一种超大牵伸的纺纱方法与流程

本发明属于纺纱技术领域，涉及一种超大牵伸的纺纱方法，特别涉及一种细纱机双向延伸胶圈钳口的超大牵伸的纺纱方法。

背景技术：

环锭纺是由锭子、钢领和钢丝圈进行加捻并由罗拉进行牵伸的一种机械纺纱的方法，是现有纺纱技术中发展最为成熟且使用最为广泛的一种纺纱方式。

环锭纺纱与其他新型纺纱技术相比，其劣势在于流程较长，这是因为一般纺普通环锭细纱的流程为配棉→开清棉→梳棉→并条→粗纱→细纱，即经并条机并合均匀的纤维条需先经粗纱工序做成粗纱才能供细纱机使用，若是直接用纤维条纺制成细纱，该纺制过程需要较大的牵伸倍数，而牵伸倍数越大，各牵伸器件间的速度差就会越大，牵伸过程越不容易控制，所制成的细纱条干均匀度和粗细节等各项质量指标均较差，纺制得到的细纱难以满足质量要求。

现有环锭细纱机的牵伸装置一般由三个罗拉和三个皮辊组成，包括后罗拉、中罗拉和前罗拉以及其对应的皮辊，其中，后罗拉和后皮辊与中罗拉和中皮辊之间的区域构成后牵伸区，后牵伸区对纤维须条的牵伸倍数一般为1～1.5倍，主要作用是破坏有捻纤维条的捻度，为前牵伸区牵伸做准备，前罗拉和前皮辊与中罗拉和中皮辊之间的区域以及上、下胶圈和销棒构成前牵伸区，其牵伸倍数一般在30～50倍之间，环锭细纱机的前牵伸区牵伸倍数较大是因为上、下胶圈和销棒形成正向延伸的胶圈钳口，对牵伸区内的浮游纤维起到握持控制的作用。但由于牵伸是造成纱条不匀的重要影响因素，牵伸倍数越大，纱条的不匀也越大，若是直接利用纤维条纺制细纱，现有的环锭细纱机难以在满足质量要求的前提下直接通过纤维条的超大倍数牵伸制得相应细纱。

另外，有些科研人员通过增加钳口数量，形成两个甚至两个以上正向延伸胶圈钳口实现纤维的握持控制，但是多胶圈钳口或多牵伸区实现纤维条牵伸面临的一个非常关键的问题是：在对纤维须条多级同向串联牵伸的过程中，上游牵伸区中的牵伸波叠加在下游牵伸区，产生对线密度分布的严重恶化。因此，简单地增加胶圈钳口或增加胶圈钳口和牵伸区，并不能在成比例地增加牵伸能力的同时保持牵伸品质。

因此，研究一种能够实现纤维条高质量和超大倍数牵伸的纺纱方法及装置具有十分重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种能够实现纤维条高质量和超大倍数牵伸的纺纱方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种超大牵伸的纺纱方法，将有捻纤维条依次经过后牵伸区、中牵伸区和前牵伸区，分别在后牵伸区和前牵伸区采用双胶圈牵伸，同时在中牵伸区进行集聚并控制其牵伸倍数为1以实现超大牵伸；

所述后牵伸区内后罗拉钳口与双胶圈钳口之间为自由区，所述前牵伸区内前罗拉钳口与双胶圈钳口之间为自由区，所述自由区是指无摩擦力作用的区域。

纺纱过程的实质是将纤维集合体(如有捻纤维条)抽长拉细的过程，在拉伸的过程中，各个部件由后到前速度需逐步加快，实现牵伸需具备速度差、隔距和压力三个条件，纤维在牵伸过程中会由浮游无控制状态向受控制状态转变，发生转变的点为纤维变速点，该转变过程会受到摩擦力界的控制。当纤维在牵伸过程中始终受到摩擦力界的控制时，整个纤维须条中的纤维变速点会统一即纤维的移距偏差会较小，且速度会保持一致，所形成的纱线的粗细均匀程度会较好，粗细节会较少，而当摩擦力界较窄时，纤维在牵伸过程中只能部分受到摩擦力界的控制，纤维的纤维变速点会不统一即纤维的移距偏差会变大，因此所纺纱线的质量也会越差。

本发明的有捻纤维条依次经过后牵伸区、牵伸倍数为1的中牵伸区和前牵伸区时，过程如下：

(1)后牵伸区内设置了向后延伸的双胶圈钳口即后双胶圈钳口靠近后罗拉钳口，后牵伸区内的纤维变速点向后罗拉钳口移动同时摩擦力界拓宽，使后牵伸区内的纤维变速点相对集中，减小了纤维后端的移距偏差，因而后牵伸区牵伸倍数可以增大，同时由于采用较大的后牵伸区牵伸倍数，有利于前弯钩纤维的伸直；

(2)中牵伸区对须条进行集聚，可以有效集合经后牵伸区牵伸而发散的须条，有利于增大前牵伸区的牵伸倍数，中牵伸区的牵伸倍数为1能够将后牵伸区和前牵伸区完全隔断，使二者之间没有联系，有利于提高纺纱的稳定性，有利于提升牵伸倍数，也有利于保证纱线的品质；

(3)前牵伸区设置了向前延伸的双胶圈钳口即前双胶圈钳口靠近前罗拉钳口，前牵伸区内的纤维变速点向前罗拉钳口移动同时摩擦力界拓宽，使前牵伸区内的纤维变速点相对集中，减少纤维前端移距偏差，因而牵伸区牵伸倍数可以增大，同时由于采用较大的前牵伸区牵伸倍数，有利于纤维后弯钩的伸直，从而在保证纺纱质量的前提下从而实现了有捻纤维条的超大牵伸。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种超大牵伸的纺纱方法，所述后牵伸区和前牵伸区的牵伸倍数分别为5～7倍和51.6～62倍，所述后牵伸区、中牵伸区和前牵伸区的总牵伸倍数为310～430.5倍。现有环锭细纱机牵伸装置对有捻粗纱条的总牵伸倍数为30～80倍，本发明方法显著提高了纤维条的牵伸倍数。

如上所述的一种超大牵伸的纺纱方法，所述后牵伸区内的双胶圈钳口与后罗拉钳口之间的距离为5～15mm，在此范围内可以使后牵伸区纤维变速点集中后移到后罗拉钳口，减少纤维后端的移距偏差，同时可以提高利用后双胶圈钳口增加对纤维条的摩擦和握持作用，提高后牵伸区的牵伸倍数，有利于纤维前弯钩的伸直；所述前牵伸区内的双胶圈钳口与前罗拉钳口之间的距离为5～15mm，在此范围内可以使前牵伸区纤维变速点集中前移到前罗拉钳口，减少纤维前端的移距偏差，同时可以提高利用前双胶圈钳口增加对纤维条的握持作用，提高前牵伸区的牵伸倍数，有利于纤维后弯钩的伸直。本发明的双胶圈钳口与其相应罗拉钳口之间的距离包括但不仅限于此，可在适当范围内调整，但不宜太过，双胶圈钳口与其相应罗拉钳口之间的距离过大，牵伸区内的摩擦力界会变小，纤维的变速点不会集中，实施超大牵伸时，纱线的质量会变差，距离过小，纤维变速点太过于靠近罗拉钳口，牵伸力过大容易对纤维造成损伤。

如上所述的一种超大牵伸的纺纱方法，所述后牵伸区或前牵伸区内的摩擦力界沿有捻纤维条运行方向的长度为该牵伸区内有捻纤维条长度的77.2～88.6％。

如上所述的一种超大牵伸的纺纱方法，所述牵伸前，有捻纤维条的捻度为5～20捻/m，定量为15～30g/5m。本发明方法适用的有捻纤维条包括但不仅限于此，此处仅列举部分常见的有捻纤维条。

如上所述的一种超大牵伸的纺纱方法，所述后牵伸区为一对后皮辊和后罗拉与一对第一中皮辊和第一中罗拉之间的区域；

所述中牵伸区为一对第一中皮辊和第一中罗拉与一对第二中皮辊和第二中罗拉之间的区域；

所述前牵伸区为一对第二中皮辊和第二中罗拉与一对前皮辊和前罗拉之间的区域；

每对罗拉和皮辊上下布置。

如上所述的一种超大牵伸的纺纱方法，在后牵伸区采用双胶圈牵伸的实现方式为：

先在后牵伸区设置上下布置且相互配合的后上销架和后下销棒，同时在后下销棒侧下方设置后张力器，再将后上胶圈套在第一中皮辊和后上销架上，后下胶圈套在第一中罗拉、后下销棒和后张力器上，控制后张力器的位置使得后下胶圈张紧并紧贴后下销棒的须条贴合面，控制后上销架和后下销棒的位置使得后上胶圈和后下胶圈的须条贴合面相互贴合；

在前牵伸区采用双胶圈牵伸的实现方式为：

先在前牵伸区设置上下布置且相互配合的前上销架和前下销棒，同时在前下销棒侧下方设置前张力器，再将前上胶圈套在第二中皮辊和前上销架上，前下胶圈套在第二中罗拉、前下销棒和前张力器上，控制前张力器的位置使得前下胶圈张紧并紧贴前下销棒的须条贴合面，控制前上销架和前下销棒的位置使得前上胶圈和前下胶圈的须条贴合面相互贴合。

如上所述的一种超大牵伸的纺纱方法，所述后上销架和后下销棒的形状分别同前上销架和前下销棒；所述前上销架和前下销棒的须条贴合面都由平面和上凸的弧面组成。

如上所述的一种超大牵伸的纺纱方法，在中牵伸区进行集聚的实现方式为：在第一中皮辊和第一中罗拉与第二中皮辊和第二中罗拉之间设置集聚元件；

所述集聚元件为固定或滚动的集束器；

所述集束器为辊轮形或喇叭口形，辊轮的周面环绕设有凹槽，凹槽的横截面为梯形，梯形的下底和上底分别对应凹槽的槽口和槽底，长度分别为3～6mm和1～4mm，喇叭口的口径为2～4mm；

辊轮形集束器的数量为2个，分别位于有捻纤维条运行方向的上方和下方且分别对应靠近第二中罗拉钳口和第一中罗拉钳口；

喇叭口形集束器的数量为1个，靠近第二中罗拉钳口。

如上所述的一种超大牵伸的纺纱方法，所述前罗拉的线速度为6759～36500mm/min，本发明前罗拉的线速度包括但不仅限于此，其根据现在锭子的转速、用于纺纱的有捻纤维条的粗细和所纺纱线的捻度变化，所述第一中罗拉与第二中罗拉的线速度相同，使得中牵伸区的牵伸倍数为1，进而可以起到对纤维须条更好的集束作用，同时有效隔断了前牵伸区和后牵伸区，可以保证纤维不同时受到前后牵伸区驱动与运行力的相互牵制，可以提高前牵伸区和后牵伸区运行的稳定性。

发明机理：

为保证所纺纱线的质量，尽量消除纤维的弯钩现象，因此本发明采用顺牵伸的方式，有捻纤维条依次经过后牵伸区、牵伸倍数为1的中牵伸区和前牵伸区以实现超大牵伸纺纱且保证了纺纱制得的纱线的质量，具体分析如下：

有捻纤维条经过后牵伸区时，由于后牵伸区设置了向后延伸的后双胶圈(后上胶圈和后下胶圈)且后双胶圈钳口靠近后罗拉钳口，纤维在靠近后罗拉钳口处即受到后上、下胶圈的握持和摩擦控制，纤维在后牵伸区的变速点集中后移至后罗拉钳口附近，整个后牵伸区的摩擦力界较宽，纤维能够受到反向延伸的后双胶圈钳口的提前控制，纤维在后牵伸区的变速点也相对集中，从而减小了纤维后端的移距偏差，减少了纤维运动控制不良造成的纱线不匀的现象，减少了浮游纤维的数量，有利于后牵伸区牵伸倍数的提高；

纤维条经过中牵伸区时，集束器可有效集合经后牵伸区牵伸而发散的须条，达到对纤维整理的作用，有捻纤维条经过后牵伸区的初步牵伸和中牵伸区的整理后，纤维须条已分散且纤维在须条内排列初步有序，有利于前牵伸区的牵伸和其牵伸倍数的提高，中牵伸区的牵伸倍数为1，有效隔断了前牵伸区和后牵伸区，可以保证纤维不同时受到前后牵伸区驱动与运行力的相互牵制，可以提高前牵伸区和后牵伸区运行的稳定性，有利于提高牵伸倍数，也有利于保证纱线的品质；

纤维条经过前牵伸区时，由于前牵伸区设置了向前延伸的前双胶圈(前上胶圈和前下胶圈)且前双胶圈钳口靠近前罗拉钳口，纤维在靠近前罗拉钳口处即受到前上、下胶圈的握持和摩擦控制，纤维前牵伸区纤维变速点集中前移至前罗拉钳口附近，整个前牵伸区的摩擦力界较宽，纤维的前牵伸区纤维变速点也相对集中，减小了纤维前端的移距偏差，减少了纤维运动控制不良造成的纱线不匀的现象。

有益效果

(1)本发明的一种超大牵伸的纺纱方法，通过在前牵伸区和后牵伸区内设置了上下胶圈，使前牵伸区和后牵伸区内的纤维变速点相对集中且同时拓宽前牵伸区和后牵伸区内的摩擦力界，实现了对纤维须条的握持和摩擦控制，从而实现了有捻纤维条的超大倍数牵伸；

(2)本发明的采用超大牵伸的纺纱方法的装置，后牵伸区内设置了反向延伸的后双胶圈钳口，使后牵伸区的变速点集中后移到后罗拉钳口，减小纤维后端的移距偏差，同时采用较大的后牵伸区牵伸倍数，有利于纤维前弯钩的伸直，前牵伸区内设置正向延伸的双胶圈钳口，使前牵伸区变速点集中前移到前罗拉钳口，减小纤维前端的移距偏差，同时采用很大的牵伸倍数，有利于纤维后弯钩的伸直；

(3)本发明的采用超大牵伸的纺纱方法的装置，中牵伸区牵伸倍数设置为1，附加至少一个集聚元件，可以有效集合经后牵伸区牵伸而发散的须条，也可以提高前牵伸区和后牵伸区运行的稳定性，对前区大倍率牵伸是有利的；

(4)本发明的采用超大牵伸的纺纱方法的装置，由于后牵伸区和前牵伸区分别采用了纤维变速点集中后移和变速点集中前移两种不同的纤维变速点控制方法，避免了纤维变速点单一控制方法导致的牵伸波叠加恶化的现象；

(5)本发明的采用超大牵伸的纺纱方法的装置，由于后牵伸区和前牵伸区内的双胶圈是分别由第一中罗拉钳口和第二中罗拉钳口驱动控制，双胶圈在后牵伸区和前牵伸区内驱动与运行受力没有相互牵制，可确保超大牵伸工艺条件下后牵伸区和前牵伸区运行的稳定性。

附图说明

图1为本发明的超大牵伸的纺纱方法的实现装置的结构示意图；

图2为本发明辊轮形集束器的结构示意图；

图3为本发明下销棒的结构示意图；

图4为本发明上销架的结构示意图；

图5为本发明张力器的结构示意图；

其中，1-后罗拉，2-后皮辊，3-第一中皮辊，4-第一中罗拉，5-后上销架，6-后下销棒，7-后上胶圈，8-后下胶圈，9-集束器，10-第二中皮辊，11-第二中罗拉，12-前上销架，13-前下销棒，14-前上胶圈，15-前下胶圈，16-前皮辊，17-前罗拉，18-后张力器，19-前张力器。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

一种超大牵伸的纺纱方法：将捻度为11.6捻/m、定量为5g/5m的有捻纤维条依次经过后牵伸区、中牵伸区和前牵伸区，分别在后牵伸区和前牵伸区采用双胶圈牵伸，同时在中牵伸区进行集聚并控制其牵伸倍数为1使得后牵伸区和前牵伸区的牵伸倍数分别为7倍和61.5倍，后牵伸区、中牵伸区和前牵伸区的总牵伸倍数为430.5倍；

本发明的超大牵伸的纺纱方法的实现装置的结构示意图如图1所示，其中，后牵伸区为上下布置的后皮辊2和后罗拉1与第一中皮辊3和第一中罗拉4之间的区域；中牵伸区为上下布置的第一中皮辊3和第一中罗拉4与第二中皮辊10和第二中罗拉11之间的区域；前牵伸区为上下布置的第二中皮辊10和第二中罗拉11与前皮辊16和前罗拉17之间的区域；

前罗拉17的线速度为35000mm/min，第一中罗拉4与第二中罗拉11的线速度相同；

在后牵伸区采用双胶圈牵伸的实现方式为：

先在后牵伸区设置上下布置且相互配合的后上销架5和后下销棒6，同时在后下销棒6侧下方设置后张力器18，再将后上胶圈7套在第一中皮辊3和后上销架5上，后下胶圈8套在第一中罗拉4、后下销棒6和后张力器18上，控制后张力器18的位置使得后下胶圈8张紧并紧贴后下销棒6的须条贴合面，控制后上销架5和后下销棒6的位置使得后上胶圈7和后下胶圈8的须条贴合面相互贴合；

后上销架5和后下销棒6的须条贴合面都由平面和上凸的弧面组成；

后牵伸区内后罗拉1钳口与双胶圈钳口之间为自由区，自由区是指无摩擦力作用的区域，后牵伸区内的双胶圈钳口与后罗拉1钳口之间的距离为8mm，后牵伸区内的摩擦力界沿有捻纤维条运行方向的长度为该牵伸区内有捻纤维条长度的85％；

在前牵伸区采用双胶圈牵伸的实现方式为：

先在前牵伸区设置上下布置且相互配合的前上销架12和前下销棒13，同时在前下销棒13侧下方设置前张力器19，再将前上胶圈14套在第二中皮辊10和前上销架12上，前下胶圈套15在第二中罗拉11、前下销棒13和前张力器19上，控制前张力器19的位置使得前下胶圈15张紧并紧贴前下销棒13的须条贴合面，控制前上销架12和前下销棒13的位置使得前上胶圈14和前下胶圈15的须条贴合面相互贴合；

后张力器18和前张力器19的结构示意图如图5所示；

前上销架12和前下销棒13的形状分别同后上销架5和后下销棒6；前上销架12和后上销架5的结构示意图如图4所示，前下销棒13和后下销棒6的结构示意图如图3所示；

前牵伸区内前罗拉17钳口与双胶圈钳口之间为自由区，自由区是指无摩擦力作用的区域，前牵伸区内的双胶圈钳口与前罗拉17钳口之间的距离为6mm，前牵伸区内的摩擦力界沿有捻纤维条运行方向的长度为该牵伸区内有捻纤维条长度的80％；

在中牵伸区进行集聚的实现方式为：在第一中皮辊3和第一中罗拉4与第二中皮辊10和第二中罗拉14之间设置集聚元件；

集聚元件为滚动的集束器9；

集束器9为辊轮形，数量为2个，如图2所示，分别位于有捻纤维条运行方向的上方和下方且分别对应靠近第二中罗拉11钳口和第一中罗拉4钳口；辊轮的周面环绕设有凹槽，凹槽的横截面为梯形，梯形的下底和上底分别对应凹槽的槽口和槽底，长度分别为6mm和4mm；

最终制得的纱线的支数为50英支，条干均匀度cv值为16.5％，+50％粗节个数为267个/km，-50％细节个数为13个/km。

实施例2

一种超大牵伸的纺纱方法，基本同实施例1，不同之处在于，有捻纤维条捻度为8捻/m、定量为30g/5m，后牵伸区和前牵伸区的牵伸倍数分别为7倍和51.6倍，后牵伸区、中牵伸区和前牵伸区的总牵伸倍数为361.2倍；

前罗拉的线速度为20325mm/min，第一中罗拉与第二中罗拉的线速度相同；

后牵伸区内的双胶圈钳口与后罗拉1钳口之间的距离为5mm，后牵伸区内的摩擦力界沿有捻纤维条运行方向的长度为该牵伸区内有捻纤维条长度的88.6％；

前牵伸区内的双胶圈钳口与前罗拉17钳口之间的距离为5mm，前牵伸区内的摩擦力界沿有捻纤维条运行方向的长度为该牵伸区内有捻纤维条长度的88.6％；

集聚元件为固定的集束器9；

集束器9为喇叭口形，数量为1个，靠近第二中罗拉11钳口，喇叭口的口径为2mm；

最终制得的纱线的支数为35英支，条干均匀度cv值为14.6％，+50％粗节个数为159个/km，-50％细节个数为8.2个/km。

实施例3

一种超大牵伸的纺纱方法，基本同实施例2，不同之处在于，有捻纤维条捻度为15捻/m、定量为15g/5m，后牵伸区和前牵伸区的牵伸倍数分别为5倍和62倍，后牵伸区、中牵伸区和前牵伸区的总牵伸倍数为310倍；

前罗拉的线速度为36500mm/min，第一中罗拉与第二中罗拉的线速度相同；

后牵伸区内的双胶圈钳口与后罗拉1钳口之间的距离为10mm，后牵伸区内的摩擦力界沿有捻纤维条运行方向的长度为该牵伸区内有捻纤维条长度的80％；

前牵伸区内的双胶圈钳口与前罗拉17钳口之间的距离为10mm，前牵伸区内的摩擦力界沿有捻纤维条运行方向的长度为该牵伸区内有捻纤维条长度的80％；

喇叭口形的集束器的口径为4mm；

最终制得的纱线的支数为60英支，条干均匀度cv值为21％，+50％粗节个数为324个/km，-50％细节个数为28个/km。

实施例4

一种超大牵伸的纺纱方法，基本同实施例1，不同之处在于，有捻纤维条捻度为20捻/m、定量为15g/5m，后牵伸区和前牵伸区的牵伸倍数分别为5倍和62倍，后牵伸区、中牵伸区和前牵伸区的总牵伸倍数为310倍；

前罗拉的线速度为6759mm/min，第一中罗拉与第二中罗拉的线速度相同；

后牵伸区内的双胶圈钳口与后罗拉1钳口之间的距离为15mm，后牵伸区内的摩擦力界沿有捻纤维条运行方向的长度为该牵伸区内有捻纤维条长度的77.2％；

前牵伸区内的双胶圈钳口与前罗拉17钳口之间的距离为15mm，前牵伸区内的摩擦力界沿有捻纤维条运行方向的长度为该牵伸区内有捻纤维条长度的77.2％；

集聚元件为固定的集束器9；

集束器9为辊轮形，辊轮的周面环绕设有凹槽，凹槽的横截面为梯形，梯形的下底和上底分别对应凹槽的槽口和槽底，长度分别为3mm和1mm。

最终制得的纱线的支数为40英支，条干均匀度cv值为15.1％，+50％粗节个数为200个/km，-50％细节个数为11个/km。