转杯纺纱是短纤维自由端纺纱，能够将8mm以上的短纤维纺成纱线，适应范围非常广泛。为降低成本，目前转杯纺纱多采用低级棉以及下脚料、小化纤等原料纺纱，原料的含杂（疵）率高、短绒多、微尘多，对梳理带来不利影响。
一、转杯纺梳棉重定量存在问题
转杯纺纱梳棉定量由传统的4-5g/m增加到5-12g/m，产量由40-50kg/h提高到90kg/h以上，有效提高了生产效率。转杯纺纱梳棉采用重定量工艺可以有效减少前纺开台量，降低用工、用电和机物料消耗，但由于单位时间内梳理的纤维量增加，容易出现短绒增长率高、杂质清除效率低、棉结清除率低、梳理效果差、梳棉机气流运动造成的飞花增加等问题，特别是定量加重对半成品的内在结构和成纱质量的影响很大。
二、转杯纺梳棉重定量相关影响因素分析
转杯纺梳棉采用重定量的核心问题是：梳理过程中纤维与纤维、针布与纤维、针布与针布、针布与尘杂等相关力的平衡与控制问题，既要提高梳理度，也要提高梳理强度，使二者相互结合，保证短绒增长率最小化，杂质清除率最大化、纤维伸直度最大化。
影响梳理效果的相关因素包括：
（1）刺辊喂入部分的分梳度和离心力。
（2）精细梳理区域的梳理强度和离心力、挤压力及反作用力。
（3）转移输出区域的锡林与道夫之间的纤维转移率。
（4）各筒体之间、罩板与筒体之间的空气阻力等。
2.1转杯纺梳棉重定量对梳理度的影响
梳理度是指在握持分梳或者转移分梳的过程中，针布对纤维抓取穿刺作用力的程度。重点体现在刺辊和锡林部位。定量增加后，单位时间内喂入的纤维量增加，对梳理度的影响较为明显。
2.1.1 刺辊梳理度
刺辊是重要的梳理器材，它与给棉板组成握持分梳，主要起到预开松、除杂、降低棉结的作用。刺辊的分梳度是指刺辊每齿抓取的纤维根数或者用每根纤维作用的齿数来表示。刺辊分梳程度相对简单，只考虑一维的作用力，不需要考虑针布与针布配合的梳理力。
刺辊分梳度的公式：
式中：
C：每根纤维受到的刺辊梳理作用齿数。
W： 棉层定量，g/m。
n t ： 刺辊转速，r/min。
v： 给棉速度，m/min。
T t ： 纤维平均纤维密度，tex。
L： 纤维平均长度，m。
Z： 刺辊表面总齿数。
一般情况下，刺辊每齿抓取的纤维根数在0.6根/齿左右；在重定量工艺条件下，梳理的纤维量增加，作用在每根纤维上的齿数减少，每个针齿抓取的纤维数量增加，分梳度会受到一定的影响，生产转杯纺纱提高刺辊梳理度的措施主要有：
（1）增加刺辊齿密，提高刺辊速度，增加刺辊数量。
（2）生产转杯纺纱所用的原料，一般18mm以下的短纤维根数多，因此梳理工艺必须进行相应的调整。
（3）如果采用的是高产梳棉机，由于预分梳板或刺辊形式发生了改变，梳理工艺也必须做出相应的调整。
2.1.2 锡林梳理度
锡林针布是梳棉机的关键梳理器材，对纤维的伸直平行度、杂质的排除率的影响巨大。锡林梳理度（分梳度）的公式为：
梳理度
式中：
NC：锡林针布总齿密。
n C ： 锡林转速，r/min。
T t ： 纤维平均纤维密度，tex。
r： 道夫转移率。
P： 梳棉机产量，kg/台时。
L： 纤维长度，mm。
K C ： 系数（比例系数与梳棉机的幅宽等有关，如FA201梳棉机为0.3769）
Z： 锡林表面总齿数。
一般情况下，锡林作用在每根纤维上的平均齿数C应在3.0-4.0左右。在一定条件下，提高锡林梳理度的主要措施有：
（1）增加锡林针布的齿密。
（2）增加梳理面积，如增加锡林宽度、增加附加分梳元件等。
（3）提高分梳件的运转速度（如锡林速度），以提高单位时间内参与分梳的针齿齿数。
（4）适当降低生条定量，保持较低的针齿表面纤维数量。
（5）减小梳棉机产量，降低单位时间内被梳理的纤维数量。
提高梳理度的传统措施不利于提高生条定量，因此梳棉机重定量工艺不是简单地提高生条定量，而是要在满足纤维梳理效果的基础上，充分发挥梳棉机的机械效能和工艺效能，以保证后工序的产品质量不受影响。
1.2 重定量工艺对两针面间梳理力平衡的影响
梳理力是两针面之间，针齿与纤维、纤维与纤维所形成的摩擦阻力的总和。梳理度是影响梳理力的重要因素，两针面之间的梳理力只能合理利用但无法消除，其最大的作用是使纤维束分离，提高纤维的伸直平行度，存在的问题就是纤维损伤。梳理力产生在两个针面之间，由于两针面存在速度差，纤维束受到张力作用而变薄，进而分成两个或者若干部分，在此过程中，纤维受到两个针面之间的作用力大小，用梳理力或者梳理度表示。
影响梳理力的因素主要有：
（1）纤维长度越长，梳理力越大。
（2）纤维细度越细，梳理力越大。
（3）针面纤维层越厚，梳理力越大。
（4）在喂入条件一定的情况下，喂入量越大，梳理力越大。
（5）配置梳理针布时，针齿工作角越大，梳理力越大。
（6）喂入纤维的开松度越差，梳理力越大。
（7）工艺上隔距越小，梳理力越大。
（8）纤维摩擦系数越大，梳理力越大。
在重定量工艺条件下，要合理利用梳理力，既要减少纤维损伤，有又保证梳理度。两针面之间的速度差的大小也会影响梳理强度，也要合理控制，否则会造成纤维损伤。
1.3 重定量工艺对运转部件表面离心力的影响
运转部件的离心力使针面上的纤维和杂质有脱离针面的趋势，离心力与运转速度、部件直径、针布齿形及其摩擦系数等因素有关。离心力的计算公式为：
式中：
F离：离心力。
W： 纤维重量，g。
g： 重力加速度，cm 2 /s。
V： 运转部件表面速度，cm/s;
r ： 运转部件的半径，cm。
由离心力公式可知：离心力的大小与运转部件表面速度的平方成正比，与其半径成反比，杂质的重量越大越容易被甩出；运转部件的半径越小越不容易被甩出。在重定量工艺条件下，针面上的纤维层较厚，离心力较大，纤维及杂质更容易脱离针齿。转杯纺纱的原料一般杂质大、微尘多，未成熟纤维、带纤维籽屑以及非棉纤维等类型的杂疵也较多，因此，梳理工艺的重点是利用离心力去除杂质、保护纤维，同时减少可纺纤维的流失。
1.4重定量工艺对锡林道夫之间纤维转移率的影响
道夫转移率体现了道夫抓取、凝聚纤维的能力。
道夫转移率的计算公式为：
Kc=a/（A+a）
式中：
a： 锡林表面的喂给负荷，g/m 2 。
A： 锡林表面的返回负荷，g/m 2 。
在重定量工艺条件下，道夫转移率的控制必须考虑提高纤维的梳理效果、减少重复梳理次数，否则就会造成纤维过度分梳，纤维损伤严重；反之则会造成梳理度不足，重新返回锡林上的纤维过多。
锡林与道夫之间也有一定的梳理作用，其梳理强度取决于两辊筒之间的速度差，也可以认为是反向梳理力。反向梳理力也是一个重要的工艺参数。反向梳理力越大，对纤维转移效果的影响也越大。因此在重定量工艺条件下，必须考虑对道夫转移率和梳理强度的控制。
1.5重定量工艺对纤维挤压力和气流附面层的影响
挤压力一般发生在表面速度差异较大的两针面之间。如刺辊与预分梳板、锡林与固定盖板，刺辊与活动盖板之间等，这些部位的纤维层较厚、间隙较小，挤压力迫使纤维脱离针齿的控制或挤进齿隙内，在挤压力作用的同时，反作用力也同时存在。
在梳棉机的运转过程中，纤维和针齿本身都会受到空气的阻力，同时也会产生气流附面层，各阻力重点发生在板隙之间，其与辊筒附面层气流运动形成不同形式的空气阻力。在针齿携带的纤维逆针齿方向运动时只会产生阻力，而纤维顺针向运动时可以控制纤维在针面上起浮的高低，从而使纤维在转移过程中受到合理的控制。
在重定量工艺条件下，纤维挤压力、空气阻力都同时增加，结果是梳理力和梳理强度增大，因此必须合理优化，否则会出现纤维飞散和针齿嵌杂、挤伤等问题。
（未完待续）
