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转杯纺断头研究
颜世强王忠孝
(上海淳瑞机械科技有限公司)
1转杯纺的断头问题
尽管目前转杯纺纱应用日益广泛，但是要发挥转杯纺纱的全部潜力，还有许多问题需要解决。比如，转杯纺纱线由于结构原因强力偏低，其成功纺制范围仍然限制在粗中号纱线范围内。除纱线小身价值以外，高速纺纱时的运行稳定性也很重要。纤维流被剥离以后，进入转杯滑移而重新收集为纤维环，通过一端自由旋转的方法转变为纱线，但是棉条中所有外来杂质(比如棉结、棉壳、粉尘、发丝、塑料丝等)也在离心力作用下脱离分梳辊表面进入转杯而破坏对纤维的正常收集，这些杂质的密度往往大于棉纤维的密度，纤维环被进入转杯的纱尾抓取之后，这些杂质的破坏作用得到体现。纱尾的扭转力矩难以克服不断累积杂质的离心力，持续的纤维环被破坏，形成断头。如果杂质纤维相对棉纤维较小，比如，在纺粗号纱
时，纱线附着力克服了杂质离心力，纺纱过程得以持续，但杂质会融入到纱线里面影响纱线质量。
转杯纺中，断头大致分为三种主要类型：张力断头、纺纱断头和棉条断头或纺纱器以外的因素造成的断头。张力断头发生在成形的纱线中，一般在引纱嘴到卷绕辊之间。纺纱断头是持续的纤维纺纱被打断在转杯凝棉槽剥离区，断头后卷装上的纱尾有一个生硬的外观，转杯凝棉槽里一般能发现一段纱尾。
在本论文中，提出了一个全新7档类别的区分转杯纺断头的方法。该分类方法通过观察断纱后卷装纱尾形态，转杯凝棉槽状态为依据来鉴别。我们通过观察卷装上收集到的纱尾而不以外部原料里的杂质尺寸为主要基础。我们还研究了棉条含杂量、转杯速度、分梳辊速度和纱线号数等不同因素对断头率和不同断头类型比例的影响。
2原料和纺纱工艺
研究中应用中级棉。棉纤维通过清棉、梳理和两次并条匀整。研究中用到的棉花的详细参数如下：2．5％跨距长度24．25mm，50％跨距长度11．60mm，束纤维强力19．81cN／tex，马克隆值4．1。
所有的样本棉条密度都是5．37ktex。样本是采用立达M2／1型转杯纺纱机纺制的。转杯直径45mm，分梳辊为针辊。
样本是在不同转杯速度、分梳辊速度、棉条含杂率和纱线号数的条件下纺制。含杂率不同的棉条是从许多物理性能类似而含杂率不同的棉化中挑选而来的，而且其清棉和梳棉的速度都是不同的。详细的样本工艺参数见表1。

3断头样本采集方法和分类
下面讨论收集断头及分类的方法，不同组都收集大量的断头。断头率是针对整台机器的，比如220头转杯，持续进行4h观察，以获得总的断头样本。每一项研究重复10次，所以每一项研究总共40h。百锭小时断头率是总断头数换算而来的。由于换筒造成的断头没有计算在内。
从纱线卷装上面退绕38cm～51cm以收集断头样本。所有的转杯须正确清洁且允许接头后运转。在机器运行期间，设备头部能识别哪个锭位发生断头，然后立刻收集卷装上的断头。之后，转杯内部和引纱管的状态都要检查，以评定断头原冈。断头要根据构成和形态来区分，不同的研究项日可能有不同类型的断头，断头类型据其构造和形态大体卜分为下而7种小同的类型。其中前6类断头形态如图1所示。

3．1包含异质纤维的断头
这种类型的异质材料通常比普通棉纤维粗，一股会在清棉和梳棉工序分离出去。残留在棉条中的又长又壮的纤维状材料通过分梳辊和输纤通道，沉积在转杯凝棉槽巾。由于这些异质材料直径粗，其抗挠刚度非常高，这阻止它们像普通棉纤维一样纺入纱线，导致断头。这些异质材料通常依附在断头处，有时保留存转杯内。图l(a)照片显示异质材料包含在断头中。
3．2纤维束(棉结挂花)断头
纤维束通常像一个小粗节，它既不附加在断头尾部又不接近尾部，就像图1(b)所示。由于残留油脂或工艺缺陷，一些纤维挂在纤维通道附近，吸引其他纤维直到形成纤维束，然后与精梳纤维一起沉积到转杯凝棉槽内部．从纤维串轻轻拉出的纤维分析得知，其中短纤维比例很高，这些短纤维是南于分梳辊把缠绕纤维打断生成的。
3．3包含棉籽壳类的断头
这类断头发生在有大的杂质颗粒时。比如与棉纤维同宗的大的棉籽壳，被转移到转杯滑移面的纤维环上，如图1(c)所示。大尺寸硬材质杂质出现在转杯凝棉槽导致转杯剥离区的紊乱，从而导致纱线断头。有些纱线断头的尾部没有发现这样类型的大的杂质颗粒，但这些杂质颗粒在转杯凝棉槽里出现，这种断头也归入到这种类型。
3．4包含微粒粉尘的断头
这种类型断头的发生主要有两种原因：当吸风管堵塞或气流不畅；当遇到非常轻的杂质时，比如棉条巾含有大量微小的棉花碎叶。当吸风管堵塞或者气压很低，这些微粒随着纤维进入并沉积在转杯凝棉槽中而没能够正常的通过排杂通道排出去。粉尘也是如此。因为这些微粒粉尘一般比棉纤维重，会在凝棉槽中堆积。经过一定的时间，这些颗粒会跟着纤维环一起脱离出凝棉槽，导致断头。图l(d)就是这样的一个断头。
3．5细尾断头
存这类断头中，纱尾是渐缩的。以图1(e)为例