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条筒浅筒搭配喂入并条机; 采用高灵敏度的断头自停装置。第三节 罗拉牵伸的基本原理牵伸:把须条均匀抽长拉细,使纱条中纤维沿轴向滑移,同时伸直平行的过程。作用:(1)减少须条截面内的纤维根数,使须条由粗变细;(2)伸直纤维,并使其沿须条轴向平行定向。研究牵伸的目的:(1)主要是设计或选用优良的牵伸装置;(2)制定合理的牵伸工艺,对纤维运动加以有效地控制,以降低产品的不匀和提高纤维的伸直平行度,并在保证质量前提下,提高牵伸装置的牵伸倍数与纺出产品的质量。一、牵伸的基本概念(一)实现罗拉牵伸的条件 须条上具有积极握持的两点,且两握持点之间有一定的距离; 两握持点有相对速度,输出端的线速度应大于输入端的线速度; 握持点上具有一定的握持力。弹性牵伸(或张力牵伸):当须条上两握持点的相对速度很小,须条中各根纤维间未发生轴向位移时,须条的伸长仅仅是伸长纤维的结果。这种伸长属须条的弹性变形,当外力除去后,又将恢复原状。张力牵伸能使须条张紧,防止其在输送过程中松堕。位移牵伸: 如果两握持点输出速度与喂入速度相差较大,即可使须条中的纤维产生相对运动,须条被抽细拉长。(二)牵伸倍数 牵伸倍数E是须条被拉长抽细的指标。在罗拉牵伸中,若罗拉不打滑,并无纤维散失,则式中:、牵伸前后须条的长度; 、牵伸前后单位长度须条的重量; 、牵伸前后须条的线密度; 、牵伸前后须条截面内的纤维平均根数; 、喂入罗拉与输出罗拉的表面速度。上面计算的牵伸倍数称机械牵伸倍数或计算牵伸倍数。实际生产过程中,若考虑纤维散失、罗拉滑溜、化纤须条的回弹性以及捻缩等因素,则所得的牵伸倍数称实际牵伸倍数。(三)牵伸效率 实际牵伸倍数与机械牵伸倍数之比称为牵伸效率。 牵伸力 一般应使握持力比最大牵伸力大23倍。如果罗拉钳口握持力不足以克服须条的牵伸力时,须条不能按罗拉表面速度运动,而在罗拉钳口打滑,造成牵伸效率低,输出须条不匀,甚至出“硬头”现象影响握持力的因素: 罗拉压力。P,握持力愈大。(K比例系数,m上下罗拉动摩擦系数)。 元件机械状态。主要胶辊的硬度、表面摩擦系数、罗拉表面沟槽状况、皮辊磨损中凹、皮辊芯缺油,回转不灵等,对握持力亦有很大影响。3、牵伸工艺的制定和调节 正常牵伸条件:握持力 牵伸力工艺原则:重加压、紧隔距、强控制六、罗拉牵伸对纤维的伸直作用(一)牵伸过程中纤维伸直的概念 须条中有:无弯钩弯曲纤维、前弯钩纤维、后弯钩纤维三类。弯钩纤维的较长部分称“主体”,较短部分称“弯钩”。前弯钩:位于牵伸行进方向前端的弯钩。后弯钩:位于牵伸行进方向后端的弯钩。弯钩伸直过程:主体与弯钩产生相对运动的过程。伸直纤维须具备三个条件:速度差、延续时间和作用力。(二)纤维伸直的力学条件 伸直弯钩的力学条件应包括两点: 在同一瞬时,作用在弯钩部分和主体部分的两类摩擦力,应能满足变速(前弯钩纤维的弯钩部分或后弯钩的主体部分)与不变速(前弯钩纤维的主体部分或后弯钩纤维的弯钩部分)的要求; 作用在前弯钩上的两类摩擦力的差值,必须能克服弯钩屈曲处的抗弯力。对前弯钩纤维发生伸直作用的条件是:弯钩变速:,由于B值很小,;主体慢速(不变速):二者同时满足的概率:前弯钩伸直是主要的。与有关。式中:作用在弯钩部分的引导力;作用在弯钩部分的控制力;作用在主体部分的引导力;作用在主体部分的控制力; 屈曲处的抗弯力。同样,对后弯钩发生伸直作用的条件是:主体变速:弯钩慢速(不变速):二者同时满足的概率:前弯钩伸直是主要的。与有关。分析: ,故后弯钩伸直概率大; E,(K(x) ,k(x)不变,或k(x),K(x) 不变),使P,对后弯钩伸直有利。 FM(x),对前后弯钩都有利。对后弯钩纤维:加强后部摩擦力界可使,有利于弯钩部分保持慢速,从而延长了伸直过程的延续时间,提高后弯钩伸直效果。 对前弯钩纤维:加强后部摩擦力界可使,有利于主体部分保持慢速,从而延长了伸直过程的延续时间,提高前弯钩伸直效果。(三)伸直过程的延续时间 1、分析纤维能否伸直以及伸直效果的好坏,在一定程度上,取决于伸直过程的延续时间。因弯钩纤维除作上述的随机运动外,还有强制运动,受罗拉钳口握持的干扰。图5-11 弯钩纤维伸直的位置条件 后弯钩纤维:如图5-11(甲)所示。由于前钳口的握持力使主体部分提前变速,延长了延续时间,提高了伸直效果。 前弯钩纤维:如图5-11(乙)所示。当前弯钩纤维伸直发生后,由于弯曲点很快进入前钳口,整根纤维作快速运动,使伸直过程中断,缩短了延续时间,降低了伸直效果。结论:由于前钳口的强制握持作用,使后弯钩纤维的伸直效果提高,而使前弯钩纤维的伸直效果降低。2、牵伸倍数的大小对弯钩纤维的伸直效果 牵伸倍数越大,点的位置离前钳口愈近,延长了伸直过程的延续时间,对后弯钩纤维的伸直效果越好。 牵伸倍数越大,因前钳口的强制作用缩短了伸直过程的延续时间,前弯钩纤维的伸直效果反而愈差,所以前弯钩纤维只有在小牵伸时才有较充分的伸直作用。(四)弯钩纤维的伸直效果1、后弯钩纤维的伸直效果 随牵伸倍数的加大程度而有不同程度的提高。 纤维倍数较小时,变速点位置离前钳口较远,则R值较大,如图5-12(甲)所示,这里为伸直前主体长度的一半,表示主体部分中点到达点时,纤维头端还未进入前钳口,不受前钳口的干扰,主体部分不能提前变速,相对而言,伸直效果较差。 牵伸倍数较大时,变速点位置离前钳口较近,则R值较小,如图5-12(乙)所示,表示主体部分中点尚未到达点时,纤维头端已经进入前钳口,受干扰而使主体部分提前变速,延续时间有所延长,伸直效果良好。 牵伸倍数更大时,变速点位置离前钳口更近,则R值更小,如图5-12(丙)所示,。这种情况发生在弯钩长度较大时,当纤维主体的中点还未到达点时,纤维头端已进入前钳口,使伸直过程提前开始;又由于弯钩部分的中点尚未到达点时,纤维尾端已进入前钳口,又使伸直过程提前结束,伸直效果因两种因素相互抵消而不太显著。图5-12 后弯钩纤维的伸直过程2、前弯钩纤维的伸直效果 当牵伸倍数较小时,变速点位置离前钳口较远,则R值较大,如图5-13(甲)所示,表示在伸直过程结束前,弯钩点尚未进入前钳口,即伸直过程不受前钳口的干扰。它表明在伸直倍数较小时,对前弯钩纤维还是有一定的伸直效果的,随着牵伸倍数的增大而相应增大。图5-13 前弯钩纤维的伸直过程 当牵伸倍数较大时,则变速点位置离前钳口较近,则R值较小,如图5-13(乙)所示,表示纤维主体部分的中点尚未到达时,弯曲点已进入前钳口,伸直过程受到前钳口的干扰,伸直过程中断,它表明前弯钩的伸直效果并不随牵伸倍数的增大而提高。 当牵伸倍数更大时,变速点位置离前钳口更近,则R值更小,如图5-13(丙)所示,表示纤维弯钩的中点尚未到达时,弯曲点已进入前钳口,整根纤维一起变速,前弯钩纤维没有伸直效果。喂入头道并条机的生条中前弯钩纤维居多,头道并条的后区用较小的牵伸倍数(1.062.00倍),有利除去纤维的前弯钩;喂入二道并条机的半熟条中后弯钩纤维居多,二道并条的主区用较大的牵伸倍数,有利除去纤维的后弯钩。奇数法则:为了使喂入细纱机的粗纱中后弯钩占大多数,在梳棉与细纱之间的工序道数应按奇数配置,这样有利于后弯钩纤维的伸直。第四节 并条机牵伸型式和工艺配置一、并条机的牵伸型式(一)三上四下和三上五下曲线牵伸 l 意大利VOUK公司的3/4牵伸装置示意图(图5-14)中胶辊和二、三罗拉构成牵伸倍数为1的中区,纺制短纤维时,前区可加装压力棒。较小的罗拉直径为尽可能缩小罗拉隔距、加强纤维控制,提高了有利条件。该机采用液压加压、先进的在线检测和短片段自调匀整装置先进技术,保证了条子质量。该机两眼两个系统各自独立,可分别调节,以适应多种用途,提高单机利用率,最高出条速度达600m/min以上。l 三上五下牵伸装置(如图4-15)由一对普通的后罗拉和两组一上二下的罗拉组合而成。前罗拉直径为35mm,二、三罗拉直径分别为25mm和20mm,这有利于缩小罗拉握持距,适应较短纤维的加工四、五罗拉的直径均为28mm,三列胶辊的直径均为40mm。这种牵伸装置的罗拉呈阶梯排列,罗拉滑座不是在同一平面上,而是在同一圆弧上,所以称为“极线性”牵伸装置。由于主牵伸区为曲线牵伸,对牵伸有良好的控制作用和伸直效果,所以条子的质量良好。这种牵伸装置的不足之处是主牵伸区的前罗拉直径较小,不利于高速,出条速度一般在300m/min左右。 图5-14 VOUK公司的并条机牵伸形式 图5-15 三上五下曲线牵伸(二)五上三下和五上四下型曲线牵伸l 德国青泽720/2型5/3曲线牵伸装置示意图( 图5-16)该装置有如下特点: 胶辊列数多于罗拉列数,整个牵伸装置只用直径分别为40mm、35mm和35mm的三根罗拉,简化了结构和传动系统。扩大罗拉中心距比较容易,可适纺较长纤维。 该装置使胶辊3前倾、胶辊4后倾,并抬高第二罗拉的位置,使三根罗拉成扇形配置,在前、后牵伸区都基本上保证须条沿前钳口握持点的切向喂入,加强了中罗拉表面对须条的控制,从而使条子不匀率降低。 图5-16 五上三下曲线牵伸 图5-17 五上四下曲线牵伸 第一胶辊是导向胶辊,不起牵伸作用,它可使须条一旦离开牵伸装置后,就倾斜地顺着压辊和喇叭口的方向运动,避免输出棉网在水平方向到喇叭口和压辊处折转90度而易发生的堵塞喇叭口和棉网破裂的现象,对高速成条有利。 容易缩小罗拉握持距,对纤维长度和品种的适应性强。l 5/4曲线牵伸装置的示意图(图5-17)其主要特点如下:(1)对纤维的适应性强。由于提高了第二罗拉的位置和第二胶辊直径小且前倾靠近前胶辊,因而缩短了主牵伸区握持距的长度。当罗拉直径从前向后依次为50mm、35mm、35mm、35mm,胶辊直径依次为30mm、19mm、30mm、35mm、35mm时,前区罗拉握持距为32.9mm。当纺中长化纤时,只要对第三对罗拉拿掉,并移动第二对罗拉的位置即可。(2)采用带有滑溜钳口的第二罗拉,形成弹性钳口,以适纺较长纤维。(3)这种牵伸型式的罗拉隔距小,加强了对纤维运动的控制,但胶辊直径的增大受到一定的限制,对进一步高速化是不利的。(三)压力棒曲线牵伸当前高速并条机上采用最广泛的一种牵伸型式。在主牵伸区中装有压力棒,它是一根半圆辊或扇形棒,它的弧形边缘与须条接触并迫使须条的通道成为曲线。压力棒可绕中胶辊的中心摆动。为既能降低前罗拉转速又能高速出条,采用较大的前罗拉直径,并抬高二、三罗拉的位置。抬高罗拉的目的是为了避免过分增大主牵伸区的罗拉中心距,并使须条容易直接进入前钳口而不产生反包围弧。压力棒牵伸装置有上压式和下托式两种,上压式控制作用强,但易积花。FA311型并条机牵伸型式为4/4附导向辊压力棒曲线牵伸,如图5-19所示其特点是:中区的牵伸倍数为接近于1的张力牵伸,这种设置改善了前区的后胶辊和后区的前胶辊的工作条件,使前区的后胶辊主要起握持作用,后区的前胶辊主要起牵伸作用,增加了这两个胶辊回转和控制纤维运动的稳定性。另一方面,须条经后区牵伸后,进入牵伸倍数接近于1的中区,可起稳定作用,为进入更大牵伸倍数的前区作好准备。国内许多工厂使用,在出条速度200400m/min时,质量都较理想。图5-19 FA311并条机牵伸形式二、并条机牵伸工艺配置(一)熟条定量应根据纺纱特数、纺纱品种、设备情况等因素而定,一般为1225克/5米。见下表:纺纱特数32定量(克/5米)12-1715-2117-2319-25(一)牵伸倍数及其分配 l 总牵伸倍数:根据经验一般为(1-1.15)并合数l 头道并条机的后区牵伸倍数偏大掌握,一般为1.7-2.0倍;原因是加大后区牵伸倍数,可使前区牵伸倍数减小,有于前弯钩纤维的伸直(因喂入头道并条机的大多为前弯钩纤维),前区一般为3倍左右。l 二道并条机的后区牵伸倍数1.16-1.1倍,前区在7倍以上。因喂入二道并条机的大多为后弯钩纤维。l 紧压罗拉与前罗拉间的张力牵伸,对条干质量也颇有影响,一般控制在0.981.08倍之间。张力牵伸太小,棉网下坠易断头;张力牵伸过大,则棉网易破边而影响条干。头二道并条机的牵伸分配 有以下两种方法: 头道大于二道,称为倒牵伸。有利于熟条的条干均匀度,但对前弯钩的伸直不利。 头道小于二道,称为顺牵伸。有利于弯钩纤维的伸直,但对熟条的条干不利。(二)罗拉握持距 罗拉握持距:相邻两罗拉握持点间各直线段和弧段长度之和。握持距的大小要适应加工纤维的长度并兼顾纤维的整齐度。原则:罗拉握持距必须大于纤维的品质长度。由于牵伸力的差异,各牵伸区的握持距应取不同的数值,P值不同。前区:S = LP + 5-10mm后区:S = LP + 10-14mm式中:罗拉握持距;纤维品质长度;根据牵伸力的差异及罗拉钳口扩展长度而确定的长度。握持距的大小影响因素:(1)牵伸力;(2)牵伸倍数;(3)摩擦力界强度;(4)须条定量;(5)纤维性质(长度、细度、整齐度)(6)温湿度等有关。如果罗拉握持力充分,或牵伸倍数较大、纤维长度短、整齐度好、须条定量轻时,握持距可偏小掌握,即应用“紧隔距”工艺,以有利于改善输出须条的条干均匀度。对于后区罗拉握持距而言,宜采用偏大的握持距,以有利于纤维的伸直平行作用。(三)罗拉加压 重加压是实现对纤维运动有效控制的主要手段,它对摩擦力界分布的影响最大,其它工艺效果的发挥都要以罗拉钳口有足够的握持力为前提。国外高速并条机的罗拉加压量普遍比国产并条机高,是它们高产优质的一个重要因素。影响罗拉加压量的主要因素:(1)罗拉速度;(2)握持距;(3)须条品种与定量、(4)牵伸倍数;(5)胶辊的弹性等。罗拉速度快、须条定量重、握持距小、牵伸倍数高时,加压宜重。棉与化纤混纺时,加压量应较纺纯棉时提高20%左右;加工纯化纤则应增压30%左右。重加压工艺对机械制造和罗拉刚度等提出了更高的要求。但加压量过重,会带来耗电增加,机器开关车时出现顿挫而破坏齿轮等副作用。 第五节 棉条的质量控制工厂常规棉条质量检验,主要是检验:条干不匀率、重量不匀率及重量偏差三项指标。 一、定量控制棉条定量:平均干燥重量(m)目的:保证成纱质量、稳定断头率、合理掌握用棉量。棉条定量的控制和调整范围有两种: 单机台各眼棉条定重的控制; 纺同一线密度的全部机台棉条定量的控制。单机台棉条干重控制在%左右,则全机台棉条干重控制在%左右,细纱的重量偏差和重量不匀率就有把握在2%的范围内。 (一)棉条定量的测试方法和步骤 每班对每个品种的熟条(末道条子)一般测试23次。 抽样方法:每机台的两眼都各取一个试样(5m)。试样总数:一般在830段范围内。 从同一品种各台机器的棉条中随机抽样共50g,测试回潮率。可采用上一班实验的回潮率进行计算。 计算出本次实验的实际平均干重。 调整牵伸变换齿轮:如超过控制的允许范围(1%)调整牵伸变换齿轮和牵伸微调齿轮(冠牙)。(二)变换齿轮的调节方法采用单机台分别调整的方法。调换变换齿轮的方法: 仅调换冠牙(波动值较小,接近于冠牙1齿所控制的重量时); 仅调换轻重牙(波动值较大,接近于轻重牙一齿所控制的重量时); 同时调换冠牙和轻重牙各一齿(如变动冠牙一齿所调整的重量太小,但变动轻重牙一齿调整的重量又太大时)相互搭配的方法。 (三)定量控制的经验 棉条标准控制 一般单台控制标准约比全台控制标准放宽2倍左右。低中特纱掌握较严,一般为标准定量0.50.75%左右;高特纱较宽,一般为标准定量1%左右。 棉条偏轻或偏重的趋向 应调整变换齿轮,轻者相应加重,重者相应减轻。 个别的重量偏差 由于操作或机台运转不正常形成个别的棉条试验重量过轻或过重,俗称“野格令”。如前纺发现过轻或过重的棉卷,在并条上常造成“野格令”。及时相应地调整单台并条机纺出重量。 细纱累计重量偏差 当细纱累计重量偏差为负值时(即纱轻),需要多纺重纱,这时并条纺出定量可偏重掌握(在十分必要时可对并条控制标准适当改重);相反,当细纱累计重量偏差为正值时(即纱重),需要多纺轻纱,这时并条纺出定量可偏轻掌握(在十分必要时可对并条控制标准适当改轻)。 回潮率的波动 遇到这种情况时,一般每班不按第一次试验结果轻易调换变换牙,而是等车间温湿度接近正常时,再次试验进行核对后再决定是否调整变换牙。 牵伸效率的影响 当回潮率较大时(如夏季潮湿季节),牵伸力增大,牵伸效率可能有所降低,棉条定量有时可适当偏轻掌握;相反,当回潮率较小时(如秋季干燥季节),牵伸力较小,牵伸效率可能有所增加,棉条定量可适当偏重掌握。当纤维品种变化影响牵伸效率的变化时,在定量的控制方面也存在上述相同的规律性。二、条干均匀度控制 并条质量控制的主要项目之一。随着高速并条机的使用,条干不匀率更易波动,需要加强控制和管理。按出现的规律性分类:(1)有规律的条干不匀;(2)无规律的条干不匀。规律性的竹节条,表现在细纱检验黑板上为“斜纹”,在布面上为“条影”疵点,后者如飞花、操作不良、胶辊带花所造成的竹节条。按产生的原因分类:(1)牵伸波不匀;(2)机械波不匀;(3)人为性条干不匀。(一)利用条干曲线分析规律性条干不匀的原因 利用萨氏(国产Y-311型条干均匀度仪)条干不匀曲线的波形可以判断产生棉条条干不匀的原因和发生不匀的机件部位。(二)根据成品的疵点找出产生疵点的并条机机件部位 (三)利用波谱图分析棉条不匀率及其原因 通过Uster波谱仪的波谱图,分析条子短片段的条干不匀率,长片段的重量不匀率。通常采用两种方法,即波长计算法和测速仪法。 (四)整顿机械状态,稳定条干均匀度 加压不良:压力不准确、加压失效和压力不匀三种情况。应严格定期压力检测制度,控制胶辊两端和荫眼间压力差异范围,同一胶辊左右压力差异所造成的条干恶化,甚至比压力不足所造成的影响更大。 罗拉、胶辊的同心度和安装质量,对须条质量和机件寿命有很大影响。 牵伸传动部件的不正常,是高速并条机条干恶化的重要原因。造成条干不匀常见的机械故障还有:齿轮磨灭(易出现规律性条干不匀)、齿轮松动(易出现不规律条干不匀)、滚珠轴承磨灭(易出现规律性条干不匀)、胶辊内凹握持力不足(易出现条干不匀)、罗拉绕花等。三、自调匀整装置分为三类: 开环控制系统,补偿中、短片段的条干不匀; 闭环控制系统,补偿中、长片段的产品不匀; 混合控制系统。普梳系统的一般产品可以不装匀整装置;有特殊要求的产品,可在头道并条用匀整装置(若梳棉机有匀整装置的,头并可以不用);精梳系统的一般产品,精梳后末道并条机上可用匀整装置(精梳后采用一道并条的,最好要用短片段匀整装置);质量要求高的产品,最好在精梳联或梳棉机上加装长片段或短片段的匀整装置。第七节 并条工序加工化学纤维的特点一、工艺道数和喂入条子的定量(一)工艺道数 并条的工艺道数取决于原料的混和方式。l 纯棉纺、化纤纯纺或化纤混纺:两道。因在开清工序开始混和原料,作用比较充分,所以并条机一般采用两道。l 化纤与原棉混纺:三道混并。因原料特性和杂质不同,清梳工序须分别处理,待各自做成条子后,在并条机上进行混和。在三道混并条中,“色差”基本消失,超过三道不再有明显效果。由此可见,为了保证成纱各片段物理性质一致、质量稳定和染色均匀,一般采用三道混并。l 精梳涤/棉混纺纱:涤纶预并 + 三道混并。两点好处: 降低涤纶生条的重量不匀率和控制生条的定量,使涤/棉的混和比例较准确; 使化纤条子中纤维的平行度、伸直度能和精梳棉条的情况相适应。(二)喂入条子的定量 J T/C 65/35混纺用两种条子的干定重和并合根数搭配进行控制。头道混并用6根条子:涤4根、棉2根。设两种条子的干重量分别为和b,则其干定重比应是4a:2b=65:35,即a:b=13:14。化纤混纺由于牵伸力较大、条子蓬松,所以混纺条子的定量以偏轻为宜,一般控制在1221g/5m范围内。例如,头道混并条子的干重为20g/5m,牵伸倍数为6.2倍,4根涤条,2根棉条并合喂入,涤棉干重混纺比是65:35。则:涤条干重=m)棉条干重=m)混条排列次序:“涤、棉、涤、涤、棉、涤”。目的为了提高混和效果。二、牵伸工艺的特点工艺上采取“重加压、大隔距、通道光洁、防缠防堵”等措施。l 罗拉握持距 化纤混纺时,以较大成分的纤维长度为基础,适当考虑
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