【纺织百科】纱线强度与织机效率的关系（第二十七期）

随着无梭织机速度不断的提高，织机对原纱质量的要求也越来越高，以喷气织机为例，引纬率已达3000米/分，织机转速成800-1000转/分，有的高达成1500转/分以上，这种高速织机由于速度快，开口小、经纬纱张力大，因此对原纱质量提出更高的要求。

日本编织协会织布技术委员会认为对原纱质量的要求首先是原纱的抗拉强度，其它质量指标如接头、毛羽、不匀、结杂等均次之，瑞士苏尔寿鲁蒂公司认为40精梳纱断裂强度应大于是18cN/tex，断裂强度不匀率应小于是10%，断裂伸长率应大于5%。喷气织机用纱的断裂强度指标要求达到乌斯特公报的5%以内。

但国内外许多织造厂家及有关织造技术的研究单位认为保证织机高效运行，单独考核平均强力不匀率两项指标是很不够的，应当认真考核关于原纱抗拉强力指标的最低强力。许多国外纺织品贸易商在购买原纱时特别指出要考核原纱最低强力的指标。事实上，即使单独强力值及强力离散程度都很理想，也会由于最低强力的存在而造成原纱断裂，从而影响织机效率。对于原纱强力弱环问题早已引起国内外纺织生产及研究单的高度重视。

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喷气织机对原纱强力的要求

喷气织机由于车速高，织造时经纬纱都承受很大的张力，纬向是靠暴发性的喷射气进行引纬的，一般认为经纱平均强度应在15cN/tex以上，纬纱在职12cN/tex以上，单纱强度不匀率在9-10%之间。对喷气织机的引纬张力与单纱平均强力及强力不匀率的关系，国外对原纱进行了46000次抗拉强力试验后认为：

1、单纱强力不匀率在9%，引纬张力最大值与单纱强力之比为55%及以下则10万纬断头数可达1根，这是理想的织造状态；

2、引纬张力最大值与单纱强力之比达到60%，单强不匀率仍为9%，断头增加到6根/10万纬；

3、单强不匀率由9%上升到11%，而引纬最大张力与单纱强力之比仍为55%，断头将增加到处7根/10万纬；

4、强不匀率为10%及以下，当引纬最大张力与单纱强力之比为55%-50%之间时，织机断头数在此3-4根/10万纬。如果喷气织机断头达到3根/10万纬左右，喷气织机运转情况比较正常，效率可达较高水平。

5、经纱张力虽然高但比较稳定，如果原纱强力不匀率在职10%以下，平均强力达到15cN/tex，即可承受打纬及开口的张力变化，停台不会出现问题，对于环锭纱，经向断头可达到2-3根/10万纬。

上述分析表明：喷气织机的断头与喷射张力最大值相关，与原纱强力和强力不匀率相关，但平均强力并不表明原纱中强力分布情况及存在强力弱环的情况。在织造动态运转中原纱本身强力是在变化的，当喷射张力与原纱强力弱环相吻合时即会引起断头。因此，原纱平均强力及强力不匀率不能完全表达动态运转中织机张力与原纱强力间的关系。

原纱强力最低值是客观存在的，诸如原纱上的细节，接头不良、粗节及弱捻等因素都会形成强力弱环，而细节是造成强力弱环并引起原纱断裂的主要因素，由于纺纱过程中存在着一些尚未很好解决的问题，使纤维在纱线上的分布不能做到理想的均匀。会有纱线产生细度细于原纱直经平均值的情况，当原纱细度在平均细度的-40%以下时，即会出现细节形成强力弱环，从而可能在织机上产生断头。

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大容量原纱抗拉强力试验的作用

为了真实反映原纱强力弱环的数量，瑞士乌斯特公司开发研制成功高速单纱强力机UTJ，这种高容量单纱强力试验仪，最大试验速度为400米/分，一小时可进行30000次单纱强力试验，比目前常规的试验仪试验速度快速238倍。

以纯棉40英支单纱为试样，分别在普通单纱强力机上和UTJ单纱强力仪上进行强力对此试验。大容量试验是将22个筒子纱，每个筒子试验10000次共计22万次（假设每次试验纱样为1米）。在普通强力试验机常规试验中未发现最低强力即强力弱环，而在UTJ高容量强力试验仪上试验后则发现15处强力弱环，35处伸率弱环。

上述对比试验结果表明只有高容量的试验，才能真实反映原纱强力面貌，而传统的强力仪由于速度低试验容量小，不可能全面反映整体原纱抗拉强力的真正面貌，更难将原纱中存在的强力弱环检测出来，即使将测试结果计算出来的强力平均值及离散状况比较理想，但由于原纱上客观存在的强力弱环没被查出而会影响织机的效率。

在高容量抗拉强力试验中，若原纱试验长度为1米，则22万次试验用纱量为22万假设在190喷气织机上织造幅度为1600mm的织物，则22万次抗拉强力试验出现的5次强力弱环使织机出现10次停台/10万纬，比起国内外喷气织机控制的断头停台数3-4次/10万纬要高2.5-3倍之多，可见高容量强力测试仪对原纱强力测试的重要性。

在喷气织机织造时，当强力弱环的强力为4.0cN/tex及以下时,原纱不可避免的发生断裂；同样当伸率等于或小于2%时,原纱也必定会发生断裂。

浆纱工艺技术虽然可以提高原纱上浆后的平均强力，但浆纱后的经纱强力及伸率弱环会消除。国外早已把大容量乌斯特强力仪UTJ作为考核原纱质量，把好原纱质量关口，提高织机效率的重要手段。

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细节与原纱强力弱环的相关程度

当代微电子技术，电子计算机先进高新技术与纺织检测技术的结合，使对原纱断裂环的测试有了新的发展。如前所述，在进行了大容量原纱抗拉强力试验后发现原纱中存在引起纱线断裂的弱环，这些弱环是普通强力机所不容易测出的，它主要是由原纱上的细节造成。而原纱上的细节与断裂点之间相关情况还是在高新技术测试仪应用后才得到比较准确的答案。

原纱上的细节与强力弱环（断裂点）之间的关系的试验是在一种新型原纱条干及抗强力联合试验仪上进行的，试验时首先进行原纱条干试验，可精确测试出沿纱的长度方向每毫米长度纱样的横截面面积的变化，并将被测试的结果经过A/D转换器输往电子计算机加工并贮存，还可在荧屏上自动显示出被测纱线断面积变化的曲线及断面形态。

测度条干的灵敏度可根据需求设定（如细节-40%，粗节+50%、棉结为+280等），被试完每毫米截面积变化的纱样在专门的卷绕机上被卷绕成筒子备作抗拉强力试验。将卷绕成筒子的纱样自动引入到自动单纱强力机上进行抗拉强力试验。这种测试仪配有A/D转换器及高速摄影装置，光学技术系统及自动显示技术，不仅自动地显示出纱样横截面面积的变化曲线，而且能精确的显示出每段纱上强力弱环与细节的相关情况。经过联合试验仪的测试得出如下情况：

1、原纱断裂点发生在纱的最细部分（短细节部分）纱的横截面最小部分纤维根数最小承受张力最低：

2、长细节处会发生断裂，长细节Ltp或较多的细节联在一起，Xtp存在着断裂弱环，Ltp越长在细节处Xtp绝对值越大，这部分细节的断裂强力越低；

3、断裂点发生在细节与粗节结合处；

4、试验表明纱的重量偏差及重量不匀率对纱的断裂力的影响不显著；

5、当断裂点与细节粗吻合时，假如细节的细度低于设定的平均值-40%时，原纱在该处断裂，经反复大量试验表明，断裂点与细节之间有61%是相吻合的；

6、原纱细节与断裂点之间相关程度试验。从中可看出，纱线上的细节与原纱断裂点十分相关，断裂点发生在细节处的次数占全部断裂次数的61%。

试验表明有些细节不发生断裂，还表明断裂点不一定都发生在细节处。即断裂点与细节并不完全吻合。约有39%的断裂点发生在弱捻、粗节、结头等处。

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减少原纱细节的讨论

原纱单强不匀率与强力弱环相关，单强不匀率高说明单纱强力离散度高，存在强力弱环的机会也越高。

现代纺纱厂中开清棉设备可以做到开松好、混合好、除杂高损伤少、使纤维在纱线经向和横向的分布尽量均匀并增加了纤维间抱合力，这是提高单纱强力降低强力离散程度的有效措施。此外，在梳棉机上采用了新型针布，梳理效果好，大大减少棉结改善强力CV%值，其它如采用固定盖板、盖板反转等新技术也提高了分梳效果，从而也减少了棉结，改善了单纱强力CV%值。

并条粗纱牵伸并合的一些元件如罗拉、皮辊、皮圈的正常完好运行也是减少细节的重要环节，尤其现代化并条机上还配有自调匀整装置，对提高纱线均匀度、减少细节粗节有利。

除了要降低单纱强力不匀率，改善强力离散程度外，根据国内许多厂家的实践经验，认为由于机械原因产生的细节数量多、危害性大，因此在纺纱设备上做了许多改进，以防止因机械原因造成的细节。

传统的粗纱机是由一个电动机经过许多轮系分别传动牵伸罗拉、锭子、筒管及升降四个部分的运动，经过牵伸装置、差微装置、变速装置及换向装置完成对粗纱的牵伸及卷绕，由于各齿轮传动的时间差，造成牵伸及卷绕中各部线速度在每次启动时产生不同步，不同步的程度因各传动效率而异，因此老式机械传动式的粗纱机会造成意外牵伸产生细节。为了解决这种意外牵伸，采取了以下措施：

a、在锭翼帽上加装高效假捻器，增加卷绕前粗纱须条的强力，克服由于传动不同步产生意外牵伸。

b、在粗纱机上加装防细节装置，调整卷绕线速度与牵伸罗拉线速度间的不同步，减少意外牵伸。

c、在老式粗纱机上的主电动机加装变频调整器，使每次机器启动变为慢启动，从而减缓因启动造成的细节。

d、在粗纱操作上实行分段换桶，实现一落纱中不停车，满纱一次停车。提高熟条质量及设备运行质量。确保一落纱中不出现一次断头，减少粗纱机中途开关车造成细节的机会。

上述几项措施虽然在不同程度上缓解了粗纱机由于开关车产生的卷绕线速与前罗拉引出线速的不同步而形成的意外牵伸，从而减少了粗纱细节的产生，但所有这些都不能很好的根除粗纱上的细节。许多工厂在生产中深受其害，尤其以精梳纱更为严重，这种严重的开关细节在高速无梭织机及大圆机上造成很高的断头，生产效率低下。

目前，四电机粗纱机，从根本上彻底解决了机械轮系传动的不同步问题，像德国青泽670型及瑞士、意大利、日本等国新式粗纱机；国产也有多种型号粗纱机均属这种由四电机传动的新型粗纱机，这样由粗纱机开关车造成的细节已彻底消除，大大提高了成纱质量。

不论细纱机或粗纱机乃到并条机，由于牵伸罗拉间的传动大都由齿轮完成的，加压很重，使每个罗拉上的传动齿轮负荷很重，如果传动齿轮上的键配合长期运转造成损坏松动或齿轮啮合不良，也会产生牵伸罗拉在启动时不按牵伸要求同步回转，而产生细节，特别是由于粗纱锭数多，粗纱机每断一次头都要整机开关车一次，所产生的细节启遍及全机，危害面很大，所以对牵伸部分齿轮传动系统的设计制造及使用维修都十分重要，尤其应当加以改进与提高。

络筒机上的电子清纱器，可将一部分细节纱疵清除，但由于电子清纱器具有一定的清除效率，不可能将全部粗细节纱疵清除。

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结语

在织机速度进入高速运转时代，对原纱质量的要求大大提高，而传统的检验方法落后，检测速度低，检测试样少，早已不能适应新形势的要求，用传统的试验方法很难发现细纱的强力弱环，因此检测手段必须相应改进。采用大容量抗拉强力试验机使原纱单强试验步入一个新的水平。

原纱上的细节疵点是引起原纱在织造中断头的主要原因，在细纱条干及单纱强力联合试验仪上进行综合试验结果表明，原纱断裂点与细节之间有61%是吻合的，这说明原纱上的细节对于提高织机效率，降低织造断头影响很大，因此必须在纺纱生产过程中解决好细节问题。

在纺纱生产流程中，把降低细纱强力不匀率，减少离散程度作为目标，通过采用新工艺新技术提高梳理及牵伸原件的运转质量，可以取得明显效果。使用新型变频调整电机分别传动的粗纱机以及提高并粗细各工序牵伸传动齿轮的工作质量是减少机械原因造成细节的有力措施。

此外，络筒机上的清除细节的电子清纱器，可进一步清除原纱上的细节。由于细节的存在使原纱断裂强力出现了弱环引起原纱断裂，因此在考核原纱强力时除了要考核原纱强力，伸长不匀率及强力伸率平均值外，还要考核原纱的最低强力，最低伸率值并作为重要指标引入正常测试考核。

编辑：纺织大学堂