В зависимости от вида перерабатываемых волокон различают хлопко-, шерсто-, льнопрядение и т.п. В П. п. волокна, поступающие на переработку, разрыхляются и очищаются, затем из волокон формируется лента, из которой после вытягивания и укрепления (кручения или сучения ) получают ровницу . В дальнейшем из ровницы или из ленты вытягиванием или дискретизацией (разделением) с последующим сложением и кручением вырабатывается пряжа.
Ручное прядение известно с эпохи позднего неолита. Было распространено почти у всех народов, за исключением народов Крайнего Севера, где носили меховые одежды. Древнейшими материалами для прядения были волокна шерсти, льна, конопли, а в некоторых местах и крапивы; в Индии — хлопка. Наиболее примитивный способ прядения заключался в образовании пальцами ленточки из волокон и в сучении её ладонями в отвесном положении или на коленях. Первыми орудиями прядения были ручные гребни для расчесывания волокон и ручные веретёна для скручивания. Волокна, приготовленные для прядения, привязывались к прялке с подставкой (донцем) или прялись непосредственно с гребня. Прялки и пряслица (грузики для веретён) на территории СССР известны по раскопкам со 2-го тыс. до н. э. Первым этапом в усовершенствовании ручного прядения было создание прялки с приводом веретена от вращающегося колеса и изобретение самопрялки, имевшей веретено с рогулькой, что позволяло одновременно скручивать и наматывать пряжу. Самопрялки с ножным приводом известны в Европе с 15 в.
С середины 18 в. начало развиваться машинное прядение. В Великобритании в 1738 была запатентована машина непрерывного (ватерного) прядения с вытяжным прибором (Л. Пауль), на которой осуществлялось вытягивание, кручение и наматывание пряжи; в 1748 сконструирована кардочесальная машина; в 1765 Дж. Харгривсом создана прядильная машина периодического (сельфакторного) прядения, на которой сначала вырабатывались отрезки пряжи определённой длины, а затем шло наматывание. В 1772—79 её усовершенствовали К. Вуд и С. Кромптон (улучшенную конструкцию стали называть мюль-машиной). В 1823—30 была предложена автоматическая прядильная машина периодического действия, а в 1870 — кольцепрядильная машина непрерывного действия. Гребнечесальную машину изобрёл француз Ж. Хейльман в 1845. В России в 1760 Р. Глинков организовал в Серпейске льнопрядильную фабрику, где были установлены созданные им гребнечесальные машины и многоверетённые прядильные машины с механическим приводом; хлопкопрядильная фабрика (Александровская мануфактура близ Петербурга) начала работать в 1799. На этой фабрике в 1833 были изготовлены и внедрены в производство двухзонные вытяжные приборы высокой вытяжки с уплотнителем.
К середине 20 в. кольцевые прядильные машины непрерывного действия вытеснили менее производительные и более сложные машины периодического действия, были созданы вытяжные приборы высокой и экстравысокой вытяжки, а также новые конструкции разрыхлительно-трепальных агрегатов и чесальных машин, усовершенствованы веретёна ровничных и кольцепрядильных машин и т.д. На рис. 1 показаны рабочие органы прядильных машин.
В П. п. различают 3 основных этапа переработки волокон: подготовку волокон к прядению и формирование ленты; предпрядение — получение ровницы; прядение — формирование пряжи. В некоторых случаях первые этапы объединяются (аппаратная система прядения) или исключается 2-й этап, а пряжа производится непосредственно из ленты (безровничное прядение).
Подготовка волокон к прядению начинается с разрыхления (разделения на мелкие клочки) спрессованного сырья при помощи игл, колков, зубьев и др. рабочих органов питателей, рыхлителей, разрыхлителей и др. машин. Очистка волокон от примесей производится главным образом механическим способом в трепальных машинах (возможны также аэродинамические и электропневматические способы). Разрыхление обычно сопровождается очисткой волокон, а очистка (трепание ) — разрыхлением. В шерсто- и льнопрядении трепание — основной процесс, при котором волокнистая масса одновременно разрыхляется и очищается.
Для равномерного распределения в смеси волокон различного вида, т. е. для придания материалу одинаковых свойств, волокна смешиваются. В П. п. применяются организованный способ смешивания (продольное сложение слоев, потоков, лент и т.п.) и неорганизованный, или случайный (распределение волокон в результате ворошения — перемешивания). Смешивание осуществляется в спец. смешивающих машинах, а неорганизованное смешивание — также в разрыхлительных машинах как сопутствующий процесс.
Разрыхлительные, трепальные и смешивающие машины агрегатируются, образуя разрыхлительно-трепальную установку в хлопкопрядении, или объединяются в поточную линию в шерсто- и льнопрядении.
Затем обрабатываемый материал подвергается чесанию (см. Чесание волокнистых материалов ), в результате которого волокна разъединяются и окончательно очищаются от мелких и цепких примесей и пороков. Различают 2 основные метода чесания: кардочесание, при котором волокна подвергаются воздействию игл или зубьев рабочих органов шляпочной или валичной чесальной машины (см. Кардолента ), и гребнечесание, которое осуществляется на гребнечесальных машинах .
В результате кардочесания образуется тонкий слой мало распрямленных и слабо ориентированных волокон (ватка-прочёс), который на тех же чесальных машинах формируется в ленту. После гребнечесания получается ватка-прочёс, состоящая из более длинных и хорошо распрямленных ориентированных волокон.
Этап подготовки волокон в П. п. завершается на ленточных машинах вытягиванием ленты до заданной тонины и сложением её. При вытягивании, обычно осуществляемом механическим вытяжным прибором, лента в результате смещения волокон утоняется, волокна при этом распрямляются, разъединяются и ориентируются. В процессе сложения лент отдельные участки их складываются в самых разнообразных комбинациях, что обусловливает выравнивание продукта. Для получения эффективного распрямления и смешения волокон процессы вытягивания и сложения повторяются 2—3 раза. Наиболее эффективно выравнивание толщины ленты с помощью автоматического регулятора, который изменяет размеры вытяжки в вытяжном приборе в зависимости от толщины входящей в прибор лепты.
Прядение непосредственно из ленты на кольцевых прядильных машинах не получило широкого распространения, т.к. в этом случае конструкция вытяжных приборов машин усложнялась. Поэтому на этапе предпрядения из ленты вырабатывается ровница. На ровничных машинах осуществляются процессы вытягивания и кручения (или сучения) ленты, а также наматывание ровницы на катушку. Кручение придаёт ровнице необходимую прочность и осуществляется с помощью рогульчатого веретена. Интенсивность кручения характеризуется круткой , где n в — частота вращения веретена; uвц — скорость выпуска ровницы из вытяжного прибора. Процесс сучения осуществляется на ровничных машинах шерстопрядильного производства.
На последнем этапе П. п. — прядении, ровница вытягивается до тонины пряжи в вытяжных приборах, скручивается, т. е. превращается в пряжу, из которой формуется паковка (початок). Кручение и наматывание пряжи ведётся крутильно-мотальным механизмом, включающим веретено, кольцо и бегунок. Перспективны безверетённые способы прядения, обеспечивающие увеличение производства в 2—3 раза. При таком прядении процессы кручения и наматывания осуществляются самостоятельными рабочими органами (рис. 2 ). Учитывая вид сил, действующих на волокна, различают следующие способы безверетённого прядения: пневмомеханический, вихревой и электромеханический.
Например, при пневмомеханическом прядении дискретизированные волокна струей воздуха подаются в быстро вращающуюся камеру, где отбрасываются на сборную поверхность (жёлоб) камеры, образуя ленточку, которая выводится из камеры и наматывается на бобину. Кручение пряжи происходит в результате вращения камеры. Для производства гребенной пряжи из шерсти, используется безверетённое самокруточное прядение. При формовании самокруточной пряжи осуществляется вытягивание продукта (ровницы или ленты) в вытяжном приборе; реверсивное кручение ленточек в крутильном устройстве; самоскручивание при продольном соединении 2 продуктов, имеющих крутку периодически меняющегося направления; наматывание пряжи.
В зависимости от свойств перерабатываемого волокна и требуемых свойств пряжи применяется несколько систем прядения, которые отличаются главным образом видом чесания.
