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并條:羅拉牽伸的基本原理
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并條:羅拉牽伸的基本原理

 
 

發(fā)布時(shí)間: 2009/2/18           文章出處:  

 
 

一.牽伸概述
(一)實(shí)現(xiàn)牽伸的條件    在紡紗過程中,將須條抽長拉細(xì)的過程稱為牽伸(drafting)。須條的抽長拉細(xì)是須條中纖維沿長度方向作相對運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,所以牽伸的實(shí)質(zhì)是纖維沿須條軸向的相對運(yùn)動(dòng),其目的是抽長拉細(xì)須條到達(dá)規(guī)定的線密度。在牽伸過程中由于纖維的相對運(yùn)動(dòng),使纖維得以平行、伸直,在一定條件下,也可以使產(chǎn)品中的纖維束分離為單纖維。
并條機(jī)的牽伸機(jī)構(gòu)由羅拉和皮輥組成牽伸鉗口。每兩對相鄰的羅拉組成一個(gè)牽伸區(qū),在每個(gè)牽伸區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)牽伸的條件是:
(1) (1)       每對羅拉組成一個(gè)有一定握持力的握持鉗口。
(2) (2)       兩個(gè)鉗口之間要有一定的握持距,這個(gè)距離稍大于纖維的品質(zhì)長度,以利于牽伸的順利進(jìn)行,并可以避免損傷纖維。
(3) (3)       兩對羅拉鉗口之間應(yīng)有速度差,即前一對羅拉的線速度應(yīng)大于后一對羅拉的線速度。
(二)機(jī)械牽伸與實(shí)際牽伸    須條被抽長拉細(xì)的倍數(shù)稱為牽伸倍數(shù)。用牽伸倍數(shù)可以表示牽伸的程度。如圖5-3-1所示為牽伸作用示意圖。

設(shè)各對羅拉之間不產(chǎn)生滑移,則牽伸倍數(shù)E可以用下式表示:
E=V1/V2          。5-3-1)
式中;V1―――――表示羅拉輸出速度;
V2―――――表示羅拉喂入速度。
假設(shè)在牽伸過程中無纖維散失,則單位時(shí)間內(nèi)自牽伸區(qū)中輸出的產(chǎn)品質(zhì)量與喂入的產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)相等,
即V1×W1=V2×W2 ,E=V1/V2=W2/W1              (5-3-2)
式中:W1―輸出產(chǎn)品單位長度的質(zhì)量;
W2―喂入產(chǎn)品單位長度的質(zhì)量。
實(shí)際上,牽伸過程中有落棉產(chǎn)生,皮輥也有滑溜現(xiàn)象,前者使?fàn)可毂稊?shù)增大,后者使?fàn)可毂稊?shù)減小,因而,不考慮落棉與皮輥滑溜的影響,用輸出、喂入羅拉線速度求得的牽伸倍數(shù),稱為機(jī)械牽伸倍數(shù)或計(jì)算牽伸倍數(shù);考慮了上述因素求得的牽伸倍數(shù)稱為實(shí)際牽伸倍數(shù)。
實(shí)際牽伸倍數(shù)可以用牽伸前后須條的線密度或定量之比求得。
E/ =Tt2/Tt1=W2//W1/                。5-3-3)
式中:E/―實(shí)際牽伸倍數(shù);
  。祝保D輸出產(chǎn)品的定量;
  。祝玻D喂入產(chǎn)品的定量;
  。詔1―輸出產(chǎn)品的線密度;
  。詔2―喂入產(chǎn)品的線密度。
實(shí)際牽伸倍數(shù)與機(jī)械牽伸倍數(shù)之比稱為牽伸效率η。即:
η=E//E×100%         。5-3-4)
在紡紗過程中,牽伸效率常小于1,為了補(bǔ)償牽伸效率,生產(chǎn)上常使用的一個(gè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值是牽伸配合率,它相當(dāng)于牽伸倍數(shù)的倒數(shù)1/η。為了控制紡出紗條的定量,降低重量不勻率,生產(chǎn)上根據(jù)同類機(jī)臺,同類產(chǎn)品長期實(shí)踐積累,找出牽伸效率變化規(guī)律,然后在工藝設(shè)計(jì)中,預(yù)先考慮牽伸配合率,由實(shí)際牽伸與牽伸配合率算出機(jī)械牽伸,從而確定牽伸變換齒輪,即能紡出符合規(guī)定的須條。
(三)總牽伸倍數(shù)與部分牽伸倍數(shù)  一個(gè)牽伸裝置,常由幾對牽伸羅拉組成,從最后一對喂入羅拉至最前一對輸出羅拉間的牽伸倍數(shù)稱為總牽伸倍數(shù);其相鄰兩對羅拉間的牽伸倍數(shù)稱為部分牽伸倍數(shù)。
設(shè)由四對牽伸羅拉組成三個(gè)牽伸區(qū),羅拉線速度自后向前逐漸加快,即V1>V2>V3>V4 ,各部分牽伸倍數(shù)分別是:E1=v1/v2;E2=v2/v3;E3=v3/v4 。
總牽伸倍數(shù):E=v1/v4 。
將三個(gè)部分牽伸倍數(shù)連乘,則
E1×E2×E3=(v1/v2)×(v2/v3)×(v3/v4)=v1/v4=E (5-3-5)
即總牽伸倍數(shù)等于各部分牽伸倍數(shù)的乘積。
二。伸區(qū)內(nèi)的纖維運(yùn)動(dòng)
牽伸的基本作用是使須條中纖維與纖維之間產(chǎn)生相對移動(dòng),使纖維與纖維頭端之間的距離拉大,將纖維分布到較長的片段上。假設(shè)兩根纖維牽伸之前頭端之間距離為a ,牽伸之后纖維頭端距離加大使纖維頭端距離產(chǎn)生變化,這種變化稱為移距變化。
     經(jīng)過牽伸后,產(chǎn)品的長片段不勻有很大的改善,其條干不勻(短片段不勻)卻增加了,這說明牽伸對條干均勻度起著不良影響。為此,我們從研究牽伸過程中纖維的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及牽伸前后纖維移距變化著手,掌握牽伸過程中纖維的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,從而控制條干均勻度。
 。ㄒ唬可旌罄w維的正常移距  如圖5-3-2 所示是兩對羅拉組成的牽伸區(qū)。假設(shè)A、B是牽伸區(qū)內(nèi)兩根等長且平行伸直的纖維,牽伸之前A、B頭端距離為a0,假設(shè)兩根纖維都在同一變速點(diǎn)(前鉗口線處)變速。變速之前兩根纖維都以后羅拉表面速度v1前進(jìn),由于纖維A頭端在前,到達(dá)變速點(diǎn)的時(shí)間較早,變速后以前羅拉速度v2前進(jìn)。纖維A變速后,纖維B仍以較慢的速度v1前進(jìn)直到前鉗口線。
假設(shè)纖維B到達(dá)前鉗口線所需時(shí)間為t,則t=a0/v1;
在同一時(shí)間內(nèi)纖維A所走的距離為a1,且
a1=v2×t=v2×(a0/v1)=(v2/v1)a0=Ea0    。5-3-6)
即經(jīng)過牽伸后,兩根纖維A、B之間的頭端距離增大了E倍。假若紗條截面內(nèi)所有纖維
在同一變速點(diǎn)變速經(jīng)過牽伸后,各根纖維頭端距離均擴(kuò)大為原來的E倍,這樣,牽伸前后紗條條干均勻度沒有變化。我們把這種移距變化即a1=Ea0稱為正常移距。

(二)移距偏差  通過對纖維進(jìn)行移距試驗(yàn),即用兩根不同顏色的纖維夾在須條中,牽伸前其頭端距離為a0 ,則經(jīng)過E倍牽伸后,在輸出的須條中測量這兩根纖維的頭端距離為a1。在反復(fù)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)a1有時(shí)大于Ea0,而有時(shí)小于Ea0,很少等于Ea0,這說明在實(shí)際牽伸中纖維頭端并不在同一截面上變速,從而使?fàn)可旌箜殫l條干均勻度惡化。
如圖5-3-3所示。設(shè)纖維A在x1-x1界面上變速,而纖維B到達(dá)x2-x2界面上才變速(即頭端在前的纖維先變速,頭端在后的纖維后變速),纖維A變速后以較快的速度v2運(yùn)動(dòng),而纖維B仍以v1運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)纖維B到達(dá)變速界面x2-x2時(shí)所需時(shí)間為t=(a0+x)/v1;
在同一時(shí)間內(nèi)纖維A所走的位移為
a1+x=t×v2=[(a0+x)/v1]×v2=E(a0+x)
a1=E(a0+x)-x=Ea0+(E-1)x     (5-3-7)
由上式可知,由于前面纖維變速較早,后面纖維變速較晚,使?fàn)可旌罄w維頭端距離較正常移距偏大。
同理,假設(shè)纖維A在x2-x2界面上變速,而纖維B在x1-x1界面上變速,即頭端在前的纖維變速點(diǎn)在后,頭端在后的纖維變速點(diǎn)在前,且a0>x,則當(dāng)纖維A在x2-x2界面上變速后,纖維B尚須以速度v1移動(dòng)一段距離(a0-x)才到達(dá)x1-x1界面而變速,所需時(shí)間為
t=(a0-x)/v1
在同一時(shí)間內(nèi),纖維A移動(dòng)的距離為a1-x,則
a1-x=v2t=v2(a0-x)/v1=E(a0-x)
a1=E(a0-x)+x=Ea0-(E-1)x  。5-3-8)
 
上式說明由于前面纖維變速較晚,后面纖維提前變速,牽伸后纖維的移距較正常移距為小。
綜合上述兩種情況,兩根纖維在不同截面上變速后,頭端的移距為 
 。幔保剑牛幔啊溃ǎ牛保        。5-3-9)
式中Ea0為須條經(jīng)E倍牽伸后纖維頭端的正常移距,(E-1)x為牽伸過程中纖維頭端在不同界面上變速而引起的移距偏差。由此可見,在實(shí)際牽伸過程中,正是由于纖維頭端不在同一位置變速,而引起的移距偏差,使須條經(jīng)牽伸后產(chǎn)生附加不勻。在牽伸區(qū)內(nèi),若棉條的某一截面上有較多的纖維變速較早,使纖維頭端距離較正常移距為小,便產(chǎn)生粗節(jié),在粗節(jié)后面緊跟著的就是細(xì)節(jié);反之,若有較多的纖維變速較晚,便產(chǎn)生細(xì)節(jié),在細(xì)節(jié)之后緊跟著的就是粗節(jié)。從移距偏差(E-1)x可知,當(dāng)纖維變速位置越分散(x值越大),牽伸倍數(shù)E越大時(shí),則移距偏差越大,條干越不均勻。因此,在牽伸過程中,使纖維變速位置盡可能向前鉗口集中,即x→0,是改善條干均勻度,提高牽伸能力的重要條件。
(三)纖維變速點(diǎn)的分布  為了研究牽伸過程中纖維的變速界面,可采用以下方法進(jìn)行試驗(yàn)測試。
如圖5-3-4所示,在牽伸裝置內(nèi)放好試驗(yàn)用的棉條,在開車前將數(shù)根染有不同顏色的纖維頭端,按等距離依次夾在棉條內(nèi),并在棉條上做一記號O(扎結(jié)一根色紗),量出記號O和最末一根染色纖維的頭端距離bi,如圖甲;然后開車,使染色纖維進(jìn)入牽伸區(qū),當(dāng)最后一根染色纖維到達(dá)變速界面前,該纖維仍以后羅拉速度運(yùn)動(dòng),其頭端到記號O的距離bi不變,如圖乙,直到這根纖維從前羅拉輸出,而記號O尚未進(jìn)入牽伸區(qū)立即停車,如圖丙。測量記號O至前鉗口線的距離s,前鉗口線至染色纖維頭端距離ci,即可計(jì)算出纖維頭端變速點(diǎn)與前鉗口線的距離xi。

由于纖維在距前鉗口線xi處變速,從變速點(diǎn)開始到關(guān)車的過程以速度v1走過(xi+ci)的距離,在此段時(shí)間內(nèi),記號O以速度v2走過的距離為bi-(s-xi)=bi+xi-s。
則 (xi+ci)/v1=(bi+xi-s)/v2
xi=[ci-E×(bi-s)]/(E-1)         。5-3-10)
因此,根據(jù)各根染色纖維的bi及ci值,便可算出各根染色纖維的變速點(diǎn)與前鉗口線間的距離
xi值。
根據(jù)試驗(yàn),簡單羅拉牽伸區(qū)內(nèi)纖維變速點(diǎn)分布如圖5-3-5 所示。
圖中縱坐標(biāo)表示纖維數(shù)量。
試驗(yàn)表明:(1)在牽伸過程中,纖維頭端的變速界面xi(變速點(diǎn)至前鉗口距離)有大有小,各個(gè)變速界面上變速纖維的數(shù)量也不相等,因而形成一種分布,

 
 
 
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