一、          细纱断头基本规律
细纱断头关系细纱工序高产、优质、低耗，影响劳动生产率和设备生产率的提高。断头多生产状态有波动，工人劳动强度高，成纱疵点多，产品质量差，回花回丝、机物料消耗增多，直接影响产量。细纱断头是多种因素的综合反映，因此，为了减少断头，必须掌握产生断头的原因，从根本上予以解决。
前罗拉到导纱钩之间的纱段，一般称纺纱段纱线。纺纱段纱线所具有的强力称为纺纱强力。在纺纱过程中，如果纱线某截面处强力小于作用在该处的张力时，就发生断头，因此断头的根本原因是强力与张力的矛盾。如图7—5—1所示为实测中号纱纺纱张力Ts和纺纱强力Ps的变化曲线。从图中曲线可知，纺纱张力平均值Ts比纺纱强力平均值Ps小得多，断头机会是很少的。尽管纺纱张力与纺纱强力两者各自按其本身规律波动，但大多数时间内并不一定发生断头。当某一瞬间，作用在纱线上某点张力大于该点的强力时，即发生断头(如图中A、B点)，这就说明断头主要发生在张力与强力两者波动中波峰波谷交叉点，而不在于它的平均值大小。生产中平均张力总是比平均强力小，否则就无法进行生产。由于张力和强力存在波动，因此当纱线平均张力增加和平均强力降低，两者数值靠近时，就会增加波峰波谷交叉机率，断头率也增加。如果张力、强力波动范围小，特别是降低张力较高的波峰值或提高强力较低的波谷值，两者的平均值即使靠近些，断头仍可稳定，甚至有可能减少。所以降低断头率的主攻方向是控制和稳定张力，提高纺纱强力、降低强力不匀率，尤其是减少突变张力和强力薄弱环节，以减少张力与强力波峰波谷交叉机率。

在正常生产中出现的断头规律与张力和强力这两个因素有着密切关系。细纱断头可概括为成纱前断头和成纱后断头两类。成纱前断头是指纱条在输出前罗拉之前的断头，发生在喂入部分和牵伸部分。成纱后断头是指纱条从前罗拉输出后至筒管间这段纱条在加捻卷绕过程中发生的断头。在正常条件下成纱前的断头应该是较少的，主要是成纱后断头。成纱后断头的规律如下：
(一)一落纱中断头分布，一般是小纱断头最多，中纱最少，大纱断头多于中纱；
 (二)成纱后断头部位较多发生在纺纱段(称为上部断头)，在钢丝圈至筒管间断头(称为下部断头)出现较少，但当钢领与钢丝圈配合不当时，会引起钢丝圈的振动、楔住、磨损、烧毁、飞圈等，使下部断头有所增加。断头发生在气圈部分的机会是很少的；
(三)在正常生产情况下，绝大多数锭子在一落纱中没有断头，而在个别锭子上会出现重复断头；
(四)随着锭速增加，卷装增大，张力也随着增大，断头一般也随之增加。
二、气圈形态与断头
(一)气圈方程
建立以导纱钩中心为圆点如图7—5—2所示的坐标系，作用于气圈纱段的力主要有气圈顶部张力To、底部张力TR、高速转动的离心力Cm及空气阻力、哥氏力和纱线重力。气圈的形态客观上反应了这些力的大小和相互关系，因此在某种程度上纱线张力及其变化可以根据气圈形态来观察。

为方便分析，略去空气阻力、哥氏力、纱线重力等一些次要的力，将气圈简化为一平面曲线。在气圈上任取一微分纱段ds，其回转半径为y，在纱段离心力dCm与两端张力T和T+dT作用下，可得：

（二）、影响气圈形态的因素
当气圈的最大半径ymax处于钢领板的上方，H值在p/2<aH<p范围内时，主要工艺参数对气圈形态的影响情况为：
1、气圈角速度wt  当wt变化时，因纱线张力分量Tx随wt2正比例变化，使a值不变，故对气圈形态没有影响。
2、纱条  线密度大，即m大，使a值增大，sinaH值减小，故ymax增大，气圈凸形变大。
3、钢丝圈重量  钢丝圈重，Tx增大，使a值减小，sinaH值增大，ymax减小，气圈凸形变小。
4、钢领半径R  R增大，则TX增大，使a值减小，sinaH值增大，ymax减小，但R的增大对ymax的增大起主导作用，故气圈凸形增大。
5、气圈高度H  一落纱由小纱到大纱，气圈高度H随之缩小，ymax也随之减小。
6、纱线张力TX  根据TX=mwt2H2／(aH)2可知，当m、wt、H相同时，Tx小，aH大，凸形大；反之，Tx大，aH小，凸形小。当观察同机台各锭的气圈形态发现有凸形差异时，往往是由于张力异常所致。
(三)稳定气圈形态，减少细纱断头
1.气圈形态与细纱断头  纺纱张力与气圈形态有密切关系，可利用气圈形态来调节纱线张力。当气圈凸形过大时，会引起气圈猛烈撞击隔纱板，不仅刮毛纱线，而且会引起气圈形态的剧烈变化，使钢丝圈运行不稳定、楔住或飞圈而断头。同时凸形过大会使气圈的顶角a。(见图7—5—2)过大，纱线上如有较大的粗节或结杂通过时，气圈顶部会出现异常凸形，纱线容易被导纱钩上的擒纱器缠住而断头。在小纱阶段尤其是管底成形卷绕大直径时，气圈凸形过大。
当张力过大引起气圈凸形过小时，断头后接头时拎头重，操作困难。小纱时凸形过小会使a。过小，易引起筒管顶部与纱条摩擦而断头。但是大纱小直径时气圈更趋平直，气圈失去对张力波动的弹性调节能力，这时若出现突变张力，就容易引起纱线与钢丝圈磨损缺口交叉而割断纱线，或张力迅速传递到纺纱段弱捻区引起上部断头。
一落纱的最大气圈高度Hmax 和最小气圈高度Hmin如图7—5—3所示，一落纱的最大和最小气圈高度分别为：
    Hmax=L+D+C            (7-5-6)
    Hmin=l +D+C             (7-5-7)
式中：L——卷装高度；
D——满管时卷绕锥面的顶点至筒管头的距离；
C——筒管顶端至导纱钩的距离
l ——导纱钩的升降动程。

2.稳定气圈形态的措施  气圈凸形过大或过小都是不利的。小纱时气圈凸形容易过大，大纱时气圈凸形容易过小。因此，要减少大、小纱时的断头，应使大、小纱纱线张力与气圈形态尽量向中纱靠拢。
在卷装高度L一定时，压缩最大气圈高度Hmax 就决定于(D+C)的大小。生产上为防止冒头纱，D一般取13~15mm，C的大小若以纱条与筒管头相切为准可小到12~16mm左右。FA506型细纱机的(D十C)为35～40mm。压缩Hmax 会导致大纱最小气圈高度Hmin的不足而导致大纱断头增加。在(D+C)一定时，放大Hmin主要体现在增大导纱钩的升降全程上。一般在卷装尺寸为(35～42mm)×(150~180mm)、锭速为16000～20000r／min时，Hmin以不小于75~80mm为宜。增大导纱钩的升降全程来放大Hmin，对降低大纱小直径的断头有利，但却受到导纱角最小值bmin的限制。
为了压缩小纱气圈高度，降低小纱张力，减少小纱断头，FA506型细纱机的导纱钩采用变程升降(见图7—5—1)，使导纱钩的每次升降动程和级升自管底始纺时逐渐增大到正常值。
三、纱线张力与断头
在加捻卷绕过程中，纱线上的张力是因为纱线要拖动钢丝圈高速回转，必须克服钢丝圈与钢领之间的摩擦力、导纱钩和钢丝圈给予纱线的摩擦阻力及气圈段纱线回转的空气阻力和离心力等，纱线要承受较大的张力。在纺纱过程中，保持适当的张力，是保证正常加捻卷绕的必要条件，过大的张力不仅增加每锭功率消耗，而且会使断头增加。张力过小，会降低卷绕密度，影响细纱强力，也会因气圈膨大碰隔纱板，使细纱毛羽增多，光泽较差，还会造成钢丝圈运行不稳定而增加断头。所以张力大小应恰当，并与纱线的特数、强力相适应，达到既提高卷绕质量，又降低断头率。正常的张力大小及其变化不致直接引起断头，而当突变张力超过纱线强力时才是造成断头的根本原因。高速元件质量不良，钢丝圈圈形不当，楔住或飞脱，一落纱过程中张力波动过大等都是产生突变张力而造成断头的原因。
(一)纱线张力分析  在加捻卷绕过程中，纱线张力可分为三段，前罗拉至导纱钩之间纱线张力称为纺纱张力TS；导纱钩至钢丝圈之间纱线张力称为气圈张力(又分T。—导纱钩处气圈顶端张力，TR—钢丝圈处气圈底部张力)；钢丝圈到管纱之间纱线张力称为卷绕张力TW。了解纺纱张力TS的目的是为了掌握它与动态强力的比例，以及导纱钩的结构、安装位置对张力的影响。了解气圈张力T。、TR的目的，是为了掌握气圈形状与张力的关系，从而可以由直观的气圈形态来掌握张力的变化。了解卷绕张力T。的目的是为了掌握钢丝圈的重量变化、钢丝圈与钢领的摩擦力变化(包括钢丝圈的形状及速度)、钢领与筒管卷绕直径比对张力的影响。
TR、T。、TW、TS(见图7—5—2)之间的关系是密切的，变化规律是一致的，而且相互联系和影响。为了获得各张力的数值，TS一般采用动态应变仪进行测定，T。与TS间可用欧拉公式计算：
T。=TS                      (7-5-8)
式中：m。—纱线与导纱钩间摩擦系数；
  q。—纱线在导纱钩上的包围角。
(二) (一)     纱线张力变化规律
在加捻卷绕过程中，各段张力的分布规律是TW最大，T。次之，TR再次之，纺纱张力TS最小。
1.影响张力的主要因素：
(1)钢丝圈重量Gt：与纱线张力成正比(工艺上是以钢丝圈的号数来表示其重量)，这是由于钢丝圈的离心力Ct与钢丝圈重量Gt成正比。在日常生产中，可根据