答疑解惑｜细纱高速断头的原因及解决方向？

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针对网友潇湘夜梦在微信平台上发来的问题，小编将专家解答整理如下。

问题：细纱高速断头的原因及解决方向？

解答：断头率——大、小纱断头率。断头主要发生在前罗拉输出口的“纺纱三角区”，因为这里是纱线强度最薄弱的地方。

实践和测试证明：纺纱（气圈）张力，并不是断头原因。而“张力波动”尤其是“突发张力”是造成断头的主要原因。纺纱过程中存在一些未知原因突发张力（成数倍于最大波动张力）导致断头，必须准确寻找突发张力产生原因。

引起张力周期变化的一个重要因素是由于钢领版升降引起的钢丝圈的变速。（一般认为钢丝圈是等速运动的，实际上不是，这个概念必须清楚，高速纺纱可以适当减轻钢丝圈重量）

在钢领板上升时期，由于管纱卷绕直径在减小，卷绕速度减小，导致钢丝圈降速，它有一个和旋转方向相反的加速度a（减速度），钢丝圈具有质量（与纱线相比，质量相当大。）那么就产生一个和旋转方向相同的惯性力，它减小卷绕张力。相反，钢领板下降期间，钢丝圈是加速的，惯性力使卷绕张力加大。

当钢领板上升到顶点，开始转向时，这个加速度也立刻转为“正旋转方向”，惯性力也跟着转向，变成增加绕纱段的张力了。而钢领板转向速度突变，也有一个加速度，这两个加速度正好是叠加的，所以此时纱线张力就突然增加，造成一个张力峰值。这个现象已经被有关专家用动态张力仪检测到了。

在中纱阶段，这个张力峰值还不会引起经常断头，而在大、小纱（降速运行）时反而断头多，这是什么道理？

这要用共振原理来解释。

振动一般是有刚度的物体才能发生。纱线刚度很小，但是在纺纱过程中，高速旋转的气圈使纱线具有刚度，所以气圈是一个振动体。它的自振频率随着它的形状和张力大小而变（像琴弦一样），所以它的自振频率一直是在变化之中的。

气圈的自振频率是较低的（毕竟纱线是柔性体），在中纱阶段，锭子转速高，转速和自振频率不会重合。大、小纱时速度降低，虽然平均张力会有所降低，但可能接近气圈自振频率的变化范围，引起共振的可能性变大。

在大、小纱阶段，气圈要么很大（自然频率低），要么很小。随着钢领板升降一直在变化。自振频率在变，钢丝圈旋转速度在变，锭子转速也在变，在这样多变、复杂的环境下，如果在某一瞬间各种因素构成共振条件就会出现张力突变的峰值。

尤其是在上述钢领板由上升转变为下降的一瞬间，本来就存在一个张力峰值，这个峰值还会触发自振频率的突变，更容易使系统进入共振状态而造成特大张力峰值。

虽然，这还是从理论分析（定性分析）得到的结果，还有待于实践去证实。但是这个理论是目前唯一能够解释细纱高速断头的可能原因。

针对问题，理论上的解决方向有：

理想方案：改变细纱机传动结构，采用钢领板位置固定（相对于前罗拉和导丝器），锭子升降（必须采用电锭）的成形方式，使气圈形状不变；锭子跟随管纱卷绕直径变速，使卷绕线速度恒定，则钢丝圈速度不变。这样彻底消除了结构形成的气圈张力波动。

目前实用方案：改变管纱成型方法，钢领运动由原来的上升慢-下降快，改为上升快（束纱层）、下降慢（绕纱层）。这样将产生最大峰值张力改到钢领的最低位置上，在这个位置上，两个加速度（钢领板和钢丝圈）的加速度是相反的，相互抵消而降低了峰值。另一方面此时卷绕半径最大，纱线方向和钢丝圈运动方向夹角最小，也有助于降低峰值张力。

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