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高产梳棉机的“梳棉理论”(V)

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第15卷第4期 2008年l2月 .机 t刘研 梳 棉 】 ●I_产.高   辽东学院学报(自然科学版) Journal of Liaodong University(Natural Science) V0】.15 No.4 Dee.2008 梳棉机的“梳棉理论”(V) 费 青 (中国纺织科学研究院,北京100025) 摘要:文章研究分析了梳棉机的均匀混合作用和纤维弯钩问题。通过有关工艺试验论述了梳棉机均 匀混合作用产生的根源和均匀混合作用的原理。探讨了梳棉机弯钩形成的机理,提出了测定纤维伸直度的 方法,并对影响伸直度的因素进行了讨论。 关键词:梳棉机;均匀混合;伸直度 中图分类号:TS104.1 文献标志码:A 文章编号:1673—4939(2008)04—0196—07 卷(如红色),观察道夫输出的棉网,不是立即改 文献[1-_4]就梳棉机的发展历程;刺辊的 作用;刺辊部分的气流作用;盖板锡林间的梳理作 用;双区盖板和金属针布盖板;刺辊下分梳板;前 后固定盖板;锡林与道夫的纤维转移;传统道夫缺 陷及其改进;锡林刺辊的梳理作用;锡林刺辊速度 与产量关系;梳棉机针布、梳棉机吸尘系统、清梳 变颜色,而先是红白相混的淡红色棉网,随后颜色 逐渐加深,输出1O一20 m长度后才变为红色。纤 维在锡林、盖板、道夫部分混合作用的充分与否, 可从两方面鉴别:(1)混色棉网中红白纤维混和 的均匀细致程度;(2)混色棉网的长度。前者表 联自调匀整器、锡林与盖板的梳理过程及其作用 力、梳棉机盖板负荷和自由纤维量及锡林与盖板分 梳交替作用、盖板的除杂作用、锡林与盖板问的梳 理过程及其作用的规律等方面进行了论述。 文章拟就梳棉机均匀混合作用、梳棉机上纤维 弯钩的形成的机理、纤维伸直度的测试方法等问题 进行了详细的讨论。 1梳棉机的均匀混合作用 示纤维在短片段上的混合,其作用的好坏主要取决 于锡林和盖板间的分梳交替能力。后者表示纤维在 长片段上的混合,其作用的好坏主要取决于自由纤 维量的多少或道夫转移率的大小,自由纤维量多或 道夫转移率低时,混色棉条的长度比较长,长片段 上的混合就比较好。 梳棉机上的混合作用是由于道夫部分纤维呈单 纤维状态在针面间转移所产生的,所以混和远较清 梳棉机具有均匀棉条不匀率及混合各种纤维的 性能 ,它们表现在: (1)当喂人较厚的棉卷 时,锡林、盖板能吸收一部分纤维,使棉条的重量 不是立即剧增,而是逐渐增加。相反,当喂人较薄 的棉卷时,锡林、盖板能抛出一部分纤维补人生 棉为细致,这对于采用不同性状原料纺成质量较好 的成纱是必不可少的。 又如将正常生产的机器,突然停止给棉,发现 棉网并不立即中断,生条只是逐渐变细,一般金属 条,使其不立即减轻,而是慢慢减轻。(2)当喂 人不同的品种原棉时,能得到各种不同品种原棉混 合均匀的生条。 例如在正常生产的白棉卷后整齐地接合染色棉 收稿日期:2007—03—20 针布梳棉机可持续3—7 s(弹性针布梳棉机还要长 些)。如在棉条变细的过程中恢复给棉,棉条也不 会立即达到正常重量,而是逐渐增重。可见在机器 停止给棉和恢复给棉的过程中,机内要放出纤维和 作者简介:费青(193l一),男,江苏无锡人,教授级高级工程师,研究方向:梳棉机梳理技术。 第4期 费 青:高产梳棉机的“梳棉理论”(V) ・l97- 吸收纤维,这种吸放纤维,使生条短片段不匀减小 的作用,称为梳棉机的均匀作用。 1.1均匀混合作用的原理 梳棉机的均匀混合作用是同时发生的,其产生 根源是: 1.1.1 锡林盖板针布的积聚能力:梳理过程中, 在盖板或锡林上,均具有一定量的纤维层,以产生 一定的弹性力和反作用阻力,来参加梳理过程中力 的平衡和提供道夫剥取纤维的条件。此纤维层的弹 性作用就能在一定程度上起调节生条重量的效果, 其大小和有效自由纤维量一致。当喂人量增加时, 由于挤压力增加,破坏了原有力的平衡,锡林、盖 板针间就补充人一部分纤维,以取得力的再度平 衡。当喂入量减少时,锡林和盖板针内的纤维,由 于力的平衡关系而抛出一部分纤维,来补充喂人量 的不足。 1.1.2由于纤维材料多次反复的分离与并合,形 成均匀混合作用。 (1)当纤维由锡林带进锡林——盖板工作区 后,有很大一部分转移到头上几根盖板,其余的纤 维再由锡林带着和其后的盖板起作用,这就形成纤 维层的分离。但由于盖板速度远比锡林慢,这些分 离的纤维立即又和新喂人的纤维相并合,然后再重 新分离。在锡林盖板工作内,不断反复地进行着这 种纤维层的分离和并合,也就是锡林——盖板间的 交替作用,这就促使各个不同时间喂人的纤维得到 充分的均匀和混合。 (2)在锡林一个回转的时间内,从刺辊处得到 的纤维不能同时转移给道夫,而要经过一段较长的 时间才能完全转移过去。同样道夫同时得到的纤维 是由不同时间喂人的纤维合并而成的。 (3)锡林——道夫间的分离与并合:由于道夫 速度较锡林速度慢很多,因此在转移区域发生并合 作用。同时,锡林和道夫间存在着反转移——道夫 又把锡林转移过来的一部分纤维再转交给锡林。 由此可见,由于锡林——盖板、锡林——道夫 间的分离与并合作用,不仅把喂人粗细不匀的纤维 量分布到较长的片段上,以减少粗细的波动程度, 而且还使纤维得到充分的混合。 1.2锡林和盖板的均匀混合作用 理论分析和实际试验都说明,在盖板梳棉机上 均匀混合作用是锡林、盖板、道夫共同作用的结 果。由于金属针布的特点,在梳理过程中表现出如 下特性: 1.2.1使纤维层都趋向锡林表面,处在锯齿根部 的纤维极少。再加上锯齿的高度不大,使所有锡林 上的纤维几乎全部参加锡林——盖板间的交替作用 和锡林——道夫间的转移作用。当以红色棉卷喂人 并运转一段时间后,换上白色棉卷。不同时间内锡 林上红白纤维的比例如表1所示: 表1运转时间对红白纤维比例的影响 表1表明:金属针布锡林上的纤维几乎全部是 有效自由纤维,・在5分钟的时间内均已参加作用。 1.2.2金属针布自由纤维的抛出速度较弹性针布 快,因而就能及时地、积极地参加均匀、混合作 用。 1.2.3. 金属针布的纤维层趋向表面,而且充塞 少,因此金属针布的空间较大(弹性针布虽高, 但巳充塞纤维)。这样当喂人量增加时,其积聚能 力大。 I.2.4. 由于金属针布的特点,使其充塞纤维少, 且始终能保持纤维层具有良好的弹性,因而不须经 常抄针,且抄针后生条轻条长度短。 1.2.5. 由于金属针布的纤维处在针布表面,全部 纤维都能参加作用,以及深入针根的阻力大,故纤 维向道夫转移的概率比弹性针布大。这就使锡林上 的纤维比弹性针布更快的转移给道夫,因此其混合 作用在生条长度方向较弹性针布短。 1.2.6金属针布和弹性针布的均匀、混合作用比 较 试验证实,金属针布的均匀、混合作用比弹性 针布的好,特别是短片段的均匀、混合作用。 表2金属针布与弹性针布的均匀混和作用的比较 ・198・ 辽东学院学报(自然科学版) 第15卷 El、E2、A、B见图I。 图1梳棉机均匀混合作用示意图 为了进一步研究短片段(包括横断面方面) 的混合作用,特将50%的红棉花和50%的白棉花 做成棉卷,在卷中任取5O个一定面积的棉块,在 白度仪上测量白度,求其均方差。然后将此棉卷纺 成生条,再求出其白度均方差,结果如表3所示。 表3金属针布与弹性针布的均匀混合作用(用均方差表示) 由表3可见。金属针布的均方差小,说明金属 针布的短片段混合作用好。 由此可见,金属针布的均匀作用比弹性针布 好,在混合作用方面,弹性针布在长度方向的混合 范围较金属针布长,但短片段的混合作用以金属针 布为优。在产品(生条)上的反映也是金属针布 好(表4)。 表4金属针布与弹性针布生条均匀度比较 2纤维弯钩的形成机理 在环锭纺中,纤维的伸直度和弯钩的方向性与 棉纺各工序及成纱质量有着密切的关系,而且越来 越被重视。纤维弯钩的方向性在很大程度上也影响 着气流纱的质量,致使气流纱的强力比环锭纱低, 此主要原因也是纤维的伸直度和弯钩的方向性。 以前测定纤维伸直度采用林氏法,但其各指标 (r、CR)不能直接表示纤维伸直度,而且在某些 情况下,完全失去反映伸直度大小的能力。因此我 们研究了测定新方法川。 2.1 测定纤维伸直度的新方法 用有色示踪纤维(也可用萤光纤维等)铺在 小块棉网上,然后与棉卷一同喂入梳棉机,直接观 测生条中示踪纤维的形态和伸直度。为了使示踪纤 维具有相同的长度(如25 mm,30 mm),可以利 用现有的纤维长度试验仪将纤维按长度分组、梳 直,并按一定长度将纤维两端剪齐,将二头染成黑 色(2 mm左右),这样在观测生条中的纤维伸直 度时,凡二头为黑色者,说明纤维没有断裂,其伸 直长度为原长度(如25 mm,30 mm),只须将纤 维实际轴向投影长度量出,对于一端为黑色者,应 量出其伸直长度和实际投影长度,将上述二种纤维 加权平均,计算其平均伸直度。示踪法不仅能求出 纤维真实的平均伸直度,而且可以按纤维形态求出 各类形态百分率以及前后弯钩的大小。但示踪法工 作量大,只有在必要时这样做。一般情况下采用重 量法求伸直度较为方便。 2.2测定伸直度翰的方法 用试验纤维支数的切断器或其它夹持器(几 种宽度的仪器均可),与纱条轴线成垂直方向把棉 条(粗纱)夹持住,先后用稀密梳子小心地把未 被握持的纤维梳去,并切下被握持纤维两侧的纤 维,分别称重为Gp口(前端重)和 6(后侧重), 并称中间夹持部分重为 。(即10 Innl长的纱条 重,其长度视所用仪器而定),并用一般做纤维长 度的方法求得纤维的平均长度£g,可得平均伸直 度赡为: %=( 口+ 6)×H x 100/( x 1o) (21) 式中:日——夹持长度 。——H宽的纱条重(夹持器中间部分纤维重>. (此时取10 him长度) 表示纤维弯钩方向的方向性系数6为: 6=(GPa—GPb)×100/( p口+GPb)(22) 2.3新测定法的优点: (1)保持了重量法的简便,可大量做的优点。 (2)平均伸直度尸g的物理意义即为纤维轴向 的平均投影长度与纤维平均长度之比,因而与纱条 中纤维实际伸直度是一致的,不像林氏法无法知道 伸直度的实际值。 第4期 费 青:高产梳棉机的“梳棉理论”(V) 好: ・l99・ (3)从生条到粗细纱的变化范围大,能反映 实际情况,表5为新方法和示踪法在各工序的比较 (3)道夫上主要是后弯钩,而直线型也占一 数,表6为各序纱条的伸直度。 表5高产梳棉机生条伸直度 测定法 伸直度 备注 测定法 生条 头并 二并 三并 粗纱 精梳后头并 新方法 60.14 80.89 87.14 9l_72 93.72 93.68 示踪法 62.52 79 96 (4)新方法只用一个指标Pg表示伸直度,不 像林氏法那样要用正反方向的r和CR四个指标, 很不方便。 综上所述,新方法保持了重量法操作方便,可 大量做的优点外,最大的优点是真实反映了纤维的 伸直度,同时也克服了林氏法的其它缺点。 3梳理作用对纤维形状和伸直度的影晌 3.1纤维和棉束在棉卷中排列较乱,伸直度也较 差,虽也存在一定的弯钩纤维,但没有明显的方向 性。因此,纱条中纤维弯钩的方向性是由梳针作用 产生的。根据在金属针布梳棉机上所作的示踪试 验,锡林盖板道夫上的纤维形状,如表7所示。 表7锡林道夫盖板上的纤维形状 由此可见:(1)盖板上主要是后弯钩,这是分 梳造成的: (2)锡林上大部分是前弯钩,且其平行度较 定比例。 金属针布锡林比弹性针布锡林的前弯钩根数百 分率高(表8)这说明金属针布锡林更易形成前弯 钩,且其排列定向度也明显。 表8 金属针布与弹性针布锡林上纤维弯钩比较 3.2锡林上弯钩的形成 锡林上主要是前弯钩,特别是金属针布时,前 弯钩更多,其造成原因为: (1)棉卷中弯钩少,且无方向性,由于给棉 板和刺辊的分梳,刺辊锯齿在抓取纤维时,使一部 分纤维在刺辊上形成前弯钩,出现了方向性,当向 锡林转移时,大部分未换向,形成锡林上的前弯 钩。 (2)锡林盖板间的分梳交替作用,使盖板上 的纤维产生后弯钩,而锡林上的纤维产生前弯钩。 (3)锡林道夫间的分梳转移作用,未被转移 到道夫上的或己转移而又反转移回来的纤维,其尾 端受到道夫针齿或道夫握持纤维的作用,而前端由 锡林梳针握持形成前弯钩。 由于上述三点原因,使锡林上以前弯钩为主 体。 3.3 锡林道夫间的转移及道夫上弯钩的形成 为了查明锡林上的纤维是如何形成道夫上的弯 钩纤维及其间的关系,在锡林上做了不同形状纤维 的示踪试验,然后分析转移到道夫上的形状和换向 百分率,如表9所示(每个方案的观察根数超过50 根)。 ・200・ 辽东学院学报(自然科学版) 第l5卷 % n % n撕n掷n % % 前弯钩 弹 50 43.1 4.55 2.37 11.1 l1.28 6.38 8.9 6.67 4.6 0 l1.38 6.8l 17.8 6.67 20.8 22.79 9.1 33.3 2O 12.1 l0o 67.78 l0o 51.14 10o 50 性 针 后弯钩 28.9 8.9 5O 27.1 8.9 12,5 4.16 5.55 布 直线型(竖) 直线型(横) 10.4 22.2 8.34 36.2 33.17 2.88 l00 由此可。见: (1)棉网中金属针布比弹性针布的后弯钩多, 更具有方向性。且道夫上的纤维形状与锡林上的原 有纤维形状间的关系比弹性针布小。 (2)锡林上的前弯钩有70%(blCC)和50% (FCC)转变为道夫上的后弯钩,且其中较多在转 移过程中换向(调头)约占4o%一50%。 由于锡林道夫间梳针配置、规格和梳理作用的 关系,使锡林上的各种纤维转变成道夫上后弯钩的 (3)锡林上的后弯钩在金属针布时大部分转 变为道夫上的后弯钩,但换向率显著减少。而在弹 性针布时转变为后弯钩的百分率显著减少,而其他 3.4锡林刺辊速度对伸直度的影晌 型纤维显著增加。 随着锡林刺辊速度增加,锡林上的弯钩纤维和 (4)锡林上的直线型(上下排列的)约有 其他型纤维增加,而直线型(无钩)纤维减少, 84%(MCC)和50%(FCC)转变为后弯钩,且 因而使道夫上的其他型纤维增加,而直线型(无 有一半左右是换向的。 钩)纤维减少,且其伸直度下降,表10为不同锡 (5)锡林上横向直线型转变成道夫上的后弯钩 林速度(刺辊盖板比例增加)时生条中纤维的形 百分率比竖向直线型转变的数明显减少,而且转变 状和伸直度。 成道夫上的直线型和其他型百分率增加了。 表10锡林速度与生条中纤维形状及伸直度 概率比转变成前弯钩的概率要大,因而造成生条中 后弯钩多的方向性问题。 由此可见,金属针布锡林上的各类纤维转变成 道夫上后弯钩的概率均比弹性针布锡林大,因而金 属针布梳棉机的生条中,后弯钩根数百分率比弹性 针布大,方向性更明显,但其平均伸直度与弹性针 布相似。 n——根数百分率(%)P.—平均伸直度(%) 由表10可见:随着锡林速度的增加,生条中 但各类纤维的平均伸直度P均随锡林速度的增 后弯钩和无弯钩型纤维减少而其它型纤维增加, 加而减少。 第4期 费 青:高产梳棉机的“梳棉理论”(V) 毛,伸直度恶化(见表l 1)。 ‘ ・201・ 3.5盖板的作用对伸直度的影晌 除盖板外,其他因素对纤维伸直度也有影响, 如梳棉机后部形式(如单刺辊、工作辊、双刺 辊)、前牵伸大小、罗拉剥棉和斩刀剥棉、各部隔 距等都对纤维伸直度有一定影响。 3.5.1有无盖板的对比 根据Wakankar的资料盖板对生条中纤维形状 表11 有无盖板对伸直度的影响 3.5.2盖板速度 不同盖板速度时,生条的伸直度随着速度的增 没有显著的作用。但根据我们的试验有盖板时生条 的伸直度有所改善,而无盖板时,生条较乱且发 加而有些改善。  ,表l2产量对伸直度的影响 注:锡林速度360 r/rain 3,5。6产量对伸直度的影响 4.2 转杯纱和环绽纱中纤维伸直度和弯钩比较 根据作者三因子设计的48个方案的平均数 为了分析纤维伸直度对转杯纺和环锭纺的影 (120只平均)可知,随着产量的增加,伸直度恶 响,我们试验了二并条及其经两种不同纺纱方法制 化。不同产量不同生条定量纤维形状和伸直度如表 成的环锭纱和转杯纱的伸直度(见表l4),关于成 12所示。 纱结构的差异见表l4。 4不同纺纱方法对纤维伸直度的影响 表14二并条及成纱纤维伸直度 4.1 转杯纱(气流纱)与环锭纱 在环锭纺中,纤维的伸直度和弯钩的方向性与 棉纺各工序及成纱质量有着密切的关系,而且越来 越被重视。在转杯纺中,纤维的伸直度和弯钩的方 向性在很大程度上也影响着转杯纱的质量,转杯纱 的强力比环锭纱低与纤维伸直度有着密切直接的关 系。在相同原棉和前纺工艺条件下,我们对转杯纺 名称 元弯钩 弯钩纤维 其中对 和环锭纺在成纱质量上的差异及其成因进行了分析 纤维 及其他 折纤维 对比试验 ,用A272C型并条机生产的熟条,一 部分直接供应转杯纺,一部分经粗纱供应环锭细纱 机,其成纱质量如表l3所示。 表l3转杯钞和环锭纱成纱质量对比 由表14及表l5可知: (1)转杯纺加捻杯中须条与细纱(环锭)须 条相比,其差距很大,转杯纺伸直度比环锭细纱要 低33.6个百分点,投影长度要差7.9 mm; (2)转杯纱与环锭纱相比,直线形纤维的根 ・202・ 辽东学院学报(自然科学版) 第l5卷 数百分率由环锭纱的87%~92%减少到36%~ 53%,而弯钩纤维(包括其他类型纤维)由8%~ 13%增加到47%一64%。因此转杯纱的伸直度与 环锭纱相比是很差的; 院学报:自然科学版,2007,14(4):235--244. [3]费青.高产梳棉机的“梳理理论”(Ⅲ)[J].辽东学 院学报:自然科学版,2oo8,15(1):55—60. [4]费青.高产梳棉机的“梳理理论”(IV)[J].辽东学 院学报:自然科学版,2008,15(3):l21一l27. [5]费青.锡林一盖板间的梳理过程及其作用[J].纺织部 纺织科学研究院院刊,1957(6):1—8,l2 (3)环锭纺从二并条经粗纱工序和细纱工序 的牵伸,纤维伸直度得到进一步改善,弯钩纤维进 步减少,其细纱的伸直度高达98.7%,而转杯 一[6]费青.梳棉机的均匀混合作用[J].纺织通报,1960 纺非但没有改善二并条的伸直度和弯钩纤维,而且 (4):4—12. 受到进一步的破坏,使转杯纺须条的伸直度仅有 [7]费青.纤维伸直度的测定方法及影响因素分析[J]. 65%左右,这是转杯纱强力低的主要原因之一。 棉纺织技术,2005(4):l一5. [8]费青,姚书琴.纤维伸直度和弯钩方向性对气流纱质 参考文献: 量的影响[J].纺织学报(创刊号),1997(1):22— [1]费青.高产梳棉机的“梳理理论”(I)[J].辽东学院 29. 学报:自然科学版,2007,14(3):l66—172. (责任编辑:陈庚顺) [2]费青.高产梳棉机的“梳理理论”(II)[J].辽东学 Carding Theory of a High—production Carding Machine(V) FEI Qing (China Textile Academy,Beijing 100025,China) Abstract:The uniform mixing action and hooked fiber hook problem of a carding machine are discussed. Through some technological experiments,the reason and mechanism of the uniform mixing action of a carding ma— chine are described.The mechanism for hooked fibers in carding process is also investigated.Furthermore,a meth— od to test the fiber straightness is proposed,and some factors affecting the straightncss are also discussed. Key words:carding machine;uniform mixing;straightness (上接第190页) [6]刘丹梅,衣杰,孙书伟.四倍体刺槐组培瓶苗生根培 [4]黄萍,颜谦,何庆才,等.培养基成分改变对马铃薯 养研究[J].辽东学院学报:自然科学版,2007 试管苗生长的影响[J].种子,2005(4):58—59. (02):70—72. [5]何庆才,黄萍,颜谦,等.马铃薯试管苗高效低成本 (责任编辑:龙海波) 生产技术研究[J].种子,2005(4):91—93. Effect of Organic Compositions and Illumination Hours on Rapid Virus-free Potato Propagation SUN Shu—wei (Agricultural Colelge,Liaodong University,Dandong 118003,China) Abstract:The effect of organic compositions(except sugar)and illumination hours on the rapid propagation of toxin—free potatoes wiht MS as hte basic medium was studied.The results show that insufifcient organic eomposi— dons(except sugar)have no signiifcant influence on the growth of the plantlets.Illumination hours afect not only the organ formation but also the growth of the tube plantlets.It was better not to below 16 h/d. Key words:potato;toxin-free;rapid propagation;organic composition;illumination hours 

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