卷繞
正文
紡織生產中把半制品和成品按一定規律繞成各種卷裝的工藝過程。卷繞的目的是便於製品的存儲、運輸和餵給下道工序加工。有時為了改變卷裝容量、去除疵點和提高質量，還要進行再卷繞或復繞。常見的簡單卷繞方式如各種纖維卷、經軸、織軸、布軸，都只是利用簡單的迴轉運動把成品或半制品卷繞成所需要的圓柱形卷裝。紡紗過程中單頭紗線的卷繞除了卷繞的迴轉運動外，還有卷繞點相對於卷裝的往復運動，使紗線沿著卷裝的軸線方向不斷往復或升降，通過這兩種運動的複合使紗線以螺鏇線形式繞在紗管上，層層相疊，成為整齊緊密的卷裝。將迴轉運動與往復運動適當配合，可繞成各式各樣的卷裝。
卷繞往復運動 引導紗線在紗層面上作軸嚮往復運動，也稱導紗運動。有下列幾種不同情況：①卷裝不往復而由導紗器件作往復運動，例如環錠紡紗的鋼領板帶著導紗器件（鋼領和鋼絲圈）作往復升降運動；②導紗器件不往復而由卷裝本身作迴轉和往復運動，例如帽錠紡紗和翼錠紡紗時的錠帽和錠翼是相應的導紗器件，在紡紗時都不作往復升降運動。卷繞的往復導紗運動是由卷裝本身來完成的；③卷裝和導紗器件都只作迴轉而不作往復運動，如槽筒的卷繞是靠槽筒表面的溝槽迫使紗線本身作往復運動。溝槽起著導紗器的作用，只有紗線本身往復而並無任何機件作往復運動。
翼錠紡紗和環錠紡紗是有一定代表性的兩種紡紗方式。翼錠紡紗一般用於紡制棉、毛、麻粗紗以及黃麻和亞麻的細紗和拈線。其卷繞形式的特點是每一紗層都繞在圓柱面上,卷裝本身作全動程（或稱長動程）升降,以完成往復導紗運動。當卷繞在無邊筒管上時，第一層紗層動程最大，等於卷裝總高度，以後逐層縮短，使卷裝兩端呈錐形,以防塌邊（圖1）。為了提高卷繞密度，紗圈螺鏇線的螺距很小，基本上等於紗的直徑，使相鄰紗圈彼此緊密排列。由於螺距和螺鏇角小，內外相鄰兩層紗圈之間的夾角也小，所以稱為平行卷繞。這種長動程圓柱形平行卷繞只適宜於低速退繞或積極式退繞。
紗線很細時，一般不宜採用螺鏇角很小的平行緊密卷繞，而應採用螺距或螺鏇角較大的交叉卷繞，在繞成錐形卷裝時有利於高速軸向退繞。退繞時卷裝不轉，紗從軸向抽出。例如在環錠細紗機上通常以圓錐形方式進行細紗卷繞，鋼領板帶著鋼領和鋼絲圈作往復導紗運動，但並不作全程升降，而只作短動程升降，從筒管底部開始，逐層向上（稱為級升運動）直到把整個卷裝高度逐步繞滿（圖2 ）。第一層紗是繞在空管面上的，以後逐層級升時基本上都覆蓋在前一層的紗層面上,但每次動程頂部處的紗總要繞到空管面上,使管紗底部直徑逐層增大，形成弧形的管底成形。當管紗外徑達到最大值時，便開始管身部分的卷繞，使每一紗層都繞在同樣大小的截頭圓錐形紗層面上，小直徑為空筒管直徑，大直徑為滿管直徑，高度等於鋼領板的升降短動程，直到繞滿為止。 粗紗長動程緊密卷繞時的往復導紗速度v(翼錠粗紗機上龍筋的運動速度)在每層中保持不變,隨著卷繞直徑d的增大，v逐層減慢,以維持紗圈螺距h（相鄰紗圈中心線之間的垂距或法向螺距）始終不變，其變化關係如圖3所示，用公式表示：
v/V=h/πd=sinα
式中v為往復導紗速度；V為卷繞線速度； h為紗圈法向螺距；d 為卷繞直徑；α為紗圈螺鏇角。圖3
當V和h保持不變時，v與d成反比變化。在翼錠粗紗機上，一般是通過鐵炮式變速機構來完成的。
細紗圓錐形卷繞是把紗繞在圓錐形紗層面上，其卷繞直徑在同一紗層中是不斷變化的，因此每一往復動程中鋼領板升降速度也必須有相應的變化。其變化關係也應符合上式中的反比規律(但這時的h並不等於紗的直徑而要等於它的幾倍)。
鋼領板升降導紗運動的這一變化規律在環錠細紗機上是由成形凸輪控制實現的。又為了使內外紗層層次分明，以利退繞，往往鋼領板的上升速度和下降速度快慢不同。一般上升時速度較慢，上升螺距較小，稱為卷繞層；下降時速度較快，下降螺距較大，稱為束縛層。這一慢升快降的速度變化也是由成形凸輪控制的。
卷繞迴轉運動 自由端紡紗把卷繞部件和加拈部件完全分開，各自獨立作用而不相干涉，主要是利用槽筒來進行成紗卷繞，直接做成筒子。槽筒的溝槽起往復導紗作用。槽筒的表面摩擦又傳動卷裝迴轉，把紗繞到紗層面上。這時的卷裝迴轉運動只起卷繞作用，卷繞轉速nh等於卷裝轉速nk，兩者完全一致。
至於翼錠、帽錠和環錠紡紗的加拈卷繞部件既有加拈作用，又有卷繞作用，二者是不可分的。卷繞轉速nh不等於卷裝轉速nk,而應等於nk與加拈轉速nt兩者的差值，即
nh=nk-nt 或 nh=nt-nk
式中nh為卷繞轉速,即單位時間內所繞紗圈數；nk為卷裝轉速，即單位時間內卷裝的轉數；nt為加拈轉速，即單位時間內所加拈回數。
這裡的加拈轉速實際上等於尚未繞到卷裝上去的那部分紗段的轉速。在帽錠和環錠紡紗時紗線在空氣中高速迴轉所形成的一個曲面,稱為氣圈面,或稱氣圈。加拈轉速就等於這圈紗段的轉速;但在翼錠紡紗時,相當於這部分氣圈的空間紗段被包藏在錠翼空心臂之內或繞於錠翼臂之上，錠翼帶著這段看不見(或外繞的)的“氣圈”紗段每轉一圈加上一個拈回，這裡的nt就是錠翼轉速。
設卷繞線速度為V(即單位時間內的繞紗長度),紗層卷繞直徑為d,則在紗圈螺距不大時,近似可得
πd·nh≈V
式中d是變化的,故在V不變時，nh近似地應與d成反比而變化。這正與往復導紗速度v的變化規律相同,故在翼錠紡紗時可用同一變速機構分別傳動，滿足它們共同的變化要求：
V/πd≈nk-nt 或 ≈nt-nk
在翼錠紡紗時，錠翼嵌套在錠子上一起迴轉，故nt即是錠速;而筒管卷裝則是活套在錠子上另行傳動的,其轉速nk可以大於也可以小於錠速nt。當nk>nt時稱為管導，當nk<nt時稱為翼導。錠速nt一般等於恆速，nk就必須按上式關係隨d而變。在管導(nk>nt)時，nk應隨d的增大而遞減；在翼導(nt>nk)時,則nk應隨d的增大而遞增。帽錠和環錠紡紗與翼錠不同，加拈轉速nt不等於錠速，而卷裝轉速nk等於錠速。錠速通常不變，即nk不變,由機械積極傳動；而加拈轉速nt將隨著卷繞直徑d而變化。
卷繞時的氣圈 在環錠或帽錠紡紗時氣圈曲線可以看作為振動波(圖4 )。近似方程為:
當 時，氣圈不穩定，會引起斷頭，因此必須使 事實上，rm受錠距或隔紗板限制，故最大氣圈高度的實際限制條件應如下式所示： 式中 T/m的最大值對紗線斷頭有影響。為了突破上式的限制條件，可以加裝控制環,套在紗管和氣圈的外面,但這將對實際操作帶來一定的不便。
卷繞的其他形式 半制品條子的卷繞形式，在採用超大牽伸由條子直接紡成細紗時，也可採用往復螺鏇線形式繞成緊密的圓柱形小卷卷裝，但須對條子進行搓拈，以提高其強度。一般的條子是無拈的，均以無張力鬆弛狀態圈放在條筒內。其基本運動就不再是迴轉運動與往復軸向運動的合成，而是兩個迴轉運動的合成(見圈條)。
對各類卷裝除整齊緊密、便於存儲運輸、保證質量和退繞順利之外，還應儘可能增大卷繞容量，以減少接頭，減少停車輔助時間。但粗細紗卷裝的增大將對加拈卷繞機件提出更高要求，並使動力消耗有所增加，對紡紗速度和生產率有影響。
