技术|提高转杯纺质量前提是选好“心脏”

转杯是完成纺纱的关键

转杯纺纱中转杯通过高速回转完成对纤维流的输送、转移、凝聚、并合、加捻等作用。

在转杯纺纱过程中，条子经过梳理辊梳理开松，通过输纤通道以纤维流的方式源源不断地进入转杯，其进入的方向和位置至关重要，它影响纤维到达转杯壁面上的伸直度。从理论上讲，纤维流沿着转杯壁（滑移面）的切向进入*为合适。实际上由于受到输纤通道的限制，很难真正做到切向进入，只能力求接近切向滑移面，促使纤维平行伸直地进入转杯。

纤维流进入转杯的速度是由转杯内的负压、转速决定的。一般来说，转杯滑移面的线速度大于纤维流离开输纤通道的速度，因此纤维流通过输纤通道转移到滑移面时有加速伸直纤维的作用。由于纤维到达壁面直至凝聚槽是一个倾斜面，随着转杯倾斜面直径的增大，其线速度也增加，也就是说纤维沿倾斜壁面向凝聚槽（转杯内径*大处）运动时会连续获得加速，这个运动过程就是纤维的滑移运动，所以这段倾斜壁面又称滑移面。滑移面与凝聚槽平面的夹角在65°左右，大于65°过多时纤维容易停留在滑移面而不进入凝聚槽，这不利于纤维的平行伸直。

纤维从滑移面向凝聚槽运动，并在凝聚槽内叠合成所纺纱截面中所需的纤维根数，即完成凝聚过程。凝聚过程中，在凝聚槽圆周上产生并合。并合倍数=纱横截面中纤维根数/凝聚槽内输入每层截面的纤维根数=转杯凝聚槽线速度/纱的输出线速度。由此可知，转杯凝聚并合的效果与纤维细度、转杯直径、纺纱号数和捻度等因素有关。但这种并合仅仅是纱的剥离点在转杯凝聚槽圆周内完成的，是一种短片段的并合。

凝聚过程中，纤维从输纤通道出来后，前端被转杯内壁抓取，后端跟出，但回转纱条剥离点是超前运动，因此纤维产生调向，后端纤维往往是先被剥离点剥离引出。通过高速摄影可以清楚地看到凝聚须条在凝聚槽一周内的变细形态及回转剥取过程。凝聚须条是一条由细逐渐变粗的圆周曲线，从理论上讲，剥离点须条的细度即为纺纱号数，其后为0。凝聚须条横截面形态与成纱结构强力、紧密度、蓬松性、尘杂剥离性等有关，也与纺纱原料、品种、纱号等关系密切。

从输纤通道出来的部分纤维会直接与纱的剥离点接触，形成缠绕纤维。缠绕纤维的比例=纤维平均长度/凝聚槽圆周长度。有些人认为缠绕纤维在纱中的形态不佳，不利于单纱强力和毛羽；但也有一些人认为转杯纺纱中的缠绕纤维反而有助于成纱强力，至今认识仍未一致。

转杯的主要功能是加捻，加捻使须条成为纱。转杯纺纱就是通过转杯的高速回转，对凝聚槽内的自由端须条进行加捻纺成纱。转杯纺纱的捻度是实捻，由于转杯纺纱捻度的测试方法基本上沿用传统环锭纺纱的捻度仪，转杯纺纱成纱结构中有部分缠绕纤维等存在，它促使捻度测试时，退捻作用未达到0就开始反向加捻，造成测定捻度与设计计算捻度之间的差异。这个差异的大小与假捻盘的作用、原料纤维的刚性、捻度大小、纱号、凝聚须条的结构形态等有关。因此，转杯纺纱一般都以设计计算捻度为准，假捻效率不纳入纺纱质量考核指标。

转杯内回转纱臂上的捻度会传递到成纱剥离点后的凝聚须条上，有部分捻度的凝聚须条长度称为传递长度，这是纺纱过程中的动态捻度，它与纺纱断头率等有关。

转杯纺的主要缺点是随着纺纱时间的不断增加，纺纱纤维原料中的尘杂、粉末、粘性物质会不断地在转杯（主要是凝聚槽）内积聚，从而逐步地使凝聚槽的形状、粗糙度等发生显著的变化，严重地影响纺纱的质量与断头率。因此每个转杯根据纺纱条件，到了规定的时间必须进行彻底的清扫（特别是凝聚槽）。转杯尘杂积聚与转杯直径、型号等有关。（表1是赐来福公司提出的转杯直径、型号和原棉中*大籽屑含量、碎纤维含量和细小尘土含量的关系。）

原棉中的粘性物质包括昆虫的分泌物、动植物的枝叶、糖类、棉籽油、杀虫剂等。这些粘性物质容易粘在转杯凝聚槽，不易清除，需要引起注意。化纤的原料、消光剂、油剂等在转杯纺纱过程中容易产生粉末，积聚在转杯内。

满足技术标准保证有序运行

转杯是转杯纺纱的重要专件。为了保证转杯高速、均衡、稳定地工作，转杯纺纱机械行业制定了转杯的行业标准FZ/T 93053--2013。转杯的技术要求具体如下：

转杯凝聚槽、滑移面的表面粗糙度Ra为0.8微米。粗糙度影响纤维向凝聚槽滑移和凝聚须条的剥取。

转杯杯头外圆对轴承公共轴线的径向圆跳动。转杯工作转速≤60000转/分时，径向圆跳动公差为0.03毫米；转杯工作转速＞60000转/分时，径向圆跳动公差为0.02毫米。转杯的跳动影响转杯的运转状态和纺纱质量。

转杯头端面对轴承公共轴线的端面圆跳动量。转杯工作转速≤60000转/分时，端面圆跳动公差为0.04毫米；转杯工作转速＞60000转/分时，端面圆跳动公差为0.03毫米。

转杯杯头凝聚槽、滑移面镀镍表面维氏硬度≥650HV（或杯头外表面维氏硬度≥715HV）；转杯杯头凝聚槽、滑移面硬质阳*氧化表面维氏硬度≥350HV（或杯头外表面维氏硬度≥385HV）。

在设计转杯转速下平衡品质等级符合规定。转杯工作转速≤60000转/分时，平衡品质等级应符合GB/T 9239.1--2006中G1.6级的规定；转杯工作转速＞60000转/分时，平衡品质等级应符合GB/T 9239.1--2006中G1级的规定。转杯的动平衡影响到机器的能耗、噪声和纺纱性能。

转杯表面应光滑、无锐边、不挂纤维，以避免产生纱疵影响纺纱质量与断头。

转杯的传动方式一般都采用龙带，它有高速与低速之分，龙带行业也有自己的行业标准。除了龙带以外，四川川江机械公司在FA621型机上采用中频小电机直接驱动转杯。赐来福纺机公司也采用了小电机直接驱动转杯的先进技术，节省了能耗，降低噪声，大大有利于转杯纺纱的高速化、自动化、智能化。

根据速度、纤维原料选择转杯

转杯直径有28、30、31、33、36、40、46、56 毫米等几种，转杯直径的选择，一般与纤维原料的长度、转杯转速有关。纤维长度长宜采用大直径转杯，过去认为转杯直径要大于纤维长度，近来在高速转杯纺中已被打破。