3.2.1.1　纺纱过程概述

对最终纺成纱线的要求是连续、表面洁净、外观均匀并具有一定的细度和力学性能。但纺纱所用的原料中纤维排列杂乱无章、横向联系紧密且含有较多的杂质疵点。因此，需通过一系列的纺纱加工才能将原料加工成符合质量要求的纱线。纺纱就是将短纤维纺制成具有一定细度、强度、均匀外观的纱线的过程（本章不讨论花式纱线的加工过程）。纺纱任务的完成需要多工序配合，过程中不仅不断改变纤维集合体的形式，同时也利用多种纺纱原理，如图3.7所示。

图3.7　纺纱基本原理及过程

开松是把纤维团扯散成小的纤维块或纤维束的过程，这样使纤维间的横向联系减小，为进一步松解到单根纤维状态提供条件。梳理时采用密集梳针对纤维进行梳理，使纤维小块或纤维束进一步分解成单根纤维。梳理后将纤维集合成细长的条子，即纱条。纱条中纤维虽然沿纵向顺序排列，但这些纤维的伸直平行程度还是远远不够。牵伸是把梳理后的条子抽长拉细，使条子细度满足要求，同时使其中的屈曲纤维逐步伸直，弯钩逐步消除，且纤维离散性越来越好。加捻是把牵伸后的须条加以扭转，建立纤维间的纵向联系。须条加捻后，其性能发生了变化，具有一定的强力、刚度、弹性等，可达到一定的使用要求。

在纺纱过程中，为使纱线质量优良，还需要利用除杂、精梳、混合、并合等纺纱原理进行加工。整个过程中，纤维集合体的形式变化如图3.8所示。以棉纺为例，棉纺纺纱所用的棉花原料称为原棉，来自轧棉厂。轧棉厂已经将田间收获的籽棉经过轧棉去除棉籽并打成纤维包，如图3.8（a）所示；原棉中纤维排列紊乱且纠结成团块，仍存在一定的棉籽皮等杂质，如图3.8（b）所示；经过开松、梳理和除杂及混合作用后，制成纤维沿纵向排列的条状的集合体，即纤维条，如图3.8（c）所示；纤维条经过牵伸作用变细，并通过加捻增加强度以避免断头，纺成粗纱，如图3.8（d）所示；针对粗纱进一步牵伸、加捻纺成洁净的、均匀的且细度和力学性能符合要求的细纱，如图3.8（e）所示。

棉型纺纱系统所用原料包括棉纤维和棉型化纤等，可生产纯纺或混纺纱线。以下只针对纯棉纺纱工艺过程进行论述。传统棉纺纺纱中，根据纺纱所用原棉特征和产品性能要求，有以下三种工艺流程可以选择。新型纺纱方法的流程有一定差异，这里不再赘述。

图3.8　短纤维集合体的形式

（1）普梳系统

普梳系统加工流程如下：

普梳系统所生产的纱称为普梳纱，纱线较粗，主要是14tex以上的中粗特纱线。纱线中长度相对短的纤维含量较多，且纤维沿纱线轴向的平行伸直度差，纱线结构松散，毛羽多，品质较差，用于一般织物，产品档次相对较低。

（2）精梳系统

棉纺中，对细度、质量要求高的产品和特种纱线，如特细纱、轮胎帘子线等通常采用精梳纺纱系统进行加工，生产的纱线称为精梳纱，其纺纱加工流程如下：

与普梳纱相比，精梳纱加工选用的原棉细度较细，长度较长，质量较好。精梳纱生产要经过精梳工序，纱线中纤维沿轴向的平行伸直度高，且纤维的平均长度长，纱线毛羽少，表面光洁，纱体均匀，主要用于高档织物。

（3）废纺系统

为了充分利用原料，降低成本，纺织生产中的下脚料（废棉）或低级原料常被用在废纺系统上，加工成低档粗特纱。这类纱线一般只用来织粗棉毯、厚绒布和包装布等低档产品。其纺纱加工流程如下：

（下脚、回丝等）→开清棉→梳棉→粗纱→细纱→副牌纱

在棉纺系统的各个流程中，精梳系统流程相对较长，相较普梳系统，多了精梳准备和精梳工序。以下按照纯棉纺纱的精梳流程进行具体论述。

3.2.1.2　配棉工序

为了保证纺纱生产的连续稳定和产品的质量，使用棉纤维作为纺纱原料时，往往并不选用单一质量标识的原棉进行纺纱，而是将几种原料相互搭配使用，称为配棉。通过配棉，可以稳定生产质量，降低生产成本，也可以达到合理使用原料的目的。

纤维原料选配与混合方法

配棉不仅要选择不同质量标识的棉，还要确定它们的使用比例，配棉时必须要考虑产品的用途和质量要求。若加工混纺产品，还需选择化纤的品种、性能等并确定混用比例。

3.2.1.3　开清棉工序

（1）开清棉工序的任务

将购买的纤维包外层包覆材料去除后，放置一定时间即可按照工艺安排进行加工。首先是进行开清棉，任务包括开松、除杂、混合、均匀，最后制成纤维卷或形成无定型的纤维层。

①开松。若要使纱线线密度小、质量高，就需要将纤维松懈成为单根状态。但实际上棉包内的纤维联系紧密，且纠结成团块。松解纤维块的任务主要由开松和梳理作用完成。开松的目的是设法将大的纤维块松解成小纤维块或纤维束，降低纤维原料单位体积的重量，为以后的梳理创造条件。

开松主要是通过机件上的角钉、刀片、锯齿或梳针等对纤维团块进行撕扯、打击、分割等作用，使纤维团块逐步变小，纤维间的联系力逐步减弱。完成开松作用的机件常被称为打手。图3.9所示为不同的打手机件和机件表面的角钉、刀片、锯齿或梳针。打手的锯齿或刀片等会造成纤维表观和力学性能变差。开松的工艺要求是既要松解纤维块，又要保护纤维，所以在开清棉中开松是分步分阶段完成的，也就是纤维团块陆续经过多个开松机件，受到先缓和后剧烈的作用，逐渐被开松成小的纤维块或纤维束，如图3.10所示。

图3.9　打手机件形式与表面

图3.10　打手与纤维块间的作用

P—棉堆压向角钉的垂直压力A—角钉帘向上运动时周围棉块的阻力T—原料向前输送的水平推力α—角钉工作角F—撕扯力a,b—机件作用点A、B—质心

②除杂。尽管经过了初加工，但纤维原料内仍然含有很多不适宜纺纱加工和影响纱线质量的杂质及疵点。纤维种类不同，杂质和疵点的种类和数量不同；原棉不同，含杂量也不同。杂质一般黏附或包裹于纤维之中。在开松过程中，纤维与杂质之间的联系减弱，此时可利用一定的原理去除杂质，所以说，除杂是在开松的基础上完成的。

对原料除杂主要采用物理法，即依靠机械部件的作用、气流的作用或者二者相结合的作用除去原料中的杂质。

棉纺中尘棒通常安装在打手下方，其截面呈三角形，如图3.11（a）所示。在打手打击力的作用下，纤维和杂质飞离打手。因为纤维轻，杂质重，杂质获得的冲量比纤维大，所以杂质脱离纤维而逐渐分离出来，并因离心力向外飞，并从打手周围的尘棒间隙处落下；未与纤维分离的杂质则随同被松解的纤维块，部分因离心惯性力被抛到由尘棒组成的尘格上，产生撞击，使得杂质与纤维分离，并从尘棒的间隙落下。纤维因为体积大，重量轻，多被负压气流回收而不易排出，如图3.11（b）所示。

在开清棉加工流程的几个机器上部都安装有凝棉器。凝棉器中有一个或两个表面有孔眼的大转笼，其重要作用之一是清除部分沙土和细小杂质，称为尘笼，如图3.12所示。尘笼的除杂作用是利用过滤原理，即利用杂质体积小而棉块体积大的特点，使细小尘杂和短绒随空气透过网孔而排除，而纤维被阻隔在尘笼上。当滤网上凝聚纤维时，这些纤维层本身就是孔隙更小的过滤器，只有直径或尺寸比纤维层的孔隙小的尘杂和短绒，才可能透过孔隙与可纺纤维分离。

图3.11　三角形尘棒及除杂原理

图3.12　尘笼与风道的结构

③混合。如配棉中所说，纺纱时所选用的原料并不单一，纤维之间的长度、线密度、弹性、强力、色泽等都会有所差异，而纱线制品的要求是各项性能（如强度、细度等）均匀一致，所以必须使所选配的纤维实现充分混合。混合不均匀会直接影响纱线细度、强力、色泽及外观质量。要想实现均匀混合，则混合原料中的纤维团块应该越小越好，即开松越好，就越有可能混合均匀。在整个开清棉工序中开松是分步完成的，纤维团块渐进变小，所以均匀混合也是逐步实现的。

首先，在开清棉所用的第一台机器——抓棉机处，抓棉机依次对很多纤维包的原料进行抓取，从而实现各包原料混合，但此时只是原料的初步混合。

目前，生产中常用的专职混合机器是多仓混棉机，利用多个储棉仓起到细致的混合作用，机器内的打手、角钉帘、均棉罗拉和剥棉罗拉等机件同时起到一定的开松作用。多仓混棉机的混合原理是时间差混合，具体方法包括两种：一种是喂给时原料分仓并逐仓喂给，而出仓时所有棉仓同时输出纤维，这样不同时段喂入的原料混合在一起；另一种是输送来的原料同时喂给各个储棉仓，而出仓时因为每仓原料走过的路程不同，使得不同时喂入的原料同时出仓，通过时间差原理使各配棉成分充分混合，保证最终产品的质量稳定。

最后，根据开清棉与梳棉的连接方式是否为连续化生产，开清后的纤维可能被制成纤维卷或直接通过管道输送到梳棉机的给棉箱中形成纤维层，以便接受梳棉机的加工。

④均匀。开清棉工序的任务还包括均匀作用，使开清棉半制品单位体积的纤维块重量一致，这样有利于后续加工及最终纱线的均匀度。

（2）开清棉工序的流程

棉纺中，纤维原料的开松、除杂与均匀混合作用是由一系列机械完成的，这些机械组合在一起称为开清棉联合机组，机械之间通过凝棉器或风机相连，或各机台间纤维直接输送。开清棉的细分流程有很多种，因生产品种和选用的机器不同而异。同时开清棉流程中设有间道装置，使生产加工更具灵活性。下面以一个开清棉联合机组（图3.13）为例进行阐述。

抓棉机是开清棉流程中的第一台机器。图3.14（a）所示为往复式抓棉机，抓棉小车沿轨道往复运动。纤维包放在机器两侧，抓棉小车伸出的打手臂上有抓棉打手，如图3.14（b）所示。打手随小车做往复运动的同时还要做回转运动，其上的刀片随之旋转，陆续抓取各纤维包上的纤维块，实现了纤维团块的初步开松和初步混合。抓下的纤维块在气流带动下通过金属及火星探除器，目的是检测并排除火灾隐患，随后进入单轴流开棉机。

原料被抽吸进入单轴流开棉机（图3.15）后，沿导流板围绕开棉辊筒外表面的螺旋前进，期间反复接受开棉辊筒上角钉的自由打击，同时也要接受角钉与位于滚筒下方的尘棒间的自由撕扯，实现从喂入到输出的逐步开松。在不断进行的开松作用下，纤维与杂质之间的联系减弱，在离心力和尘棒的作用下，棉籽等大杂质以及部分微尘和短绒被排除。

图3.13　国产开清棉流程

1—往复式抓棉机2—多功能气流塔3—金属及火星探除器4—单轴流开棉机5—火星探除器6—多仓混棉机7—梳棉风机8—精开棉机9—清梳联喂棉箱+梳棉机

原料经过轴流开棉机加工后进入多仓混棉机。对于图3.16所示的多仓混棉机来讲，喂给时原料分仓逐仓喂给，而出仓时所有仓同时输出纤维，这样不同时段喂入的原料混合在一起，因时间差产生混合。图3.13中所示的多仓混棉机采用的工作原理是喂给时多仓同时喂给，但不同仓的原料在机器内行走路程有差异，使得同时喂入各仓的原料不同时输出，从而实现混合作用。

图3.14　往复式抓棉机与抓棉打手

图3.15　单轴流开棉机

1—开松辊2—尘棒3—角钉

图3.16　多仓混棉机

1—储棉仓2—输出罗拉3—出棉管道

图3.17　三刺辊精开棉机简图

纤维原料经过多仓混棉机混合后，进入精开棉机。精开棉机有单刺辊和三刺辊之分。图3.17所示为三刺辊精开棉机简图。精开棉机上的辊筒高速旋转，辊筒上的梳针或锯齿插入纤维须丛对纤维块进行细致的分割，将纤维块开松成纤维小块或纤维束。三个辊筒上的针齿或锯片形式不同，针齿或锯片排列的密度不同，作用强度也不同。精开棉机具有细致的、渐进的开松作用。开松的同时，利用杂质和纤维的性质差异可以进一步清除原料中的棉结和杂质，并且纤维沿纵向的取向度增加。开松后的纤维块或纤维束受风机作用沿风道喂入各梳棉机的储棉箱。

3.2.1.4　梳棉工序

（1）梳棉工序的任务

开清棉制品中纤维团块体积已经变得很小，结构松散，但纤维仍纠结在一起，没有呈现单根纤维的状态，而且集合体中仍残留着一些杂质、疵点。梳棉工序的任务是将经初步开松的纤维束（块）分解成单纤维，进一步清除残留的杂质、疵点和部分短绒，同时将不同性状和比例的纤维在单纤维状态下混合均匀，制成适合后道工序加工的、符合一定规格和质量要求的纤维条，最后放到条筒中。

纤维原料的梳理作用原理

（2）梳棉工艺过程

开清棉工序和梳棉工序的连接有两种方式：一种是开清工序和梳棉工序没有联合在一起，开清棉工序制备的是纤维卷，纤维卷被送至梳棉机上继续加工，如图3.18（a）所示，梳棉机首先要完成纤维卷退卷，之后经过给棉罗拉、给棉板、刺辊、锡林、盖板、道夫等机件，并经机件间的相互作用，最后制成纤维条。另一种是通过管道连接，利用气力输送原理将开清棉原料输送到梳棉机中，两工序合在一起称为清梳联，如图3.18（b）所示，即清梳联工序的梳棉部分，从图中可以看到，开清棉工序加工后的纤维原料经气流输送到梳棉机后部的储棉箱中，之后形成棉层，棉层进入给棉板与给棉罗拉之间，受到二者的积极握持。刺辊高速运转，强烈松解须丛，同时完成部分除杂工作。之后，纤维原料继续随刺辊转动并被转移给锡林，随锡林的转动进入锡林—盖板工作区域。在这里，纤维原料被反复细致地梳理，并在两针面间反复转移，这种转移不仅增加了纤维的梳理次数，而且有利于纤维间的混合与除杂任务的完成。出了锡林—盖板工作区域后，纤维随锡林经过锡林—道夫梳理区，锡林上的一部分纤维随锡林回到锡林—刺辊工作区域，一部分转移到道夫上，继而被剥取罗拉剥下形成纤维网，经喇叭口集合成条后，再经大压辊压紧，最后由圈条器有规则地圈放在条筒中。

不论是上述哪种流程配置，梳棉机都可分为三个组成部分，即给棉—刺辊部分，锡林—盖板—道夫部分和剥棉成条部分。

图3.18　梳棉机

①给棉—刺辊部分。给棉—刺辊部分的主要任务是喂入原料、开松、排除杂质和短绒。给棉板和给棉罗拉通过加压装置紧紧握持住中间的纤维，同时给棉罗拉转动，被握持的纤维须丛被不断地输送到给棉—刺辊工作区。刺辊是一个铸铁辊，上面包覆有针布齿条。加工时，刺辊高速旋转，其表面锯齿从棉须上层插入，并逐渐刺入中下层分割棉须丛，如图3.19（a）所示。此时，未被给棉罗拉和给棉板握持的纤维被刺辊锯齿抓下并带走，经过分梳板时，因分梳板针齿作用，纤维束得到进一步分离。

刺辊转速很高，回转时会带动周围的空气流动，由于空气分子间的摩擦和黏性，里层空气带动外层空气，层层带动，在刺辊周围形成气流层，即附面层，如图3.19（b）所示。附面层中的各层气流速度形成一种分布，由内向外逐渐减小。而经过刺辊开松后，很多杂质与纤维的联系力减弱，使得纤维与杂质分离。附面层中，杂质因体积小、质量大，多分布于外层，通过刺辊下方安装的除尘刀、分梳板等部件可除去杂质，如图3.19（c）所示。

图3.19　给棉—刺辊部分

1—给棉罗拉2—给棉板3—气流4—刺辊5—分梳板6—三角漏底7—吸尘罩8—锡林

图3.20　针面间的分梳作用

②锡林—盖板—道夫部分。锡林—盖板工作区中，锡林针面扬起的纤维或纤维束被盖板针面握持，盖板和锡林各抓住一部分纤维和纤维束。锡林—盖板间的工作原理如图3.20所示。V1、V2代表上下两针面的运动速度及方向，此时可理解为盖板针面与锡林针面。两针面上的针尖相对，针齿倾斜方向相互平行，且针面间相距很近，因相对运动关系实现对纤维束的分梳。分梳结果是不仅纤维束得到松懈，而且因为分梳作用，纤维被分为两部分，分别随两针面进行运动。在锡林—盖板工作区域，因工作面较大，针齿间作用为分梳，所以纤维在此部分被反复转移和梳理。纤维被锡林握持时，接受盖板针齿的梳理；纤维被盖板针面握持时，接受锡林针齿的梳理。通过锡林与盖板间的反复梳理和转移，逐渐完成将纤维束分解成单根纤维的任务。

在纤维束的分解过程中，因为锡林运转速度快，而盖板运行速度慢，所以杂质和短绒一旦被锡林甩到盖板后很难回到锡林上，它们跟随盖板回转并被盖板带出工作区，然后被排除。

由于针齿间隙会存储上一些纤维，这些纤维在锡林与盖板间会反复转移，而且锡林运转速度快，盖板速度慢，产生纤维层间以至单纤维间的细致混合。因为道夫和道夫针面发生分梳作用，所以道夫从锡林针面上只转移走部分纤维，剩余纤维随锡林重新回到锡林—盖板工作区，所以不同纤维在梳理机内停留时间有差异，即实现了时间差的混合，完成混合任务。针齿这种吸放纤维的能力，凝聚与减薄纤维层的结果使梳理机实现均匀的作用，即保持输出条的单位长度内的重量稳定。

③剥棉成条部分。如图3.21所示，剥棉机构将道夫表面的棉网剥下，经喇叭口集合和压辊紧压后形成棉条，再引入圈条器并按一定规律圈放在棉条筒内，供下一工序使用。

3.2.1.5　精梳准备与精梳工序

图3.21　剥棉成条部分

梳理机生产出的条子（生条）中含有较多的短纤维、杂质和疵点（如棉结、毛粒及麻粒等），纤维的伸直平行度也较差，如果用这样的棉条进行后续的并条、粗纱及细纱工序的加工，所制得的纱线就是普梳纱。普梳纱较粗，品质较差，档次较低。精梳纱的生产需要精梳工艺流程，精梳加工是在普梳的基础上，将梳理机加工的生条通过一定准备工序后喂入精梳机，经过精梳机握持式的梳理加工，就是当纤维须丛一端被握持时，另一端受到梳理，梳理掉较短纤维，去除更多的杂质和疵点。精梳纱的强度、均匀度、光洁程度等都明显优于普梳纱，虽然纺纱成本增加，但可纺成较细纱线，且产品质量和产品档次提高。本书因篇幅限制，不对普梳加工做具体讲述。

（1）精梳准备

通过精梳准备可提高条子中纤维的伸直度、分离度及平行度，减少精梳过程中对纤维、机件的损伤以及落纤量，并制成符合精梳机喂入的小卷。精梳准备的设备可选择如图3.22所示的条卷机和并卷机。

图3.22　棉精梳前准备机器

（2）精梳

精梳机结构复杂，配合精密。精梳机通过握持梳理，能有效除去短纤维、细小杂质并提高纤维伸直平行度。精梳准备制得的小卷经给棉罗拉送入上、下钳板组成的钳口处。如图3.23所示，钳板的钳口逐渐闭合后，握持棉层后，锡林针齿刺入棉层进行梳理，清除棉层中的部分短纤维、结杂和疵点。之后钳板前摆中钳口开启，使须丛靠近分离罗拉；分离罗拉反方向回转，退回一部分棉网，钳板送来的须丛和分离罗拉退回的纤网叠合在一起由分离罗拉握持正转输出。分离罗拉握持须丛时，顶梳针齿插入进行梳理，短纤维、杂质和疵点被阻留于顶梳梳针后边，待下一周期锡林梳理时除去。

图3.23　精梳机加工原理示意图与精梳机外形

1—给棉罗拉2—给棉板3—上钳板4—下钳板5—精梳锡林6—分离罗拉7—顶梳

3.2.1.6　并条工序

（1）并条工序的任务

并条工序的任务是将若干根条子并合，以改善纤维条的中长片段均匀度；反复并合使不同性状的纤维充分混合，保证条子混合成分、色泽达到均匀；通过牵伸作用使喂入条抽长拉细，同时改善条子中纤维的伸直平行度及分离度；最后，成条并有规律地圈放在条筒中。(www.daowen.com)

并条作用原理

在精梳流程中，精梳机制成的精梳条要在并条机上进行并合和牵伸以改善精梳条质量，之后接受继续的加工。

（2）并条机的工艺过程

并条机的工艺过程如图3.24所示。从喂入条筒中引出的各根条子在导条台上并行向前输送，进入牵伸装置。牵伸后的纤维网经集束器初步收拢后，由集束罗拉、导条管经喇叭头、紧压罗拉后，有规律地圈放在条筒内。

图3.24　并条机的工艺过程示意图

1—喂入条筒2—导条板3—导条罗拉4—导条柱6，8，10—后、中、前罗拉5，7，9—胶辊11—压力棒12—集束器13，14—集束罗拉及其胶辊15—导条管16—喇叭头17—紧压罗拉18—输出条筒

（3）牵伸与纤维运动控制

①牵伸的概念。牵伸是指纤维集合体有规律地抽长拉细的过程，其实质是纤维集合体中纤维沿长度方向做相对运动，产生相对位移。从表观效果上看，经过牵伸后须条变细了，也可以理解为须条截面内纤维根数减少了，这是生产上应用牵伸的根本目的。纤维条粗细变化的程度就是牵伸倍数。在完成抽长拉细须条的同时，纤维的平行伸直度和纤维间的分离度也随之提高。

牵伸通常采用罗拉牵伸的方法来实现。此时，有两对罗拉分别握持纤维须条两端，形成一个牵伸区。要想完成抽长拉细纤维条的目的，要满足三个条件：第一，需要通过加压（P1、P2）使上下罗拉构成强有力的握持，理论上摩擦力会保证纤维以罗拉速度运动；第二，输出罗拉表面速度大于喂入罗拉表面速度（V1＞V2），纤维间产生速度差而使彼此间距离拉大，分布在更长片段上；第三，两钳口间的距离一般大于纤维的品质长度，以避免纤维被两钳口同时握持而被拉断或在罗拉钳口下严重打滑，如图3.25所示。

牵伸后须条的均匀度会变差，使最终纱线质量变差。为了解决这个问题，需要改变牵伸装置的型式以控制牵伸区中纤维的运动，减小纱条均匀度的恶化程度。

②并条中的主要牵伸装置。目前，高速并条机多采用带压力棒的牵伸装置（图3.26），压力棒高低位置可调，可随纱条的紧张程度摆动，从而加强对纤维运动的控制，减小纱条均匀度变差的程度。

图3.25　罗拉牵伸基本条件

图3.26　压力棒曲线牵伸形式

1—压力棒2—中胶辊3—须条4—胶辊轴承5—套架

（4）并合

两根或两根以上的须条，沿其轴向平行叠合起来成为一整体的过程称为并合。并合的每根条子都存在片段粗细差异，当两根条子并合时，综合结果是混合条的单位长度重量或粗细的差异有所减少。增加并合根数可显著地减少不匀，当并合根数增加到一定值时，不匀的减少就不显著了。并合根数越多，后期牵伸负担越重，而牵伸倍数的增加会使纤维条均匀度变差，故并合根数不宜过多。

加工中，往往并不只用一道并条，而是将多根经第一道并条的半制品（半熟条）再次一起喂入下一道并条机进行并合与牵伸，最后制成熟条。具体的并合道数（次数）依工艺流程的不同而不同。纯棉产品的并条一般为两道。

3.2.1.7　粗纱工序

（1）粗纱工序的任务

经过并条工序制得的纤维条具有较好的均匀度，条中纤维多顺直排列。由熟条纺成细纱需150～400倍的牵伸。目前大部分细纱机还没有这样的牵伸能力，因此，在并条工序与细纱工序之间设置粗纱工序来承担纺纱中的一部分牵伸负担。粗纱工序的任务是将熟条抽长拉细，施以5～12倍的牵伸，使之适应细纱机的牵伸能力，并进一步改善纤维的平行伸直度与分离度；将牵伸后的须条加上适当的捻度，使其具有一定的强力，以承受粗纱卷绕和在细纱机上退绕时的张力，防止意外牵伸；将加捻后的粗纱卷绕在筒管上，制成一定形状和大小的卷装，便于搬运、贮存并适应细纱机的喂入。

粗纱形成与加捻方法

（2）粗纱工艺过程

粗纱机的工艺过程示意图及粗纱机外形如图3.27所示。熟条从机后条筒引出，经导条辊和喇叭口喂入牵伸装置。熟条在此被牵伸成规定线密度的须条，前罗拉输出，经锭翼加捻成粗纱，粗纱穿过锭翼，最终卷绕在筒管上。

（3）牵伸任务的完成

为了减小牵伸时纱条均匀度的恶化程度，控制纤维的运动，粗纱机一般采用双胶圈牵伸形式，如图3.28所示。四组罗拉和胶辊组成四个牵伸钳口，罗拉速度由后到前逐只增加，形成牵伸，中部罗拉和胶辊套上的胶圈主要用来控制纤维运动，避免纱条条干恶化。为保证各钳口对须条的可靠握持，加压装置需对胶辊加上足够的压力。

图3.27　粗纱机的工艺过程示意图及粗纱机外形

1—熟条条筒2—牵伸装置3—粗纱4—上龙筋5—锭翼6—筒管7—锭子8—下龙筋

（4）加捻任务的完成

①加捻理论。当须条被牵伸变细后，强力非常弱，难以承受继续加工时所施加的张力。此时，必须对纱条施加捻度。加捻是使纤维集合体获得一定力学性能和外观结构的一种方法。传统的加捻方法是须条一端被握持、另一端绕自身轴线回转，形成捻回。拉伸时纤维间的摩擦抱合力增加，纱条获得强力。如图3.29所示，AB为加捻前基本平行于纱条轴线的纤维，加捻后，AB随纱体绕轴线OO'回转，形成螺旋线纱AB'，AB'与纱条轴线的空间夹角β称为捻回角。捻回角不同，纤维倾斜程度不同，纱条回转方向可分为顺时针或逆时针，纱条捻向分别为Z捻和S捻，如图3.30所示。

图3.28　粗纱机牵伸装置与牵伸元件

1—罗拉2—胶辊3—摇架4—胶圈

②粗纱的加捻与卷绕成形。粗纱的加捻由锭翼来完成。加捻过程如图3.31所示，从前罗拉输出的纱条，穿过锭翼顶孔，由锭翼顶端侧孔穿出，在锭翼顶端绕1/4或3/4圈后，进入锭翼空心臂，从其下端穿出的粗纱在压掌上绕2～3圈后卷绕到筒管上。加工时，锭翼转几圈，纱条加上几个捻回。

粗纱的卷绕与加捻是同时完成的。锭翼回转加捻时，筒管的转速大于锭翼的转速，粗纱被卷绕到筒管上，完成粗纱的径向卷绕；筒管随下龙筋上下往复运动，完成粗纱的轴向卷绕，最终粗纱以螺旋线状绕在筒管表面。卷绕过程中筒管的转速、升降速度及升降距离都逐层减小，最后制成两端为截头圆锥体，中间为圆柱体的卷装形式，如图3.32所示。

图3.29　纱条加捻时外层纤维的变形

图3.30　纱条捻向

图3.31　粗纱机的加捻示意图与粗纱筒管

1—前罗拉2—锭翼顶孔3—锭翼顶端侧孔4—锭翼空心臂5—压掌6—粗纱筒管

图3.32　粗纱管纱

3.2.1.8　细纱工序

（1）细纱工序的任务与工艺过程

细纱是成纱的最后一道工序，目的是将粗纱加工成一定线密度且符合质量标准或用户要求的细纱。

细纱形成与后加工

细纱工序具体任务包括：通过牵伸作用将粗纱均匀地抽长拉细到所需要的线密度；给牵伸后的须条加上适当的捻度，赋予成纱一定的强度、弹性和光泽等；将细纱按一定要求卷绕成形，便于运输、贮存和后道加工。

细纱机工艺过程示意图及细纱机外形如图3.33所示。粗纱管上粗纱退绕，经过导纱杆及横动导纱喇叭口，喂入牵伸装置进行牵伸。牵伸后的须条由前罗拉输出，通过导纱钩穿过套在钢领上的钢丝圈，最后卷绕到筒管上。

（2）牵伸任务的完成

细纱由于喂入和输出的定量轻、纤维少，纤维间横向联系很弱，非常容易飞散，所以在牵伸时主要采用双胶圈牵伸形式（图3.34），前后罗拉速比形成速度差，胶圈控制纤维运动，减少牵伸后的条干恶化。

（3）加捻与卷绕

细纱的加捻与卷绕过程及管纱外观如图3.35所示。环锭细纱机的加捻与卷绕是同时完成的。锭子高速回转，通过有一定张力的纱条带动钢丝圈在钢领上高速回转，钢丝圈每一回转就给牵伸后的须条加上一个捻回。因摩擦阻力等作用，钢丝圈回转总滞后于筒管转速，它与筒管的转速差（即细纱的卷绕转速）完成细纱的径向卷绕。另外，依靠成形机构的控制，钢领板按一定规律升降，完成细纱的轴线卷绕，最终使纱条卷绕成等螺距圆锥形的管纱。

图3.33　细纱机的工艺过程示意图及细纱机外形

1—粗纱管2，3—导纱杆4—横动导纱喇叭口5—牵伸装置6—前罗拉7—导纱钩8—钢丝圈9—筒管

图3.34　双胶圈牵伸示意图

1—后罗拉2—后胶辊3—中罗拉4—中胶辊5—胶圈6—摇架7—前胶辊8—前罗拉

图3.35　细纱的加捻与卷绕及管纱外观

1—前罗拉2—导纱钩3—钢丝圈4—钢领5—钢领板6—筒管

3.2.1.9　后加工工序

（1）后加工任务

通过细纱工序加工成细纱后就基本上完成了纺纱任务。该细纱若直接作为纬纱使用，则不经其他加工直接由细纱车间送到织布间。但通常情况下，细纱工序加工的纱线内在质量有待提高，同时纱管的卷装容量也非常有限，所以还要根据加工要求进行适当的加工处理。细纱工序以后的纱线加工就称为后加工。通过后加工工序可以改善产品的内在性能，如增进纱线条干均匀度和强力，提高耐磨性和耐疲劳性等；改善产品的外观质量，如清除纱线的疵点、杂质，或烧毛去除表面毛羽、增进光泽；稳定产品的结构状态，如通过热湿定形稳定纱线捻度；制成适当的卷装形式，如适于高速生产的筒子纱、适于染色剂化学处理的绞纱；为便于贮存和运输，可以将筒子纱和绞纱按照一定的规格成包。

后加工的成品有单纱和股线之分，卷装形式有管纱、筒子纱、绞纱及大小包等。

（2）后加工流程

根据产品要求、用途不同，有不同的后加工工艺流程。

①单纱的工艺流程。

②股纱的工艺流程。

③较高档股线的工艺流程。

管纱→络筒→并纱→捻线→线筒→烧毛→摇纱→成包

根据需要，加工较高档次的纱线可进行一次烧毛或两次烧毛。有时需定型，一般在单纱络筒后或股线线筒后进行。

④缆线的工艺流程。

所谓“缆线”是经过超过一次并捻的多股线。第一道缆线工序称为初捻，而后的捻线工序称为复捻。如多股缝纫线、绳索工业用线、帘子线等，一般多在专业工厂进行复捻加工。

（3）络筒

络筒作为纺纱的后加工工序中的一部分和织造流程的首道工序，起着承上启下的作用。通过络筒将容量较少的管纱或绞纱连接起来，做成容量较大的筒子，提高后道工序生产率和质量。络筒机上还配有清除纱疵的机构。络筒时利用清纱装置检测纱线，清除对织物质量有影响的疵点和杂质，提高纱线的均匀度和光洁度，以减少纱线在后道工序中的断头，提高织物的外观质量。

自动络筒机（图3.36）是集机、电、仪、气一体化的纺织机械。其自动化程度较高，可以实现自动换管、自动引头、自动接头、自动检测纱疵、发现纱疵自动切断、自动络筒以及筒纱自动输送。因为纱线切断后采用空气捻接的方法重新接头，所加工的纱线被称为“无接头纱”。

（4）并纱

在加工股线时，需要将两股或多股单纱并合在一起，最常采用的方法是把络筒机生产的筒子纱退绕，在相同的张力下合并在一起后，再次卷绕成筒子型式，就是并纱。并纱（线）机上的清纱装置可除去单纱上的飞花、棉结、粗节和其他杂质，使股线外观光洁匀整。

图3.37所示为高速并线机的工艺过程示意图，单纱从喂入单纱筒子上退绕后，经过气圈控制器、导纱器，清纱器、纱线张力装置、断头探测器、切纱与夹纱装置，由支撑罗拉支撑，并由导纱装置辅助卷绕成筒子。高速并线机普遍采用定长自停、空气接头、变频电动机直接传动、变频防叠等技术，以生产质量较高的并线。

图3.36　自动络筒机

图3.37　高速并线机的工艺过程示意图

（5）捻线

生产股线时，多股单纱并合后要通过捻线机对合股纱进行加捻。总体来说，股线的性能比单纱有了明显的改善，股线的条干不匀降低，强力增加，耐磨性增强。通常当单纱性能确定后，合股加捻时的合股数、捻向、加捻强度就是影响股线性能的主要因素。一般棉织物所用棉单纱捻向为Z捻、合股加捻时采用S捻，即反向加捻，使合股纱的光泽与手感更好。

目前所用的捻线机有环锭捻线机和倍捻机两种。环锭捻线机工艺过程与环锭细纱机各机构的作用及部件机构基本相同，只是没有牵伸机构。

图3.38　倍捻机与加捻原理示意图

图3.38所示为倍捻机与加捻原理示意图。并纱筒子置于空心锭子中，无捻纱线从筒子上退绕输出，从锭子上端进入空心锭子轴，然后从储纱盘的纱槽末端的小孔中出来，绕着储纱盘形成气圈，穿过导纱钩，经超喂辊和横动导纱器后，交叉卷绕到卷绕筒上。

倍捻机最重要的特点是加捻器转一圈会加上两个捻回，大大提高了加捻效率。无捻纱在空心轴内进行第一次加捻，在锭子转子及导纱钩之间的外气圈进行第二次加捻。

（6）摇纱

如果后加工的制品形式要求为绞纱，就需要进行摇纱，使纱线从筒子上退绕下来，绕到纱框上。从纱框上取下后就成了一绞绞纱线，不带有支撑纱筒。摇纱机主要由纱框、横动装置、络纱装置、断头自停装置、满绞自停装置、落绞自停装置、松刹装置、集体生头装置、脚踏启动装置等组成。绞纱通常用来染色和售卖。