《纺纱产品质量控制》是为满足高等职业院校现代纺织技术专业高端技能型人才的需要，依据纺部试验员（质量员）的岗位能力要求进行编写。纺部试验员（质量员）的工作任务包括半成品、成品的各项指标的实验、质量控制。本课程的目的是要求学生能够对纺纱半成品及成品的质量进行测试；能够掌握质量控制的主要指标，具备对纺纱产品质量进行控制的能力，为将来的工作打下基础。同时培养学生的计划能力、创造能力、工作主动性以及独立获取信息、交往能力、协作能力等素质。本教材可作为高等职业院校现代纺织技术专业的教材，也可作为纺织中等职业学校、纺织企业培训的代用教材，并可供纺织企业技术人员参考。

     模块一棉卷的质量测试、分析与质量控制
     纺织厂棉卷质量检测包括2项内容：棉卷均匀度检测和含杂检测。通常来说，在纱线产品的生产过程中，棉卷均匀度和含杂的检测需要每周进行一次。
     本项目分为2个任务，即棉卷均匀度的检测与控制、棉卷含杂率的检测与控制。
     任务1棉卷均匀度的检测与控制
     任务引入
     某厂生产JC9.7tex纯棉精梳纱，经过纺纱的第一道工序——开清棉工序后，生产出的棉卷如图1-1-1所示。试按照生产规程，检查棉卷的均匀度。
     图1-1-1棉卷 任务分析
     通常来说，纺织厂生产中要求棉卷结构良好、纤维混和均匀、厚薄一致、纵横向均匀、不粘卷、定量正确。这些定性指标可以通过检测棉卷的均匀度进行判断。棉卷均匀度的检测项目有4个：棉卷重量不匀率、横向不匀率、重量偏差及棉卷回潮率。棉卷重量不匀率常用Y201L型棉卷均匀度仪检测，棉卷回潮率采用Y802K型通风式快速烘箱及电子天平检测。
     一般在当遇到不合格情况时，需要操作人员及时调整相关参数以改善棉卷质量。
     相关知识
     一、棉卷均匀度检测项目及标准
     1.棉卷重量不匀率
     反映棉卷纵向不匀，是棉卷每米长度的重量差异，它直接影响棉条重量不匀率和细纱的重量偏差。纵向不匀率通常以1m长为片段，称重后计算重量不匀率的数值。棉卷重量不匀率的控制范围见表1-1-1。
     棉卷经国产Y201L型棉卷均匀度试验机切割分段经称重后用下列公式计算：
     棉卷重量不匀率=2×（每米平均重量-平均以下每米平均重量）×平均以下项数每米平均重量×实验总米数×100%
     表1-1-1棉卷重量不匀率的控制范围
     检测项目原料自动落卷人工落卷棉卷重量不匀率（%）棉及棉型粘胶纤维0.8~1.01.0~1.2棉型合成纤维及中长化纤0.9~1.11.1~1.3
     棉卷重量不匀率试验一般每周每台成卷机至少试验1次，各品种（或卷别）每月至少试验4次。每次试验任取正卷棉卷一只。
     2.棉卷横向不匀率
     棉卷横向不匀率指棉卷的横向分布情况，如有无破洞及横向各处的厚薄差异等。棉卷均匀度试验机上装有日光灯，当棉卷退出时，可以目测棉层有无破洞、厚块、粘连、“萝卜丝”等情况。棉卷横向不匀率的控制范围见表1-1-2。纺纱产品质量控制模块一棉卷的质量测试、分析与质量控制
     表1-1-2棉卷横向不匀率的控制范围
     检测项目原料控制范围棉卷横向不匀率（%）棉及棉型粘胶纤维1.0棉型合成纤维及中长化纤1.0
     棉卷横向不匀率试验一般每台每季至少1次，可结合重量不匀率试验进行。
     3.棉卷重量偏差
     生产上还控制棉卷的重量偏差，即控制棉卷定量或棉卷线密度的变化。棉卷重量偏差是指每个棉卷重量与规定重量的差异。棉卷重量偏差的参考范围见表1-1-3。
     棉卷规定重量=扦重+棉卷湿重
     表1-1-3棉卷重量偏差的参考范围
     检测项目参考范围检测项目参考范围棉卷重量偏差±1%~1.5%棉卷正卷率99%
     二、Y201L型棉卷均匀度仪
     棉卷重量不匀率常用Y201L型棉卷均匀度仪检测，仪器如图1-1-2所示，其侧面结构如图1-1-3所示。
     图1-1-2Y201L型棉卷均匀度仪
     1—右墙板2—右侧门3—天平显示4—照明开关5—启动按钮6—停止按钮7—踏板连杆
     8—踏板9—前罩门10—称量盘11—左墙板12—撑杆13—棉卷辊筒14—压辊
     15—上导辊16—下导辊17—照明灯管18—上罩门棉卷搁于棉卷架上，经棉卷罗拉退绕后，由压辊送到上导辊、下导辊之间，然后落在称量盘上。注意要防止棉卷钎被棉卷架凹档卡住，不能顺利下落或搁刹。棉卷罗拉表面要平整毛糙，不能太光滑而造成滑溜，其周长为1m，它转一圈，棉卷罗拉齿轮T1上的凸轮钉D带动套筒拉簧
     柱回转一定角度，使离合器齿轮T2与下导轮齿轮23T脱开。此时棉卷罗拉停止回转，而上下导辊继续回转，就将棉卷在压辊与棉卷罗拉的钳口处切断。
     图1-1-3棉卷均匀度仪结构
     1—棉卷架2—棉卷罗拉3—压辊4—上导辊5—下导辊6—称量盘
     7—电子天平8—称重显示器9—日光灯10—棉层离合器另与踏脚板用连杆连接，每踏一次，离合器齿轮T2重新与23T结合而带动棉卷罗拉转动一转。
     Y201L型棉卷均匀度仪附有专用电子秤用于棉层称重，用LED数码管显示实测重量，最大称重为5000g，最小读数为1.0g。
     三、Y802K型通风式快速烘箱
     目前执行的GB/T 9995—1997《纺织材料含水率和回潮率的测定烘箱干燥法》对烘箱有着比较严格的规定。烘箱应为通风式烘箱，通风形式可以是压力型或对流式；具有恒温控制装置，烘燥全过程式样暴露处的温度波动范围为±2℃；试样不受热源的直接辐射；烘箱应便于空气无阻碍地通过试样，接近试样处的气流速度应大于0.2m/s，最好不超过1m/s；换气速度即每分钟内供应的空气量至少应为箱内空气体积的四分之一。
     当前，由于快速通风烘箱尚未普及应用，仍有相当数量的普通烘箱在使用，两者在结构、烘测机理、烘测时间上有一定的差异。
     普通烘箱（Y802N型）采用箱体底部有送风孔（新风孔）、箱体上部有可以调整大小的排风孔、其内部有转篮架和保持箱内空气温度均匀的小风机；通风方式采用自然空气热对流排风（对流式）。利用加热体使空气介质加热，然后通过干热空气的热源加热纤维和纤维中的水分子，通过冷热空气的自然对流使纤维中的水分子增加动能，从而达到水分子脱离纤维表面作用并被排除箱体的目的。
     Y802K型通风式快速（图1-1-4）烘箱采用箱体底部沿风机轴孔送入新风。箱体上部有可以调整大小的排风孔，箱体底部有加热体和离心风机。在离心风机的作用下强迫干热风通过试样表面，利用加热体产生热量，通过空气介质的作用来加热棉纤维中的水分子，使其增加动能，让水分子自然脱离棉纤维，然后利用冷热空气的快速对流将棉纤维中的水分子排出箱外，以达到烘干试样的目的。新空气的补充是利用离心风机产生的负空气压力来达到的（压力型）。因此，换气量大，烘干棉纤维的速度快。
     图1-1-4Y802K型通风式快速烘箱
     1—烘箱主体2—双层烘箱门3—八只烘篮4—排出气阀5—转篮手柄6—电子天平
     7—观察窗8—工作指示灯9—超温指示灯10—温控器11—电源开关
     12—烘燥启动13—烘燥停止14—照明开关由于快速烘箱箱体内的风速较大，使得热空气在箱体内得到了充分的混合，箱体内的温度更均匀，主要表现在四角温度和上下层温度的均匀性。Y802K型快速通风烘箱采用的是强迫箱体内的空气流动，迫使箱内空气快速通过试样和烘箱加热体，也使得烘箱的加热速度有相应的提高，再加上应用了精密超温数字控制，具有超温断电自锁、定时报警功能等多项高新技术，测试重量回潮率等数据可自动显示、打印报告，测试时间为10～40min。
     图1-1-5电子天平将称取的部分棉纤维通过通风式快速烘箱烘干，在箱体内对试样进行称重。
     四、电子天平
     电子天平的最大量程应超过取试样及容器重量之和，天平示值最小读数d≤0.01g。常用的天平有机械式天平和电子天平两类。电子天平一般采用磁阻尼，具有操作迅速、数码管显示、读数方便、无刀口磨损、使用寿命长等优点，且多数具有清零去皮重装置和留有打印机接口，电子天平可具有较高的精度，并有自动校正、报警、量程转换及打印报告等功能。棉纺试验常用的国产电子天平型号有QD系列、MP200系列、XY2000系列、HD系列等。
     从被检测的棉卷中随机称取50g作为试样，检测棉卷的回潮率。
     五、棉卷均匀度的控制措施
     提高棉卷的均匀度所采取的控制措施见表1-1-4。
     表1-1-4提高棉卷均匀度的控制措施
     质量项目控 制 措 施 内 容提高正卷率和
     棉卷均匀度1.喂入原棉密度力求一致：紧包棉应预先松解；处理过的回花、再用棉必须打包后使用；棉包排列须将松紧密度的棉包均匀搭配
     2.调整好整套机组的定量供应：抓棉机、自动混棉机的运转率控制在90%以上(化纤在80%以上)；双棉箱给棉机的棉箱储棉量，经常保持2/3，在棉箱中充分发挥光电管和摇栅作用，双棉箱的前棉箱采用振动棉箱，使棉纤维在箱内自由下落，棉层横向密度较均匀
     3.采用自调匀整装置：控制准确、反应灵敏、调节范围大，充分发挥自调匀整给棉作用
     4.配置适当风扇速度：FA141型成卷机风扇转速应比打手快250~350r/min，纺化纤应比纺棉快10%~15%，尘笼与风扇通道的负静压应保持250~300Pa，打手至尘笼通道保持负静压20~50Pa
     5.加强温湿度管理：纯棉卷回潮率控制在7%~8.5%，车间相对湿度夏季55%~65%，冬季50%~60%减少棉卷疵点1.消灭棉卷破洞：要求棉卷开松度正常，回花混和均匀，尘笼吸风量充足和左右风力均匀，尘笼表面光洁，无飞花堵塞。棉卷定量不宜过轻，打手至天平罗拉隔距不宜过大
     2.改善棉卷纵向不匀：原棉需要混和均匀、开松度好、回花不能回用过多。棉箱机械要出棉均匀、储量稳定、天平曲杆调节灵敏，输棉风力要求均匀充足
     3.降低棉卷横向不匀：要求尘笼风力横向均匀、风力充足；打手前面补风要左右均匀和出风通畅
     4.防止粘卷：注意原棉回潮率不能过高，回花、再用棉的回用量不宜过多；对棉层打击不宜过多，防止纤维损伤、疲劳、相互粘连；应安装防粘装置并采取防粘措施
     5.减少棉卷中的束丝：回潮率过高的原棉混用前要进行去湿处理，棉箱机械要减少返花，棉层打击数不能过多，堵塞车内掏出的束丝不能回用；输棉管道要光洁，吸棉风量要充足，棉流运行要畅通
     任务实施
     一、Y201L型棉卷均匀度仪操作方法
     （1）做好棉卷均匀度试验仪的清洁检查工作。
     （2）放上棉卷，开亮日光灯，校正棉卷秤零位，并在托盘上按棉卷定量放上近似重量的砝码对棉卷秤进行校验，校验结束后，取下砝码。
     （3）启动均匀度试验仪，使棉层头端送入压辊及棉卷罗拉之间，并用生头板将棉层嵌入上下导辊间(注意不可用手指操作)，将棉层按设定长度切断落入电子秤称盘，电子秤可直接将棉层称重、显示并记录。
     （4）棉层头末段不足1m者，只量长度，不计重量。量长度应自平齐处量起。
     （5）测试过程中，应同时注意观察棉层有无破洞及严重厚薄不匀等不正常情况，以便及时通知检修。如有特殊需要，可在棉卷罗拉齿轮上均匀地加装2只或3只凸钉，用以测试1/2m或1/3m片段长度的重量不匀率。
     （6）结合棉卷重量不匀率试验，取棉卷中部10段（每段长1m），用棉卷横向三等分活页铰链工具（图1-1-6），其每页样板宽度均等于1/3棉卷宽度（差异应小于3mm），沿棉卷横向宽度对准样板，再将两边样板折叠到中段样板后，将棉卷沿中段两边撕裂。
     图1-1-6棉卷横向三等分活页铰链工具为了撕裂整齐，中段样板两边可装上旧的梳棉机斩刀片，然后按左、中、右三段棉卷分别称重。
     （7）从测过的棉卷中随机抽取棉块，用电子天平称取50g。
     （8）将试样放入Y802K型通风式快速烘箱的称重容器内，105℃温度烘燥大约40min。
     （9）关断烘箱的气流，称重精确至0.01g。非标准大气下测得的数据需要修正。
     二、试验数据的计算
     （1）按平均差系数公式计算棉卷每米重量不匀率H。
     H=2n1(X-X1)nX×100%
     式中：n——试样数；
     n1——小于X的试样数；
     X——试样测试结果的平均值；
     X1——小于X的试验数据的平均值。
     （2）计算横向三段平均重量或左右两段平均重量对中段平均重量的比值，也可以用平均差系数公式，计算30段横向重量的不匀率。
     （3）回潮率：
     回潮率=试样湿重-试样干重试样干重×100%
     三、检测数据及控制
     采用Y201L型棉卷均匀度仪对棉卷进行检测，得出如下数据。
     1.棉卷重量不匀率测试数据（表1-1-5）
     表1-1-5棉卷重量不匀率测试数据
     品种：JC9.7tex；实际卷重：21.12kg；计算长度：46.2m；实际长度：47.33m；棉卷头：前46cm、后87cm序号123456789101112棉卷
     重量
     （g/m）410417409409411405412406407414404408410410415416416415407407416414414416406412400416402406406409406409408407407412408402410404412415411418平均质量（g/m）409.8总质量（g）18849
     由于：n=46，n1=23，X=409.8g/m，X1=406.2g/m。
     则：H重量=2n1(X-X1)nX×100%=2×23×(409.8-406.2)46×409.8×100%=0.88%
     2.棉卷横向不匀率测试数据
     测试第21~第30段的棉卷横向均匀度（表1-1-6）。
     表1-1-6棉卷横向不匀率测试数据
     棉卷测试段2122232425序号1234567891011121314151/3棉卷重量
     （g/m）139.0138.1138.9138.5137.1138.4138.3137.3138.4138.9138.3138.8135.6135.0135.4棉卷测试段2627282930序号1617181920212223242526272829301/3棉卷重量
     （g/m）137.8136.6137.6133.4133.1133.5138.9138.5138.6134.3133.5134.2135.4135.1135.5
     由于：n=30，n1=13，X=136.73g/m，X1=134.66g/m。
     则：H横向=2n1(X-X1)nX×100%=2×13×(136.73-134.66)30×136.73×100%=1.31%
     虽然，经过测试，棉卷的重量不匀率符合要求，但发现重量极差较大。横向不匀率不符合要求，并且横向检测中发现中间部分相对较轻，这可能是尘笼在凝棉的过程中出现了横向的不匀。为此，实际生产中，通过提高抓棉机的运转效率、加强轴流式开棉机及清棉机的开松作用，并对尘笼的风力进行了调整，使风力横向均匀、风力充足。整改后，重新测试的棉卷重量不匀率为0.56%，横向不匀率为0.83%。
     3.棉卷伸长率测试数据（表1-1-7）
     表1-1-7棉卷伸长率测试数据
     项目测试值机台3机台4计算长度（m）46.246.2实际长度（m）47.3347.88伸长率（%）2.453.64
     其中：
     棉卷伸长率=棉卷实际长度-棉卷计算长度棉卷计算长度×100%
     4.棉卷回潮率
     试样烘干前的质量：50g；烘干后的干重：46.51g。
     回潮率=试样湿重-试样干重试样干重×100%=50-46.5146.51×100%=7.5%
     考核评价
     本任务的考核按照表1-1-8进行评分。
     表1-1-8考核评分表
     项目分值得分棉卷均匀度仪操作40（按照步骤操作，少一步骤扣2分）数据记录及分析30（按照要求进行记录，对数据进行计算及分析，少一项扣3分）质量控制30（根据数据分析提出提高棉卷均匀度的整改措施）书写、打印规范书写有错误一次倒扣4分，格式错误倒扣5分，最多不超过20分姓名班级学号总得分
     思考与练习
     棉卷重量不匀率超过1.5%，分析原因，并提出解决方案。
     ……