纺织工艺与设备2（PPT49页)

第三章梳理前准备第一节开松及除杂的原理第二节开清棉第三节开毛与和毛第四节苎麻的软麻与开松第五节开绵与切绵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。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“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”“开松”是纤维松解的手段，纤维的松解是“除杂”的前提条件，两者的作用往往同时进行。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。•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。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W—P、A、T三者合力，分解成分力S和分力NS—沿角钉工作面方向的抓取力N—垂直角钉工作面的压力将形成抓取阻力PTAααwPTAwsNcossinsinsincoscosTAPNTAPSα减小，则S增加，N减小，有利于角钉刺入抓取纤维一个角钉机件对原料的撕扯作用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SS—沿角钉方向的分力，抓取力S=FcosαN—使棉块压向角钉的力N=Fsinα产生阻止纤维滑向角钉根部的力P=μN=μFsinαabFFSNFα角钉具有抓取力的条件：S›P，即Fcosα›μFsinαctanα›μα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PP1P2ABm1m2P—打击力，沿切向。分解为P1和P2P1—沿AB连线方向，产生撕扯力P2—和连线垂直，若未能扯断，产生旋转对纤维有保护作用自由开松特点：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、开毛锡林与喂毛罗拉之间等可分：握持分割（扯松）、握持打击（打松）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—撕扯力打击强度：通常用打击冲量和打击次数衡量（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PP1P2（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）1000100nKTvGtn较小，开松作用强降低，、增加或者、）打手转速（—打手刀片数—）喂入纤维层线密度（—喂给罗拉线速度（—GTvnKnKTcmvtntnmin/rtexmin)/WvnKsn较大，开松作用强降低，，增加或者、重量，喂入纤维层每厘米长度—）打手转速（—打手刀片数—喂给罗拉线速度（—打击次数，次—sWvnKcmgWnKcmvgsnn/min/rmin)//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：P1P2持绵刀喂棉刺辊开绵锡林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（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PQNTαββP—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Q—平行锯齿工作面的分力使纤维滑向齿根，受摩擦阻力T的作用α—锯齿植针角（工作角）β—锯齿工作面角α+β=90度T=μNN=PcosβQ=Psinβ若顺利刺入，必须满足：Q≥TPsinβ≥μPcosβtanβ≥μtanβ≥tanФФ—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（3）锯齿握持纤维的条件分析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T—纤维向外滑动时受摩擦阻力T=μN由平衡方程可知：锯齿能握持住纤维的条件：将T=μN和N=Fsinβ+Rcosβ代入上式，则cossincossinFTRNRFxyvFNRTββcossinFTRRFarctanRF)(tan;tancoscossinsin则：因为：FRFR（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FF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：作用强烈、开松除杂效果显著常用于开清棉工程的早期（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。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※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：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（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：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，损伤小三角形尘棒及其配置abcdefαθθ顶面—abef,托持纤维，避免下落工作面—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+αβ=arcsin(R/(R+r))R—打手半径r—打手与尘棒间隔距RrDEβabc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（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：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负压1区：打手回转带动气流形成正压2区：打手回转带动气流形成主要排杂区为死箱负压3区：前方凝棉器风扇作用而成纤维回收区为活箱，设侧进风口调节回收作用前后补风口：可调节打手室气压分布尘棒间气流：工作面向外排出气流，有排杂作用底面向内补入气流，有回收纤维作用死箱活箱侧进风前补风后补风123出进打手室气流的平衡关系：Q1′—打手回转形成的风量Q1〞—尘棒间气流流出风量打手室的剩余风量Q1=Q1′-Q1〞Q2—风扇的吸风量Q3—补风口补入打手室风量平衡式Q2=Q1+Q3各部分气流调整时，均互相影响，影响除杂、落棉Q1'Q1Q1Q2Q3'Q3Q3（2）落物控制利用打手室气流规律进行落纤控制尘棒间气流：不同部位可进行调节流出气流：有助于除杂流入气流：有助于托持和回收纤维①