軋花工藝要求軋凈棉子上的長(zhǎng)纖維,又不損傷纖維天然的物理性狀。根據(jù)軋花機(jī)理可知,要達(dá)到這一要求,必須使棉子和長(zhǎng)纖維受到不同方向的外力作用。鋸齒軋花機(jī)的中箱為其制造了條件,中箱的幾何形狀可以使子棉形成卷體,利用鋸片滾筒在中箱內(nèi)的位置,使鋸齒在勾拉子棉纖維的同時(shí),對(duì)子棉卷產(chǎn)生作用力矩,使子棉卷做旋轉(zhuǎn)休閑。正因?yàn)樽用蘧淼霓D(zhuǎn)動(dòng),鋸齒才能均衡、高效地勾拉纖維;同時(shí)軋凈纖維的棉子才能順利排落。由于子棉卷和鋸片滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、轉(zhuǎn)動(dòng)方向存在差異,非常是在軋花肋條排工作點(diǎn)處存在較大差異,軋花的力學(xué)條件才得以滿足。
(一)子棉卷休閑的形成過(guò)程
軋花前,先在中箱內(nèi)放入肯定數(shù)量的子棉,以便開(kāi)機(jī)后很快形成子棉卷。軋花時(shí),前箱的子棉由鋸齒勾拉著通過(guò)阻殼肋條排上部間隙進(jìn)入中箱,并分布在子棉卷的外表層,如圖8-15所示。

從棉子梳到軋花肋條排工作點(diǎn)的鋸片弧長(zhǎng)上,鋸齒繼續(xù)勾拉子棉纖維。被鋸齒勾拉的子棉隨鋸片休閑,但該子棉同時(shí)又受到子棉卷的牽制,因此鋸齒勾拉的纖維束中部分纖維從棉子上拉脫下來(lái)。在軋花肋條排工作點(diǎn)處,鋸齒勾拉子棉纖維進(jìn)入肋條間隙,其中的大部分纖維和棉子分別。已被拉脫了部分纖維的子棉被軋花肋條排阻留在中箱內(nèi)。由于后續(xù)鋸齒不斷地將拉脫了部分纖維的子棉留在工作點(diǎn)上方,故此處的子棉擠得很緊,并沿著軋花肋條排的表面向上擠,推動(dòng)前面的子棉向上移動(dòng)。結(jié)果甲區(qū)的子棉向乙區(qū)休閑,隨后向丙區(qū)、丁區(qū)休閑,形成子棉卷外層的休閑。當(dāng)子棉休閑到棉子梳附近,和新進(jìn)入中箱的子棉會(huì)合,再次被鋸齒勾拉進(jìn)入己區(qū)。軋凈纖維的棉子從棉子梳附近排出機(jī)外。這種過(guò)程周而復(fù)始,不斷地帶走纖維和排落棉子,又不斷地勾入子棉來(lái)補(bǔ)充,中箱內(nèi)的子棉始終成穩(wěn)定的卷體狀態(tài),不停地沿著中箱內(nèi)壁休閑。
子棉卷是由子棉、毛子、游離纖維、棉子等組成的混合體。完管子棉卷內(nèi)層子棉沒(méi)有和鋸齒接觸,但由于內(nèi)外層子棉間相互牽制、抱和,當(dāng)子棉卷外層轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),層和層之間的摩擦力牽引了內(nèi)層子棉隨外層一起休閑。這樣,整個(gè)子棉卷就圍繞肯定的中心做旋轉(zhuǎn)休閑,也為棉纖維順利地從子棉上被剝下制造了條件。
(二)子棉卷休閑的基本條件
子棉卷正常運(yùn)轉(zhuǎn)是保證良好軋花狀態(tài)必不可少的條件。為保證鋸齒連續(xù)、均衡地勾拉子棉纖維,子棉卷正常運(yùn)轉(zhuǎn)必須具備下列條件:
(1)子棉卷應(yīng)具有肯定的密度。具有肯定緊密度的子棉卷,其各個(gè)單粒子棉之間才能適當(dāng)?shù)叵嗷D壓,形成肯定的摩擦力以傳遞力矩,使子棉卷內(nèi)外層相互牽引,形成整體休閑。
(2)鋸齒對(duì)子棉卷的牽引作用力矩必須大于工作箱壁對(duì)子棉卷的摩擦阻力矩。為了增加鋸齒對(duì)子棉卷的牽引力矩,可以采取以下措施:
①抬高鋸片滾筒,增整理作箱中鋸片的工作齒數(shù)。
②保持鋸齒的銳利程度;不斷齒、不倒齒;刷棉要潔凈。
③適當(dāng)減小壓力角。
為了減少工作箱壁對(duì)子棉卷的摩擦阻力矩,可以采取下列措施:
①提高工作箱內(nèi)壁及軋花肋條表面的完潔度,特別是軋花肋條上部腳踵固定處,要平坦、完滑。
②適當(dāng)加大軋花肋條排工作點(diǎn)以上部分的間隙,擴(kuò)大頂孔直徑,提高軋花肋條工作點(diǎn)及以上部分側(cè)面、頂孔處的完潔度。
③正確安裝、調(diào)節(jié)棉子梳,預(yù)防梳條錯(cuò)位而阻礙排子。
④開(kāi)機(jī)肯定時(shí)間后,應(yīng)更換或清理子棉卷。因?yàn)樽用蘧碇行某３A帶著雜質(zhì),它們既不能被鋸齒勾住而拉出,又不易隨棉子排出,并隨著整理時(shí)間的延長(zhǎng)而越來(lái)越多,其中一些雜質(zhì)會(huì)堵塞軋花肋條排間隙,造成子棉卷停轉(zhuǎn)。
⑤操縱子棉卷密度,以免子棉卷過(guò)緊,使摩擦阻力矩急劇增加,影響子棉卷的運(yùn)轉(zhuǎn)。
(3)鋸片片距不能太大,一般在20mm以內(nèi)。片距過(guò)大,鋸片之間的子棉難于得到牽引力,也就難于隨子棉卷一起休閑。
(三)子棉卷的組成
單粒子棉上的纖維經(jīng)過(guò)一次鋸齒勾拉肯定不能拉完,即單粒子棉的軋剝過(guò)程都是在肯定時(shí)間間隔內(nèi)完成的,故工作箱內(nèi)的子棉卷由處于不同軋剝階段的單粒子棉組成。但子棉卷的組成也不是固定不變的,處于不同軋剝階段的子棉群比例和軋花機(jī)的操作過(guò)程(非常是喂花速度)有關(guān)。改變喂花速度會(huì)改變子棉卷組成成分的比例及其他參數(shù),如子棉卷轉(zhuǎn)速、子棉卷重量、子棉卷密度等。從表8-6可以看出:子棉卷中軋凈纖維的棉子數(shù)量,隨軋花機(jī)生產(chǎn)率的提高有規(guī)律地減少;單粒子棉和帶纖維多的棉子,則隨軋花機(jī)生產(chǎn)率的提高增加了。其它工作箱內(nèi)還存在著大量完全軋剝過(guò)的,應(yīng)該從工作箱內(nèi)排出的棉子。這些棉子滯留在工作箱內(nèi),無(wú)疑會(huì)降低軋花機(jī)的生產(chǎn)率。為此,有一種理論認(rèn)為:減少棉子在工作箱內(nèi)的逗留時(shí)間,是提高軋花機(jī)生產(chǎn)率的重要途徑。

(四)工作箱的幾何形狀
子棉卷表層各個(gè)區(qū)域的休閑速度和工作箱的幾何形狀有關(guān)。不僅如此,工作箱的大小、形狀被公認(rèn)為是影響軋花機(jī)生產(chǎn)率的主要因素。一般情況下,鋸齒軋花機(jī)工作箱的軋花肋條排上部、胸板、活動(dòng)蓋板和抱和板由四段曲率半徑逐漸增大的圓弧組成,這使得子棉卷的周向密度、工作箱箱壁對(duì)子棉卷表層的摩擦阻力均由大到小變化;子棉卷表層的休閑速度逐漸加快。工作箱的這種幾何形狀對(duì)軋花有利,它使得軋花肋條排工作點(diǎn)處的子棉卷密度大、速度慢;棉子梳處的子棉卷密度小、速度快。工作點(diǎn)處的子棉對(duì)鋸齒保持了較大的局部壓力,有利于鋸齒對(duì)子棉纖維進(jìn)行高效率的勾拉,并使充塞于齒間內(nèi)的纖維不易滑脫。棉子梳處的子棉卷疏松,有利于軋凈長(zhǎng)纖維的棉子排出機(jī)外。
(五)子棉卷的密度和速度
子棉卷休閑時(shí)呈筒狀。若棉子梳的自由端降得很低,則子棉卷橫截面的下部擴(kuò)大成錐形。
子棉卷休閑時(shí)產(chǎn)生的離心作用,使子棉卷中心的密度較小,呈疏松狀態(tài)或管狀的空心。當(dāng)子棉卷密度較小時(shí),子棉卷中心的管狀空心就不顯著,呈疏松狀態(tài);當(dāng)子棉卷密度適中時(shí),子棉卷中心的管狀空心很明顯;當(dāng)子棉卷密度較大時(shí),整個(gè)子棉卷擠壓緊實(shí),子棉卷中心的管狀空心縮小,以至消逝,而此時(shí)的子棉卷難于運(yùn)轉(zhuǎn)。
子棉卷密度的變化直接導(dǎo)致子棉卷重量的變化。如圖8-16所示:子棉卷的重量取決于鋸片滾筒的轉(zhuǎn)速和軋花機(jī)的生產(chǎn)率。如果鋸片滾筒的轉(zhuǎn)速是固定的,則子棉卷重量增加,會(huì)提高軋花機(jī)的生產(chǎn)率,當(dāng)鋸片滾筒轉(zhuǎn)速較低時(shí),這種關(guān)系尤為明顯。當(dāng)軋花機(jī)的產(chǎn)量達(dá)到9～10kg/(片-h)以上時(shí),提高鋸片滾筒的轉(zhuǎn)速幾乎不能改變子棉卷的重量,有時(shí)反而使子棉卷的重量降低。

子棉卷休閑時(shí),其表層和內(nèi)層的線速度不同,表層的線速度大,卷體旋轉(zhuǎn)中心的速度為零。一般情況下,從表層到旋轉(zhuǎn)中心,線速度呈線性變化,如圖8-17所示。若鋸片直徑為320mm,當(dāng)鋸片滾筒的轉(zhuǎn)速為720r/min(即鋸片滾筒表面線速度為12m/s)時(shí),子棉卷表層的線速度在3m/s以下。
隨子棉卷休閑的單粒子棉在丁區(qū)遇到鋸齒,受到鋸齒的勾拉,休閑速度突然加快。因此,丁區(qū)的子棉卷是疏松的。從丁區(qū)到己區(qū),子棉卷逐漸由松變緊。工作箱的幾何形狀決策了子棉卷在己區(qū)是緊的,且從己區(qū)順次到甲區(qū)、乙區(qū)、丙區(qū)、丁區(qū),子棉卷逐漸由緊變松。
子棉卷休閑時(shí),表層各處的線速度不同。子棉卷表層線速度在己區(qū)慢,從己區(qū)順次到甲區(qū)、乙區(qū)、丙區(qū)、丁區(qū)、戊區(qū),子棉卷表層線速度逐漸加快。單粒子棉在丁區(qū)遇到鋸齒,休閑速度突然加快,在丁區(qū)50～70mm的弧段內(nèi),隨鋸齒做等速休閑。子棉卷表層速度在戊區(qū)快,為2１4～3.0m/s,和鋸齒的線速度相差9m/s。根據(jù)蘇聯(lián)的試驗(yàn)研究,對(duì)于直徑為320mm的鋸片而言,當(dāng)鋸片滾筒的轉(zhuǎn)速為720r/min時(shí),在正常生產(chǎn)條件下,如果甲區(qū)的子棉卷速度是100%,則乙區(qū)的子棉卷速度是102%～103%,丙區(qū)的子棉卷速度是104%～105%,丁區(qū)的子棉卷速度是130%～160%,戊區(qū)的子棉卷速度約是甲區(qū)的2.2倍,即達(dá)220%。
(六)影響子棉卷休閑速度的因素
子棉卷休閑速度的變化及分布規(guī)律,主要取決于工作箱的幾何形狀。除此之外,子棉卷密度也是很重要的影響因素,而子棉卷的密度又和下列因素有關(guān)。
1.喂花速度
只增加喂花量而不改變其他工作條件時(shí),子棉卷的密度必定增加。在肯定范圍內(nèi),子棉卷的密度增加,子棉卷對(duì)鋸片滾筒的壓力也增加,鋸齒對(duì)子棉卷的勾拉牽引作用也得以加強(qiáng),子棉卷速度增加。但若子棉卷過(guò)于緊實(shí),則工作箱壁對(duì)子棉卷休閑所產(chǎn)生的阻力矩迅速增加,使子棉卷速度降低,甚至停轉(zhuǎn)。
2.棉子梳位置
只改變棉子梳位置而不改變其他工作條件時(shí),棉子梳調(diào)高升至水平,使子棉卷底部近似呈圓形,則丁區(qū)的子棉卷密度增加,從而影響棉子的排出。延長(zhǎng)棉子在工作箱內(nèi)的逗留時(shí)間,子棉卷的密度隨之增加,休閑速度加快。反之,棉子梳向下傾斜,子棉卷下部擴(kuò)大成為錐形,排子通暢,子棉卷密度隨之減小,休閑速度也因此降低。

3.鋸片滾筒轉(zhuǎn)速和軋花機(jī)生產(chǎn)率
子棉卷的休閑速度和鋸片滾筒轉(zhuǎn)速、軋花機(jī)生產(chǎn)率之間的關(guān)系,如圖8-18所示。在生產(chǎn)率相同的條件下,提高鋸片滾筒轉(zhuǎn)速,會(huì)使子棉卷變松,休閑速度降低;在鋸片滾筒轉(zhuǎn)速相同的條件下,提高軋花機(jī)生產(chǎn)率,會(huì)使子棉卷變緊,休閑速度加快。
4.軋花肋條排的位置
軋花肋條排位置的變動(dòng),將引起以下變化:
(1)R 1 (棉卷中心到肋條的距離)發(fā)生變化,從而引起子棉卷形狀、周向密度的變化;
(2)排子道寬度發(fā)生變化,從而影響排子快慢;
(3)軋花肋條排和鋸片滾筒的相對(duì)位置發(fā)生變化,從而改變工作點(diǎn)處鋸齒對(duì)子棉卷作用力的大小。

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