摩擦纺纱_在线百科全书查询
摩擦纺纱
概述
摩擦纺纱（Friction Spinning）是一种自由端纺纱，与所有自由端纺纱一样，具有与转杯纺纱相似的喂入开松机构，将喂入纤维条分解成单根纤维状态，而纤维的凝聚加捻则是通过带抽吸装置的筛网来实现的，筛网可以是大直径的尘笼，也可以是扁平连续的网状带。国际上摩擦纺纱的型式较多，其中最具有代表性的摩擦纺纱机是奥地利的DREF-Ⅱ型及DREF-Ⅲ型，这两种机型的筛网为一对同向回转的尘笼（或一只尘笼与一个摩擦辊）。所以也称为尘笼纺纱。
一、摩擦纺纱的纺纱原理
以尘笼式摩擦纺纱为例，摩擦纺纱的纺纱原理如图9-4-1所示，由于尘笼2内部的吸力，使纤维落入两尘笼间的楔形糟内凝聚成须条，凝聚须条紧贴在尘笼的表面，两尘笼同向回转，一只对凝聚须条产生一个向上的摩擦力R1，另一只对凝聚须条产生一个向下的摩擦力R2，从而形成回转力矩使纱条回转，当引纱从引纱罗拉3引出时，凝聚须条是纱条的尾端；纱条受引纱罗拉握持输出，纱尾由尘笼搓捻回转，纱条因而获得捻回，由于引纱与纤维在纱尾的补入是同时进行的，从而可获得连续输出的纱条。
由于在尘笼表面的凝聚须条是自由的，所以这种摩擦加捻方式属于自由端加捻成纱，在加捻过程中，尘笼表面的线速度近似等于纱线自身的回转表面速度，所以尘笼低速就可以使纺纱获得较高的捻度，这样可以大大地提高出条速度以获得高产。纱条捻回的方向与尘笼回转的方向相反，捻回的多少则取决于尘笼的速度、尘笼表面与纱条的接触状态及尘笼的吸力大小。
二、D2型摩擦纺纱机的工艺过程及其成纱特点
尘笼式摩擦纺纱机是以发明人奥地利的DR ERNST FEHRER的姓名缩写DREF来命名的，由Ⅰ型逐步发展到Ⅱ型、Ⅲ型，简称D2型、D3型
其技术特征见表9-4-1。
（一）D2型摩擦纺纱机的工艺过程
如图9-4-2所示，4~6根纤维条从条筒引出，并合喂入三罗拉牵伸装置1，纤维条在经过并合牵伸，其均匀度及纤维伸直度得到改善后，被分梳辊2梳理分解成单纤维状态，在分梳辊离心力和吹风管3气流的作用下脱离锯齿，沿挡板4下落至两尘笼5间的楔形糟内，尘笼内胆6开口对着两尘笼间的楔形糟，一端通过管道与风机相连，在吸风装置吸力的作用下，纤维被吸附在两尘笼的楔形糟中，凝聚成须条，将引纱引入尘笼，与凝聚须条搭接，由引纱罗拉7握持输出，两尘笼同向回转对凝聚须条搓捻成纱，输出纱条经卷绕罗拉8摩擦卷绕成筒子。
（二）D2型摩擦纺成纱特点
1、D2型摩擦纱的结构
在摩擦纱中，纤维的排列形态比较紊乱，圆锥螺旋线及圆柱螺旋线排列的纤维数量比转杯纱还要少，仅占到12%。多根扭结、缠绕的纤维就占到了40%，其余多为弯钩、对折纤维。
由于受引纱罗拉的牵引，纱尾向输出方向移动，而纤维又不断添加到纱尾上，致使纱尾上纤维的数量分布由A向B逐渐增多，（见图9-4-3）当受到尘笼摩擦而回转时，AB之间须条因各截面直径不同而回转速度各异，靠近A点直径细而转速高，靠近B点直径粗而转速低，各截面因速差而获得捻回。由于纱尾的回转加捻是与添加纤维，向输出方向运动同时进行的，靠近A点部分虽已获得捻回，但沿输出方向移动并添加纤维后，仍能随着外层纤维继续获得捻回，于是纱芯的捻回多，外层的捻回少，而且是逐层变化的。这种分层加捻的结果，构成了摩擦纱的分层结构，且内层纱芯因捻度多而结实，外层因捻度少而松散。
表9-4-1 尘笼式摩擦纺纱机的技术特征
机型 DREF—Ⅱ DREF—Ⅲ
适纺原料 1.7~17×10~150各种纤维 芯纱：特种纤维、长丝、化纤
0.6~3.3×30~60
表层：棉及各种短纤
纺纱特数/ten 100~3952 33.3~66.6
喂入定量Ktex 第一单元 10~15/4~6 3~3.5
第二单元 — 2.5~3.5×4~6
牵伸
装置 第一单元 三罗拉和一只分梳辊 （100~150）四罗拉双皮圈
第二单元 — 三罗拉和一对分梳辊
尘
笼 直径/ mm Ф81×2 Ф44×2
转速/r.min 1600~3500 3000~5000
负压/Pa 1470 2450~2940
分梳辊 直径/min Ф180 Ф80
转速/ r.min 2800~4200 12000
筒子尺寸/min 平筒Ф380×150、200、250
锥筒Ф280×200、250 Ф450×200
筒子重量/kg 3~9 约9
纺纱速度/m.min 100~280 <300
加捻效率/% 65~80 25~30
每头电机数及功率 七台共3.5kw 五台小电机
每台头数 48（8节、第节6头） 短机12（4节、每节3头）
长机96（32节）
2、成纱特点 摩擦纺的成纱特点
见表9-4-2，从表中可知：
（1）由于纤维在凝聚过程中缺少轴向力的作用，成纱内纤维的伸直平行度差，排列紊乱，所以摩擦纱的成纱强力远低于环锭纱，单强仅有环锭纱的60%左右。
（2）因为成纱由多层纤维凝聚而成，所以摩擦纱的条干优于环锭纱，粗节、棉结均少于同特环锭纱。
（3）由于成纱的经向捻度分布由纱芯向外层逐渐减少，成纱结构内紧外松，所以摩擦纱的紧度较小（0.35～0.65），表面丰满蓬松，弹性好，伸长高，手感粗硬，但较粗梳毛纱好。
表9-4-2 摩擦纺、环锭纺、转杯纺成纱性能比较
指标 C 29.4 Tex
摩擦纱 转杯纱 环锭纱
断裂长度/km 11.7 11.5 14.4
伸长率/% 8.6 9.2 7.7
条干/CV% 14.25 15.5 17.1
细节×粗节×棉结/个。1000m 49×19×22 24×85×547 60×345×314
（4）由于是分层结构，所以摩擦纱具有较好的耐磨性能。
三、D3型摩擦纺纱机的工艺过程及成纱特点
（一）纺纱工艺过程
D3型摩擦纺纱机有两个喂入单元，一个提供纱芯，一个提供外包纤维，如图9-4-4所示，熟条经四罗拉双皮圈牵伸装置沿轴问喂入尘笼加捻区，作为纱芯；4~6根生条并列喂入三上二下罗拉牵伸机构，经一对直径相同的分梳辊3梳理分解为单纤维后，经气流输送管4进入两尘笼1的楔形糟中，由尘笼搓捻包缠在纱芯上，形成包缠纱。成纱由引纱罗拉2输出，经卷绕罗拉摩擦传动而制成筒子。
（二）成纱特点
沿轴向喂入尘笼的纱芯，在受尘笼加捻的过程中同时被牵伸装置的前罗拉和引纱罗拉所握持，所以纱芯被施以假捻 ，被分梳辊分解的纤维在进入尘笼楔形糟后，随纱芯一起回转包缠在纱芯的表面，当纱条由引纱罗拉牵引走出尘笼钳口线时，由于纱芯假捻的退解作用，纱芯成为伸直平行的纤维束，而外包纤维则依靠退捻力矩越包越紧，使纱芯纤维紧密接触，体现为纱的强度，外层纤维则构成了纱的外形。
D3型摩擦纺纱机纺出的纱是一种芯纤维平行伸直排列的包芯纱，由于成纱结构的改变，使成纱强力大为改善，并具有条干均匀，毛羽少等特点。
四、摩擦纺纱的主要工艺参数
根据摩擦纺纱的加捻原理，成纱外层的捻度可以由下列公式计算：
Ttex=纱条转速/纺纱速度
由于纱条表面速度应等于尘笼的表面线速度与加捻效率的乘积，所以上式又可等为：式中υ0——尘笼表面速度（mm/min）；
υ1——纺纱速度（m/min）；
d ——纱条直径（mm）；
η——加捻效率，与尘笼对须条的吸力，尘笼与纱条表面的接触状态有关；
m——摩擦比，即尘笼表面速度与纺纱速度的比值。
由上式可知，影响摩擦纺成纱的主要工艺参数有：
（一）摩擦比
从上式中可知，摩擦比与纱条的捻度成正比，当纺纱速度一定时，提高摩擦比，则增大了尘笼转速，使成纱捻度增加，但尘笼速度增加到一定值时，受离心加速度的影响，纱条与尘笼间的滑溜率增大，尘笼速度愈高，加捻效率愈低，成纱捻度增加甚少，甚至不再增加，如图9-4-5所示。
不同的摩擦比时，成纱的条干不同，如表9-4-3所示，从图和表中可以看出，随着摩擦比的增加，成纱的捻度增加，条干均匀度有所改善，但当摩擦比提高到3.0以上时，捻度和条干值的变化趋于平缓。
表9-4-3 摩擦比与成纱条干CV值
尘笼转速/r.min 1900 2100 2300 2500
摩擦比m 2.375 2.625 2.875 3.125
条干CV/% 17.2 16.9 16.3 16.3
（二）纺纱速度
过高的输出速度，会使须条凝聚加捻的时间缩短，从而导致包覆恶化，条干不良，成纱强力降低，所以，当使用较粗硬，含油率较高，长度整齐度较差的纤维纺纱时，纺纱速度不宜过高，当所纺品种线密度大时，因其刚性大而不易加捻，当线密度过小时，尘笼对纱条的握持状态差，因此纱条过粗过细，都会造成加捻效率下降，所以纺纱速度都不易过高。
由于过高的尘笼速度会影响纺纱的加捻效率，因此，在摩擦比不变的情况下，提高纺纱速度，成纱捻度会随之下降，所以纺纱速度应根据尘笼转速的高低来选择，不同的纺纱机，其速度范围不同。
（三）尘笼负压
尘笼的负压决定了正压力N（吸力）的大小及纱条与尘笼的接触状态。负压增大，不仅使纤维与尘笼间的摩擦作用增大，凝聚加捻作用增强，而且可提高输送通道内纤维的伸直与定向，有利于成纱条干，强力和捻度，但过大负压会造成输出困难。加捻区的负压与尘笼内胆吸口位置，两尘笼间隔距有关。
⒈尘笼内胆吸口的位置 尘笼内胆吸口的位置一般以其安装角表示，如图9-4-6所示。在等宽吸口的情况下， α对楔形区轴向负压分布的影响都与吸口大小有关，当吸口较宽（10mm）时，α不会影响轴向负压的分布形态，但负压值随α的增加而减小，当吸口较窄（2mm）时，楔形区轴向分布不匀，所以吸口宽度及α值不易过小，粗特摩擦纺纱机（如D2型）的吸口宽度一般为10~12mm，α取0~2，在纺较细特纱的摩擦纺纱机上，因纱条与尘笼接触面小，且位于楔隙较小的位置，须条加捻需要较高的负压，所以吸口宽度应小一些，一般为4~6mm，α选2~5。
⒉两尘笼间的隔距δ 尘笼间楔形区内的负压随隔距δ的增加而减小，并影响尘笼内胆的最大负压值，当δ由0增加到0.5mm时，胆内负压最大值会下降28%，所以为了有效的利用吸气负压，δ应偏小为宜，δ应根据纺纱特数来选择，一般纺粗特纱时δ取0.2~0.5mm，纺中细支纱时，δ小于0.2mm。
（四）两尘笼的速差
当处于尘笼楔形糟中的凝聚须条被同向回转的两尘笼摩擦搓捻时，受到一只尘笼向上转出的托持作用和另一只尘笼从上向楔隙转入的挤入作用。为了避免纱条被楔入隙缝，在两尘笼间卡压，引起纺纱张力聚增或轧断纱条，表面向上运动的尘笼速度应略高于向下运动的尘笼速度，即两尘笼间应有速度差，速差可根据所纺线密度的大小在3%~10%范围内选择，粗特时大些，细特时小些，DREE—D2型摩擦纺纱机上两只尘笼的速差为8%~10%，适当地提高两只尘笼速差，有利于加捻效率的提高，但速差过大，会引起纱尾抖动或跳动，使握持加捻条件恶化，反而造成加捻效率下降。
（五）分梳辊的转速
当喂入纤维量一定时，提高分梳辊转速，有利于提高纤维的分离度，对成纱质量有利，但分梳作用剧烈，对纤维的损伤严重，所以分梳辊的转速应根据原料的性能来选择，当加工纤维线密度较小、强度较低时，分梳辊速度可小些，反之可大些。
