第二节 纱线的清洁、打结与定长
清除纱线上的粗节、棉结、尘屑、杂质等有害纱疵是络筒的任务之一，以提高纺织品的质量和后道工序的生产效率。无梭织机的广泛应用，对络筒清除杂疵方面提出了较高的要求。纱疵清除后，取而代之的是一个接头，接头质量对后部工序的影响很大。
一、纱线的清洁
纱线上的疵点由清纱装置鉴别，根据其工作原理，清纱装置可分为机械式和电子式两类。
（一）机械式清纱装置
机械式清纱装置有板式和梳针式两种。板式清纱器具有一条可调的缝隙（称为隔距），如图1-13（a），纱线在固定清纱板2和活动清纱板3之间的缝隙通过时，其直径得到检查，纱线上的粗节、棉结因不能通过缝隙而被刮断；附着在纱线上的杂质、绒毛和尘屑等被清纱板刮落。纱线在高速退解时可能产生的脱圈，也不能通过缝隙，因而提高了络筒的质量。梳针式清纱器的结构与板式类似，如图1-13（b），所不同的是它采用一排后倾45°的梳针板代替上清纱板，梳针号数根据纱线粗细和工艺要求而定。
图1-13 机械式清纱器
1—调节螺钉 2—固定清纱板 3—活动清纱板
清纱装置隔距的确定要考虑纱线的纤维种类、特数、络筒速度和织物品种的外观要求等因素。隔距过大，易漏过杂疵；隔距过小，会造成断头过多和刮毛纱线。板式清纱装置的隔距通常为1.5～3.0d（d 为纱线直径），梳针式为4～6d。
机械式清纱装置虽然结构简单，成本低廉，但清除效率低。板式清纱装置的清除粗节效率约为40%，梳针式清纱装置可达60%左右，对纱疵长度不能鉴别。检测过程中，它们与纱线的摩擦接触会对纱线及纤维产生一定的损伤，且易产生静电，在化纤产品、混纺产品和高档天然产品的生产中已无法满足日益提高的产品质量要求，正逐渐被淘汰。
（二）电子式清纱装置
电子清纱器采用无接触检测，因而不损伤纱线，它通过对纱线的粗细和长度两个指标进行检查而获得纱疵信息，再与设定值进行比较，超出标准则切断纱线。因此，电子清纱器的检测较准确，切断正确性和清除效率均大大提高，有利于提高织造效率和织物质量。
根据检测方式的不同，电子清纱器可分为光电式和电容式两种。
1.光电式电子清纱器 光电式电子清纱器检测纱疵的侧面投影，比较接近视觉。其工作原理是将纱疵的直径和长度作为几何量，通过光电系统转换成相应的电脉冲信号而进行检测。其装置由光敏检测头（包括光源和光敏接收器）、信号处理电路和执行机构三部分组成。典型的光电式电子清纱器的工作原理如图1-14所示。
图1-14 光电式电子清纱器的工作原理
检测头的左侧是光源，右侧为光敏接收器，采用了硅光电池。当带有纱疵的纱线通过检测区时，其直径的变化使硅光电池的受光面积发生变化，会引起硅光电池受光量及输出光电流的变化，光电流的变化幅值与纱疵的直径变化成正比，光电流变化持续的时间与纱疵的长度成正比。光敏接收器输出的电流脉冲的幅值和宽度的变化信号经放大器放大后，由短粗节、长粗节、长细节三个鉴别电路判断纱疵的粗细与长短。当纱疵直径、长度等电压信号超过设定电压值时，则触发切刀驱动电路工作，驱动切刀切断纱线，将纱疵除去。
2.电容式电子清纱器 电容式电子清纱器是以电容传感器测定单位长度内纱线质量的变化，来间接反映纱线截面积的变化，从而检测纱疵。其装置由检测部分、信号处理电路和执行机构组成。典型的电容式电子清纱器工作原理如图1-15所示。
图1-15 电容式电子清纱器的工作原理
检测部分由高频振荡器、电容传感器和检测电路组成。当电容传感器的两块金属极板之间无纱线通过时，电容量最小。当纱线以恒定速度在两极板之间通过时，因为纤维的介电常数比空气大，电容量增加，增加的数量与单位长度内纱线的质量成正比关系。因此，纱线截面积的变化，即单位长度纱线质量的变化被转换成电容量的变化。
发生于高频振荡器的高频等幅波经电容传感器后，被调制成随纱线截面积做相应变化的调幅波，调幅波经检测电路转换成电脉冲信号。检测电路输出的电脉冲信号经放大器放大后，分别通过短粗节、长粗节、长细节三个鉴别电路判断纱疵的粗度和长度，当纱疵所对应的脉冲信号达到设定值，则触发切刀驱动电路工作，驱动切刀切断纱线，将纱疵去除。
由于光电式电子清纱器和电容式电子清纱器的检测原理不同，因此它们的工作性能有较大差异，表1-1对两者的工作性能进行了对比。
表1-1 光电式和电容式电子清纱器工作性能对比
二、纱线的接头方式
络筒时，清除纱疵、纱线断头或纱管用完时都需要对纱线进行接头。据统计，卷绕一个重1.5kg的筒子，一般要产生19～44个结头，结头的质量对后部工序的生产效率及产品质量都有很大影响。接头方法有打结和捻接两种方式。捻接是实现无结接头的接头方式。
（一）打结接头方式
打结是传统的接头方式，络筒常用织布结和自紧结两种形式，过去由人工打结，现在已广泛采用机械打结器。
织布结如图1-16（a）所示，结尾分布于两侧，结头直径为原纱直径的2～3倍。织布结适用于多种纤维和粗细的纱线，但对于比较光滑的纱线，易产生脱结。
自紧结如图1-16（b）所示，它由两个不完整的结组成，结尾相反，结根相对。拉紧时，两结靠拢结合为一体，且愈拉愈紧不易脱开。结头直径为原纱直径的3～4倍。
图1-16 织布结和自紧结
打结接头的本质是用一个小的“纱疵”（结头）代替一个大的纱疵，这种结头会影响织物的外观质量，布面上的纱线结头明显可见。
图1-17 空气捻接器工作原理图
1—夹持器 2—剪刀 3—退捻器 4—捻接腔 5—筒子纱 6—管纱
（二）捻接接头方式
捻接接头已在自动络筒机上普遍应用，普通络筒机也配置了捻接器，以取代打结接头。捻接接头的直径为原纱直径的1.1～1.3倍，纱线断裂强度为原纱强度的80%～100%。捻接接头的方法很多，有空气捻接法、机械捻接法、静电捻接法、包缠法、粘合法等，其中技术比较成熟、应用比较广泛的气动捻接和机械捻接两种。
1.空气捻接 图1-17为空气捻接器的工作原理图。引自筒子纱5和管纱6的纱线被分别引入捻接腔4后，由夹持器1夹住纱尾，剪刀2剪断纱线。然后，两纱尾被分别吸入退捻器3，对纱尾施加与纱线捻向相反的气流，使纱线尾端退捻、开松，形成平行的纤维束，呈毛笔尖状，在开松过程中多余的纤维被吹走。之后纱尾被引入捻接腔4，由捻接腔喷出的气流将两纱尾处的纤维缠绕或回旋加捻形成捻接接头。
捻接腔有多种形式，其中用于短纤纱的捻接腔结构如图1-18（a）、（b）所示，图1-18（c）用于长丝、长纤纱。
图1-18 捻接腔结构示意图
用于短纤纱的管状捻接腔壁上有两个出流孔，压缩空气自孔中射出时，形成向管腔两端扩散、反向旋转的两股高速旋流。纱尾在高速旋流的拍击下，纤维相互混合，并以Z捻向或S捻向捻缠成纱，捻缠外形较好。
用于长丝、长纤纱的捻接腔壁上只有一个出流孔。纱尾的纤维在高速气流的冲击振动下能更均匀的相互混合、纠缠、捻接成纱，但捻接段两端有少量纤维游离于纱身之外。
在捻接空气中加入少量的蒸馏水，可使纤维间的抱合力大大增加，从而提高了纱线的捻接强度。这种捻接器主要用于加工天然纤维纺成的股线、纯棉转杯纺纱、干纺或湿纺亚麻纱。
在羊毛等动物纤维的纱线络筒时，可使用加热捻接。该捻接器的捻接气流首先被加热，热空气的作用是使被捻接的纤维轻微塑化并增加柔软性，使捻接过程易于进行。加热捻接也适用于毛/涤等混纺纱及化纤纯纺纱。
2.机械捻接 机械捻接是依靠两个转动方向相反的搓捻盘夹持纱条，搓捻盘首先让纱条解捻以获得松解的纱头，再反向转动将两纱头搓捻在一起，纱条在受控条件下完成捻接动作，捻接质量好，捻接处纱线条干均匀、光滑、强力高。但橡胶捻接盘易磨损，调节困难，受环境影响大，价格昂贵。机械捻接主要用于棉纱、氨纶纱或紧密纺纱。
三、筒子定长
随着整经技术的进步，各种高速整经机上均采用集体换筒的筒子架，为了减少筒脚纱的浪费及倒筒工作，对络筒工序提出了筒子定长的要求。早期的筒子定长采取挡车工目测筒子大小或尺量筒子直径等方法，目前普遍采用电子定长，定长误差可减小至±1%。
按测量原理电子定长可分为间接测长和直接测长两种。
间接测长是通过检测槽筒的转数，再计算出相应的纱线卷绕长度，进而实现定长控制。它是在槽筒轴上安装N极和S极间隔组成的磁环，槽筒每回转一圈，传感器便发出与磁环的极对数相等的电脉冲信号，m0为磁环的极对数，纱线的卷绕长度L与电脉冲个数m的关系为：
其中L0为槽筒每回转一周的绕纱长度，可由槽筒的周长L1和沟槽螺距L2近似计算：
可见，间接测量法完全根据槽筒的几何尺寸以及回转数计算筒子的绕纱长度，与实际绕纱长度存在误差。影响误差的因素有：传动点上槽筒和筒子的相对滑移、张力作用下纱线伸长量、纱线的质量、络筒机械状况等。
直接测长法是通过直接测量络筒过程中纱线的运行速度，当达到预定长度后络筒机即停止卷绕，实现筒子定长的目的。