2023年12月16日发(作者：)

第二章 转杯纺纱(棉纺手册P687-775)

第一节 转杯纺纱的技术特点与机械结构

一、技术特点

转杯纺纱是通过高速回转的转杯及杯内负压完成纤维输送、凝聚、并合、加捻成纱的一种新型纺纱方法(属于自由端纺纱范畴)。现代转杯纺纱机都是通过分梳辊将喂入条子分梳成连续不断的纤维并随气流均匀地输入转杯，由引纱卷绕机构将转杯纺的纱引出并卷绕成纱筒。转杯纺纱使加捻与卷绕分开，解决了高速和大卷装间的矛盾。

转杯纺纱的原料以棉为主，还包括化纤、毛、麻、丝等。废棉和再生纤维在转杯纺纱厂里也可使用。

转杯纺纱与传统的环锭纺纱相比，具有高速高产、大卷装、缩短工序、改善劳动条件、使用原料广泛、成纱均匀、结杂少、耐磨和染色性能好等特点。因此，转杯纺纱是目前技术上最成熟、应用面最广、经济效益十分显著的一种新型纺纱方法。

二、机械结构和纺纱流程

转杯纺纱的截面示意图如图3-2-1所示，转杯纺纱机的机械结构主要由喂给分梳机构、排杂回收机构、纤维输送机构、凝聚加捻机构、引纱卷绕机构和负压排风系统组成。转杯纺纱机的电器、仪表和自动控制部分完成了机电一体化与自动化。

图3-2-1 转杯纺纱机截面示意图

纺纱器是一个由喂给分梳机构、成纱机构及引纱管组成的独立部件，其示意图如图3-2-2所示。转杯纺纱的纺纱流程与纤维流的运动规律见图3-2-3。

图3-2-2 纺纱器示意图

1—转杯 2—分梳辊 3—排杂区 4—假捻盘 5—阻捻器 6—输纤通道

7—喂给罗拉 8—喂给板 9—引纱管 10—可调补气阀

图3-2-3 转杯纺纱的纺纱流程与纤维流的运动规律

V1—条子喂给线速度 V2—分梳辊线速度V3—输纤通道入口速度V4—输纤通道出口线速度V5—转杯滑移面线速度

V6—转杯凝聚槽线速度V7—纱剥离点线速度V7—V6—纱剥离点相对转杯的线速度V8—引纱线速度V9—卷绕线速度

三、转杯纺纱机的分类

1.按转杯内负压的形式分类

转杯可分为两类,排气式转杯(如图3-2-4)和抽气式转杯(如图3-2-5)。排气式是在转杯上自身打有排气孔(一般是8个)，回转时类似离心风扇的作用，在转杯内产生负压；抽气式是转杯自身无排气孔，依靠外界抽气在转杯上口与罩盖之间抽吸，产生转杯内负压。

2、按转杯与分梳辊的装置方式分类(表3-2-1)

图3-2-4 排气式转杯 图3-2-5 抽气式转杯

表3-2-1 按转杯与分梳辊的装配分类

分梳辊与转杯的装置方式 简图表示 国产机型

SQ1，CR2，FA608，FA601，国外机型

BD系列，HS系列，BD—立式分梳辊、卧式转杯

BS603，TQ168，F1063，BS

D320，BT903等

613，TQ268，F1604，BS/D2

卧式分梳辊、卧式转杯(两轴垂直)

FA611 RU系列，R1,R20

卧式分梳辊、卧式转杯(两轴平行)

TQF3，TQF4 SKF，Zinser342

FA621，FA622，F1605，倾斜式分梳辊、卧式转杯

RFRS10，JFA231

Autocoro系列，SC1—M，R40

卧式分梳辊、倾斜式转杯

— T883，T887

3.按转杯纺纱机的自动化程度分类(表3-2-2)

表3-2-2 转杯纺纱机的自动化程度分类

机型

全自动转杯纺纱机

特征

转杯转速(r/min) 80000~150000 60000~100000 30000~60000

半自动转杯纺纱机 普通转杯纺纱机

全自动：自动清洁接头、落筒、半自动：半自动接头、电自动化程度 在线检测、生产数据打印、电子清纱

子清纱(有或无)、生产数据与工艺参数显示

BT903，BD—D320，代表机型 Autocoro系列，R系列

RFRS10，F1604 RU系列，，FA601

BD系列，HS系列，

手工操作

四、机器传动图及速度变换

各种转杯纺纱机的传动方式都有各自的特点，工艺计算可参照机器的的产品说明书进行。图3-2-6所示为F1604型的传动图。

图3-2-6 F1604转杯纺纱机的传动图

1. 转杯转速(表3-2-3)

表3-2-3 F1604转杯转速的调节范围

D1(mm)

D2(mm)

142

234

142

201

142

175

162

178

162

160

178

160

182

150

197

150

212

150

227

150

D3(mm)

30113 35057 40115 45112 50242 55205 60208 65170 70132 75094

2. 分梳辊转速(表3-2-4)

表3-2-4 F1604分梳辊转速的调节范围

D3(mm)

n(r/min)

83

5190

100

6225

108

6712

116

7198

124

7685

132

8172

3. 齿型带与齿轮(表3-2-5)

表3-2-5 F1604齿型带与齿轮的变换

齿轮

Z1

Z1

Z1

Z1

Z1

Z1

25

51

47

47

32

60

47

HTD1104—8M—20

47

齿数

32

HTD1904—8M—40

44

32

HTD1760—8M—40

69

齿形带

4. 其他 喂给罗拉、引纱罗拉一般都可通过车头速度显示器进行无极调速；牵伸倍数也可显示或推算；卷绕角有些设备是通过更换齿轮调节，大部分国产设备(例如F1604)都是固定的。

第二节 转杯纺纱机主要型号与性能

一、国内转杯纺纱机主要机型的发展

山西经纬纺机长从1972年起，先后生产过CW1、CW2、A591、FA601、FA601A、BD200SN、F1603等型，2002年起生产F1604、F1605等型。上海地区自1975年起到1996年有闯新、沪东、新型纺中心及二纺机先后生产过AN9、SQ1、SQ1A、CR1、CQ2等型号的转杯纺纱机。天津地区自1975年到1994年生产过TQF3型和TQF4型，西安远东生产过FA611型，江苏通州生产过CR1型，石家庄纺研所与川江于1977年起生产过JA029、ZZF168、FA621等型，2002年起川江生产FA621BH型和FA622型，现在还有山西福晋(FA601A、F1603、

FA608等型)、榆次贝斯特(BS603、BS613、BS/D2等型)、浙江泰坦(TQ168型、TQ268型)、浙江日发(RFRS10型、RFRS20型)、浙江精工(JFA231型)等公司相继推出各自的转杯纺纱机。

二、国内转杯纺纱机主要机型的技术特征(表3-2-6)

表3-2-6 国内转杯纺纱机主要机型的技术特征

机型

每台锭数

锭距(mm)

适纺纤维(mm)

纺纱线密度(tex)

喂入品线密度(tex)

转杯支撑形式

转杯转速(r/min)

转杯驱动方式

分梳辊转速(r/min)

牵伸倍数

纺纱器形式

引纱速度(m/min)

转杯直径(mm)

条筒直径(mm)

排杂及回收方式

平筒(mm)：直径×宽度

空筒(mm)：内径×宽度

纱筒重量(kg)

自动化程度

电子清纱器

机器全长(mm)

机器宽度(mm)

包括条筒的机幅(mm)

FA601A

200

120

<40

100~15

6000~2200

直接轴承

50000

龙带

5000~9000

35~230

自排风

<100

54，66

230

小排杂、吸风管

230×90

50×98

1.5

人工

无

15588

900

1180

F1604

168、192

200

<60

166~15

5000~2200

直接轴承，防震套

75000

龙带

5200~8200

35~230

自排风

20~120

40~66

350

小排杂、吸风管

300×150

50×170

4

半自动

可以选配

23825

1200

1600

F1605

192

230

<40

125~17

5000~2200

双盘支撑

90000

龙带

5000~9000

23~235

抽气式

<150

36~56

400

大排杂、输送带

300×150

50×170

4

半自动

可以选配

29585

1400

1700

FA621BH

168、192

195

22~38

100~16

5000~2200

空气动压支撑

75000

中频小电动机

6000~9000

27~186

抽气式

50~140

40~52

350

大排杂、输送带

300×142

50×160

4

人工

可以选配

21120

1350

1650

卷绕轴高度(mm)

卷绕方式

装机容量(kW)

机器重量(t)

制造公司

1522

槽筒

34

8

经纬纺机

1530

往复式

42

10

经纬纺机

1580

往复式

52.5

12

经纬纺机

1530

往复式

43

11

川江

续表

机型

每台锭数

锭距(mm)

适纺纤维(mm)

纺纱线密度(tex)

喂入品线密度(tex)

转杯支撑形式

转杯转速(r/min)

转杯驱动方式

分梳辊转速(r/min)

牵伸倍数

纺纱器形式

引纱速度(m/min)

转杯直径(mm)

条筒直径(mm)

排杂及回收方式

平筒(mm)：直径×宽度

空筒(mm)：内径×宽度

纱筒重量(kg)

自动化程度

电子清纱器

机器全长(mm)

机器宽度(mm)

RFRS10

192

216

<40

120~16

5000~2200

BS/02

192

200

<40

150~15

5000~2200

FA608

192

200

<40

100~15

5000~2200

TQ268

192

210

<40

250~10

7000~3000

直接轴承，防震套 直接轴承，防震套 直接轴承，防震套 直接轴承，防震套

90000

高速龙带

5500~9000

32~220

抽气敞开式

50~150

36~50

400

大排杂、输送带

300×150

54×170

4

半自动

可以选配

24676

1300

90000

龙带

5200~8200

30~240

自排风

40~150

36~66

350

小排杂、吸风管

300×150

50×170

4

人工

—

22610

1200

75000

龙带

5200~8200

35~230

自排风

20~116

43~66

350

小排杂、吸风管

300×150

50×170

4

人工

—

23825

1200

100000

高速龙带

5000~10000

28~300

抽气式

<170

34~66

400

大排杂、输送带

300×150

50×170

4

半自动

可以选配

26210

1200

包括条筒的机幅(mm)

卷绕轴高度(mm)

卷绕方式

装机容量(kW)

机器重量(t)

制造公司

1750

1550

往复式

58

10

浙江日发

1600

1530

往复式

42

10

贝斯特

1600

1530

往复式

39.3

10

福晋

1750

1585

往复式

68.5

12

泰坦

三、国外转杯纺纱机主要机型的发展

苏拉•捷克公司(其前身为捷克Elitex公司)从1967年以来，生产的机型为BD200M、BD200R、BD200RC(RCE、RN)、BD200S(SCE、SN)、BD-SD、BDA10(N)、BD-D1、BD-D2、BDA20、BD-D30，2002年后生产的机型为BD-D310、BD-D320、BD-D321、BD330；立达•捷克公司(其前身为捷克Basetex公司)现在生产的机型为BT902、BT903、BT905。

德国赐来福公司从1979年开始研制全自动化转杯纺纱机以来，生产的机型为Autocoro192、Autocoro216、Autocoro240、Autocoro288；赐来福公司被苏拉集团兼并后，现在生产的机型为Autocoro312和Autocoro360。

瑞士立达公司(包括兼并的德国Ingorstat公司)从20世纪70年代以来，生产过RU11(02、03)、RU04、M1/1、M2/1、RU14、R1、R20等机型，现在生产的是R40型。

除此以外，原苏联、意大利、日本、英国、德国、瑞士、美国、比利时、印度等国的其他纺机公司都研制过转杯纺纱机。现在意大利萨维奥公司的FRS型转杯纺纱机仍占有一定的国际市场；日本丰田公司在20世纪70~80年代制造的BS型、HS型转杯纺纱机在我国也有一定的数量；德国青泽公司、SKF公司分别制造过ZINSER342型、SKF型；英国Platt公司制造过T883型、T887型；法国SACM公司推出过SACM-300型。

四、国外转杯纺纱机主要机型的技术特征(表3-2-7)

表3-2-7国外转杯纺纱机主要机型的技术特征

机 型

锭距(mm)

Autocoro312

230

R20

245

R40

245

BD—D320

210

BT903

216

每台锭数

每节锭数

适纺纤维(mm)

适纺线密度(tex)

转杯轴承形式

转杯转速

分梳辊转速(r/min)

牵伸倍数

312

24

<60

240~15

双盘支撑，磁性止推

40000~150000

6600~9000

37~350

280

20

<60

125~10

320

20

<60

170~10

288

16

<60

250~15

直接轴承，防震套

31000~100000

5000~10000

24~207

192~240

16

<60

240~15

直接轴承，防震套

36000~95000

5000~10000

18~330

双盘支撑，空气止推

60000~140000

6500~8500

40~400

40000~150000

6500~9000

40~400

SC—R抽气式，

SE11抽气式，整体

纺纱器

式输纤通道

抽气式，分开式

整体式输纤通输纤通道

道

抽气式短通道 排气式

引纱速度(m/min)

转杯直径(mm)

分梳辊直径(mm)

30~230

56~28

65

30~220

56~28

80

垂直大排杂，输<235

56~28

65

30~170

52~36

64

27~170

50,36

64

排杂装置 大排杂，输送带

送带

大排杂，输送带 小排杂，吸风管 小排杂，吸风管

平筒尺寸(mm)：直径×宽度

纱筒 300×150 300×150 300×150 300×150

空筒 54×170 54×170 50(56)×170 54×170

平筒重量(kg)

纱筒

平筒尺寸4.15

270×150

5

270×150

4.15

270×150

4.15

270×150

50(56)×170

(mm)：直径空筒

×宽度

30.5(62.6)×170

50(56)×170(1°51´)，33/(59)×170

44(65) ×170

(4°20´)

170(4°20´)

(1°51´)，33/(59)×锥筒重量(kg)

落纱信号指示

卷绕角

落纱筒子输送带

平筒尺寸(mm)：

3.3

定长

30°~40°

两根分开传动

430×900~1100

3.3

定长

32°~37°

两根分开传动

470×1200

3.3

定长

3.3

定长

33°

单根

400×914

3.3

定长

33°

单根

400×1066

直径×宽度

开关车留头方式 用巡回小车接头 用巡回小车接头 JS1系统,正反转式

手动，机械辅助，

接头方式 全自动 全自动

BMI接头系统

条子监控，电清，

纺纱质量控制

异纤探测

全自动（接头、落筒、全自动（接头、落筒、换管合一），自动化程度

换管合一）、巡回小车

全机总长(mm)

机幅(mm)

卷绕轴高度(mm)

全机电动机总容量113

(kW)

机器重量(t)

制造公司

25

苏拉•赐来福

25.4~28.0

立达

20

苏拉•捷克

12.8

苏拉•捷克

87.5 87.5 66~77.5

48292

2814

2405

巡回小车

42131~47138

3161

2511

36515

1780

1600

31265

1750

1620

部分自动 部分自动

电清，异纤探测 选装电清 电清，Iqclean

AM/Spin

正反转式

半自动电子接头

第三节 转杯纱的结构与特性

一、 转杯纱的结构

1. 转杯纱中纤维的排列形态(表3-2-8、3-2-7)

表3-2-8转杯纱中纤维的排列形态与环锭纱对比示例

项 目

圆锥形螺旋线（%）

圆柱形螺旋线（%）

前折前打圈前弯钩（%）

打圈纤维（%）

后折、后打圈、后弯钩（%）

前后折、前后打圈（%）

中打圈、中弯曲（%）

前折中打圈或弯曲（%）

转杯纱

4~23

4~15

16~20

7~14

11~24

4~14

0~9

1~4

环锭纱

46

31

10

8

2

3

项 目

后折中打圈或弯曲（%）

前后折中打圈（%）

对折纤维（%）

缠绕纤维（%）

边缘纤维（%）

外包纤维（%）

平直纤维（%）

转杯纱

2~4

1~4

2~15

1~3

0~1

0~1

0~2

环锭纱

注 不同转杯纺纱器及不同的工艺参数所纺出转杯的质量不同，因而转杯纱中各种纤维的排列形态所占的比例也不相同。

图3-2-7 转杯纱中各种纤维排列形态

纤维排列形态的说明（自上而下）

第1根：圆锥形螺旋形纤维 第2根：圆柱形螺旋形纤维 第3根：两端折后弯钩纤维 第4根：前折圆柱形纤维 第5根：后弯钩中间打圈纤维 第6根：之间打圈后弯曲 第7根：两端折中间打圈纤维 第8根：两端折中间打圈后弯钩纤维 第9根：前打圈之间打圈纤维 第10根：对折纤维 第11根：打圈纤维 第12根：两端前后打圈纤维 第13根：外包缠绕纤维 第14根：平直纤维

圆锥形螺旋形和圆柱形螺旋形是承担纱强力的主要规则纤维，环锭纱中占80%左右，而转杯纱中占30%左右。

2.转杯纱中纤维的转移程度 转杯纱中纤维的转移程度是衡量纤维在纱中所处位置的一个指标，与成纱强力的关系十分密切。转杯纱的纤维转移程度低于环锭纱，这是造成转杯纱强力低于环锭纱的一个原因。

3.转杯纱的缠绕纤维 转杯纺纱纺出转杯纱表面会有一部分缠绕纤维，缠绕纤维的长短和松紧不一，如图3-2-8所示。转杯纱的缠绕纤维数量和缠绕情况与所纺原料、纺纱机构和工艺参数等因素有关。

图3-2-8 转杯纱表面缠绕纤维情况

4.转杯纱截面内捻回的分布 转杯纱的捻回具有分层结构的特点，纱截面内捻回并不相同，而是由外层向内层呈逐渐增加的分布规律。

二、转杯纱的特性

1.转杯纱的物理机械性能(表3-2-9)

表3-2-9 转杯纱与环锭纱的物理机械性能对比

项 目 转杯纱与环锭纱对比

转杯纱的单纱强力低于环锭纱，相差的程度随使用的原料、纺纱线密度以及强 力

纺纱机的形式而不同，一般低5%~20%

转杯纱的伸长一般大于环锭纱0~45%，如外界张力牵伸过大，伸长低于环伸 长

锭纱的情况也有出现

转杯纱的伸长大于环锭纱，虽然强力比较低，但断裂功一般都比环锭纱大；断裂功

转杯纱伸长小时，断裂功相应减小

弹 性 转杯纱与环锭纱的弹性基本接近，而转杯纱略好

转杯纱由于条干均匀，表面有缠绕纤维以及捻度分层结构的特点，所以耐磨耐 磨 性能好于环锭纱。在低负荷和缓摩擦的条件下，耐磨性比环锭纱高几倍；在高负荷和急摩擦的条件下，耐磨性与环锭纱相似，也有低于环锭纱的情况

显微投影法

密度（g/cm3）

流体置换法

转杯纱的密度小于环锭纱15%~25%

转杯纱的密度小于环锭纱10%~20%

2.条干、棉结杂质数、捻度方面的特征

(1)条干：转杯纱与环锭纱的黑板条干基本接近，但电子条干均匀度测得的CV值，转杯纱一般要优于环锭纱。

(2)棉结杂质数：转杯纱的棉结杂质总数要少于环锭纱30%~40%。如果采用加强除杂效能的前纺设备和有排杂装置的转杯纺纱机，转杯纱的棉结、杂质总数更少。

(3)捻度：转杯纱由于结构不同，要保证获得必要的强力必须增加转杯纱的捻度，一般比环锭纱高20%左右，因此转杯纱的手感比较粗硬。近代新型转杯纱机采取假捻、阻捻作用后，捻度可与环锭纱接近。

(4)其他：转杯纱密度小、较蓬松，因此吸色性、渗透性都优于环锭纱。

3.对后工序和最终纺织品的影响

(1)由于转杯纱的均匀度好、强不匀低、纱疵少，后工序可降低断头率，提高生产率。

(2)转杯纱的筒子纱长度相对环锭的管纱要长得多，因此成纱接头少，张力均匀。

(3)转杯纱条干均匀、结杂少，使染色、漂白均匀。

(4)转杯纱可节约燃料，纺织品染色深；转杯的并合效应使纱中纤维混合均匀，纺织品的色调差异小。

4.转杯纱的后处理 转杯纱由于捻度多，捻缩现象有时较为严重；转杯纱的人工或半自动接头的接头纱疵危害性较大。因此，有时候可以对转杯纱做下列方式的后处理，以满足后工序的要求。

(1)汽蒸定捻工艺：如果减少转杯纱的捻缩，可将转杯纱筒放入汽蒸锅，其要求是真空度3kPa，蒸汽压力10kPa，锅内温度60~65℃，蒸汽时间13~40min。

(2)再络筒工艺：普通或半自动转杯纱机生产的纱筒如要减少接头纱疵及特大纱疵对后工序的不利影响，可以经络筒机倒筒一次，并采用适合转杯纱的喷气的喷气捻接器。但经过络筒机后一般会使纱的毛羽增加，条干均匀度略有恶化。

(3)上蜡工艺：在转杯纺纱机引纱罗拉后面，可配置上蜡装置，使转杯纱上蜡。蜡块转动方式有积极主动式和消极被动式两种，前者上蜡较为均匀，但机构复杂些。也有采用再络筒工艺的厂家在络筒机上配置上蜡工艺。