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(1)假捻盤

從圖3—18所示的假捻盤上的紗條受力情況可以看出：紗條在張力P和P+△P的作用下，緊貼假捻盤表面，包圍角為θ。當(dāng)紗條向外輸出時(shí)，垂直于輸出方向的摩擦力Fr對(duì)紗條軸心產(chǎn)生摩擦力矩Mj，此力矩使紗條繞其自身軸線回轉(zhuǎn)而產(chǎn)生假捻。假捻盤假捻作用的大小與摩擦力矩Mj的大小直接相關(guān)：

式中：Ry為紗條半徑；μ為假捻盤的表面摩擦系數(shù)；P為假捻盤上的紗條張力；θ為紗條在假捻盤上的包圍角。

在紡紗線密度和工藝條件一定時(shí)，摩擦力矩主要與假捻盤的表面摩擦系數(shù)、紡紗張力及紗條在假捻盤上的包圍角相關(guān)，即決定于假捻盤的結(jié)構(gòu)參數(shù)和表面性狀。因此，假捻盤的直徑、表面曲率半徑、表面性狀是關(guān)鍵的技術(shù)參數(shù)。假捻盤現(xiàn)已系列化，可適應(yīng)不同纖維原料和線密度的紡制。表3—8列舉了系列假捻盤的主要技術(shù)參數(shù)和適紡原料及其應(yīng)用和特點(diǎn)。

(2)阻捻器和低捻轉(zhuǎn)杯紗

在一般情況下，環(huán)錠紗能獲得最大紗線強(qiáng)度的英制捻系數(shù)在5～5.5之間，其平均臨界捻系數(shù)為5.5左右。而轉(zhuǎn)杯紗能獲得最大強(qiáng)度的英制捻系數(shù)在5.7～6.0之間，其平均臨界捻系數(shù)為5.85，即轉(zhuǎn)杯紗的捻系數(shù)比環(huán)錠紗高7%-20%。

阻捻器(Torquestop)的誕生(如圖3—20所示)改善了這一狀況。阻捻器加裝在引紗管處，紗條在杯內(nèi)離開剝離點(diǎn)并經(jīng)過假捻盤、引紗管和阻捻器。阻捻器內(nèi)的紗線通道表面刻有若干溝槽或無槽，因此具有一定的摩擦系數(shù)。當(dāng)紗條通過時(shí)，它起到了“阻捻”作用，

使杯內(nèi)紗段獲得強(qiáng)捻，而輸出紗條具有正常捻度，從而提高了剝離點(diǎn)處的紗條強(qiáng)度和纖維間的聯(lián)系力，使紗條順利剝離，減少斷頭。因此，加裝阻捻器，可在設(shè)計(jì)捻系數(shù)較低時(shí)正常紡紗，紡出低捻轉(zhuǎn)杯紗。這種低捻轉(zhuǎn)杯紗具有質(zhì)量優(yōu)、條干好的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于針織加工，具有較好的織造性能。

東華大學(xué)王善元教授與他的科研團(tuán)隊(duì)在低捻轉(zhuǎn)杯紡紗工藝領(lǐng)域作了大量的實(shí)驗(yàn)研究與理論分析[42-45]，比如建立了低捻情況下紡紗張力與斷頭率、阻捻元件和捻

度分布的數(shù)學(xué)模型，同時(shí)提出了改善低捻轉(zhuǎn)杯紗強(qiáng)度的措施。對(duì)紡紗張力、斷頭率與捻度分布的測定與分析可以看出[43]，隨著捻系數(shù)的降低，斷頭率有所增加，但接頭有效率提高了；還發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)杯紡中斷頭大多發(fā)生在剝離點(diǎn)與引紗管之間且更接近剝離點(diǎn)。因此在紡制低捻轉(zhuǎn)杯紗時(shí)，如何增加這一區(qū)段內(nèi)的紗條捻度、提高剝離點(diǎn)處紗條的聯(lián)系力，顯得尤為重要。在引紗管處加裝阻捻器，正是增加了這段紗條的捻度且保持輸出紗條的捻度不變，其結(jié)果是增加杯內(nèi)紗條的強(qiáng)度、降低斷頭[44]，為紡制低捻紗提供了條件。

以相同棉條為原料，在加裝和不加裝阻捻器條件下，選用不同捻系數(shù)紡制轉(zhuǎn)杯紗，然后與環(huán)錠紗進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：加裝阻捻器，導(dǎo)致轉(zhuǎn)杯紡過程中增加了杯內(nèi)紗條段的捻度及其緊密度，轉(zhuǎn)杯紗的結(jié)構(gòu)形態(tài)、加捻效果和成紗強(qiáng)度因此都得到改善[45]。

美國Texas棉花質(zhì)量評(píng)定中心于1998年[46]采用不同捻系數(shù)，分別紡制環(huán)錠紗和轉(zhuǎn)杯紗(加裝阻捻器)，比較了成紗強(qiáng)度、條干不勻率和棉結(jié)等指標(biāo)，結(jié)果證明應(yīng)用阻捻器具有良好效果。