存在。这些捻度只有在后续工序通过积极的反向加捻才会去除(轴后退绕)。如果没有这个过程,这些捻度依然保持为真捻。把这些捻度称为真捻,是因为它们不会在连续的加工中自动消失。但是,在本文中,通常称这些捻度为假捻。
可能的假捻分类是:
-单个假捻
-两个假捻(图1)
- 多个假捻(图2)
由于在引纱管和阻扭器后的自动退捻,转杯纺纱中相对高的假捻成为纱线结构的决定因素。
图3表明在纱线半径上的捻度产生曲线。在退捻(以及捻度测试)时,在横截面具有恒定捻度曲线的环锭纱和其他纱,保持一条平行移动的水平线TG。在TG曲线中,每次沿TG线垂直的移动,在纱线半径rG上捻度不恒定。同样平行地移动TG线在各半径层产生的捻度数量不同,这导致纱线横截面不同程度的蓬松和径向纤维结构的缠结。在转杯纺过程,其目的是在纱线横截面得到恒定的捻度并只加入所需的假捻。
研究表明纱线横截面具有层结构且没有纤维转移。图3b表明仅是这些纱线结构捻度测试的平均值。
对于环锭纱和其他纱,条子的整个横截面受到加捻,在纱线径向或横截面产生具有恒定曲线的捻度。在外层横截面具有缠绕纤维的所有纱线都呈现出卷绕捻度(只能通过退捻去除的真捻)。此处的捻度值取决于纱线上纤维的倾角。如果角度不倾斜,这些纤维在纱线中具有T=∞的捻度。转杯纱中的纤维层就是这种情况的好例子。在包缠纱(喷气、涡流)上形成纤维层,在气流缠结和摩擦纺纱线中也出现纤维层。
2 假捻类型举例
表1列出了假捻的来源和典型的例子。1～3项为人们所熟知因而不需进一步解释。随着捻度转移,纱线中的捻度是在现有数量的基础上产生附加假捻的先决条件。分析复杂的公式和试验时,Trommer
列出了以下影响捻度形成的因素:在障碍物上纱线横截面的扁平率导纱钩的半径、纱线半径以及捻度。它与作用在纱线上的张力(必须大于10cN)、纱线与导纱钩间的摩擦系数,以及纱线在导纱钩处的倾斜角度无关。当一障碍物阻止捻度传递时,这称为阻捻,因此不会产生假捻。根据微分几何学原理,每个三维曲线表明扭矩(第二曲率)。第一曲率表示弯曲,即一直线沿着一平面弯曲。扭矩是一种线性结构的加捻。随着纱线轴线的三维变形,形成纱线的扭矩,这是假捻,并且一旦纱线轴变直就会立即消失螺旋旋转(通常具有捻度逃逸)通过形成螺旋状须条而不是纱线轴的三维弯曲,在条子、粗纱或细纱中产生假捻。
3假捻方法的组合
通常会连续或非连续的结合两种或多种假捻来源。当它们结合成相同的纱线捻度方向且纱线捻度可以简单的相互追加时,这些来源将产生最大的影响。在实践中通常采用的组合如下。
3．1旋转、三维变形和捻度传递
图4表示具有金属线圈的回转管。其中
Tf..ges=Tf..rot+Tf.3DD+Tf.TD (1)
Tf..rot=nDr/vG (2)
由变形和捻度传递产生的捻度部分表示为:
hwc=4～7mm,nt=4～6r,dwc=0.7～1.4mm,dT=4～7mm,nT=0 r/min。
Tf..3DD+Tf.TD=150捻/圈
图4所示假捻装置的利弊列在一些文献中,图5和图6为旋转管不同的横截面形状。图5表明扁平的三维纱线变形。具有Z捻的金属线圈在旋转管之前的纱线上产生Z捻,并且以相应的方向回转时也会产生Z捻。
捻度传递时由于纱线扁平而增加假捻。纱线(图6)位于横向曲率半径等于纱线半径的三维槽中,因此没有变平也就不会产生捻度传递。在实际的假捻应用中,不会发生这种情况。纱线张力很高和粗号纱时,由于握持线的摩擦会以低的nt产生纺纱捻度逃逸。
#p##e#
3．2具有捻度传递的螺旋旋转和三维变形当一金属线圈缠绕一须条仅施加少量的压力在须条表面,此时的捻度为:
Tf..s=1000/hG=1000/πdGtanαT(4)
当螺纹倾斜角αG=0°时,最大假捻Tf..s=∞,但是由于逃逸会有所减少,在0°<αG<90°时也会发生捻度逃逸(图7)。无逃逸的螺旋旋转意味着按照无捻度传递的螺距沿纱线轴线假捻。当契形边缘作用在一边(契形挡板、阻扭器)时也会产生并且纱线不需任何
类似卷绕的横向运动。如果线性结构(条子、粗纱、纱线)的轴线产生三维变形,那么,就
会产生三维变形和捻度传递(图8)。
Tf.ges=Tf..s+Tf..3DD+Tf.TD(5)
三维变形产生的最大理论假
捻是在αG=45°时,并且螺旋圈无内直径。假捻可以根据公式(5)计算。
Fritsche在位于固定假捻装置之前的,用于粗梳毛纺环锭细纱机牵伸区的Befama螺纹上的牵伸须条中得到了大约100捻/m的假捻。
3．3 滚动和捻度传递纱线轻微地在假捻装置上滚动,也会产生捻度传递。在加捻过程,纱线通常产生滚动/滑移运动。如果只发生少量的滚动,纱线会表现出大量的滑移,并且每一转只有很少的滚动。如果是反向的,产生的捻向相反。纱线在气圈控制环中的表现就是一个例子,每一回转纱线加上一个捻(Z向)。当纱线每转仅滚动0.1转,就产生0.1个假捻(S向)在球形控制环之上的纱线就保持0.9个Z捻。在转杯纺的引纱管中,由于管子直径变化而产生不同的理论滚动数量,大直径管子产生的显著滑移必定阻止滚动。理论上,管子直径应是引纱管轴的5～6倍。在转杯纺使用螺旋引纱管时,由于管子螺纹向着纺杯槽,会产生积极的捻度传递。虽然在螺纹上通常会产生滚动,但是严格的讲也会产生纱线滑移。加入的加捻部分然后喂入向着纺杯槽的两个螺纹间。
在具有多个金属螺纹的锭翼装置上,也会产生粗纱滚动和沿着牵伸输出方向的捻度传递。
3．4捻度传递和三维变形
图9～图11表示了纱线、粗纱或条子的三维变形的例子,同时伴有捻度传递。
Tt=Tf..DV(6)+Tf.RV
图11中的圆环可直接与实际设计的环锭细纱机的钢丝圈相比。
图12表示纱线在测试仪器中进行
捻度测试的假捻钢丝圈。最初调节钢丝圈使纱线垂直穿入到主要的弯曲段。此时,仅通过捻度传递产生假捻(β=90°)。
在另一试验中,钢丝圈沿着小支撑环的接触面旋转(图12)以至于纱线产生三维变形。钢丝圈前方的假捻通过双钳口而固定(钳口距为320mm),并在Zweigle捻度测试仪上测试捻度。棉环锭纱(Tt.y=20 tex,αm=0°,φ=90°)的捻度值采用椭圆形扁平钢丝圈在Zweigle捻度测试仪上测试(表2)。
除了钢丝圈β=0°时的纱线捻度和试验时的调节参数,长丝的纱线捻度为:Tf=Tf..DV+Tf..RV=191捻/m。根据Pavlvo研究,由于三维变形在圆形环中产生的假捻可用公式
(7)计算:
式中:η———效率(对纱线而言0.8～0.9);
d0———圆环孔径(内直径);
dy———纱线直径;
φ———纱线弯曲角;
β———圆环与纱线轴线的夹角;
t———圆环的外形直径。
Miao测试了固定和旋转障碍物对捻度传递的影响,如Trommer所作的一样。此外Miao也认为捻度传递是由于纱线中斜向压力分布造成。
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