（一）加捻的目的

加捻的对象是松散的纤维须条或纤维集合体以及单纱、单丝的集合体。加捻的目的是给这些纤维须条或纤维集合体的总体或局部加以适量的捻度使之成纱或把纱、丝捻合成股线、缆线。加捻后，纤维、单纱、单丝在纱或线中获得一定的结构形态，使制品具有一定的力学性质和外观结构。

加捻有时还用在须条加工过程中的某一时间或某一区域，使须条获得暂时捻度，以帮助工艺过程的进行。

（二）加捻的实质

传统的加捻概念是须条一端被握持、另一端绕自身轴线回转，从而形成了捻回，如图7－2（a）所示。设须条近似圆柱体，如图7－2（b）所示，AB为加捻前基本平行于纱条轴线的纤维，当O端被握持，O′端绕轴线回转，纤维AB就形成螺旋线到AB′的位置，在O′截面上产生角位移θ，螺旋线AB′和纱轴线间的夹角β，称为捻回角。当θ＝360°，即须条绕本身轴线回转一周时，这段纱条上便获得一个捻回，如图7－2（c）的螺旋线AB″所示。可见捻回的获得是由于纱条各截面间产生角位移的结果。

图7－2　纱条加捻时外层纤维的变形

在近代纺纱技术中，出现了众多的新型纺纱技术。为了适应高速高产，它们所用的加捻机件和方法与传统的不同，并且各具特点，如转杯加捻、涡流加捻、搓捻、假捻，甚至使长丝束产生交缠、网络等，因此，随着纺纱实践的发展，需对加捻的实质给以广泛的定义，即凡是在纺纱过程中，纱条（须条、纱线、丝）绕其轴线加以扭动、搓动、缠绕、交结，使纱条获得捻回、包缠、交缠、网络等都称为加捻。但传统或者是广义的加捻，其实质均是通过使纱条中各纤维相互紧密结合而提高纱的强力，可用如下的力学分析来简要说明。

图7－3　外层纤维对纱心的压力分解

取纱条中一小段纤维l作分析。如图7－3所示，设φ为l对纱条的包围角，当纱条受轴向拉伸时，如不计l段产生的摩擦力，则l两端存在张力t。令q为两端张力t在纱条l中央法线方向的投影之和，即：

式中：q——纤维l对纱条的向心压力。

由式（7－1）可知，当l对纱条存在包围角时，纤维对纱条便有向心压力，包围角越大，向心压力越大。由于向心压力的存在，使外层纤维向内层挤压，增加了纱条的紧密度和纤维间的摩擦力，从而改变了纱条的结构形态及其力学性能，这就是真捻成纱的实质。向心压力q反映了加捻程度的大小。在图7－3中，r为纱条半径，β为捻回角，ρ为螺旋线的曲率半径，可以推导出向心压力与捻回角的关系为：

式中：t，θ——常量。

（三）捻回的度量

虽然捻回角能直接反映纱线的加捻程度，但实际中，却主要是用操作性更强的捻度、捻系数这两个指标来衡量纱线的加捻程度，在讨论股线时，捻幅也用来表示加捻程度。

1．捻度　纱条相邻截面间相对回转一周称作一个捻回。单位长度纱条上的捻回数称作捻度，当采用国际单位制时，捻度的单位以捻回个数／10cm表示。捻回数越多，则捻度越大。虽然捻度的意义很简单、明确，但在应用上有明显的局限性，捻度与加捻程度的关系如图7－4所示。

图7－4　纱条的特数与加捻

（1）纱线特数相同。取同样长度的A、B两段纱条。当A、B两段纱条的特数相同时，即rA＝rB，A纱上有一个捻回，B纱上有两个捻回，如图7－4（a）所示。由图中知，βB＞βA，按式（7－2）知，qB＞qA，说明B纱条比A纱条的加捻程度大，即捻度大的纱其加捻程度也大。故捻度可以用来直接衡量相同特数纱线的加捻程度。

（2）纱线特数不同。如图7－4（b）所示，设A、B为两段特数不同、长度相同的纱段，即rA＞rB，纱上都有一个捻回，即捻度相同。由图中知，βA＞βB，即捻度相同时，粗的纱加捻程度大，细的纱加捻程度小。可见，不能直接用捻度来衡量不同特数纱线的加捻程度。

2．捻系数　从加捻的实质来看，最能反映加捻程度的是捻回角β，它直接反映了纤维因扭曲而产生向心压力使纱条中各纤维相互紧密结合的程度。捻回角与纱的粗细、捻度有关。

图7－5　圆柱螺旋线的展开

如图7－5所示，把半径为r（cm）、具有一个捻回的纱条圆柱体展开，设此段纱条上的捻度为T（捻／10cm），则纱条的捻回角可表示为：

式中：h——捻回螺旋线的螺距。

则式（7－4）表示捻回角与纱条捻度和纱条直径间的关系。如果纱条特数相同，即半径r不变，则捻回角随捻度的改变而改变；如果纱条捻度相同，则捻回角又随纱条特数的改变而改变。因此，捻回角既可反映相同特数纱条的加捻程度，又可反映不同特数纱条的加捻程度。但由于纱条半径不易测量，捻回角的运算又较繁，因此，在实用上又将其转化为与捻回角具有同等物理意义的另一个参数，即捻系数。

设：纱条的长度为L（cm），重量为G（g），半径为r（cm），密度为δ（g／cm3）。

式中：αt——（线密度制）捻系数。

因为δ可视作常量，由式（7－5）知，捻系数αt只随tanβ的增减而增减。因此，采用αt度量纱条的加捻程度和用捻回角β具有同等的意义，而且运算简便。

当采用公制或英制时，同样可以导出捻度公式如下。

式中：Tm，Te——分别为公制捻度（捻／m）和英制捻度（捻／英寸）；

αm，αe——分别为公制捻系数和英制捻系数；

Nm，Ne——分别为公制支数和英制支数。

图7－6　单纱中捻幅分布

图7－7　纱条捻向(www.daowen.com)

则：

由式（7－7）可见，捻幅Px与该点距纱条中心距离rx成正比。

捻幅的物理意义可以理解为纤维与轴线的倾斜程度，表示纤维变形和应力的大小。因此，捻幅的大小表示纱线截面内捻度与应力的分布状态。实际生产中，股线或缆绳的加捻程度虽然也用捻度和捻系数来衡量，但在研究股线或缆线结构及讨论纱线捻度与股线或缆绳机械性质的关系时常用捻幅分析的方法。

4．捻度矢量　捻度是一个矢量，它既有大小又有方向，它的大小用单位长度上的捻回数表示，方向则由回转角位移的方向（螺旋线的方向）来决定。纱条回转方向可分为顺时针或逆时针，而生产上常用螺旋倾斜的方向来确定纱条捻向是Z捻（正手捻）还是S捻（反手捻），如图7－7所示。