第四章 上机试纺实验
本章别识点
1. 上机试纺的目的和要求。
2. 试纺所需的设备和仪器。
3. 纺纱工艺设计原则。
4. 纺纱质量控制要求。
5. 各工序试纺具体内容。
第一节 上机试纺实验概述
棉纺实验是调查研究棉纺厂生产过程与产品质量情况的重要方法之一。用仪器实验、目测分析和现场观察等测试方法，对棉纺的半制品、成品质量进行科学的测定和研究分析，反映质量水平及其波动的情况，控制产品规格及质量，并使之不断提高，为开发品种，提高劳动生产率，节约原材料，提供可靠的依据，确保各项指标的全面完成。
一、上机试纺实验目的和要求
通过上机试纺，使学生经过基础理论知识和专业理论知识的学习之后，进行工程技术训练的主要途径和实践活动内容之一，使学生进一步熟悉纺纱设备的性能和正确地使用相关设备和仪器等，通过对棉纺的半制品、成品质量进行测定和研究分析，着重从原料、工艺、设备、操作和半制品质量等方面分析影响成纱质量的原因，进一步掌握所学习的内容。在纺纱工艺设计、半制品检验、工艺调试和实验数据处理等方面得到全面和系统的训练，培养和提高学生解决工程实际问题的能力和创新工作的能力，从而使学生的整体素质得到进一步的提高，使他们能更快地适应企业的生产，能够解决生产中实际存在的问题。
二、实验设备与仪器
1.实验设备 开清棉、梳棉机、精梳机、并条机、粗纱机和细纱机等。
2.实验仪器 原棉杂质分析机、卷尺、测速表、天平、棉条测长器、转速表、条粗测长仪、粗纱条干均匀度测试仪、纱线捻度试验仪、恒温烘箱、条粗圆筒测长器、纱线毛羽测试仪、单纱强力试验仪、缕纱测长器、Uster-3型测试仪等。
三、纺纱工艺设计
1.纺纱工艺系统选择 棉纺纺纱工艺系统主要包括普梳纺纱系统、精梳纺纱系统和混纺纺纱系统等。
（1）普梳纺纱系统工艺流程：开清棉→梳棉→并条（头道）→并条（二道）→粗纱→细纱→后加工。
（2）精梳纺纱系统工艺流程：开清棉→梳棉→精梳准备→精梳→并条（头道）→并条（二道）→粗纱→细纱→后加工。
（3）混纺纺纱系统工艺流程。
棉：开清棉→梳棉→精梳准备→精梳→棉条①。
化学纤维：开清棉→梳棉→预并→化学纤维条②。
①和②→并条（三道）→粗纱→细纱→后加工。
2.纺纱工艺原则 配棉根据成纱品种和用途、纱线的质量考核项目为依据选配原料。以保持生产和成纱质量的相对稳定；更好的使用原棉，满足纱线质量要求；节约用棉，降低成本。完成原棉选配表见表4-1。
表4-1 原棉选配表
清花工序遵循“合理配棉、多包取用、加强混和、短流程、低速度、精细抓棉、混和充分、渐进开松、减少翻滚、多分梳、多松少打、薄喂入、轻定量、大隔距、多混和、早落少碎、不伤纤维、以梳代打、少翻滚、防粘连、逐渐开松、少量抓取、充分混和、低速度、薄喂入”的工艺原则选配工艺参数。
梳棉工序遵循“强分梳、轻定量、低速度、多回收、小张力、好转移、快转移、小加压、大隔距、强分梳、通道光洁畅通、防堵塞、大速比、合适的隔距和五锋一准”的工艺原则选配工艺参数。
并条工序遵循“合适的隔距、稳握持、强控制、匀牵伸、顺牵伸、多并合、重加压、轻定量、大隔距、低速度、防缠绕”的工艺原则选配工艺参数。
粗纱工序遵循“轻定量、大隔距、重加压、大捻度、小张力、中轴向和径向卷绕密度、小伸长、小后区牵伸、小钳口、适中的集合器口径”的工艺原则选配工艺参数。
细纱工序遵循“大隔距、中捻度、重加压、中弹中硬胶辊、中速度、小后区牵伸、小钳口、合适的温湿度”的工艺原则选配工艺参数。
完成1个或2个品种的纱线工艺设计见表4-2。
3.纺纱工艺和半制品、成品质量间的关系 棉纺工艺是将原棉进行纺纱加工的方法，对纺纱过程中开松、除杂、梳理、并合、牵伸和加捻卷绕等方面的工艺参数，并不是一成不变的，它将随着原棉特性、机械特性和成品质量要求等因素而变化。工艺配置合理与否将直接影响到半制品和成品的质量。
（1）纺纱工艺和棉卷质量的关系。要提高棉卷质量，必须做到不同原棉采用不同的工艺。清花棉箱和走刀数的多少，打手速度的高低，风扇速度的快慢，以及进风形式、各部的隔距等都要合理配置，才能制成均匀度好、含杂少和丝束少的棉卷。
（2）纺纱工艺和生条质量的关系。要提高生条质量，除要求棉卷质量良好之外，梳棉主要做到棉网清晰度好，云斑少，生条棉结杂质少，在机械上做到“四锋一准”，在工艺上要采用紧隔距、强分梳、少返花，并根据原棉特点，调整刺辊速度和后车肚工艺等，以纺出符合国家质量标准要求的生条。
（3）纺纱工艺和熟条质量的关系。合理选用并条工艺道数、并合数、牵伸倍数、牵伸分配、罗拉握持距和胶辊加压等，到达熟条的条干均匀度好，纤维伸直度髙，重量不匀率低的目的。
（4）纺纱工艺和粗纱质量的关系。要提高粗纱质量，必须合理配置牵伸倍数、罗拉隔距、胶辊加压和集合器的大小等，粗纱加捻、轴向和径向卷绕密度以及控制粗纱的伸长率等。
（5）纺纱工艺和细纱质量的关系。要提高成纱质量，必须合理配置牵伸倍数、罗拉隔距、胶辊加压、集合器的大小、钢领钢丝圈等，根据织物用途配置合理的捻系数和后区牵伸倍数，以提高成纱强力和条干均匀度，降低细纱断头和减少纱疵，从而提高成纱的整体质量。
四、质量控制
质量控制的任务是对生产的全部产品进行检验和分析，通过对原材料和半制品等进行检验，并调整其性能和工艺参数。在此基础上，经常进行综合分析，采取有效的技术措施，使产品符合质量的标准，达到优质、高产和低消耗的目的。
棉纺厂是多工序和连续性的生产，要纺出符合设计要求的纱线线密度，必须控制好各工序的重量和重量偏差，尤其要掌握好并条的重量，其次是棉卷不匀率、棉卷伸长率和粗纱伸长率，这对稳定成纱重量不匀率有十分重要的关系。控制重量偏差的目的主要有以下几项。
（1）纱、线（成品）每批重量偏差，控制在±2.5%以内。
（2）纱、线（成品）全月累计重量偏差，控制在±0.5%以内。
（3）调节和控制并条重量为主要手段，力求做到细纱不调或少调变化齿轮。
（4）制细纱重量时，要考虑筒摇伸缩率及化纤产品锭捻缩率，使最后的成品符合公称重量要求。
国家标准规定，纱线品质以分等或分级评定。纱线的各项质量指标，必须符合标准中规定的技术要求，并力求做到重量不匀率（重量变异系数）低，重量偏差稳定，强力髙，条干均匀度好，疵点少，成形正常，以满足织造工序和用户的生产要求。
第二节 开清棉上机试纺实验
一、实验目的
（1）开清棉各单机工艺参数的选择与计算。根据生产任务，学习翻改产品特数，计算牵伸齿轮齿数的方法。
（2）开清棉上机的质量要求，熟悉开清棉工艺的配置及调节对产品质量的影响。检验棉卷定量（棉卷重量）、重量偏差、棉卷含杂率、重量不匀率和棉卷伸长率、开清棉落棉率及其分析等。
（3）用所学的理论知识分析和解决生产中实际问题的能力。
二、基础知识
并条机工艺设计是根据棉卷规格要求，对清棉机的工艺进行具体的设计和必要的调整，使其生产出合格的棉卷。
开清棉工艺配置及工艺调节要求我们熟悉开清棉设备的组成、作用和工作原理，掌握这些设备的调节原理、方法以及这些调节对产品质量的影响。
三、实验设备与用品
开清棉典型流程一套或单机若干台、棉卷秤、棉卷均匀度试验机、电子天平、Y101型原棉分析机等。
四、实验内容
1.棉卷定量翻改上机实验 本实验内容要求根据选定的棉卷定量，配置并调整开清棉各单机工艺参数，调整清棉机牵伸变化齿轮，改变棉卷罗拉和天平罗拉之间的牵伸倍数E，获得重量差异在1%内的棉卷；根据确定的棉卷长度调节棉卷长度变换齿轮，直至棉卷长度达到要求和控制范围。
（1）棉卷的定量：
（2）棉卷的实际牵伸倍数：
在棉卷生产过程中，由于开清棉工序存在一定的落棉等，所以，实际牵伸倍数与机械牵伸倍数不相同。在实际工艺时，应该考虑这些因素的影响，两者的关系如下：
其中，
是牵伸配合率。
计算时，首先确定牵伸配合率，然后根据实际牵伸倍数E实，计算出机械牵伸倍数E机。
（3）开清棉机加工棉卷的机械牵伸倍数E机。在成卷机中，为了获得一定规格的棉卷，需要对棉卷罗拉和天平罗拉之间的牵伸倍数E机的大小进行调整。
（4）牵伸配合率：
一般情况下，η为109.8%左右。
（5）棉卷长度。开清棉机棉卷长度齿轮（码分齿轮）增加时，棉卷长度长；齿数减少，棉卷长度短。试纺后，测定棉卷的长度，当棉卷的长度有差异时，要重新调整齿轮的齿数，再试纺，直至棉卷长度达到要求和控制范围。
2.棉卷品质检验的上机实验 棉卷品质检验的上机实验主要包括棉卷重量逐只加减砝码称重、棉卷的均匀度、棉卷含杂率、棉卷的落棉率和棉卷的伸长率等。
（1）棉卷重量的加减砝码称重法。在单打手成卷机上棉卷生产到一定的长度时就会自动切断，所以每只棉卷的长度是一定的，因此，棉卷的重量也应控制在一定范围内。每落下一只棉卷，须予以称重，一般规定重量差异在1%内。为了避免原棉回潮的变化而影响棉卷重量，一般在磅秤上须用加减砝码的方法来调节。此项工作应该根据棉卷的回潮率进行调节。
（2）棉卷的均匀度。棉卷均匀度用每米长度的重量不匀率表示。它是在棉卷均匀度实验仪上进行的。将每米长度棉层自动切断称重，做好记录，用不匀率公式计算出棉卷的重量不匀率。不匀率越大，表示越不均匀。
（3）棉卷的含杂率。棉卷含杂率影响到生条含杂率和细纱结杂。开清棉工序对于较大杂质，如棉籽、籽棉、破籽等比较容易清除，对于细小杂质则在梳棉机上较容易清除。为了防止可用纤维的损失，对清棉机落棉含杂率要加以适当控制。棉卷含杂试验在纤维杂质分离机上进行，含杂率计算公式如下：
（4）棉卷的落棉率。开清棉的落棉中，大部分是杂质，也是一部分可用纤维一同成为落棉。从理论来说，落棉中杂质越多越好。落棉率只反映落棉的数量，还不能反映落棉的质量。生产中，常用落棉率、落棉含杂率和除杂效率来反映落棉的数量和质量，分别表达如下：
（5）棉卷的伸长率。
试验时要通过试纺和反复调整有关的工艺参数，直至棉卷达到一定的质量控制指标。
3.棉卷的质量控制 开清棉工序的棉卷质量指标主要包括以下几个方面。
（1）棉卷重量偏差和正卷率。棉卷的重量指标可用棉卷重量偏差及正卷率来衡量。
①棉卷重量偏差计算：
式中：G——清棉机实际生产的棉卷重量，kg/只；
G0——设计棉卷重量，kg/只。
开清棉联合机的棉卷重量偏差一般范围是：±1%。
②正卷率：开清棉联合机重量合格的棉卷数量占总生产量的百分率称为正卷率，生产中开清棉联合机的正卷率应在99%以上（正卷是指棉卷重量在标准重量的±1.5%范围内的棉卷）。
（2）棉卷重量不匀率与伸长率。棉卷重量不匀率是反映棉卷每米棉层重量的差异程度的指标。每米棉卷的重量差异越大，则棉卷的重量不匀越大。一般棉卷的重量不匀率应控制在0.8%～1.1%；涤卷的重量不匀率应控制在1.2%左右。
棉卷重量不匀率主要评价棉卷纵向1m片段质量的均匀情况，同时测定棉卷的实际长度，核算棉卷伸长率，供改进生产参考。及时调整和降低同品种各机台棉卷的伸长率差异，减小棉卷的不匀率，可稳定纱线重量不匀率和质量偏差。
①棉卷重量不匀率为0.8%～1.2%。
②棉卷伸长率为2.2%～3.2%，台差小于1%。
（3）棉卷含杂率。棉卷含杂率主要评价棉卷的含杂量。对照混棉成分中的原棉平均含杂率，可计算开清棉联合机的除杂效率，作为调整清棉、梳棉工艺的参考。棉卷含杂率按原棉含杂率制订指标，一般为0.9%～1.6%（表4-3）。
表4-3 棉卷含杂率参考指标
（4）总除杂率和总落棉率。通过了解开清棉联合机落棉的数量和落棉中落杂的多少，计算其除杂效率，由此分析开清棉联合机工艺处理和机械状态是否适当，以提高质量，节约用棉。根据原棉含杂率确定除杂效率和统破籽率，清棉除杂和落棉参考指标见表4-4。
表4-4 清棉除杂和落棉参考指标
思考题
1.试述改善棉卷含杂数量的途径？
2.试述棉卷在卷绕时产生意外伸长的原因？
3.在开清棉工序中，为了提高开松除杂效果，应该采取哪些有效的技术措施？
4.棉卷质量的控制指标有哪些？它们对成纱的质量有什么影响？试述棉卷质量的控制方法？
5.在开清棉工序中，为了提高棉卷均匀度所采用的方法？
6.试述开清棉工艺设计原理和主要影响因素？
第三节 梳棉上机试纺实验
一、实验目的
（1）掌握梳棉机工艺参数的选择与计算。根据生产任务，学习翻改产品特数，计算牵伸齿轮齿数的方法。
（2）了解梳棉机上机的质量要求，熟悉梳棉机工艺的配置及调节对产品质量的影响。检验生条定量、重量偏差、重量不匀率、条干不匀率、生条含杂率、梳棉机落棉率及其分析等。
（3）锻炼用所学的理论知识分析和解决生产中实际问题的能力。
二、基础知识
根据纺纱工艺设计单提供的生产工艺条件，对梳理机的工艺进行设计和必要的调节，生产出符合质量要求的纤维条。
此实验是一个实践性很强的实验，它不仅要求我们熟悉梳理机的工作原理，掌握这些设备的机构组成、作用、任务、作用原理和调整方法，而且还要运用所学的理论知识对生产中遇到的问题进行分析。在上机之前，根据所用原料的性质，运用所学的理论，对梳理机生产的工艺进行设计，确定梳理机的上机工艺参数。
梳理机的工艺调节所涉及的部位很多，主要包括针布的选择、各部件的速度和隔距的确定。针布的选择主要根据原料的线密度、长度以及强度等指标选择。而锡林速度、刺辊速度、道夫速度需要根据原料的性能来确定。隔距的配置不仅影响梳理效能、纤维损伤情况及除杂效果，而且对下机生条的短纤率、棉结以及制成率有直接影响。隔距的大小需要根据原料性能和半制品的品质要求调整。实验过程中，必须根据生产中出现的具体问题，对各工艺参数进行具体的分析和调整。
三、实验设备与用品
梳棉机典型机台、条干均匀度仪、条粗测长器、电子天平、Y101型原棉分析机等。
四、实验内容
1.生条定量翻改上机实验 根据所给原料和工艺要求，配置梳棉机工艺，确定生条定重、输出速度、牵伸倍数、梳理隔距、梳理速度等参数；根据所定的工艺，调整梳棉机的牵伸倍数、各梳理隔距、刺辊和道夫转速等工艺参数，并记录。最终获得重量差异符合要求的生条。
（1）生条定量的控制范围。梳棉机牵伸倍数随所纺纱的线密度不同而不同。在纺低特纱时，常选用较大的牵伸倍数，同时棉卷的质量较轻，因此，生条定量较轻；反之，应较重。在纺线密度相同或相近的纱时，一般若产品质量要求较高可采用较轻的生条定量。
一般生条定量轻，有利于提高转移率，有利于改善锡林和盖板间的分梳效果。
当梳棉机在高速高产和使用金属针布以及其他高产措施后，定量过轻有以下缺点。
①喂入定量过轻，则在相同条件下棉层结构不够均匀（如产生破洞等），且由于针面负荷低，纤维吞吐量少，不易弥补，因此生条条干较差。
②生条定量轻，直接提高了道夫转移率，降低了分梳次数，在高产梳棉机转移率较高、分梳次数已显著不足的情况下，必将影响分梳质量。
③生条定量轻，为保持梳棉机一定的台时产量，势必要提高道夫转速，这不利于剥棉并易造成棉网飘动而增加断头，对生条条干不利。所以生条定量不易过轻，一般为20～25g/5m；但也不宜过重，以免影响梳理质量。梳棉生条定量控制范围见表4-5、表4-6。
表4-5 梳棉机生条定量的控制范围
表4-6 生条定量的控制范围（锡林转速360r/min左右）
（2）定量与牵伸的计算。梳棉机牵伸倍数的上机实验包括棉条实际牵伸倍数、梳棉机加工生条的机械牵伸倍数和牵伸配合率等。
①梳棉机实际牵伸倍数：
计算时，定量均按公定回潮率的重量或干重量来计算。
②梳棉机机械牵伸倍数：
在梳棉生产过程中，由于部分杂质、短绒和少量的可纺纤维会成为落棉，所以，实际牵伸倍数与机械牵伸倍数有一定的差异。在实际计算牵伸变换齿轮时应该考虑这些因素的影响，它们有以下的关系：
一般先确定牵伸配合率，再根据实际牵伸倍数E实，计算出机械牵伸倍数E机。E机=E实×η
③牵伸配合率
=1-落棉率=E机/E实，一般情况下，η为104.89%左右。
（3）梳棉机变换齿轮上机调整。
①梳棉机压辊齿轮：调节梳棉机棉网张力大小。齿数增加，棉网张力小，纺出重量重；齿数减少，棉网张力大，纺出重量轻。
②梳棉机快慢齿轮：调节道夫速度。齿数增加，道夫速度加快；齿数减少，道夫速度减慢。
③梳棉机轻重齿轮：调节纺出重量轻重。齿数增加，纺出重量重，牵伸倍数小；齿数减少则反之。
根据理论设计要求，上机安装梳棉机有关变换齿轮，并调整其他工艺参数。试纺后，测定有关参数，当发现有较大的差异时，要重新调整变换齿轮的齿数，再试纺，直至生条的质量达到规定的要求。
2.生条品质检验的上机实验
（1）生条重量、重量不匀和回潮率。
①生条的重量偏差：
根据以上的关系，上机和调整变化齿轮，试纺后，测定生条的重量偏差、生条的重量不匀率等，如果发现定量偏差较大时，要重新调试和确定齿轮的齿数，再试纺，直至纺出重量正确，达到控制范围的要求。
②生条的重量不匀率：
用测长仪摇取长度5m的时间控制在（4±0.5）s，取样数不少于20段，逐一称重。
（2）梳棉机落棉检验（表4-7）。
①在准备试验用的棉卷上取100g棉卷作为棉卷含杂试验样品。
②称重并记录实验用棉卷、棉条筒的重量。
③在后车肚内铺放牛皮纸，如有吸尘装置，必须先堵吸风口，然后铺放牛皮纸。
④开车、生头，将未成条的回花收集称重做记录。
⑤对满筒的棉条筒逐筒过磅并记录棉条重量。
⑥试验结束后，收集末尾的回花及未用完的棉卷分别称重记录。
⑦分析试样的结杂，开车20～30min后取样，做1g棉条中棉结杂质粒数检验；取100g棉条，做生条含杂试样。
⑧分别分析后车肚花、斩刀花、抄针花的含杂，也可将前车肚与后车肚一起分析。
可纺纤维指16mm长度以上的纤维，从分析机的净棉中取样，试样为50mg。
或：
表4-7 落棉实验表
（3）生条条干均匀度。采用电容式条干均匀度仪，试样一般取70m，半桶时取样，试验速度一般取25m/min，实验时间2.5min。
（4）生条棉结杂质。每台车取0.5g生条一段，采用棉结杂质检验装置，在自然光下由人工计数棉结和杂质数量。
3.生条的质量控制 生条质量的好坏，不仅反映生条质量或梳棉工序工艺技术水平的质量指标，而且还直接影响到细纱的质量指标，主要包括生条条干不匀率、生条重量不匀率、生条短绒率、生条中棉结杂质含量和总落棉率。一般梳棉机的落棉率为3%～5%。它可分为生产运转中经常性检验项目和参考项目两大类，见表4-8。
表4-8 梳棉工序质量控制参考指标
思考题
1.如何控制梳棉生条的质量指标？
2.梳棉机的主要工艺参数对梳棉机生条的质量有何影响？
3.牵伸齿轮改变后，是否影响梳棉机理论产量？道夫速度改变后，是否影响纺出的生条定量？
4.梳棉机能否将不均匀的棉卷加工成均匀的棉条？为什么？
5.为什么梳棉机的实际牵伸倍数和机械牵伸倍数有差异？
6.梳棉机锡林、盖板和道夫速度的大小对生条的混和均匀作用有何影响？
第四节 精梳上机试纺实验
一、实验目的
（1）掌握精梳工艺参数的选择与计算。
（2）了解精梳机上机的质量要求，熟悉精梳工艺的配置及调节对产品质量的影响。
（3）锻炼用所学的理论知识分析和解决生产中实际问题的能力。
二、基础知识
精梳机工艺设计是根据产品规格要求，对精梳机的工艺进行具体的设计和必要的调整，使其生产出合格的纤维条。
精梳机工艺配置及工艺调节要求我们熟悉精梳机的组成、作用和工作原理，掌握这些设备的调节原理、方法以及这些调节对产品质量的影响。精梳机的作用主要是排除生条中的短绒和结杂，进一步提高纤维平行顺直度。主要的工艺参数包括喂入小卷和输出条定重、输出速度、牵伸倍数、给棉方式和给棉长度、钳板定时定位、锡林定时定位、分离罗拉准转定时，顶梳进出高低、精梳落棉率等。
三、实验设备与用品
精梳机一台、条干均匀度仪一台、条粗测长器一台、纤维条若干。
四、实验内容
1.精梳机牵伸倍数的上机实验 精梳机牵伸倍数的上机实验包括棉条实际牵伸倍数、精梳机加工棉条的机械牵伸倍数和牵伸配合率等。
（1）精梳机的实际牵伸倍数E实。精梳机的实际牵伸倍数主要由小卷定量、车面精梳条的并合数、精梳机定量决定。
计算时，定量均按公定回潮率的重量计算。
（2）精梳机加工精梳条的机械牵伸倍数E机。精梳机的机械牵伸倍数是指圈条压辊和承卷罗拉之间的牵伸倍数。在生产过程中，由于部分杂质、短绒和少量的可纺纤维会成为落棉，所以，实际牵伸倍数与机械牵伸倍数不相等。在实际计算牵伸倍数时，须考虑这些因素的影响，它们的关系如下：
其中，
是牵伸配合率。
计算时，先确定牵伸配合率，根据实际牵伸倍数E实，计算机械牵伸倍数E机=E实×η。
一般情况下，η为101%左右。
根据设计工艺等要求上机安装牵伸变换齿轮，并调整其他工艺参数。试纺后，测定精梳条的定量，如果定量超出控制范围时，要重新反复试纺，直到精梳条定量达到一定的控制范围。
2.精梳机定时定位上机调整
（1）精梳机给棉方式和给棉棘轮调节：调节精梳机给棉长度的大小。棘轮齿数增加，给棉长度缩短，锡林对小卷的梳理作用强，可提高棉网质量，但影响精梳机的产量；增加给棉长度时，产量增加，但若小卷中纤维的伸直平行度差时，将会增加锡林梳理负荷，使落棉增多。所以，当纤维长度长，小卷的定量轻，准备工艺好时，可以采用长给棉。(www.xing528.com)
（2）锡林定时、钳板定时、分离罗拉顺转定时按照工艺设计要求进行调整。
（3）落棉隔距调节：落棉隔距越大，锡林对棉丛的梳理效果越好，棉网质量提高，但精梳落棉率高。落棉隔距对于落棉率和精梳条质量有很大的影响，隔距大，落棉多。在原棉和工艺条件不变时，落棉隔距每增减1刻度，落棉率变化为2%～2.5%。落棉隔距是调节落棉和锡林梳理的重要手段，落棉隔距的大小主要根据纺纱线密度、纺纱的质量、原棉性能和落棉要求等因素决定。
3.精梳条品质检验的上机实验
（1）精梳条重量、重量不匀和回潮率。精梳条重量、重量不匀和回潮率实验仪器、试验方法、实验结果的计算方法同生条。
（2）精梳条条干均匀度实验。精梳条条干均匀度实验仪器、试验方法、实验结果的计算方法同生条。
（3）精梳机落棉检验。精梳落棉分析每次实验的试样不少于300g，每月每台1～2次。
①关车，清除落棉，空条桶称重，将准备好的精梳小卷逐只称重并做好记录；放上准备好的空条桶，开车，待条桶纺满后关车。
②称满桶重量，分别称取每眼落棉重量。实验过程中有回花、回条要一并收取称重，分别将剩余的棉卷逐只称重，并做好记录。
③记录实验机台的工艺参数，如落棉隔距、顶梳安装尺度和给棉长度等。
④改变落棉隔距，重复上述的实验过程。
⑤将落棉隔距恢复到原来的位置，改变顶梳安装尺度，再重复上述的实验过程。
⑥实验结果计算：
4.精梳条的质量控制 精梳条的质量控制指标主要有落棉率、精梳条重量不匀率、条干不匀率、棉结杂质、短绒率、落棉短绒率等。
（1）条卷质量。条卷质量指标主要有重量不匀率、短纤维指标（表4-9）。
表4-9 条卷重量不匀率及短纤维率的控制范围
（2）精梳条质量。
①精梳落棉率控制的范围。精梳落棉率一般规律是：当成纱质量要求越高、所纺纱线线密度越细、所用纤维越长、给棉长度长、后退给棉方式时，精梳落棉率应增加。具体的控制范围参考值见表4-10。
表4-10 精梳落棉率的控制范围
②精梳条重量不匀率控制范围。精梳条重量不匀率以平均差系数来表示，其控制范围随纺纱线密度的不同而不同。纺纱线密度在9.5tex以上，精梳条重量不匀率控制在1.1%～1.4%；纺6～7tex精梳纱，精梳条重量不匀率控制在1.3%～1.6%。
③精梳条条干不匀率的控制范围见表4-11。
表4-11 精梳条条干不匀率的控制范围
精梳机机型不同，质量指标有较大差异，在正常配棉条件下，其控制范围见表4-12和表4-13。
表4-12 精梳条质量的控制范围
表4-13 精梳落棉率的控制范围
思考题
1.精梳前准备工序的工艺道数，一般采用偶数法则，为什么？
2.精梳棉条与普梳棉条有何不同？精梳纱与普梳纱的质量有什么区别？
3.精梳落棉的工艺影响？
第五节 并条上机试纺实验
一、实验目的
（1）掌握并条工艺参数的选择与计算。
（2）了解并条机上机的质量要求，熟悉并条工艺的配置及调节对产品质量的影响。
（3）锻炼用所学的理论知识分析和解决生产中实际问题的能力。
二、基础知识
并条机工艺设计是根据产品规格要求，对并条机的工艺进行具体的设计和必要的调整，使其生产出合格的纤维条。
并条机工艺配置及工艺调节要求我们熟悉并条机的组成、作用和工作原理，掌握这些设备的调节原理、方法以及这些调节对产品质量的影响。并条机的作用主要是将纤维条进行牵伸、并合，达到使纤维平行顺直、充分混和的目的。其主要的工艺参数包括输出条定重、输出速度、牵伸倍数及牵伸隔距等。
三、实验设备与用品
并条机一台、条干均匀度仪一台、条粗测长器一台、电子天平若干、纤维条若干。
四、实验内容
根据所给原料和工艺要求，配置并条机工艺，确定输出条定重、输出速度、牵伸倍数及牵伸隔距等参数；根据所定的工艺，调整并条机的并合根数、牵伸倍数、牵伸隔距、前罗拉转速等工艺参数，并记录。
1.熟条定量翻改上机实验 本实验内容要求根据选定的熟条定量，调整并条机牵伸变化齿轮，改变导条罗拉和圈条小压辊之间的牵伸倍数E，获得重量差异符合要求的熟条。
（1）熟条定量与牵伸的计算。并条机牵伸倍数的上机实验包括棉条实际牵伸倍数、机械牵伸倍数和牵伸配合率等。
计算时，定量均按公定回潮率的重量或干重量来计算。
在棉条加工过程中，考虑到生产中存在一定的纤维散失量、胶辊打滑、机器状态和设备老化程度等因素，所以实际牵伸倍数与机械牵伸倍数存在有一定的差异。在实际工艺设计时，应该考虑这些因素的影响，它们有以下的关系：
其中，
是牵伸配合率。
一般先确定牵伸配合率，再根据实际牵伸倍数E实，计算出机械牵伸倍数E机，E机=E实×η。
牵伸配合率
=E机/E实，一般情况下，头条的η为99%左右，末条的η为98%左右，三条的η为97%左右。
（2）并条机变换齿轮上机调整。
①并条机冠齿轮：调节纺出重量的轻重。齿数增加，纺出重量轻，牵伸倍数增大；齿数减少则反之。
②并条机轻重齿轮（后罗拉齿轮、底齿轮）：调节纺出重量的轻重。齿数增加，纺出重量轻，牵伸倍数增大；齿数减少则反之。
根据理论设计要求，上机安装并条机有关变换齿轮，并调整其他工艺参数。试纺后测定纺出重量的轻重，当重量偏差超出范围时，要重新计算和选择齿轮的齿数，再试纺，直至纺出重量正确，达到控制范围的要求。
（3）熟条定量的控制。为了保证生产出符合国家标准要求的低特纱，控制末道并条特数是关键。这是因为粗纱机和细纱机的机台多，调节较复杂，还易造成较大的产品质量波动，而并条机调节方便，定量易控制稳定，并在粗纱和细纱工序中还有继续调节的余地。只要并条质量控制正确，细纱定量波动就小。所以，生产厂家都以控制末道并条定量来保证细纱定量偏差。
生产厂以棉条的实际平均干燥定量与设计的标准干燥定量之间的差异率求出纺出重量偏差。为使生产波动小，每个班都要测试熟条定量三次，若定量超过规定范围，换牵伸齿轮时还要分析下列因素后再确定调换。
①一台车眼与眼之间差异大时，可不调换牵伸齿轮齿数，应复试后查明原因。
②如上次试验结果定量轻重趋势与本次相同，应调换牵伸齿轮齿数，如相反，复试后再决定调换齿轮。
③如回潮率变化较大时，调换牵伸齿轮齿数要慎重。
④如果台与台之间的重量差异大时，要结合考虑大部分机台定量轻重的趋势而定，可以将超过控制上限的机台多调些。
⑤调换牵伸齿轮时，还要注意细纱累计轻重趋势，一般对细纱偏轻掌握，如果细纱累计偏重，熟条要偏轻掌握，可减少细纱牵伸变换齿轮的调换次数，以达到稳定生产的目的。
若喂入品定量不变，要求改变输出定量时，必须改变牵伸倍数。在并条上是用牵伸变换齿轮（轻重牙）与牵伸微调齿轮（冠牙）配合起来调节定量的，牵伸变换齿轮可作为粗调，微调齿轮作为细调。
重量偏差按下式计算：
式中：ΔG——重量偏差；
G0——实际干定量，g/5m；
G——标准干定量，g/5m。
2.熟条品质检验的上机实验
（1）熟条重量偏差、重量不匀率和回潮率。
①熟条的重量偏差：
根据以上的关系，上机和调整轻重齿轮和冠齿轮，试纺后，测定熟条的重量偏差、熟条的重量不匀率等，如果发现定量偏差较大时，要重新调试和确定齿轮的齿数，再试纺，直至纺出重量正确，达到控制范围的要求。
②熟条的重量不匀率：
用测长仪摇取长度5m的时间控制在（4±0.5）s，取样数不少于20段，逐一称重。
③熟条重量的控制。熟条重量的控制每班每台要测试2～4次，以控制5m片段长度的干重为准。一般采用调节末道并条机的牵伸变换齿轮的方法来控制熟条的干重为准。熟条掌握湿重和控制范围，可以按以下公式计算：
通过上述的计算和选择，可以上机安装变换齿轮。试纺后，测定并条的重量偏差、并条的重量不匀率等，当定量偏差较大时，要重新调试和确定齿轮的齿数，再试纺，直至纺出重量正确，达到控制范围的要求。
（2）熟条条干均匀度。采用电容式条干均匀度仪，试样一般取70m，半桶时取样，试验速度一般取25m/min，实验时间2.5min。每台每眼实验1次。
（3）熟条的质量控制。熟条质量指标主要有条干不匀率、重量不匀率、重量偏差等，它们的好坏直接影响粗纱和细纱的质量。工厂中对熟条质量的常规性检验项目及参考指标（表4-14）。
表4-14 熟条质量的控制指标
思考题
1.为什么要在并条工序进行严格的熟条定量控制？
2.为了使牵伸过程顺利进行，则握持力与牵伸力之间有何关系，为什么？
3.并条牵伸过程中，哪种弯钩容易消除和伸直，为什么？
4.并条的主要工艺参数有哪些？它们对熟条的质量有何影响？
5.并条机的总牵伸倍数大小对熟条的质量有何影响？叙述并条工序倒牵伸和顺牵伸的特点。
6.如何控制熟条的质量指标？
第六节 粗纱上机试纺实验
一、实验目的
（1）掌握粗纱工艺参数的选择与计算。
（2）了解粗纱机上机的质量要求，熟悉粗纱工艺的配置及调节对产品质量的影响。
（3）锻炼用所学的理论知识分析和解决生产中实际问题的能力。
二、基础知识
粗纱工艺设计与质量控制是根据纺纱工艺设计要求对粗纱机进行调试，纺出合格的粗纱。粗纱机工艺调节，主要包括粗纱定量（粗纱线密度）、锭速、牵伸倍数（牵伸分配）、牵伸隔距、捻系数、径向卷绕密度、轴向卷绕密度和下铁炮齿轮的齿数等。
粗纱机锭速应根据实验粗纱机的设计速度，结合原料和纺纱的线密度确定；对粗纱线密度，应根据细纱机的牵伸能力、纺纱品种、产品质量要求以及粗纱机的设备性能综合考虑。
改变粗纱线密度需要调节牵伸变换齿轮齿数，此时，仅改变后罗拉速度，前罗拉速度保持不变；粗纱机的牵伸倍数，应根据纺纱线密度、粗纱机的牵伸效能及细纱机的牵伸能力来考虑；粗纱机罗拉隔距主要根据纤维长度和牵伸形式适当配置，还应考虑牵伸倍数、加压轻重等多项因素；粗纱捻系数主要根据纤维长度、线密度、粗纱定量以及加工的纤维品种而定。
三、实验设备与用品
粗纱机一台、条干均匀度仪一台、条粗测长器一台、天平一台、工具一套、粗纱若干。
四、实验内容
根据所纺纱线线密度的要求，设计粗纱机上机工艺；根据所设计的工艺进行上机调试，主要调节牵伸倍数、罗拉隔距、罗拉加压、锭速、捻度、径向卷绕密度、轴向卷绕密度等。
调节完成后，调节张力使纺纱正常后开车一段时间，测试粗纱的线密度和捻度，如果粗纱的线密度偏差超出范围，可以根据设计密度与实际线密度的比值和车上牵伸齿轮齿数计算该调换的齿轮齿数，并进行调整，直至符合要求。如捻度不符合要求，需要调整捻度齿轮齿数，直至符合要求。记录相关数据。
1.粗纱定量翻改上机实验 本实验内容要求根据选定的粗纱定量，调整粗纱机牵伸变化齿轮，改变后罗拉和前罗拉之间的牵伸倍数E，获得重量差异符合要求的粗纱。
（1）粗纱定量与牵伸的计算。粗纱机牵伸倍数的上机实验包括实际牵伸倍数、机械牵伸倍数和牵伸配合率等。
计算时，定量均按公定回潮率的重量或干重量来计算。
在须条加工过程中，考虑到生产中存在一定的纤维散失量、胶辊打滑、机器状态和设备老化程度等因素，所以，实际牵伸倍数与机械牵伸倍数存在一定的差异。在实际工艺设计时，应该考虑这些因素的影响，它们有以下的关系：
其中，
是牵伸配合率。
一般先确定牵伸配合率，再根据实际牵伸倍数E实，计算出机械牵伸倍数E机：
一般情况下，粗纱的η为97.2%左右。
（2）粗纱机变换齿轮上机调整。在调整粗纱机构工艺参数时，必须满足上述条件。粗纱机传动系统较为复杂。粗纱机上设有牵伸、捻度、卷绕、升降、成形、角度等六种交换齿轮，配置在一定位置上，一方面起着各自的特定作用，另一方面有时又有相互影响的作用，需要配合协调。
改变粗纱纺出线密度特数时，需调整牵伸变换齿轮齿数，这时，仅改变后罗拉转速，前罗拉输出速度不变。如果粗纱线密度特数改变较大时，将对卷绕直径的增量影响较大，这时需调整成形变换齿轮齿数，使筒管的卷绕速度与龙筋升降速度的逐层降低量与之相适应。本实验内容是改变粗纱纺出定量时，计算牵伸及捻度变换齿轮的齿数，调整相应的工艺参数，上机试纺出所要求的粗纱。
①粗纱机捻度齿轮：调节粗纱捻度的多少。齿数增加，前罗拉速度加快，吐出须条长，但锭子速度不变，所以粗纱捻度减少；齿数减少则反之。
②粗纱机升降齿轮：调节粗纱卷绕密度的多少。齿数增加，粗纱卷绕密度小；齿数减少，粗纱卷绕密度增加。
③粗纱机张力齿轮：调节移动铁炮距离的大小，调节粗纱张力。齿数增加，张力大；齿数减少则反之。
通过试纺，测定粗纱的有关质量指标，当指标偏差过大时，要重新反复调整有关齿轮的齿数，直至达到质量的控制指标。
2.粗纱品质检验的上机实验
（1）粗纱10m平均重量、重量不匀和回潮率实验。
粗纱的重量和重量不匀率。用测长仪摇取长度10m的时间控制在6～8s，取样数不少于20段，逐一称重。
（2）粗纱条干均匀度实验。采用电容式条干均匀度仪，试验速度一般取25m/min，实验时间1～2.5min。每台每月实验1～2次。
（3）粗纱伸长率实验。
①实测后罗拉转数：一般取50转；实测前在前罗拉钳口须条上做好开车前起点的记号，50转关车时做好终止点记号。
②实测中途不能断头，小纱伸长率应在空管卷绕两层左右时关车；大纱伸长率应在落纱前100m左右关车。
③测量开、关车标记间的粗纱实际长度，精确到1cm。
④粗纱计算长度。
（4）粗纱捻度实验。每个品种取样不少于20段，采用粗纱捻度试验机进行测试：将纱样由左至右夹入两端夹头，摇动手柄使捻度退完为止，实验长度为25cm。记录刻度盘上的捻回数。
（5）粗纱的质量控制。粗纱质量对成纱质量有十分重要的影响，粗纱的质量控制指标有条干不匀率、重量不匀率、粗纱伸长率等，它们的好坏直接影响细纱的质量（表4-15）。
表4-15 粗纱质量的控制指标
思考题
1.粗纱的主要工艺参数有哪些？如何调整？
2.粗纱为什么要加捻，用什么指标来衡量加捻程度，只用捻度来衡量有什么缺点？
3.粗纱品质检验有哪些项目？如何控制粗纱的质量指标？
4.选用粗纱捻系数时应考虑哪些因素？如何掌握和控制？
5.粗纱伸长率与粗纱张力有什么影响？粗纱伸长率能否充分反映粗纱张力？
6.粗纱张力过大或过小对粗纱质量有什么影响？
7.粗纱的加捻作用时怎样实现的？捻度的大小对质量有什么影响？
第七节 细纱上机试纺实验
一、实验目的
（1）掌握细纱工艺参数的选择与计算。
（2）了解细纱机上机的质量要求，熟悉细纱工艺的配置及调节对产品质量的影响。
（3）锻炼用所学的理论知识分析和解决生产中实际问题的能力。
二、基础知识
细纱工艺设计是根据产品要求对细纱机各工艺参数进行设计，在细纱机上进行调试，以保证生产出合格的纱线。
细纱工艺主要包括细纱定量及牵伸倍数设计、捻度设计、速度设计、卷绕圈距设计、钢领板级升距设计、钢领与钢丝圈设计、罗拉中心距设计等。通常先进行细纱定量及牵伸倍数设计，然后进行捻度设计，再进行速度、卷绕圈距、钢领板级升距、钢领与钢丝圈等其他工艺参数设计。
三、实验设备与用品
细纱机，电子天平，纱框测长器，捻度试验机，条干仪，强力仪，粗纱、细纱若干。
四、实验内容
根据产品要求设计细纱机上机工艺，并对细纱机进行调试，主要调节罗拉隔距、锭速、牵伸倍数和捻度。
纺纱时，观察断头或用手提细纱通过手感进行测试，如果断头多或手感张力大，气圈平直；或是气圈半径大，手感张力小，这样就要考虑调整钢丝圈的号数。如果调整钢丝圈号数后，断头仍然多，就要考虑调整车速等其他因素。
开车正常后，对细纱进行线密度和捻度实验。如线密度和捻度不符合工艺要求，根据实测数据进行工艺调整，直至纺出合格的纱线为止。记录实验过程中的相关数据。
细纱为纺纱工程的最后一道工序。产品在正式投产前须先按拟定的工艺参数进行少量试纺。改纺新品种时，也要进行小量试纺。待纺纱号数、捻度等符合国家标准时方可正式投产。
1.细纱定量翻改上机实验 本实验内容要求根据选定的粗纱和细纱定量，调整细纱机牵伸变换齿轮齿数，改变后罗拉和前罗拉之间的牵伸倍数E，获得重量差异符合要求的细纱。
（1）定量与牵伸的计算。细纱机牵伸倍数的上机实验包括实际牵伸倍数E实、机械牵伸倍数E机和牵伸配合率
等。
计算时，定量均按公定回潮率的重量或干重量来计算。
在细纱生产中存在一定的纤维散失量、皮辊打滑、机器状态和设备老化程度等因素，所以，实际牵伸倍数与机械牵伸倍数存在有一定的差异。在实际工艺设计时，应该考虑这些因素的影响，它们有以下的关系：
其中，
是牵伸配合率。
一般先确定牵伸配合率，再根据实际牵伸倍数E实，计算出机械牵伸倍数E机：
一般情况下，细纱的η为95%左右。
（2）细纱机变换齿轮上机调整。
①细纱机捻度齿轮：调节细纱捻度。齿数增加，前罗拉速度快，吐出细纱长，但锭子速度不变，所以捻度减少；齿数减少则反之。
②细纱机滚筒齿轮：作用与捻度齿轮相同。当捻度齿轮的齿数调整受到限制时，可以通过滚筒齿轮来调节细纱捻度。
③细纱机棘齿轮（撑齿轮）：调节管纱成形直径，齿数增加，管纱成形直径增加，容量加大；齿数减少则反之。
④皮带盘：调节细纱机的有关速度。电动机皮带盘直径大，速度加快；直径小，速度减慢。
试验时要通过试纺和反复的调整有关齿轮的齿数，直至达到一定的质量控制指标。
2.细纱品质检验的上机实验
（1）细纱的品质标准。细纱的质量指标主要有条干均匀度（黑板条干或条干变异系数）、重量变异系数、单纱强力变异系数、单纱强度、重量偏差、棉结粒数、棉结杂质粒数、十万米纱疵、粗节、细节、毛羽、断裂伸长等。
①纱线的质量指标可按照国家标准评为优等、一等、二等三档，低于二等水平的评为三等。
②纱线的质量指标可按照Uster公报标准评为5%、25%、50%、75%水平，评定标准增加毛羽、千米粗节、千米细节、断裂伸长等指标。
（2）细纱质量评定说明。
①国家标准纱线质量评等的指标为条干均匀度、重量变异系数、单纱强力变异系数、棉结粒数、棉结杂质粒数、十万米纱疵六项指标。其中十万米纱疵作为优等纱的考核指标；单纱强度、重量偏差这两项在超出标准范围时，在原评等基础上作为降等依据顺降一等，两者均超出范围也只降一次，降至二等为止。
②条干均匀度一般标准中列有黑板条干和测试仪条干，可两者中任选一种作为交货依据，发生争议时以条干均匀度变异系数为准。
（3）试纺产品的质量控制方法。
①取样试验产品测试纱线的线密度特数、重量偏差与捻度，如果符合国家标准，再做其他质量指标检测。如果不符合国家标准，可按变换齿轮所处的主动或被动位置，确定比例关系，列出比例式，重新计算所需捻度齿轮与牵伸齿轮齿数，再上机试纺，直至纺出线密度特数和捻度均符合国家标准为止。
②再按国家标准或Uster公报规定的测试方法对纱线的条干均匀度、重量变异系数、单纱强力变异系数、棉结粒数、棉结杂质粒数、十万米纱疵、单纱强度、重量偏差等各项质量指标进行检测［参见《棉纺手册》（3版）第五篇第二章］。
③细纱断头率的测试。细纱断头是以千锭时断头数来表示。高中特纱一般测定一落纱，低特纱测定必须包括一次大纱或一次小纱。细纱断头测定时间是指凡一落纱时间在180min以内的，测定一落纱；180min以上的，测定180min，但应随机而定。
思考题
1.如何提高细纱的条干均匀度？如何降低细纱的重量不匀率？
2.细纱牵伸工艺参数是如何确定和配置的？
3.细纱质量检验指标有哪几项？如何控制？
4.为什么实际牵伸倍数和机械牵伸倍数不相等？如何确定牵伸配合率？
5.为什么在保证成纱质量的前提下，细纱捻系数不宜偏高？
6.试述改善细纱重量偏差的途径？细纱翻改品种工艺上如何调整？
表4-2 纺纱工艺设计表
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