棉纺工程绪论一

棉纺工程绪论一、我国棉纺工业的发展概况我国古代纺织业的发展我国古代的纺织原料最早以葛、丝、麻为主，后来才转为以棉为主。新石器时代人们就发明了用纺锤将纤维加捻成纱的方法。公元四、五世纪，通过不断改进，人们以将手摇式单锭纺车改造成脚踏式三锭纺车南宁时我国著名的纺织革新家黄道婆，从松江地区来到海南岛，学习当地人民加工棉花和纺纱织布技术，带回后传授到长江下游和中原地区。创造了去棉籽用的搅车、弹棉用的椎弓、纺车和织机，为我国棉纺织业的发展作出了贡献。近代纺织业的发展18世纪中期西方式业革命促进了生产的发展，古老的手工纺纱逐渐被机器纺纱所代替，并形成了一整套机器加工过程鸦片战争后，外国资本家为利用我国的廉价的原料和劳动力，在我国开设机器纺织工厂，大量倾销“洋纱”、“洋布”，打击了我国原有的手工生产方式。1882年清朝的洋务派在上海开办了织布局，以后民族资本家历年也有所增加创办机器纺织工厂。第一次世界大战期间，民族资本家的纺织工业获得了一定的发展。抗战胜利后，由于内战，连已有设备也未能全部投入生产。1949年新中国建立时，全国纱锭数为500万枚，多为陈旧的国外设备。新中国纺织业的发展1）有了自己的纺织机械制造业。2）建设了一大批纺织厂。3）纺织生产以中、低档产品为主。4）产量有了较大的提高。5）在国民经济中占有重要的地位。随着中国加入WTO纺织工业将发挥新的作用。它将成为出口的支柱产业之一。二、棉纺学的基本任务将棉纤维或棉型、中长型化纤加工纺制成纱线的技术。称为棉纺技术。棉纺学就是阐述这一加工技术的实践和原理的应用科学。它包括：1）分析研究纤维及其集合体在加工过程中的运动现象规律和原理。2）总结归纳和提高生产实践和实践中的经验3）指出提高产、质量的途径，以促进生产发展的科学技术。通过对纺纱学的学习，可使我们了解棉纺工程中：1）各主要设备的机构、作用及运动分析。2）熟悉传动和工艺计算。3）掌握棉纺工艺的基本原理以及原料选配和工艺设计的技术。4）了解技术发展方向与提高产、质量的技术途径，并为开发棉纺新技术打下基础。三、纺纱原理和基本作用棉纺的原料是从轧棉厂或化纤厂以压紧打包的形式输进棉纺厂的。纺纱就是将各种、各产地的含有一定杂质疵点的纤维混合开纺制成粗细均匀、洁净、并具有一定物理性能的纱线。纺纱原理和必须经过的基本作用如下。1.开松、清除、混合与梳理作用压紧的原料首先必须经过开松，使其成为细小的棉束。清除其中的杂质和疵点，并均匀混合。开、清、混是相互关连的。开松是实现除杂和混合的先决条件，只有将纤维开松成细小棉束并进一步分解成单纤维，才能更好地清除杂质，才能实现充分混合。2．均匀、并合与牵伸作用纱线和各半制品皆要求有一定的均匀度。经开、清、梳作用后制成的半制品棉条，其粗细均匀的程度，仍不能满足要求，因此还要经过并合，将多根棉条并合在一起，使粗细不匀的片段有机会得以相互补偿而使均匀度得到改善。并合后的棉条很粗，要纺成合乎一定细度标准的纱线，还要经过多次的逐步抽长拉细才能获得，一般棉条需经过100~200倍的抽长拉细才能成纱。这个抽长拉细的作用，称为牵伸作用。3．加捻和卷绕作用随着纱条的抽长拉细，纱条内纤维根数减少，纤维变得更加伸直平行，纱条强力下降容易断裂并产生意外伸长，因此需要加上适当捻度使其具有一定的强力。细纱是纺纱厂的成品，为保证成品达到一定的物理机械性能，满足成纱标准强力要求。更需要有较多的捻度。为了便于半制品和成品的储存、运输和下道工序的加工，必须将各半制品和成纱卷绕的卷装形式，这就需经卷绕作用。因此，无论用何种纺纱原料纺纱，大体上都要经过上述各项基本作用。四、纺纱系统和工艺流程由于成纱的用途和质量要求不同，所使用的原料也很不相同，必须使用不同的机器进行组合，要经过不同的加工程序来进行。棉纺厂一般有粗梳纺纱系统和精梳纺纱系统两种（废纺系统一般单独在废纺厂采用）各系统工艺流程如下：1．粗梳系统粗梳系统也称普梳系统。一般用于纺制中、细特纱，供织造普通织物用。工艺流程为：开清棉→梳棉→并条（头道）→并条（二道）→粗纱→细纱2．精梳系统精梳系统用于纺制高档棉纱，特种工业用纱或涤棉等混纺纱。要求纱线结构均匀，洁净，强力高，光泽好。工艺流程为：开清棉→梳棉→精梳前准备工序→精梳→并条（头道）→并条（二道）→粗纱→细纱3.后加工成纱后尚需视产品销售方式和包装方式的不同，而有不同的后加工程序。可分别经过络纱、并纱、捻线、摇纱、成包等工序。第一章原料的选配与混和第一节概述棉纺厂的主要原料是原棉和化学短纤维。原棉品种主要有细绒棉和长绒棉。细绒棉手扯长度为25～33mm，细度为0.222～0.15tex(4500～6500公支)，一般适纺10tex以上的棉纱，或与棉型化纤混纺。细绒棉为世界产量的90%左右，是我国的主要原棉品种。长绒棉手扯长度为33～45mm，细度为0.143～0.118tex(7000～8500公支)，适纺10tex以下的棉纱或特种工业用纱，也可与化纤混纺。长绒棉在我国主要产于新疆、云南等地。产量较少。化纤由长丝切断而成，它可以根据需要切成各种不同的长度纤维。与棉纤维大致相似的称为棉型化纤，长度为33～38mm，细度为0.132～0.165tex(1.2～1.5旦)，适用于棉纺设备上加工。中长型长度为51～76mm，细度为0.22～0.33tex(2～3旦)可用专纺中长化纤的设备加工，也可在棉纺设备上经改进后加工。合理利用各种原料的不同性能，取长补短，发挥原料的最大作用，满足各种产品的不同质量要求，是选配原料的主要任务。第二节原料的选配一、配棉的目的将这种多种原棉进行搭配的工作称为配棉。配棉的目的如下：1．合理使用原棉不同用途的棉纱对原棉的品质要求不同，质量好的原棉不是一切性质都好，质量差的原棉也不是一切性质都差。选配原棉时要取长补短、合理利用原棉特性，满足纱线的质量要求。2．保持生产和纱线质量的相对稳定原棉的长度、细度和成熟度直接影响成纱的强力；原棉的棉结杂质与短绒率直接影响成纱的棉结杂质和条干。各种原棉的这些性质是不同的，如果采用单唛原棉纺纱，由于使用时间有限，当用完调换另一批原棉时，会造成生产和成纱质量的波动。现在采用多唛组成的混合棉纺纱，每次调换成分少，则可保持混合棉性质的稳定，从而使生产和成纱质量相对稳定。3．节约用棉和降低成本棉纺织产品原料费用要占生产成本的80%左右，配棉工作既在保证产品质量，又要降低成本。配棉时可根据不同产品的不同质量要求，采用不同原料搭配的原则。在不影响成纱质量的条件下，在混合棉中混用一定数量的低级棉、回花、再用棉，既可节约原棉又可降低成本。二、原棉选配与产品的关系原棉经过纺织和印染加工后制成纺织品，因此，配棉工作必须全面考虑原棉与纺织和印染加工的关系。（一）原棉选配与纱线质量的关系衡量纱线质量时根据本色棉纱线国家标准规定，棉纱线根据品质指标和重量不匀率进行评等，分上等、一等、二等；根据棉结、杂质粒数和条干均匀度进行评级，分优级、一级、二级。而纱线质量与原棉性能有直接的关系。1．纱线强力及其变异系数CV值影响纱线强力及其变异系数CV值的原棉性质如下：⑴细度和成熟度纤维细度细，成纱强力高。因为纤维细度细，成纱截面内包含的纤维根数多，纤维之间接触面积大，拉伸时滑脱的机会少。纤维成熟度过差，则纤维单强过低，弹性也差，工艺处理困难，而且成纱强力较低，强力不匀率也大。按成纱号数的不同对原棉细度有不同的要求。细特纱由于截面中纤维根数少，纤维间抱合力差，可选用细度细，成熟度适中的纤维，对提高成纱强力有利粗特纱的截面中纤维根数多，因此，配棉时应把纤维细度和成熟度结合起来考虑，控制低成熟度纤维的百分率，以稳定成纱强力。⑵纤维长度和短绒率。纤维长度长，纤维间接触机会多，磨擦力、抱合力大，成纱强力高。尤其在纺细特纱时，纤维长度对成纱的强力影响更显著。原棉中短纤维含量多对成纱强力不利。它起到减弱纤维间磨擦力和抱合力的作用，增加纱线在拉伸时纤维间的滑脱机会，使成纱强力降低。短纤维在罗拉牵伸过程中不易被罗拉所控制，也造成成纱条干不匀。锯齿棉含有的短绒率一般比皮辊棉为低，所以选用锯齿棉有利于成纱的强力和条干。⑶产区。一般指省或较大的地区，因为在同一个地区往往形成相对稳定的原棉性质黄河流域由于雨量比长江流域少，纤维一般较短，成熟度较好，含水率较低。这种原棉对减少成纱棉结杂质有利。长江流域所产原棉，中游地区比下游和上游地区成纱强力好等。在配棉时都应加以考虑。2．重量不匀率混合棉中原棉的性质差异过大会影响牵伸后产品的重量不匀率，所以配棉时要注意各混用棉的性质差异不要大，在“接批”时要控制好用棉的性质差异，避免波动太大，影响成纱重量不匀率。3．条干均匀度原棉性质中的细度、短绒率和棉结杂质疵点对条干均匀度的影响较大。细度细，成纱截面内的纤维根数多，对成纱条干均匀度有利。短绒在牵伸过程中不易控制，易呈浮游状态，影响成纱的条干均匀度。当原棉中棉结、带纤维籽屑等疵点较多时，它们会纠缠在纤维间，干扰了纤维的正常运动，也会造成成纱粗细不匀。另外，当原棉含水率过低时，加工中易产生静电吸附作用，产生绕罗拉、绕皮辊现象，也会影响成纱条干均匀度。（二）原棉选配与产品用途的关系棉纺产品的用途极为广泛，配棉工作应根据产品的不同用途，选用适当的原棉。如下表所示：三、配棉方法目前我国棉纺厂使用较多的一种配棉方法是分类排队法。（一）原棉的分类分类就是根据原棉的性质和各种纱线的不同要求，把适纺某种特数纱的原棉划为一类。分类时先安排特细特和细特纱，后安排中、粗特纱；先安排重点产品，后安排一般或低档产品。具体分类时，还应注意以下几个问题。1．原棉资源为了使混合棉的性质在较长时间内保持稳定：在分类时要考虑棉季变动和到棉趋势，以及留有余地。结合考虑各种原棉的库存量，做到瞻前顾后、留有余地。2．气候条件气候的变化也会使成纱质量产生波动。如严冬季节气候干燥，易使成纱条干恶化；南方地区黄梅季节高温高湿，即使使用空调也不能控制成纱棉结杂质粒数增多的趋势时，就需要在配棉中适当混用一些成熟度好、棉结、杂质较少的原棉，以便使成纱质量稳定。3．加工机台的机械性能机器型号、机件规格等不同时，即使相同的原棉，也会产生成纱质量的差异。在配棉时都应掌握，以便充分发挥这些机器的特点。4．配棉中各成份的性质差异为了保持混合棉质量的稳定，配棉时要掌握各种原棉间性质的差异。一般讲，接批原棉间的差异愈小愈好。而混合棉中允许一部分原棉的性质差异略大一些，可采用“短中加长”和“粗中加细”的经验，但混量不宜过多。（二）原棉的排队排队就是在分类的基础上将同一类原棉分成几个队，把地区、性质相近的原棉排在一个队内，当一批原棉用完，将同一队内另一批原棉接替上去。要确定各批原棉使用的百分率，并使接批后混合棉平均性质无显著差异。在排队时应注意以下问题：1．主体成分一般在配棉成分中选择若干队性质基本相近的原棉作为主体成分。可以以长度相近作为主体；也可以以细度相近作为主体；或以地区接近作为主体。主体成分在总成分中应占70%以上，它是决定成纱质量的关键。2．队数与混用百分率混用百分率过低，队数过多时，车间管理麻烦。但队数过少和百分率过高时，在调换时换用的成分较多，容易造成混合棉性质变化过大，影响成纱质量。一般选用5～6队，每队原棉最大混用百分率控制在25%以内。3．勤调少调勤，是指调换成分的次数要多。少，是指每次调换成分的百分率要少。使混合棉质量稳定。反之，每次调动的成分多，会造成混合棉质量的突变。（三）原棉性质差异的控制控制范围见表1—1（P7）（四）回花和再用棉的混用纺纱过程中产生的不合规格的棉券、杂乱的棉条和粗纱以及皮辊花等称为回花。它们与混合棉的性质基本相同，故可以本特回用。但因回花受重复打击多，易造成棉结，而且回花含短绒率较高，因此混用量一般小于5%。再用棉是指在加工过程中产生的可再用的落物，有开清棉的车肚花（俗称