第三章 梳棉工序概述_机械制造-制造加工工艺.pdf
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1、第三章 梳 棉 第一节 梳棉工序概述 一、梳棉工序的的任务 1、梳理:将小棉束、小棉块梳理成单纤维状态;2、除杂:除去小棉块内的细小杂质及带纤籽屑;3、均匀混和:将不同成分原棉进行纤维间的混和,并使输出品均匀;4、成条:制成符合一定规格和重量要求的棉条,圈放在棉条筒内 二、梳棉机的发展 1、第一代梳棉机:产于 50 年代,机型为 1181,产量 10-15 公斤/小时;后以生产 1181C。2、第二代梳棉机:产于 60 年代,机型为 A186,产量 20-25 公斤/小时。3、第三代梳棉机:产于 80 年代,机型为 FA201,产量 35 公斤/小时。4、第四代梳棉机:产于 90 年代,机型为
2、 FA221、FA225,产量 50-60 公斤/小时。三、梳棉机的工艺过程(flash)第二节 给棉、刺辊部分 一、给棉刺辊部分的梳理作用(一)给棉刺辊部分的机构 给棉刺辊部分的作用:喂入棉层,刺辊对棉层梳理并除去杂质。(通过刺辊的高速回转抛落杂质,在刺辊下方形成三个落杂区,除尘刀托持纤维,杂质被挡住而下落,小漏底利用气流除去短绒和尘屑。50%以上的棉束由刺辊开松成单纤维,并除去 50%以上的杂质。)1、尾架:放置棉棉卷;下部的斜槽是为了增大棉卷与棉卷罗拉的接触,以增大摩擦力。2、棉卷罗拉:喂入棉层;表面有沟槽,以增大与棉层的摩擦力。3、给棉罗拉:握持给棉;表面有沟槽,以增大与棉层的摩擦力。
3、(介绍给棉罗拉加压)4、给棉板:与给棉罗拉一起形成握持钳口,前端工作面便于刺辊梳理。(介绍给棉板圆弧面)5、刺辊:完成对棉丛的梳理。刺辊与给棉罗拉间的线速度比较大,棉束得到分梳。刺辊的主要作用是对棉层进行梳理并除去部分杂质、短绒等。刺辊由滚筒和锯条组成,其结构如图所示。滚筒表面有螺旋沟槽,用以嵌入锯条。由于刺辊与给棉板、刺辊与锡林间隔距很小,且刺辊转速很高,所以对滚筒的圆整度、整个刺辊的动平衡以及滚筒与刺辊轴的同心度都有较严格的要求。锯条为刺辊的分梳元件。锯条的材料、规格及技术状态,对刺辊的梳理作用影响甚大。锯条大多采用中碳钢加工而成,齿尖向下 2mm 内需要淬火。刺辊表面包覆的锯条表面要求平
4、整。有代表性的锯条形状如图所示。6、除尘刀:击落尘杂,调节落棉。除尘刀的厚度 12mm,宽度 80mm,刀角为 30,长度横贯全机的扁平刀片。安装在刺辊的下面。它的主要作用是配合刺辊排除杂质,并能对刺辊上的可纺纤维起一定的托持作用,使其随刺辊回转而顺利地转移给锡林。7、小漏底:托持纤维,排除短绒。(二)刺辊对棉层的梳理过程 1、梳理方式:给棉罗拉与给棉板握持棉层尾端,刺辊梳理头端。2、梳理过程:可分为三个阶段(1)梳开阶段:棉束尾端被牢固握持,头端被刺辊高速梳理 棉束梳开;(2)梳理阶段:锯齿与纤维产生相对滑移与摩擦,产生梳理(纤维伸直、横向分开);喂棉罗拉与刺辊间的速度差异有近 1000 倍
5、左右。(3)分解阶段:随着棉束的喂给,对同一棉束尾端的握持渐弱,锯齿将棉束抓走 棉束分解。(三)影响梳理效果的因素 1、刺辊锯条规格(介绍刺辊锯条规格参数)(1)工作角:大时,穿刺与抓取能力强,但刺辊落棉率低,返花多。应根据所纺纤维长度而定;纺棉时=65-75;纺化纤,=80-90。(2)齿密 N:单位针上的针齿个数。N 大时,针面抓纤维的能力强,梳理效果好;但纤维转移困难。齿密与工作角之间的配合要适当,较大的工作角与较大的齿密配合,较小的工作角与较小齿密配合,以兼顾分梳,落棉与转移。(3)齿顶高 h:h 小,针齿强度高,纤维易向外转移;h=2.7-4 mm。(4)齿尖角:小,针齿穿刺能力强。
6、2、刺辊分梳度与转速 分梳度在棉卷定量及给棉速度不变的情况下,刺辊转速越高,每根纤维所受的作用齿数增多(分梳度 增大),棉束百分率减少,梳理效果好;但短绒增多。刺辊转速一般为 800-1200转/分。3、给棉板(1)给棉板的有关长度:给棉工作面长度、隔距点以上工作面长度、分梳工艺长度。分梳工艺长度:给棉分梳工艺长度指给棉罗拉与给棉板握持点 a 到给棉罗拉(或给棉板)与刺辊最小隔距点 b 间的距离。用公式表为:tg)R(L a L3 A 式中:a 为鼻尖宽度,L3为刺辊中心水平线以上的工作面长度,为刺辊半径,为隔距,为给棉板工作面的倾角。分梳工艺长度决定了刺辊刺入棉层的高低位置,分梳工艺长度短,
7、始梳点位置升高,纤维被握持分梳的长度增加,刺辊的分梳作用增强,但纤维损伤逐步加剧。若分梳工艺长度过长,始梳点过低,则纤维被握持分梳的长度过小,棉束重量百分率增加。(2)分梳工艺长度对梳理效果的影响 任一层纤维始梳点到握持点间的距离 LX:2X2X0A X)Y R(R Y18090L L 式中:YX为任一层到给棉板工作面的距离。LA LX梳理长度梳理效果短绒率 分梳工艺长度与梳理效果的关系见下表:LA/mm 23 24.5 26.5 28.5 棉束百分率 6.3%7.26%8.12%8.96%短绒百分率 29.68%28.48%26.51%24.42%(3)给棉板分梳工艺的选择 根据经验 LA棉
8、纤维的主体长度 当 LA棉纤维的主体长度时,棉束百分率高;当 LA棉纤维的主体长度时,短绒百分率高。、刺辊与给棉板的隔距:隔距越小,纤维越易被齿针抓取,梳理效果越好。实验结果见表:隔距(mm)0.23 0.305 棉束百分率(%)8.96 10.14 短绒百分率(%)24.42 23.35 此隔距为 0.18-0.305mm。二、刺辊部分的气流与除杂作用(一)刺辊部分的气流 1、气流附面层 刺辊转动时,带动周围一定层度的气流层流动,随刺运动的气流层称为附面层。其厚度细小杂质及带纤籽屑均匀混和将不同成分原棉进行纤维间的混和并使输出品均匀成条制成符合一定规格和重量要求的棉条圈放在棉条筒内二梳棉机的
9、发展第一代梳棉机产于年代机型为产量公斤小时后以生产第二代梳棉机产于年代机 机的工艺过程第二节给棉刺辊部分一给棉刺辊部分的梳理作用一给棉刺辊部分的机构给棉刺辊部分的作用喂入棉层刺辊对棉层梳理并除去杂质通过刺辊的高速回转抛落杂质在刺辊下方形成三个落杂区除尘刀托持纤维杂质被挡住而下 为了增大棉卷与棉卷罗拉的接触以增大摩擦力棉卷罗拉喂入棉层表面有沟槽以增大与棉层的摩擦力给棉罗拉握持给棉表面有沟槽以增大与棉层的摩擦力介绍给棉罗拉加压给棉板与给棉罗拉一起形成握持钳口前端工作面便于刺辊梳理一般为:13-16mm。附面层中的速度分布是:靠近刺辊表面气流速为刺辊表面速度。2、附面层中纤维杂质的运动 如果在回转体
10、的附面层中悬浮有两种不同比重的物体。当物体随气流做回转运动时,受气流速度及离心力的影响,物体有向附面层外层移动的趋势,质量大,体积小的物体因离心力大而在附面层中悬浮的时间短,质量轻,体积大的物体则在附面层中悬浮的时间长,从而促使附面层内不同质量重物与轻物分道而行,附面层外重物多于轻物,内层轻物多于重物。刺辊对棉层进行分梳时,纤维和杂质被锯齿带走并随其作回转运动,脱离锯齿的纤维与杂质便悬浮于刺辊的附面层中,杂质因体积小,重量大而多处于附面层的外层,纤维因其体积大、重量轻而多浮面层的内层,并沿着各自的运动轨迹离开附面层下落。利用纤维与杂质在附面层中的分类现象,对附面层进行不同的切割,即可达到去杂保
11、纤,调节落棉的目的。在附面层中,纤维与杂质的运动是互为影响的,有些纤维与杂质粘连较紧而随杂质一起落下成为落棉,也有一些与纤维粘滞力较强的细小杂质随纤维继续在附面层中前进。开始阶段:纤维与杂质被锯齿带走,并随之一起运动;部分杂质与纤维脱离锯齿,悬浮于附面层中。而后纤、杂随面层作回转运动;由于离心力的作用,使纤、杂沿法向运动。由于纤维及细小杂质的重量轻、离心小,随附面层前进的距离长;杂质的重量重,法向离力大,易脱离附面层而形成落棉。3、落杂区的划分 梳棉机机型不同,则刺辊车肚附件各异,落杂区的划分也各不相同,一般为 2 3 个落杂区。第一落杂区:给棉板与刺辊隔点到除尘刀(给棉板至第一附件间的空挡)
12、第二落杂区:除尘刀到小漏底入口(第一附件至第二附件间的空档)第三落杂区:小漏底落杂区(第二附件至第三附件间的空档)。(二)影响刺辊落棉的因素 实际生产过程中,当配棉成分发生较大变化或对成纱质量有不同要求时,应及时调整刺辊落棉;若各机台机械状态或落棉率存在较大差异,亦需对刺辊落棉作必要调整,以便做到稳定生产、保证质量和节约用棉。影响后车肚落棉的因素很多,可归纳为两大类:一类是与分梳强度有关的因素,如刺辊转速、给棉板(或给棉罗拉)与刺辊间隔距、棉卷定量及梳棉机的产量等;另一类是与刺辊周围气流组织有关的因素,如除尘刀、小漏底、分梳板与刺辊的隔距、除尘刀的厚度、导棉板的弦长等。现就主要因素来讨论如下:
13、1、刺辊速度 提高刺辊速度,有利于分解棉束,暴露杂质。刺辊速度增加后,锯齿上纤维、杂质的离心力及空气阻力均相应增加,对长纤维来说,离心力增加较小而空气阻力增加较多,杂质则相反,随着刺辊速度的提高,除杂作用增强。但刺辊速度必须保持与锡林有一定的速比关系。在刺辊速度改变的同时,分梳板、除尘刀和小漏底的工艺必须做相应的调整。在其它条件不变时,增大锯齿工作角,也有利于对短绒及杂质的排除。2、刺辊直径 增大刺辊直径,有利于除杂区分梳除杂附件的安排,使吸尘点增多。如马佐利 C501 型梳棉机将刺辊直径增大至 350mm,刺辊下可安置三组带除尘刀的吸风装置和两把偏转刀(可调节落杂区及落棉量)、两块分梳板,使
14、刺辊部分可完成梳棉机 90%的除杂工作。3、落杂区分配 当喂入棉卷含杂量和含杂内容改变时,可通过调整除尘刀、导棉板位置或除尘刀、导棉板规格来调整前后落杂区的长度分配。加大第一落杂区长度可以保证杂质抛出的必要时间,使该区内附面层的厚度增加,附面层中悬浮的杂质总量较多,有利于除尘刀分割较厚的附面层气流以排除较多的杂质。所以,当棉卷含杂量较高时,应适当放大第一落杂区长度。同理,放大第二落杂区长度,同样有利于排除杂质,但落下杂质总量较第一落杂区少。若梳棉机有第三落杂区时,一般落杂区长度不做改变。4、除尘刀的位置 除尘刀的位置:高低、角度、与刺辊的隔距。(1)高低位置:有以下三种情况 高刀工艺:除尘刀高
15、于车面线;第一落除杂长,除大杂多,落棉多。细小杂质及带纤籽屑均匀混和将不同成分原棉进行纤维间的混和并使输出品均匀成条制成符合一定规格和重量要求的棉条圈放在棉条筒内二梳棉机的发展第一代梳棉机产于年代机型为产量公斤小时后以生产第二代梳棉机产于年代机 机的工艺过程第二节给棉刺辊部分一给棉刺辊部分的梳理作用一给棉刺辊部分的机构给棉刺辊部分的作用喂入棉层刺辊对棉层梳理并除去杂质通过刺辊的高速回转抛落杂质在刺辊下方形成三个落杂区除尘刀托持纤维杂质被挡住而下 为了增大棉卷与棉卷罗拉的接触以增大摩擦力棉卷罗拉喂入棉层表面有沟槽以增大与棉层的摩擦力给棉罗拉握持给棉表面有沟槽以增大与棉层的摩擦力介绍给棉罗拉加压给
16、棉板与给棉罗拉一起形成握持钳口前端工作面便于刺辊梳理平刀工艺:除尘刀顶部与车面线平齐:低刀工艺:除尘刀低于车面线;第一落除杂短,除大杂少,落棉少。调整范围:以机框面线为准 6mm。(2)角度:是指除尘刀的工作面与机框面线的夹角,一般范围是 70-110 度。采用小角度,除尘刀对气流的阻力大,落棉多;采用大角度,除尘刀对气流的阻力小,落棉少。纺棉时,采用低刀大角度,多落多回收;纺化纤时,采用高刀小角度,少落少回收。(3)与刺辊的隔距:4.7mm-9.5mm。此隔距大时,落棉少;小时落棉多。5、小漏底工艺(1)小漏底入口隔距:此隔距小时,进入小漏底的气流量少,而进入车肚的气流量多,刺辊落棉量多;反
17、之落棉少。此隔距一般为:4.7-9.5mm。(2)小漏底弦长:弦长短,落棉多。纺棉时弦长小,A186 为 175.6mm;纺化纤时大A186C 为 165mm。第三节 锡林、盖板与道夫部分 一、机件与作用 1、锡林(1)作用:完成梳理、剥取与转移(2)结构:(利用挂图讲)锡林体、针布。(3)要求:动平衡、表面圓整度要好。2、盖板(1)作用:配合锡林梳理,并除去杂质与短绒;(2)结构:(利用挂图讲)100110 根,表面有针布,用链条联结成环状,沿圆弧状曲轨缓慢移动。4046 根盖板形成分梳区,其余为空程。为防止盖板弯曲变形,盖板铁骨的截面呈“”形,其与锡林针面的隔距并非在盖板宽度的中点最小,而
18、是入口大,出口小,使纤维进入逐渐收小的隔距间,使盖板针面的梳理作用逐渐增强而不要过分集中在入口处,同时也可减少盖板花。(3)要求:盖板的变形要小,以防止隔距的变化。3、道夫(1)道夫的作用:配合锡林梳理,将棉网输出机外;(2)结构:与锡林相似,由滚筒和针布组成,不过其直径较小,转速较低。4、前后罩板、大漏底 包括前上罩板,前下罩板和抄针门,前后罩板由钢板制成,上下呈刀口形。大漏底由铁皮制成,分前后两段。二、锡林、盖板和道夫的梳理作用 1、特点 自由梳理、精细梳理(针齿密度比刺辊大约 15-20 倍,纤维在锡林、盖板间的较大圆弧面内梳理,且接受锡林多转反复梳理)、具有均匀和混合的作用 2、梳理作
19、用的形式和条件 根据两针面的针齿配置的方式不同,针齿间可产生不同的作用:可分为:分梳作用、剥取作用、提升作用。梳理作用的基本条件:两针面具有一定的密度和角度;两针面具有较小的隔距;两针面具有一定的相对速度。3、分梳作用的条件与特点(1)针齿平行配置(见图);(2)速度配置:V2V1;(针尖迎着对方的针尖作相对运动。)(3)受力特点:两针面都有沿针面向内的分力,两针面都能抓取纤维。R 为针面与纤维间的摩擦力。(两针面均有抓取和握持纤维丛的能力,纤维束被一分为二,各抓走一部分纤维,被分解的纤维受到另一针面上其它细小杂质及带纤籽屑均匀混和将不同成分原棉进行纤维间的混和并使输出品均匀成条制成符合一定规
20、格和重量要求的棉条圈放在棉条筒内二梳棉机的发展第一代梳棉机产于年代机型为产量公斤小时后以生产第二代梳棉机产于年代机 机的工艺过程第二节给棉刺辊部分一给棉刺辊部分的梳理作用一给棉刺辊部分的机构给棉刺辊部分的作用喂入棉层刺辊对棉层梳理并除去杂质通过刺辊的高速回转抛落杂质在刺辊下方形成三个落杂区除尘刀托持纤维杂质被挡住而下 为了增大棉卷与棉卷罗拉的接触以增大摩擦力棉卷罗拉喂入棉层表面有沟槽以增大与棉层的摩擦力给棉罗拉握持给棉表面有沟槽以增大与棉层的摩擦力介绍给棉罗拉加压给棉板与给棉罗拉一起形成握持钳口前端工作面便于刺辊梳理针齿的梳理,因而实现了分梳作用)。4、剥取作用的条件与特点(1)针齿交叉配置(
21、见图);(2)速度配置:V2V1;(3)受力特点:快速针面有向内的分力,慢快针面有向外的分力;快速针面抓取纤维,慢速针面释放纤维。:“1”针面具有抓取纤维能力,“2”针面失去抓取纤维能力,完成“1”针面剥取“2”针面上的纤维。5、提升作用(1)针齿平行配置;(2)速度配置:V1V2(3)受力特点:两针面针齿都有向外的分力,故都不抓取纤维。在棉和化纤的梳理中很少采用提升作用。针面 1 上所带纤维有脱离针面向针外运动趋势,针面 2 无抓取纤维能力,只将纤维提升到针面 1 的表面而纤维仍随针面 1 运动。三、作用过程分析(一)锡林与刺辊间 1、作用:针齿交叉配置,且锡林速度大于刺辊速度,故为剥作用。
22、2、影响剥取(转移)的因素 剥取的好坏,影响棉结数量。(1)锡林与刺辊表面线速比:速比越大,锡林抓取纤维的机会越多,转移越好,实验结果见下表:VC/VD 1.73 1.38 1.26 1.13 未转移纤维百分率 3.3%9.3%13.01%15.99%VC/VD应根据纤维长度确定,纺棉时为 1.4-1.8;纺化纤时为 1.8-2.4。速比过大,无明显工艺效果,浪费动力;速比过小,纤维伸直差,转移不彻底,锡林纤维分布不匀,影响生条条干。例:设隔距区长度 S=60mm,两种纤维长分别为 L1=28mm、L2=71mm,则计算可得其速比分别为 1.47、2.2。故不同长度的纤维采用不同速比(2)锡林
23、与刺辊隔距:隔距越小,纤维越有利于锡林针齿抓取,纤维转移越好,实验结果见下表:隔距/mm 0.15 0.75 1.10 2.00 4.00 未转百分率 9.03%17.65%22.3%36.93%38.01%一般此隔距为 0.15-0.3mm。隔距过大时,刺辊返花造成棉结;隔距较小时,增加刺辊齿面纤维丛与锡林针面接触机会,有利于纤维转移。(3)锡林与刺辊锯齿规格 锡林的齿密与工作角 刺辊的齿密、齿深及工作角。针布的工作角度.齿高.齿密等都影响梳理效能.一般根据纤维特性及状态选用(二)锡林与盖板间 任务:继续开松成单纤维、清除残杂、去除短绒和棉结(因为 V 锡 V 盖,锡林抛出杂质沉积在盖板针面
24、上,排出机外)、纤维纵向定位。1、作用性质:针齿配置为平行;锡林速度大于盖速度;故为梳理作用。2、作用过程(1)由于两针面间为梳理作用,故两针面都能抓取纤维;(2)由于条件不同两针面抓取纤维的能力不同,抓取纤维能力强的针面握持纤维,抓细小杂质及带纤籽屑均匀混和将不同成分原棉进行纤维间的混和并使输出品均匀成条制成符合一定规格和重量要求的棉条圈放在棉条筒内二梳棉机的发展第一代梳棉机产于年代机型为产量公斤小时后以生产第二代梳棉机产于年代机 机的工艺过程第二节给棉刺辊部分一给棉刺辊部分的梳理作用一给棉刺辊部分的机构给棉刺辊部分的作用喂入棉层刺辊对棉层梳理并除去杂质通过刺辊的高速回转抛落杂质在刺辊下方形
25、成三个落杂区除尘刀托持纤维杂质被挡住而下 为了增大棉卷与棉卷罗拉的接触以增大摩擦力棉卷罗拉喂入棉层表面有沟槽以增大与棉层的摩擦力给棉罗拉握持给棉表面有沟槽以增大与棉层的摩擦力介绍给棉罗拉加压给棉板与给棉罗拉一起形成握持钳口前端工作面便于刺辊梳理取能力弱的针面与纤维产生相对滑动梳理纤维(梳直、梳开)。(3)由于情况变化,两针面抓取能力变化,纤维握持与梳理发生变化,纤维在两针面间转移。(4)在某种条件下,两针面抓取纤维的能力相同,纤维束分解。锡林与盖板隔距宜小不宜大;隔距过大,降低分梳除杂效果,且有浮游纤维在针面间往复搓擦而会生成棉结。盖板花由斩刀剥下;锡林需定时抄针(510 天)从分梳原理讲,盖
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