《牽伸與并合》PPT課件.pptVIP

第七章 牽伸與并合,重點與難點： 1.牽伸的實質(zhì)，摩擦力界、控制力、引導力、牽伸力、握持力的概念；2.實施牽伸的條件；3.摩擦力界的形成、影響因素、布置的原則與要求；4.牽伸裝置的類型、特點。,第一節(jié) 牽伸基本原理,須條變細方法：纖維層的橫向分割和須條抽長拉細（牽伸）。 牽伸方式有：氣流牽伸和羅拉牽伸。 牽伸主要發(fā)生在并條、粗紗、細紗等工序。,一、牽伸的實質(zhì) 實質(zhì)：纖維在紗條軸向產(chǎn)生相對位移，使其分布在更長的片段上。 。 表面現(xiàn)象：將須條抽長拉細。 牽伸目的： （1）抽長拉細紗條（提高支數(shù)，減少定量）； （2）提高纖維平行伸直度。,二、實現(xiàn)羅拉牽伸的基本條件 1、須條上必須有積極握持的兩個鉗口（加壓） ； 2、兩個鉗口之間應保持一定距離（隔距） ，此距離必須與須條內(nèi)的纖維長度相適宜； 3、兩個鉗口要有相對運動（速度差），且輸出鉗口的表面速度要大于喂入鉗口的表面速度。,三、牽伸倍數(shù),纖維集合體被抽長拉細的程度（被牽伸的程度）用牽伸倍數(shù)E表示。 在實際羅拉牽伸過程中，又有實際牽伸倍數(shù)和機械牽伸倍數(shù)之分，其比值稱為牽伸效率 。,1、機械牽伸：根據(jù)機械傳動計算的牽伸。 E V2/V1 V2前羅拉表面線速度，V1后羅拉表面線速度。 2、實際牽伸：紗條喂入線密度與輸出線密度的比值。 D H1（喂入紗條號數(shù)）/H2（輸出紗條號數(shù)） G1（喂入定量）/G2（輸出定量）,四、牽伸效率 理想狀態(tài)：鉗口與須條間無滑溜，牽伸過程纖維無損耗，D=E。 牽伸效率：實際牽伸值與機械牽值之比的百分率。 在實際牽伸過程中，纖維散失，羅拉打滑，須條的回彈收縮及捻縮等 實際牽伸機械牽伸 通常，牽伸效率1，即E實E機。 為了控制紡出須條的定量，降低須條的重量不勻率，必須根據(jù)實際情況調(diào)整機械牽伸倍數(shù)：,五、總牽伸和部分牽伸,總牽伸倍數(shù)E：最前與最后羅拉間的牽伸倍數(shù)。 部分牽伸倍數(shù)e：相鄰兩對羅拉間的牽伸倍數(shù)。 例： V3V2 V1 e1=V2/V1；e2=V3/V2； 則,總牽伸倍數(shù)等于各部分牽伸倍數(shù)之積。,牽伸分配：根據(jù)工藝要求按總牽伸倍數(shù)來分配部分牽伸倍數(shù)的大小,一般前區(qū)牽伸大，后區(qū)牽伸小。,第二節(jié) 摩擦力界,一、摩擦力界的形成 （一）摩擦力界概述 簡單的牽伸區(qū)是由二對羅拉組成的。羅拉與皮輥形成積極的鉗口。其間纖維受到垂直的壓力，且有相對運動的趨勢。便在纖維與機件，纖維與纖維間產(chǎn)生了摩擦力。 纖維相對滑移時總阻力 T0 = T + Cg 式中：T纖維間摩擦力 T=P，纖維間摩擦系數(shù)，P纖維間擠壓力。 Cg纖維間的抱合力(cohesion),與纖維的伸直度、表面性質(zhì)等有關(guān)。,1概念：牽伸過程中纖維與纖維之間、纖維與牽伸部件之間摩擦力作用的空間稱為摩擦力界。 纖維間摩擦力所產(chǎn)生的摩擦力界稱內(nèi)摩擦力界。 纖維與機件間摩擦力所產(chǎn)生的摩擦力界稱外摩擦力界。 摩擦力界是一個空間力場，可以用F=Q(X，Y，Z)表示。 2摩擦力界強度：摩擦力界中在某點作用于纖維單位長度上的平均摩擦力叫做摩擦力界強度。,摩擦力界,3.摩擦力界分布,由于各點強度不同，形成一個分布稱為摩擦力界強度分布，簡稱摩擦力界分布。 由前式可看出P(x)的分布為須條所受平均正壓力的分布，一定程度上可近似代表摩擦力界的分布。 一般將摩擦力界分布分界為兩個平面分布： 縱向摩擦力界分布：沿須條長度方向的分布 橫向摩擦力界分布：羅拉鉗口下垂直于須條方向的分布 對摩擦力界分布要求： 縱向按一定形態(tài)分布 橫向分布均勻即可,摩擦力界,(二)羅拉鉗口的摩擦力界 1、紗條縱向摩擦力界的分布,摩擦力界,羅拉中心線O1O2處平均正壓力 P(x) 最大。 摩擦力界外延：纖維是半彈性半塑性物體，產(chǎn)生力的傳遞P(x)，向羅拉加壓點外擴展并控制纖維運動。,2橫向摩擦力界分布 彈性膠輥中凹 中間高、兩邊低 分布較為均勻,二、影響摩擦力界分布的因素 （一）影響紗條縱向摩擦力界分布的因素,m1-正常情況下，羅拉鉗口下縱向摩擦力界分布曲線； m2-上羅拉壓力增大時，羅拉鉗口下縱向摩擦力界分布曲線； m3-羅拉直徑增大時，羅拉鉗口下縱向摩擦力界分布曲線。,羅拉鉗口下縱向摩擦力界分布曲線,1、壓力P：P，強度峰值，摩擦力界向外擴展。 2、羅拉直徑：皮輥直徑，皮輥與纖維接觸邊緣外移，若P不變壓力分布范圍峰值，長度擴展 3、紗條定量：定量須條寬度，厚度摩擦力界長度，峰值,（二）影響羅拉鉗口下橫向摩擦力界分布的因素 （1）紗條截面形狀：扁平，圓形。 （2）羅拉表面性質(zhì) （甲）金屬上羅拉 （乙）皮輥硬度較大 （丙）皮輥硬度小,甲 乙 丙,三、理想摩擦力界的分布要求 紗條橫向上分布盡量均勻，縱向要求一定的分布形態(tài)。應使其既能滿足作用于個別纖維上力的要求，同時又能滿足于整個牽伸須條上力的要求。,三、理想摩擦力界的分布要求,摩擦力界布置：既滿足個別纖維的受力要求，又滿足整個牽伸須條的受力要求。 后鉗口的摩擦力界向前擴展，逐漸減弱 加強慢速纖維對浮游纖維的控制 快速纖維順利滑出 前鉗口的摩擦力界應高而狹 穩(wěn)定發(fā)揮快速纖維對浮游纖維的引導作用，保證纖維集中在前鉗口附近變速,第三節(jié) 纖維在牽伸區(qū)中的運動分析,一、牽伸區(qū)內(nèi)纖維分類 1、被控制纖維-受前羅拉或后羅拉握持的纖維。 2、浮游纖維-未被前羅拉或后羅拉握持的纖維。 3、前纖維-被前羅拉握持的纖維。 4、后纖維-被后羅拉握持的纖維。 5、快速纖維-以前羅拉速度運動的纖維。 6、慢速纖維-以后羅拉速度運動的纖維。,二、控制力和引導力 1、控制力 以后羅拉速度運動的慢 速纖維對浮游纖維的作 用力。 2、引導力 以前羅拉速度運動的快速纖維作用于浮游纖維上的力。 當引導力大于控制力時，就能使浮游纖維由慢速變?yōu)榭焖伲矢∮卫w維的運動主要取決于作用在該纖維上的引導力和控制力的大小。,三、纖維變速點分布與紗條不勻,變速點牽伸過程中纖維頭端變速的位置,纖維在牽伸區(qū)中受力和運動狀態(tài)的不同變速位置不同變速點距離前鉗口形成一種分布 （變速點分布） 纖維變速點分布影響因素： 摩擦力界分布 纖維長度均勻度,（一）理想情況下牽伸（纖維變速）及紗條不勻,1、假設條件（須條均勻） （1）纖維都是平行伸直的； （2）都是等長的； （3）每根纖維都是頭端到達前鉗口或某固定位置變速。 經(jīng)牽伸后兩根纖維頭端移距為a1=aE。,理想牽伸,設頭端相距a0，隨V2運動，當A纖維到達前羅拉鉗口時，以V1運動，t時間后B纖維也以V1運動(t=a0/V2)。則兩纖維頭端距： a1=V1t=V1a0/V2=Ea0（正常移距）,纖維頭端在前鉗口變速時的移距,由上可看出： 紗條內(nèi)任兩根纖維頭距比原來增大E倍； 紗條按E被均勻地抽長拉細了，但條干均勻度沒有惡化。,纖維頭端在前鉗口變速時的移距,a1=V1t=V1a0/V2=Ea0,2、結(jié)論 （1）經(jīng)理想牽伸后，須條中纖維之間的頭端移距增大到原來的E倍，紗條截面內(nèi)的纖維根數(shù)減少E倍。 （2）紗條經(jīng)過牽伸后，仍然能夠保持牽伸前所具有的結(jié)構(gòu)。 （3）紗條的不勻率沒有因牽伸而增加而是不勻率的波長增大了E倍。 推廣：若纖維同在牽伸區(qū)中的某一位置(不一定在鉗口)變速不產(chǎn)生新的不勻。,當A在X2-X2變速，B在X1-X1時等式右邊第二項取“”,（二）實際情況下牽伸（纖維變速）及紗條不勻（實際移距a1） A開始變速到B開始變速（B運動到X2-X2）的時間t t=(a0+X)/V2 t時間內(nèi)B的位移S S=V1*t=V1(a0+X)/V2 = (a0+X)E a1=S-X=(a0+X)E-X 即a1 = a0E+(E-1) X,牽伸后纖維頭端距離a1為： a1= a0E x(E-1),式中：a0E為正常移距； X(E-1)即為移距偏差。 移距偏差：在牽伸過程中，由于纖維不在同一位置變速，則牽伸后纖維的頭端距離與正常移距產(chǎn)生的偏差稱為移距偏差。 “”形成細節(jié)；“”形成粗節(jié)。 因此，實際牽伸過程中紗條的不勻是纖維在不同截面上變速產(chǎn)生移距偏差而引起的。,如何改善不勻： 在牽伸過程中，x 趨于0，即要求變速點分布范圍要窄，所以變速點的位置盡可能向前鉗口集中。措施如下： 工藝參數(shù)方面 牽伸裝置方面,a1= a0E x(E-1),影響某根浮游纖維變速的關(guān)鍵是作用在該根纖維上的力，即促進纖維加速的力和阻止纖維加速的力的綜合效果.,實驗結(jié)果 纖維長度越短，變速點越分散。 羅拉隔距小，變速點分布靠近前鉗口且集中。 羅拉隔距大，變速點分散。 理論： 變速點分散使纖維頭端移距偏差離散性增大，紗條不勻率增加。 牽伸倍數(shù)增大，纖維頭端移距偏差增大，紗條不勻率也增加。,變速點分布特點,四、牽伸區(qū)內(nèi)纖維數(shù)量分布-變細曲線 (一)變細曲線定義 牽伸過程中，由后羅拉鉗口到前羅拉鉗口方向，須條截面中的纖維根數(shù)逐漸減少，須條逐漸變細的規(guī)律曲線。 變細曲線反映了： （1）牽伸區(qū)中快速、慢速纖維的分布； （2）牽伸區(qū)中纖維運動情況； （3）牽伸區(qū)中纖維的變速點分布情況。,（二）變細曲線的求得 1、變細曲線的實驗分析方法： 把正常運轉(zhuǎn)的機器停下，取下牽伸裝置的每個上羅拉，標記出相當于兩鉗口軸線上的位置；把須條小心地置于方格紙上，將牽伸區(qū)中的須條按一定長度（一般為35mm）順序分割成若干纖維段、稱重；以后羅拉握持點處的纖維重量作為100%，將稱得的各段纖維重量折合成相應的重量百分率；以牽伸區(qū)前后羅拉間的距離作為橫坐標，以各段纖維重量百分率作為縱坐標，便可以畫出實際牽伸的變細曲線。,2、實際變細曲線 （1）當纖維都是前端到達前羅拉鉗口才變速時，慢速纖維多，牽伸區(qū)纖維總根數(shù)多，變細曲線圖甲。 （2）當纖維后端離開后鉗口即以前羅拉速度運動時，變細曲線圖乙。 （3）實際變細曲線圖丙。,甲 乙 丙,(三)牽伸區(qū)內(nèi)各類纖維的數(shù)量分布,簡單羅拉牽伸區(qū)內(nèi)的纖維數(shù)量分布 F-F 前鉗口 B-B 后鉗口 R 前后鉗口間的距離 （a） N(X)是須條在各截面內(nèi)纖維數(shù)量的分布曲線 N1(X)是前鉗口握持的纖維數(shù)量分布曲線 N2(X)是后鉗口握持的纖維數(shù)量分布曲線 N2喂入須條截面內(nèi)的平均纖維根數(shù) N1輸出須條截面內(nèi)的平均纖維根數(shù) 則：牽伸倍數(shù)E= N2 / N1,（b） 豎線部分為前鉗口握持纖維的數(shù)量分布 即將N1(X)以N(X)為底線而得 空白部分為浮游纖維的數(shù)量分布 牽伸區(qū)中部浮游纖維數(shù)量最多， 向兩端逐漸減少 （c） k(X)快速纖維曲線 K(X)慢速纖維曲線 則：總的纖維數(shù)量為 N(X)= k(X)+ K(X) 交點M處，快速纖維數(shù)量=慢速纖維數(shù)量 M點距離前鉗口的距離R與牽伸倍數(shù)E的大小有關(guān) （E越大，R越小）,第四節(jié) 牽伸力與握持力,一、牽伸力 （一）牽伸力概念 指須條在牽伸過程中，以前羅拉表面速度運動的快速纖維從以后羅拉表面速度運動的慢速纖維中抽出時，全部快速纖維所受到的摩擦阻力總和。,(1) 牽伸倍數(shù) （a）喂入須條定量不變 EEC ，快、慢速纖維間產(chǎn)生相對位移，E，F(xiàn)d，F(xiàn)d E符合冪函數(shù)關(guān)系。,EC 臨界牽伸倍數(shù)，大小與纖維種類、纖維長度和細度、須條特數(shù)、羅拉隔距和纖維平行伸直等因素有關(guān)。,（二）影響牽伸力的因素,(1) 牽伸倍數(shù) （b）輸出須條定量不變 E，即喂入須條定量增加 慢速纖維數(shù)量，后鉗口摩擦力界向前擴展 每根快速纖維受到的阻力 Fd,(2) 摩擦力界 羅拉隔距R： R，則Fd； R，長纖受前后的控制，F(xiàn)d；R過小，會導致纖維被拉斷或牽伸不開出“硬頭”。 附加摩擦力界： 附加摩擦力界作用，則Fd 。 iii 喂入須條寬度、厚度變： 厚度，摩擦力界分布長度，F(xiàn)d。,(3) 纖維性能 纖維細而長，則因纖維間摩擦阻力大，F(xiàn)d 。 纖維伸直平行度差，纖維處在卷曲和相互交叉糾纏的狀態(tài)下，則因摩擦阻力較大，F(xiàn)d 。 (4) 溫濕度 車間溫度，F(xiàn)d。 相對濕度在3476的范圍內(nèi)，相對濕度，F(xiàn)d。,握持力指羅拉鉗口對須條的摩擦力、控制力，其大小取決于鉗口對須條的壓力及上下羅拉與須條間的摩擦系數(shù)。 對前羅拉而言，握持力太小，會使膠輥打滑，造成牽伸效率降低，須條產(chǎn)生不勻。 對后羅拉來說，握持力太小，纖維有可能從后鉗口抽出而提前變速，或者膠輥打滑，使其表面速度快于后羅拉表面速度，影響須條不勻。 一般應使握持力比最大牽伸力大2-3倍。,二、握持力的基本概念,(1)羅拉加壓大?。杭訅海瑒t握持力； (2)膠輥硬度：軟，握持力大； (3)羅拉表面形態(tài)（溝槽形狀、槽數(shù)）； (4)其它：膠輥磨損中凹，膠輥芯子缺油，羅拉溝槽棱角磨光等。,影響握持力的因素,(1)牽伸力Fd反映了快、慢速纖維間的聯(lián)系。Fd應有一定大小并保持穩(wěn)定，以使慢速纖維伸直，在穩(wěn)定中變速。 Fd過大，慢速纖維易提前變速，變速點分散，條干惡化。若握持力小于牽伸力，且纖維強力足夠大，須條打滑，牽伸不開出硬頭。 Fd過小，不利于慢速纖維穩(wěn)定而連續(xù)變速，對牽伸不利。 (2)握持力與牽伸力要相適應。一般握持力是最大牽伸力的2-3倍。 (3)“緊隔距，重加壓”牽伸工藝，條干均勻度較好。,對牽伸力和握持力的基本要求,三、牽伸過程中纖維的伸直作用 （一）纖維伸直的概念 須條中纖維的形態(tài)（運動方向）：,彎鉤纖維的構(gòu)成,無彎鉤的卷曲纖維 前彎鉤纖維 后彎鉤纖維,彎鉤的伸直是主體與彎鉤產(chǎn)生相對運動的過程 前彎鉤纖維直：彎鉤快速、主體慢速 后彎鉤纖維直：主體快速、彎鉤慢速,纖維伸直必須具備的三個條件 速度差（相對運動） 延續(xù)時間（速度差維持一定時間） 作用力（控制力和引導力相適應）,彎鉤伸直的過程（后彎鉤為例）：,（二）纖維的伸直分析（從延續(xù)時間方面）,變速點概率最大位置R：纖維變速的最大可能位置。 主體（彎鉤）的中點到達R時，主體（彎鉤）開始變速。,（1）理論開始伸直：主體的中點越過了R。 （2）實際開始伸直：主體的中點還未到達R時，纖維的頭端已進入前鉗口，使主體提前變速，延長了伸直延續(xù)時間，提高了伸直效果。,1. 后彎鉤纖維的伸直,（1）理論伸直結(jié)束：主體的中點越過R點 （2）實際伸直結(jié)束：伸直作用發(fā)生后，彎曲點很快進入前鉗口，整根纖維以快速運動，伸直過程提前結(jié)束，即縮短了延續(xù)時間。,2. 前彎鉤纖維的伸直,3. 總結(jié) 前鉗口的強制握持作用，對后彎鉤纖維的伸直有利，對前彎鉤纖維的伸直不利。,4.纖維伸直的直觀分析 快速纖維從慢速纖維中抽出，后端受慢速纖維的摩擦而伸直；慢速纖維前端受快速纖維的摩擦也有伸直機會，但慢速纖維的數(shù)量比快速纖維多，所以牽伸時后彎鉤易于消除，且E越大，后彎鉤的伸直越好，但前彎鉤的伸直越差。,50,5.彎鉤伸直作用分析對實際工作的指導意義 頭道并條：前彎鉤纖維較多，總牽伸倍數(shù)小于并合數(shù)（后區(qū),1.062.0；前區(qū),3.5）； 二道并條：后彎鉤纖維多，前區(qū)配置較大的牽伸，總牽伸倍數(shù)大于并合數(shù)(前區(qū)1.061.15，后區(qū)68)。,51,從梳棉到細紗工序彎鉤方向的變化,梳棉,頭并,二并,粗紗,細紗,中間有三道工序,52,奇數(shù)法則 在梳棉生條中纖維以后彎鉤為主。條子從條筒中引出，每喂入一道工序，必然發(fā)生一次倒向。由于細紗機是伸直纖維的最后一道工序，而且牽伸倍數(shù)最高，有利于消除后彎鉤。為了使喂入細紗機的粗紗中以后彎鉤纖維為主，在普梳工藝系統(tǒng)中，梳棉與細紗之間的工序道數(shù)按奇數(shù)配置。這樣有利于彎鉤纖維的伸直，這個工藝原則就是奇數(shù)法則。 偶數(shù)法則：見精梳章節(jié)的內(nèi)容,第五節(jié) 摩擦力界布置,一、摩擦力界布置 （一）摩擦力界布置原則與要求 (1)對個別纖維：適當加強控制力，減少引導力。使纖維變速點向前鉗口靠近，變速點相對穩(wěn)定。 (2)對整個紗條：牽伸力應在兩個極限條件間，并有適當?shù)臄?shù)值，且穩(wěn)定。,(二)理想摩擦力界的要求 1、理想摩擦力界縱向分布 對浮游纖維加強控制力、減弱引導力，防止提前變速。 距前鉗口一定距離處，摩擦力界適當減弱，便于抽拔纖維，但應保持穩(wěn)定，防止浮游纖維不規(guī)則運動。 使變速點盡量向前鉗口集中，縮小變速區(qū)間。 2、理想摩擦力界橫向分布 橫向均勻穩(wěn)定，加強對邊緣纖維控制。,(三)附加摩擦力界的應用-中間控制機構(gòu) 中間機構(gòu)的作用與形式： 1、作用 （1）產(chǎn)生附加摩擦力界使整個摩擦力界接近理論要求。 （2）握持而穩(wěn)定地向前輸送須條進入前鉗口。 （3）保持紗條一定強力(張力)，適當密度，防止纖維擴散。,2、要求 （1）產(chǎn)生的附加摩擦力界要形成“彈性”控制。 （2）中間機構(gòu)起著后羅拉摩擦力界向前擴展的作用。 （3）中間機構(gòu)的位置及其產(chǎn)生摩擦力界強度應是可調(diào)節(jié)的。 3、中間機構(gòu)的形式 細紗：輕質(zhì)輥、皮圈、針輥 粗紗：空氣(充氣)羅拉、輕質(zhì)輥、針板、針輥。,前紡、并條：針板、針輥、鋸齒羅拉、壓力棒、曲線牽伸。 例：,三上四下曲線牽伸裝置,雙皮圈牽伸裝置,針板牽伸及其摩擦力界分布,第六節(jié) 牽伸裝置作用分析,一、短纖維紡的牽伸形式 (一)簡單羅拉牽伸(直線牽伸) 1、四上四下簡單羅拉連續(xù)牽伸,特點： （1）機構(gòu)簡單。 （2）牽伸分配是逐漸增大的，E1E2E3。 （3）第二、第三皮輥的滑溜率大。 2、雙區(qū)牽伸 特點：中區(qū)牽伸E=1，牽伸主要由第一和第三牽伸區(qū)承擔E1E3，第二、第三羅拉分擔了上述第二羅拉的作用，滑溜率減