纺织工艺与设备2

两个角钉机件对原料产生的撕扯作用
混棉机、自动喂毛机角钉帘和均棉（毛）罗拉之间
•F—撕扯力，近似沿角钉帘运动
• 方向，分解为N和S
•S—沿角钉方向的分力，抓取力
• S=Fcosα •N—使棉块压向角钉的力
•F •b
• N =Fsinα
• 产生阻止纤维滑向角钉根部的力
•F •a
•α
•N •F
•S
• P=μN = μ Fsinα •角钉具有抓取力的条件：S›P，即
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三角形尘棒及其配置
•f •e
• a
•α •b
•c
•r
•R
•d
•D •β
•θ
•E
• a
•θ
•b
•顶面—abef, 托持纤维，避免下落
•c
•工作面—acdf，反射杂质排出杂质
•底面—bcde，与下一根尘棒工作面构成尘棒隔距，形成排杂通道
•清除角—α，40-50度，较小时开松、除杂效果好，但托持作用弱
放在气流内原料，同样气流下，压力高，开松度好；或同样气压下， 透气量小开松度好
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二、 除杂原理与方法 原料的除杂方法主要为物理方法 机械部件的作用、气流的作用、机械部件与气流相结合的作用 基本原理：利用杂质与纤维性状不同而除去杂质
纤维：体积大、重量轻、空气阻力大、离心惯性小 杂质：体积小、重量重、空气阻力小、离心惯性大 （一）机械除杂 1. 打手机械除杂 （1）纤维块的开松减弱了纤维与杂质的联系 （2）打手打击时，杂质获得较大冲量，脱离纤维而通过尘格落下 （3）纤维块随打手运动，抛向尘格，得到进一步松解与除杂 主要的影响因素 （1）尘棒的形状和配置对除杂的影响 尘棒的形状： 截面为三角形的尘棒：开松除杂效果好，多用于棉纺机械 截面为圆形的尘棒：作用缓和，多用于毛纺开毛机上 加工长纤维时，一般用圆形尘棒，纤维不易钩挂、翻滚，损伤小
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开松机件形式的选择：
根据原料的性质、紧密程度、含杂情况及开松流程中机件所处位置 等而定。
原料开松的原则：
逐渐进行，尽量减少纤维的损伤和杂质的破碎。
棉纺生产：
“先松后打，多松少打，松打交替，早落少碎”的原则
棉纺系统加工化纤时：
“多松少打，以分割代替打击，充分开松、早落少落”的原则
第一节 开松及除杂的原理
开松与除杂是纺纱加工的基础。
一、开松的分类及其基本原理
根据原料喂给方式的不同，开松可分为自由开松和握持开松两种形式； 按机械作用方式的不同，开松可分为扯松、打松和分割开松三种形式。 （一）自由开松：原料在无握持状态下接受开松机件的作用 1. 自由撕扯：撕扯的先决条件是角钉具有抓取纤维的能力。
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2. 握持分割（扯松）
由锯齿或梳针刺入被握持的须丛中，对纤维束分割，得到较细致开松
（1）握持分割作用过程
开绵机：
•P2 •持绵刀
•P1
•开绵 锡林
•喂棉刺辊
•P1 —喂给机构对纤维块的控制力 •P2—锡林针齿（梳针）对纤维块的抓取力 •有三种情况发生： •（1）P2小于P1，都小于纤维束强力：纤维露出端得到梳理 •（2）P2和P1均大于纤维束强力：纤维束被扯断 •（3）当P2和纤维束强力均大于控制力：纤维束从喂绵刺辊中抽出，转移到锡林上
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综合打手：梳针板前面加一长刀片组成 既有刀片的作用，又有梳针的作用 作用特点：
开松、除杂效果较好，棉束小而均匀，杂质破碎和纤维损伤小 常用于加工棉纤维 （4）梳针滚筒式 用于麻、绢和化纤等的开松，类似于毛纺梳理机的作用 特点： 开松作用细致，缓和，纤维损伤小 （5）锯齿滚筒式（刺辊式） 用于棉纺刺辊开棉机 如：四刺辊开棉机 属自由式锯齿开松 特点： 作用强烈，开松效果好， 清除细小杂质效果好，混合均匀度好 多用于转杯纺开清棉流程中
凝棉器风扇与打手高速回转共同产生 对气流的要求：
既能使杂质充分下落，又能阻止纤维下落，并能回收纤维 （1）打手室气流规律
全部尘棒区纵向气流压力分布规律如图
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负压1区：
打手回转带动气流形 成
•F
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开松作用的产生： 角钉滚筒的自由打击、角钉和尘格间共同作用、滚筒和滚筒间共同
作用，分离出的杂质从尘格掉入尘箱。 作用特点：
自由开松，作用缓和，纤维损伤小，除尘面积大，效果好，杂质不 易破碎。 毛纺系统中的三锡林开毛机 原毛洗毛前经该机处理，开松、除去部分砂土、杂质 包括：握持开松、自由开松 （2）刀片式 豪猪开棉机：以刀片对原棉进行打击 给棉罗拉和刀片间、刀片和尘棒间 该机特点：
•P
•P
•B •2A
•P2—和连线垂直，若未能扯断，产生旋转 •m2 •m
• 对纤维有保护作用
1
•P 1
•自由开松特点：
• 开松作用缓和、纤维损伤和杂质破碎少。适于开松初步阶段
•（二）握持开松
• 原料在握持状态下受到开松机件的作用
• 绢纺开绵机喂绵刺辊与持绵刀间、开棉机、清棉机打手的作用、开毛锡林
•
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（三）影响开松作用的因素 开松机件的形式、速度，工作机件间隔距，开松机件的角钉、刀片、 梳针、锯齿等的配置
1、开松工作机件的形式：角锭滚筒式、刀片式、翼式、梳针式、综合式、 梳针滚筒式、锯齿滚筒式等
（1）角钉滚筒式 梯形开棉机（多滚筒开棉机）
3-6个角钉滚筒和尘格组成，45度排列
•F
毛纺生产中：
洗毛前用角钉滚筒开毛机开松，洗毛后由和毛机锡林和工作辊开松 或用多滚筒梯形开松机开松、混合
麻纺和绢纺中：
大多用梳针滚筒开松，缓和、细致、纤维损伤小
2、开松机件的速度
开松机件速度增加：
（1）单位量纤维受到作用次数增加，作用增强，除杂作用增强
（2）纤维易受到损伤，杂质易破碎
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要求锯齿能携带纤维，避免脱离锯齿成落棉
F— 锯齿上纤维所受离心力
R—纤维所受空气阻力
N—由R等产生的锯齿对纤维的反力
•y
T—纤维向外滑动时受摩擦阻力 T=μN
由平衡方程可知：
•v
•x
•T
锯齿能握持住纤维的条件：
•R
•β
•N
•β
将T=μN和N=Fsin β +Rcos β代入上式，则
•F
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• Fcosα› μ Fsinα
• ctanα › μ
•α过小，嵌入太深，影响纤维的剥取
•棉纺中，一般30-50度；毛纺中一般45-60度
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2. 自由打击 纤维块在自由状态接受高速打击机件的打击作用 轴流开棉机、三锡林开毛机、多滚筒开棉机等
•P—打击力，沿切向。分解为P1和P2 •P1—沿AB连线方向，产生撕扯力
（1）打击冲量 打击力与打击时间的乘积，冲量大，则开松作用强
· 打击冲量J=P Δt
（Δt—打击时间）
打击速度高，P增加，打击冲量大，开松作用强，但纤维损伤严重，
杂质破碎较多
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（2）打击次数 喂入的单位重量纤维层上受到刀片的打击次数，次数大开松作用好 每次打击撕扯下的纤维束重量：（g）
（2）除杂作用分析：杂质在尘棒间的排除有三种情况 打击排杂、冲击排杂、撕扯分离排杂 各种形式打手的除杂效果： • 刀片或角钉式打手：
对较大、较重且与纤维粘附较弱的杂质除去作用较强，细小的、及 与纤维粘附性较强的杂质除去作用较弱 • 梳针式或锯齿式打手：去除小杂能力较好，损伤纤维少，杂质破碎少， 配置于刀片或角钉打手机械之后使用 2、开松除杂机械的气流对除杂和落纤的影响 打手室气流控制与除杂 打手室中气流的产生：
• α+ β=90度
• T=μN N=Pcos β
Q=Psin β
•若顺利刺入，必须满足：Q≥T
•
Psin β ≥ μ Pcos β
•
tan β ≥ μ
•
tan β ≥ tan Ф
Ф —锯齿与纤维间摩擦角
•可见：减小工作角，增大工作面角，对开松有利；反之，则不利
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（3）锯齿握持纤维的条件分析
•安装角—θ，减小时，尘棒隔距增大，落物增多
• 一般顶面与打手投射线接近重合，效果较好
•
β= θ+α β=arcsin(R/(R+r))
• R—打手半径
r—打手与尘棒间隔距
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尘棒间隔距：尘棒顶面与底面交线至相邻尘棒工作面间垂直距离 配置：自原料入口至出口由大渐小，充分排杂，减少纤维下落
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（2）锯齿刺入纤维层的条件分析
要求锯齿能顺利刺入纤维层，完成开松
•P •P—纤维层对锯齿反作用力（沿切向） 分解为
•N—垂直锯齿工作面的分力
•N
•Q
•Q—平行锯齿工作面的分力
•T
•β
• 使纤维滑向齿根，受摩擦阻力T的作用
•β
•α—锯齿植针角（工作角）
•α
•β—锯齿工作面角
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2020/11/30
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开松除杂的目的要求
1. 目的
（1）松解原料包中压紧的纤维，解除纤维间、纤维与杂质间联系， 纤维块松解成小块或小束，为后工序梳理创造条件
（2）清除原料中大部分杂质和疵点以及部分无用短绒，使原料变得 更洁净。保证纱线加工品质。
（3）为原料的充分混合创造条件。
• 一个角钉机件对原料的撕扯作用：混棉机、自动喂毛机角钉帘 对水平帘上原料堆的作用
• 两个角钉机件对原料产生的撕扯作用：棉箱机械的角钉帘和均 棉罗拉之间自由打击
•抓取力：沿着角钉工作面方向的力并指向角钉的内向。
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•一个角钉机件对原料的撕扯作用
P—原料压向角钉的垂直压力
A—角钉帘运动时原料的阻力
T—水平帘输送的原料对角钉帘的
水平推力
•T
W—P、A、T三者合力，分解成分 •P
力S和分力N
•T
•α
S—沿角钉工作面方向的抓取力
•A
N—垂直角钉工作面的压力将形成
抓取阻力
•w •s •N
•w
•P
•α •A
•α减小，则S增加，N减小，有利于角钉刺入抓取纤维
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与喂毛罗拉之间等
•可分：握持分割（扯松）、握持打击（打松）
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1. 握持打击（打松）
高速回转的刀片打手对握持的喂入原料进行打击，开松原料
棉纺清棉机给棉罗拉与刀片打手间的作用
P—打击力，沿切线方向
分解为
P1—压缩力
P2—撕扯力
•P 1
•P2
•P
打击强度：通常用打击冲量和打击次数衡量
※纤维块较大，开松阻力较大，开松机件速度不宜过高 ※随原料逐渐开松，开松机件速度可相应提高 3、工作机件间的隔距
隔距减小，开松作用增强，纤维损伤增大 ※ 当纤维层较厚、纤维间紧密和纤维较长时，喂给罗拉与角钉滚筒或打 手之间隔距不宜过小 ※角钉滚筒或打手与尘棒间的隔距由入口至出口应逐渐加大，因纤维逐 渐松解，体积逐渐增大 4、开松机件的配置 角钉、刀片、梳针、锯齿等的植列方式：
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（四）开松效果的评定 1、重量法：
从开松原料中拣出纤维块称重，求平均重量，计算最大和最小块所 占的比例，进行分析比较。 2、比体积法（比容法）：
原料试样的检测体积（一定容积，一定高度，一定重量压板压一定 时间）除以试样重量（cm3/g) 开松度：比容乘以试样相对密度，开松度越大，开松越好 3、速度法： 测定纤维块在静止空气中自由下落的终末速度，速度慢，开松好 4、气流法：
作用强烈、开松除杂效果显著 常用于开清棉工程的早期
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（3）翼式、梳针式、综合式 均用于清棉机上
翼式打手：三个大的横向刀片组成 作用特点：
打击作用强烈、冲量大、排大杂能力强 但开松效果较差，且不均匀，易打碎杂质 纤维损伤较重 梳针打手：三块梳针板代替翼式打手的刀片
由梳针刺入棉层，分割、撕扯、梳理 作用特点： 分割细致，棉束小而均匀，开松效果好。 但打击冲量小，除杂作用稍差，除籽屑、 叶屑等小杂效果好 常用于加工化纤。
要求横向开松均匀，角钉、梳针等在滚筒表面分布均匀 植列方式：平纹排列、缎纹排列、斜纹排列等 平纹排列：角钉分布均匀，有利于开松 斜纹排列：易产生轴向气流，可用人字排列 缎纹排列：较为均匀，常用于梳针打手 植针密度： 密度大，作用强烈，易损伤纤维 纤维块大，植针密度应小，随逐渐开松，密度逐渐增大
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2. 要求
（1）避免损伤纤维，提高纱线品质
（2）减少杂质的破碎，减少后工序除杂难度
（3）节约用料，降低成本
3. 工艺原则
4. “先缓和后剧烈、渐进开松、早落少碎、先易后难、先落大杂后落 小杂”
5. “开松”是纤维松解的手段，纤维的松ຫໍສະໝຸດ Baidu是“除杂”的前提条件， 两者的作用往往同时进行。
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