纺纱基本原理体系

  将纺织纤维纺制成纱或线的过程称为纺纱。纺纱学是一门应用科学，它有很强的实践性。
  纺纱所使用的纤维，其性能往往差异很大，而且会随着周围环境的变化而变化，因此纺纱不像一般的基础学科，它有自己独特的一套理论体系。
最早人们利用天然的长纤维作为原料，后来随着纺纱技术的发展，才利用短纤维进行纺纱。纤维是杂乱无章的，且纤维越短，成纱就越困难，纺成纱的强力也低。要使纱能承受拉力，纱中的纤维应当尽可能地伸直，并且大体沿着纱轴的方向排列。所以，纺纱的实质是使纤维自杂乱无章状态转变成顺序纵向排列并加上捻度使之具有一定强力的过程。在纺纱之前，纤维原料经过初步加王已去除一部分杂质，但纤维的排列还是杂乱的，每根纤维既不伸直，也没有一定的方向性。所以纺纱就是将各品种、各产地压紧的且含有一定杂质疵点的纤维混合并纺制成粗细均匀、洁净、并具有一定物理机械性能的纱线。其纺纱原理和必须经过的基本过程如下:
一、原料的选配
  原棉的选择是纺纱过程中一个重要的步骤，纺纱厂一般不采用单一唆头纺纱，而是把几种暖头搭配使用，通常使用由不同成分的纤维混合而成的原料。原棉的主要性能如长度、细度、强力、成熟度、含杂等，都随着棉花的品种、产地、环境、加工等情况的不同，而有较大的差异。因此，纺纱时应根据纱线品质要求，在经济合理的原则下，选择与之相适应的原料。所谓配棉，即正确拟定原料的配方，确定各混合成分在混合原料中所占的比例，并按产品分类定期编制出配棉排队表。
二、混棉
  混棉的目的是将配合好的各成分进行细致而多次地混合，使不同成分的纤维得以正确而均匀地分布在成纱的任一部分，并使各种成分的比例能和配棉方案相一致，为纺制优良纱线打下良好的基础。混合时必须先将原料充分开松，排除部分杂质和疵点，然后进行混合。开松愈好.则混合愈细致、愈均匀。混棉可在工序开始时以手工或机械的方法完成，同时在整个过程中反复进行。一般采用包括按比例组合成棍合原料和随机混合两个步骤的混合过程。所谓按比例组合成混合原料，即有意识地按配棉方案将各种成分的原料先组成混合原料，再把组合好的原料送入机内进行随机?昆合。所谓随机棍合是指在机器上由于机件、气流的作用，促使纤维产生随机运动，而使任何成分的纤维有同样的概率分布到纱条的任一部分内。混棉工作的好坏决定于混合纤维的数量或棉包的多少、混棉工作或机械对纤维作用的随机性以及混棉时纤维的开松程度(如棉块或棉束的大小或在单纤维状态下的混合)等。
三、开松与除杂
  开松是使用开松机等纺织设备把大的纤维团块扯松成小块、小纤维束的过程，为以后进一步松解呈单根状态创造条件。除杂是利用纤维与杂质在物理性质上的不同，在开松的基础上使纤维和杂质连渐分离并从中消除。由于原棉中含有各式各样的杂质，很难在一次作用时除尽，于是就在一个工序中用不同的机械分次完成。目前的开消棉机械主要利用角钉帘子及打手、尘棒的机械作用，将原棉扯松使棉与杂质得以分离，同时利用它们在运动过程中产生速度与动量的差异而形成分离的力量，并由尘棒使棉块得以阻滞，而杂质则通过尘棒的间隙下落。在整个开松和除杂、混合的过程中随着加工过程的进行，棉块由大到小，机件的作用就更为细致。
四、粗梳原理
  经过开松与除杂后纤维已呈棉束状，其中的大部分杂质被消除，但要达到单纤维的均匀混合成分正确，还需进一步加工。粗梳是进一步开松、除杂和混合的有效方法。粗梳是利用大量密集的梳理机件把纤维小块、小束进一步松解成单根状态，从而去除细小杂质、疵点及部分短纤维。由于反复的梳理作用，使纤维充分地均匀混合。此时各根纤维间的横向联系基本被破除，但还不彻底，因为纤维大多呈届曲状。且有弯钩，每根纤维间仍有一定的横向联系。梳理后，被松解的纤维形成网状，并被收集成细长条子，逐步达到纤维沿纵向顺序排列。
梳棉机梳理的好坏，关系到纤维束分离的程度，从而影响后工序牵伸过程中纤维的正常运动，这和成纱强力、成纱条干有着密切关系。同时除杂作用在很大程度上决定了成纱棉结杂质的多少，还影响成纱条干。梳棉工序的落棉较多，且落棉中含有较多的可纺纤维，故控制落棉的数量直接关系到耗用原料的多少。另外，梳理机的台数多少，影响纺纱厂的用人、能税、占地及机物料的消耗。
五、精梳原理
  梳棉制成的生条中，还存在缺陆，含有较多的短绒及棉结杂质，纤维的伸直平行度不够好，这些将影响成纱质量，因此为了纺制特数细、要求高或有特殊用途的纱，还需经过精梳。利用梳针对纤维两端进行更为细致的梳理，使纤维更加伸直、平行，消除杂疵，并去除一定长度以下的短纤维。化学纤维由于所含杂质疵点很少，且较伸直平行，一般不经过精梳。
六、井台与牵伸
  经过开清、梳理作用后制成的半制品棉条，其粗细均匀的程度，仍不能满足要求，因此还要经过并合，将多根棉条并合在一起，使粗细不匀的片段有机会相互补偿而使均匀度得到改善。并合后的棉条很粗，要纺成合乎一定细度标准的纱线，还要经过多次的李伸才能成纱。牵伸是把集合成的条子抽拉细，使条子逐步达到预定粗细的过程。牵伸时，纤维间产生相对位移，由于相互摩擦，弯钩逐步消除，卷曲逐步顺直。这样，残留在纤维内部的横向联系有可能得到彻底破除，并沿纱条轴取向，为牢固地建立有规律的首尾衔接关系创造条件。但是李伸会带来纱条短片段的不匀，因此需配置合理的牵伸装置和工艺参数，使纱条不匀尽可能减少，为最终提高纱线质量创造条付。
七、加捻与卷绕
  随着纱条的抽长拉细，纱条内纤维根数减少，纤维变得更加伸直平行，纱条强力下降容易断裂并产生意外伸长，因此需要加上适当捻度使其具有一定的强力。加捻是将牵仰的细长须条绕本身轴线加以扭转，产生径向压力使纤维间的纵向联系固定起来。为了便于半制品和成品的储存、运输和下道工序的加工，必须将半制品和成纱卷绕成一定的卷装形式。卷绕过程应该在不影响产品产、质量的前提下连续进行。卷绕的速度和方向、卷绕的大小和形式、容器的规格及卷绕的方法等都与成纱质量和生产效率有关。
八、张力与断头
  产品的输出线速度与卷绕线速度在纺制过程中应保持协调一致，一般情况下，卷绕速度略大于输出速度，使之保持一定的张力。否则产品就会松弛，卷绕不紧密，成形不良，或者是产品受到意外牵伸产生不匀，甚至出现断头。在整个纺纱过程中，根据产品结构不同，张力配置也有区别。在梳理过程中，张力可以便棉网顺利输出，但又不能破坏棉网络构，在粗纱和细纱中，张力对产品质量有着重要的影响，尤其是张力过大时会引起断头。粗纱和细纱校一定的规律卷绕，便于下工序的退绕，卷绕必须能适应在较大范围内产品因粗细、强度和其他性质不同而造成的张力变化，并保证在一个卷装的时间内张力变化不大。
  总括起来，开松是初步的松解，梳理是松解的基本完成，同时又是初步的集合。牵伸最后完成松解，同时基本上达到集合，加捻则最后巩固集合。