紡織條子和紗線中的假捻
來源：本站 2008/11/8 19:29:22 編輯：Yanchao
B.SchwabeCetex機械制造工程師協(xié)會(德國)
P.VoidelCetex紡機發(fā)展公司(德國)
摘要:描述了假捻的來源及產(chǎn)生,并用簡圖進行說明。由于加捻時在整個區(qū)域中加捻狀態(tài)的滑動或不完全傳遞,以加捻基本原理為基礎(chǔ)的期望值與實際間存在差異且具有不確定性。
關(guān)鍵詞:紡紗,假捻,方法
1原理
真捻會一直存在,并且只有進行反向的加捻才會去除。各種不同的條件都會產(chǎn)生假捻,但是是暫時的和不固定的。除了倍捻原理外,只有在兩個固定鉗口間才會產(chǎn)生假捻。假捻也在條子運行方向的特定過程產(chǎn)生,并且僅出現(xiàn)在假捻裝置之前。在假捻裝置之后開始加的反向捻度移動通過第二鉗口線,并保留在紗線的開始段。在這個第二區(qū)域,通常在幾秒鐘后,就不會有假捻出現(xiàn)。
根據(jù)假捻的方向(Z捻或S捻),在假捻區(qū)域,真實捻度會因假捻數(shù)而增加或減少。假捻程度不會無限度地增加,進行研討的長度上出現(xiàn)的加捻力矩是平衡的。
比如,如果假捻裝置的加捻力矩低于紗線(粗紗、條子)的退捻力矩,就會產(chǎn)生捻度逃逸,阻止任何假捻的進一步增加。
在條子、粗紗或紗線的整個卷繞過程,捻度以均勻的圓形或螺旋形存在。這些捻度只有在后續(xù)工序通過積極的反向加捻才會去除(軸后退繞)。如果沒有這個過程,這些捻度依然保持為真捻。把這些捻度稱為真捻,是因為它們不會在連續(xù)的加工中自動消失。但是,在本文中,通常稱這些捻度為假捻。
可能的假捻分類是:
-單個假捻
-兩個假捻(圖1)
- 多個假捻(圖2)
由于在引紗管和阻扭器后的自動退捻,轉(zhuǎn)杯紡紗中相對高的假捻成為紗線結(jié)構(gòu)的決定因素。
圖3表明在紗線半徑上的捻度產(chǎn)生曲線。在退捻(以及捻度測試)時,在橫截面具有恒定捻度曲線的環(huán)錠紗和其他紗,保持一條平行移動的水平線TG。在TG曲線中,每次沿TG線垂直的移動,在紗線半徑rG上捻度不恒定。同樣平行地移動TG線在各半徑層產(chǎn)生的捻度數(shù)量不同,這導(dǎo)致紗線橫截面不同程度的蓬松和徑向纖維結(jié)構(gòu)的纏結(jié)。在轉(zhuǎn)杯紡過程,其目的是在紗線橫截面得到恒定的捻度并只加入所需的假捻。
研究表明紗線橫截面具有層結(jié)構(gòu)且沒有纖維轉(zhuǎn)移。圖3b表明僅是這些紗線結(jié)構(gòu)捻度測試的平均值。
對于環(huán)錠紗和其他紗,條子的整個橫截面受到加捻,在紗線徑向或橫截面產(chǎn)生具有恒定曲線的捻度。在外層橫截面具有纏繞纖維的所有紗線都呈現(xiàn)出卷繞捻度(只能通過退捻去除的真捻)。此處的捻度值取決于紗線上纖維的傾角。如果角度不傾斜,這些纖維在紗線中具有T=∞的捻度。轉(zhuǎn)杯紗中的纖維層就是這種情況的好例子。在包纏紗(噴氣、渦流)上形成纖維層,在氣流纏結(jié)和摩擦紡紗線中也出現(xiàn)纖維層。
2 假捻類型舉例
表1列出了假捻的來源和典型的例子。1～3項為人們所熟知因而不需進一步解釋。隨著捻度轉(zhuǎn)移,紗線中的捻度是在現(xiàn)有數(shù)量的基礎(chǔ)上產(chǎn)生附加假捻的先決條件。分析復(fù)雜的公式和試驗時,Trommer
列出了以下影響捻度形成的因素:在障礙物上紗線橫截面的扁平率導(dǎo)紗鉤的半徑、紗線半徑以及捻度。它與作用在紗線上的張力(必須大于10cN)、紗線與導(dǎo)紗鉤間的摩擦系數(shù),以及紗線在導(dǎo)紗鉤處的傾斜角度無關(guān)。當(dāng)一障礙物阻止捻度傳遞時,這稱為阻捻,因此不會產(chǎn)生假捻。根據(jù)微分幾何學(xué)原理,每個三維曲線表明扭矩(第二曲率)。第一曲率表示彎曲,即一直線沿著一平面彎曲。扭矩是一種線性結(jié)構(gòu)的加捻。隨著紗線軸線的三維變形,形成紗線的扭矩,這是假捻,并且一旦紗線軸變直就會立即消失螺旋旋轉(zhuǎn)(通常具有捻度逃逸)通過形成螺旋狀須條而不是紗線軸的三維彎曲,在條子、粗紗或細紗中產(chǎn)生假捻。
3假捻方法的組合
通常會連續(xù)或非連續(xù)的結(jié)合兩種或多種假捻來源。當(dāng)它們結(jié)合成相同的紗線捻度方向且紗線捻度可以簡單的相互追加時,這些來源將產(chǎn)生最大的影響。在實踐中通常采用的組合如下。
3．1旋轉(zhuǎn)、三維變形和捻度傳遞
圖4表示具有金屬線圈的回轉(zhuǎn)管。其中
Tf..ges=Tf..rot+Tf.3DD+Tf.TD (1)
Tf..rot=nDr/vG (2)
由變形和捻度傳遞產(chǎn)生的捻度部分表示為:
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
圖4所示假捻裝置的利弊列在一些文獻中,圖5和圖6為旋轉(zhuǎn)管不同的橫截面形狀。圖5表明扁平的三維紗線變形。具有Z捻的金屬線圈在旋轉(zhuǎn)管之前的紗線上產(chǎn)生Z捻,并且以相應(yīng)的方向回轉(zhuǎn)時也會產(chǎn)生Z捻。
捻度傳遞時由于紗線扁平而增加假捻。紗線(圖6)位于橫向曲率半徑等于紗線半徑的三維槽中,因此沒有變平也就不會產(chǎn)生捻度傳遞。在實際的假捻應(yīng)用中,不會發(fā)生這種情況。紗線張力很高和粗號紗時,由于握持線的摩擦?xí)缘偷?span>nt產(chǎn)生紡紗捻度逃逸。
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3．2具有捻度傳遞的螺旋旋轉(zhuǎn)和三維變形當(dāng)一金屬線圈纏繞一須條僅施加少量的壓力在須條表面,此時的捻度為:
Tf..s=1000/hG=1000/πdGtanαT(4)
當(dāng)螺紋傾斜角αG=0°時,最大假捻Tf..s=∞,但是由于逃逸會有所減少,在0°<αG<90°時也會發(fā)生捻度逃逸(圖7)。無逃逸的螺旋旋轉(zhuǎn)意味著按照無捻度傳遞的螺距沿紗線軸線假捻。當(dāng)契形邊緣作用在一邊(契形擋板、阻扭器)時也會產(chǎn)生并且紗線不需任何
類似卷繞的橫向運動。如果線性結(jié)構(gòu)(條子、粗紗、紗線)的軸線產(chǎn)生三維變形,那么,就
會產(chǎn)生三維變形和捻度傳遞(圖8)。
Tf.ges=Tf..s+Tf..3DD+Tf.TD(5)
三維變形產(chǎn)生的最大理論假
捻是在αG=45°時,并且螺旋圈無內(nèi)直徑。假捻可以根據(jù)公式(5)計算。
Fritsche在位于固定假捻裝置之前的,用于粗梳毛紡環(huán)錠細紗機牽伸區(qū)的Befama螺紋上的牽伸須條中得到了大約100捻/m的假捻。
3．3 滾動和捻度傳遞紗線輕微地在假捻裝置上滾動,也會產(chǎn)生捻度傳遞。在加捻過程,紗線通常產(chǎn)生滾動/滑移運動。如果只發(fā)生少量的滾動,紗線會表現(xiàn)出大量的滑移,并且每一轉(zhuǎn)只有很少的滾動。如果是反向的,產(chǎn)生的捻向相反。紗線在氣圈控制環(huán)中的表現(xiàn)就是一個例子,每一回轉(zhuǎn)紗線加上一個捻(Z向)。當(dāng)紗線每轉(zhuǎn)僅滾動0.1轉(zhuǎn),就產(chǎn)生0.1個假捻(S向)在球形控制環(huán)之上的紗線就保持0.9個Z捻。在轉(zhuǎn)杯紡的引紗管中,由于管子直徑變化而產(chǎn)生不同的理論滾動數(shù)量,大直徑管子產(chǎn)生的顯著滑移必定阻止?jié)L動。理論上,管子直徑應(yīng)是引紗管軸的5～6倍。在轉(zhuǎn)杯紡使用螺旋引紗管時,由于管子螺紋向著紡杯槽,會產(chǎn)生積極的捻度傳遞。雖然在螺紋上通常會產(chǎn)生滾動,但是嚴格的講也會產(chǎn)生紗線滑移。加入的加捻部分然后喂入向著紡杯槽的兩個螺紋間。
在具有多個金屬螺紋的錠翼裝置上,也會產(chǎn)生粗紗滾動和沿著牽伸輸出方向的捻度傳遞。
3．4捻度傳遞和三維變形
圖9～圖11表示了紗線、粗紗或條子的三維變形的例子,同時伴有捻度傳遞。
Tt=Tf..DV(6)+Tf.RV
圖11中的圓環(huán)可直接與實際設(shè)計的環(huán)錠細紗機的鋼絲圈相比。
圖12表示紗線在測試儀器中進行
捻度測試的假捻鋼絲圈。最初調(diào)節(jié)鋼絲圈使紗線垂直穿入到主要的彎曲段。此時,僅通過捻度傳遞產(chǎn)生假捻(β=90°)。
在另一試驗中,鋼絲圈沿著小支撐環(huán)的接觸面旋轉(zhuǎn)(圖12)以至于紗線產(chǎn)生三維變形。鋼絲圈前方的假捻通過雙鉗口而固定(鉗口距為320mm),并在Zweigle捻度測試儀上測試捻度。棉環(huán)錠紗(Tt.y=20 tex,αm=0°,φ=90°)的捻度值采用橢圓形扁平鋼絲圈在Zweigle捻度測試儀上測試(表2)。
除了鋼絲圈β=0°時的紗線捻度和試驗時的調(diào)節(jié)參數(shù),長絲的紗線捻度為:Tf=Tf..DV+Tf..RV=191捻/m。根據(jù)Pavlvo研究,由于三維變形在圓形環(huán)中產(chǎn)生的假捻可用公式
(7)計算:
式中:η———效率(對紗線而言0.8～0.9);
d0———圓環(huán)孔徑(內(nèi)直徑);
dy———紗線直徑;
φ———紗線彎曲角;
β———圓環(huán)與紗線軸線的夾角;
t———圓環(huán)的外形直徑。
Miao測試了固定和旋轉(zhuǎn)障礙物對捻度傳遞的影響,如Trommer所作的一樣。此外Miao也認為捻度傳遞是由于紗線中斜向壓力分布造成。
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