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一、捻線工序的概述
(一)、捻線的任務(wù)
一般的單紗不能充分滿足某些工業(yè)用品和高級(jí)織物的要求。因?yàn)閱渭喖幽頃r(shí)內(nèi)外層纖維的應(yīng)力不平衡，很難充分發(fā)揮紗線中所有纖維的強(qiáng)力作用，另一方面單紗也不能同時(shí)全面地滿足較多物理性能的要求。單紗經(jīng)過(guò)并合后獲得的股線，性質(zhì)變化較大，能夠比較全面地滿足這些要求。捻線的實(shí)質(zhì)，就是通過(guò)改善紗線中纖維的受力狀況來(lái)提高紗線的品質(zhì)。
(二)、合股線加捻后性質(zhì)的變化
1.改善條干  根據(jù)并合原理，n根單紗并合后其條干不勻率可降低到1/   。但合股紗各自分離，外觀仍能分辨各股單紗。捻合成股線后才能起到并合的效果，甚至股線條干比理論計(jì)算更好些，因?yàn)榧喩系拇止?jié)或細(xì)節(jié)總有部分隱藏在紗芯里面。
2.提高強(qiáng)力  n根單紗并合后的強(qiáng)力一般達(dá)不到原來(lái)單紗強(qiáng)力的n倍，如表8—3—1所示。因?yàn)楦鞴蓡渭喩扉L(zhǎng)率不一致，伸長(zhǎng)率小的應(yīng)力較集中，受力拉伸時(shí)各根單紗不同時(shí)斷裂的緣故。股線是一個(gè)整體而且條干比較均勻，因此股線的強(qiáng)力常超過(guò)單紗強(qiáng)力的總和，一般雙股線中的單紗平均強(qiáng)力是普通單紗強(qiáng)力的1.2~1.5倍，三股線強(qiáng)力是1.5~1.7倍。

3.彈性及伸長(zhǎng)率改變  單紗中的纖維排列成螺旋線狀，在拉伸不大時(shí)能表現(xiàn)出如彈簧般的伸長(zhǎng)特性。股線的捻回使各單紗相互扭成螺旋線狀，在較大張力下能象復(fù)式彈簧似的表現(xiàn)出更大的彈性伸長(zhǎng)，而總伸長(zhǎng)率則因?yàn)楣删�的結(jié)構(gòu)較好，滑動(dòng)纖維減少，所以反而比單紗要小一些。
4.耐磨性增加  紗線的耐磨性主要表現(xiàn)在軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)紗線與機(jī)件接觸的磨損程度，由于股線條干均勻，截面比較圓整，股線織物在使用中受到各向摩擦，即使表面纖維局部磨損，而纖維相互間仍有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)關(guān)系，股線仍有一定強(qiáng)度，因此有較好的耐磨性能。
5.光澤改變  紗線的光澤取決于表面纖維的軸向平行程度。單紗捻度愈多，纖維的軸向傾斜愈大，光澤較暗淡，反向加捻的股線可使表面纖維的軸向平行度提高，得到良好的光澤。另外股線條干均勻，截面圓整，表面光潔，可使外觀和光澤獲得改善。
6.手感改變  紗線的手感主要取決于它的徑向壓縮彈性和軸向撓曲剛性等方面。外松里緊結(jié)構(gòu)的股線，徑向彈性較好，軸向剛性較差，所以手感較柔軟，外緊里松結(jié)構(gòu)的股線則相反，手感堅(jiān)實(shí)。
 
二、捻線機(jī)的工藝過(guò)程
圖8—3—1是國(guó)產(chǎn)FA721—75型環(huán)錠捻線機(jī)，本機(jī)有純捻和并捻聯(lián)合兩種紗架可供選擇。左邊喂入并紗筒子可進(jìn)行純捻捻線；右邊喂人圓錐形單紗筒子，可作為并捻聯(lián)合使用。現(xiàn)以右面為例，從圓錐形筒子引出的紗，通過(guò)導(dǎo)紗桿，在導(dǎo)紗器處并紗后，經(jīng)上下羅拉鉗口，繞過(guò)上羅拉引出，通過(guò)斷頭自停裝置，穿過(guò)導(dǎo)紗鉤，繞過(guò)鋼領(lǐng)上回轉(zhuǎn)的鋼絲圈，最后卷繞在管紗上。

三、捻線工藝
(一)股線的股數(shù)和捻向的確定
一般衣著用線兩股并合已能達(dá)到要求，股數(shù)太多不經(jīng)濟(jì)，實(shí)用性能也不佳。對(duì)強(qiáng)力及圓整度要求高的股線須用較多的股數(shù)，如縫紉線一般用三股。當(dāng)超過(guò)五股以上時(shí)，容易使某根單紗形成芯線，使紗受力不均勻，降低并捻效果。因此，常用復(fù)捻方式制成纜線。
用復(fù)捻方式制成的纜線強(qiáng)力高，而且比較緊密，其耐磨、抗撓、抗壓性能較好，捻回也比較穩(wěn)定，因此，股線較多的纜線大多是用復(fù)捻方法制成，如簾子線、魚網(wǎng)線等。對(duì)強(qiáng)力、圓整度要求很高，但要求比較厚而緊密的織物，如帆布、水龍帶等，也可采用單捻方式，取其工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，制成織物較緊密有撓曲性，也能符合使用上的要求。
合股線的捻向?qū)�股線的性質(zhì)有很大影響，單捻反向加捻可使捻幅均勻，纖維的應(yīng)力和變形差異小，能得到較好強(qiáng)力、光澤和手感，捻回穩(wěn)定，捻縮也小，所以絕大多數(shù)的單捻股線是反向加捻。
單紗同向加捻時(shí)，股線比較堅(jiān)實(shí)，光澤及捻回穩(wěn)定性較差，股線伸長(zhǎng)大，若單紗與股線捻系數(shù)配合得當(dāng)，也能得到較高的強(qiáng)力。同向加捻的股線，外層纖維捻幅大于內(nèi)層，外緊內(nèi)松，具有回彈性高、滲透性差的特點(diǎn)，用于編制花邊、結(jié)網(wǎng)及一些裝飾性的織物。同向加捻股線強(qiáng)力增加很快，所以捻系數(shù)較小，生產(chǎn)率較高，故要求不高的股線也有同向加捻的。
生產(chǎn)上單紗多用Z捻，因?yàn)镾捻的單紗在細(xì)紗機(jī)上是右手拔管左手接頭，大多數(shù)人不習(xí)慣，除了特殊要求外，單紗一般不用S捻。股線結(jié)頭用打結(jié)方式，捻向不影響操作。
在復(fù)捻時(shí)，為使捻回比較穩(wěn)定，通常有兩種捻向，即ZZS或ZSZ，這兩種方式對(duì)股線性質(zhì)的影響列于表8—3—2中。從表中可見，在復(fù)捻捻度較小時(shí)，ZZS的方式纖維強(qiáng)力利用系數(shù)和斷裂長(zhǎng)度較好，捻度較大時(shí)，ZSZ的方式要好些。用ZZS的纜線斷裂伸長(zhǎng)要大于ZSZ，捻回平衡方面兩種方式都能達(dá)到。不過(guò)ZSZ不論、在初捻或復(fù)捻時(shí)，都比ZZS的捻度大，因而機(jī)器的生產(chǎn)率較低。通常根據(jù)纜線用途要求確定捻向。

在復(fù)捻時(shí)，為使捻回比較穩(wěn)定，通常有兩種捻向，即ZZS或ZSZ，這兩種方式對(duì)股線性質(zhì)的影響列于表8—3—2中。從表中可見，在復(fù)捻捻度較小時(shí)，ZZS的方式纖維強(qiáng)力利用系數(shù)和斷裂長(zhǎng)度較好，捻度較大時(shí)，ZSZ的方式要好些。用ZZS的纜線斷裂伸長(zhǎng)要大于ZSZ，捻回平衡方面兩種方式都能達(dá)到。不過(guò)ZSZ不論、在初捻或復(fù)捻時(shí)，都比ZZS的捻度大，因而機(jī)器的生產(chǎn)率較低。通常根據(jù)纜線用途要求確定捻向。
(二)股線捻系數(shù)的選擇
股線的捻系數(shù)對(duì)股線的性質(zhì)關(guān)系密切，應(yīng)根據(jù)股線不同用途的要求選用合適的股線捻系數(shù)。股線的捻系數(shù)應(yīng)結(jié)合單紗的捻系數(shù)綜合考慮，一般強(qiáng)捻單紗股線與單紗的捻度比(簡(jiǎn)稱捻比)可小些，弱捻單紗股線與單紗的捻比可大些。

圖8—3—2為4種不同捻系數(shù)的單紗在不同捻比配合時(shí)的股線強(qiáng)力(斷裂長(zhǎng)度)變化情況，其特點(diǎn)為：
(1)強(qiáng)捻單紗股線最大強(qiáng)力出現(xiàn)較早，弱捻單紗股線最大強(qiáng)力出現(xiàn)較遲；
(2)同樣強(qiáng)度的股線，弱捻單紗捻比較大，強(qiáng)捻單紗捻比較小。
如果要求股線的強(qiáng)力好，則股線捻系數(shù)的配合應(yīng)使股線內(nèi)纖維的捻幅盡量均勻，以減少纖維應(yīng)力與變形差異。一般股線不用它的最高強(qiáng)力點(diǎn)，因?yàn)檫@樣的股線捻系數(shù)偏大，股線常呈里松外緊的結(jié)構(gòu)，除強(qiáng)力較好外，手感、耐磨、滲透等性能不佳。當(dāng)然捻比過(guò)小，強(qiáng)力、剛性、回挺性就差，股線呈外松里緊結(jié)構(gòu)。衣著織物的經(jīng)線要求股線結(jié)構(gòu)內(nèi)外松緊一致，強(qiáng)力高，捻比一般在1.2~1.4間(雙股線)。
相同強(qiáng)度的股線，弱捻單紗股線的捻系數(shù)應(yīng)較大(見圖8—3)，這對(duì)捻線機(jī)產(chǎn)量不利，但捻比大，而股線捻系數(shù)的絕對(duì)值并不按比例增加，因?yàn)閱渭喣硐禂?shù)在減小。又從圖8—3可見弱捻單紗的股線強(qiáng)力較大，因此，生產(chǎn)上股線用的單紗捻系數(shù)一般偏低選用，當(dāng)然也要考慮原料性能與工藝條件。
如要求股線的光澤與手感好，則股線捻系數(shù)的配合應(yīng)使表面纖維軸向性好，這樣不僅光澤好，而且軸向移動(dòng)時(shí)的耐磨性較好，股線結(jié)構(gòu)呈外松里緊，因此手感較柔軟，滲透性能也好。當(dāng)股線表面的纖維軸向平行時(shí)，捻比為0.707，在生產(chǎn)實(shí)踐中取0.7~0.9時(shí)，外層纖維的軸向性最好。不同用途的股線，還需考慮工藝要求與加工方法的不同來(lái)具體選擇。
四、倍捻捻線機(jī)
倍捻捻線機(jī)的錠子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)使紗線加上兩個(gè)捻回，故稱為“倍捻”。它與環(huán)錠捻線機(jī)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：錠子每一回轉(zhuǎn)可獲得兩個(gè)捻回，因此產(chǎn)量較高，并可直接做成大卷裝的筒子，省去一道絡(luò)筒工序；不用鋼領(lǐng)鋼絲圈，錠速不受鋼絲圈速度的限制，減少紗線油污；工序少，卷裝大，可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
倍捻機(jī)也存在錠子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，耗電量大，斷頭后接頭比較麻煩等缺點(diǎn)。

圖8—3—3為倍捻機(jī)的工藝過(guò)程示意圖，并紗筒子1套在靜止的空心管3上，并紗由筒子頂端引出，經(jīng)過(guò)空心管，再進(jìn)入錠管與儲(chǔ)紗盤的徑向孔。儲(chǔ)紗盤4隨錠子回轉(zhuǎn)，紗線則隨錠子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)加一個(gè)捻回，如圖中AC段，這和環(huán)錠捻線機(jī)加捻性質(zhì)基本相同。當(dāng)這段已加了捻回的紗線從加捻盤的徑向孔出來(lái)引向上方時(shí)，又追加一個(gè)捻回，如圖中BC段。因此，錠子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)就加上兩個(gè)捻回。加捻過(guò)程中紗線成兩個(gè)氣圈，從并紗筒子的退繞處到空心管入口形成第一個(gè)氣圈，當(dāng)紗線離開儲(chǔ)紗盤引向?qū)Ъ嗐^2時(shí)，又形成第二個(gè)氣圈。
倍捻的原理可以從假捻的概念引出。如果將紗條兩端握持，加捻器在兩握持點(diǎn)的中間加捻，輸出紗條不能獲得捻回，如圖8—3—4(1)所示，紗條被A，B兩對(duì)羅拉握持且有軸向移動(dòng)，加捻器C在AB中間，按矢向回轉(zhuǎn)，為什么不能獲得捻回呢?主要是AC與BC段捻向相反，如果我們從定點(diǎn)向加捻點(diǎn)看，加捻點(diǎn)作順時(shí)針回轉(zhuǎn)時(shí)，加捻區(qū)產(chǎn)生Z捻；作逆時(shí)針回轉(zhuǎn)時(shí)，加捻區(qū)產(chǎn)生S捻，在一般加捻區(qū)中都可用這個(gè)概念確定捻向。我們從圖中A點(diǎn)向C點(diǎn)看，加捻點(diǎn)逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，AC段獲得S捻：從B點(diǎn)向C點(diǎn)看，加捻點(diǎn)順時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，CB段獲得Z捻。于是在AB紗段上獲得數(shù)量相等方向相反的捻回，其結(jié)果是假捻。兩段紗段捻向不同的根本原因是A、B兩點(diǎn)在加捻點(diǎn)的異側(cè)。如果將B點(diǎn)移至加捻點(diǎn)的另一側(cè)，如圖8—3—4(2)所示，而將C點(diǎn)擴(kuò)大成為包含兩段紗段(AC、CB)的平面而回轉(zhuǎn)，則AC紗段以自己本身的軸線作自轉(zhuǎn)，BC則以AB軸作公轉(zhuǎn)，這時(shí)再?gòu)亩�點(diǎn)A與B看C點(diǎn)，都是逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，于是AC、CB段都獲得S捻。若紗線沿軸向移劫時(shí)，AC段上紗的S捻輸送到CB段即成為兩個(gè)S捻了。

設(shè)紗線軸向移動(dòng)的速度為V(m／s)，加捻器速度為n(r／min)，在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)AC段的捻度平衡式為：
T1 = n/v