鋸齒軋花理論 棉子的排出

有一種理論很注重工作箱內棉子的排出,認為要提高鋸齒軋花機的生產率,首先應減少棉子在工作箱內的逗留時間。另外,一定要增加喂花量及棉子的排出量,以保持高產下的平衡。

如圖8-22所示,單粒子棉上的纖維是逐漸軋脫的;當單粒子棉初次接觸鋸齒時,由於棉子上帶有最大量的纖維,故能被鋸齒勾住的纖維相對較多。隨著軋剝次數的增加,棉子上的長纖維越來越少,單粒子棉能被鋸齒勾住的纖維也越來越少,即單粒子棉的軋剝機會越來越少。此外,單粒子棉的軋剝進度與其在工作箱內的逗留時間的曲線以橫坐標為漸近線,即單粒子棉在工作箱內逗留時間無限長時,其上的長纖維才能被軋剝完。為保證高效的軋花生產率,適當控製棉子的毛頭率,及時排出棉子是十分必要的。
(一)棉子的排出過程
在工作箱內,子棉運動到丁區時幾乎是沿著棉子梳的傾斜方向移動到鋸齒上。帶纖維的棉子能被鋸齒帶走,原因是鋸齒直接勾住了其上的纖維,或其上纖維與被鋸齒勾住的單粒子棉相粘連。稍帶纖維或者僅有短絨的棉子既難於被鋸齒勾住又失去了與其他子棉相粘連的條件,隻能被擠入鋸片間隙。這樣,在棉子梳處,鋸齒按照棉子帶纖維的多少進行了一次分選。沒被鋸齒選上的、落入鋸片間隙的棉子分為兩種情況:
1.棉子與鋸片側麵直接接觸
與鋸片側麵直接接觸的這部分棉子與鋸片之間產生摩擦力P,P的方向沿接觸點鋸片的切線方向。鋸片側麵對棉子的摩擦作用轉化為棉子受到的衝量,如圖8-23所示。在鋸片滾筒轉速不變的條件下,衝量的大小取決於棉子與鋸片接觸的情況。當棉子含有較多的纖維時,摩擦力衝量較大,反之,較小。

設某一落入鋸片間隙的棉子質量為m,它沿棉子梳移向鋸齒的速度為v₀,接觸鋸片側麵後的速度為v,棉子與鋸片之間接觸的時間為t,由動量定理可得:
mv=mv₀+P_t
即棉子在棉子梳處與鋸片側麵接觸後的動量是Pt和mv₀的合成。mv₀近乎是常量,棉子上含纖維越多,mv受Pt的影響越大,棉子被拋得越遠,最終落在離棉子梳較遠的軋花肋條上部較平坦的部位。反之,棉子上含纖維越少,mv受Pt的影響越小,棉子被拋得越近,最終落在離棉子梳較近的軋花肋條下部較陡的部位。
2.棉子未與鋸片側麵直接接觸
未直接接觸的這部分棉子可能受到鄰近被鋸齒勾拉子棉的牽引,而棉子受單粒子棉牽引作用時間的長短取決於棉子和單粒子棉的聯結程度。棉子上纖維越多,它與單粒子棉的聯結越緊密,棉子受牽引作用的時間越長,當棉子脫離單粒子棉牽引後,最終落在軋花肋條上部較為平坦的地方。反之,棉子上纖維越少,棉子受單粒子棉牽引作用時間越短,最終落在軋花肋條下部較陡的地方。
落在軋花肋條上的棉子受三個力的作用(由於軋花肋條表麵很光滑,棉子與軋花肋條之間的摩擦力可不計),即棉子本身的重力、軋花肋條對棉子的支承力以及鋸片側麵對棉子的摩擦力。棉子本身的重力使棉子沿軋花肋條表麵向下滑落;鋸片對棉子的摩擦力使棉子隨鋸片轉動而沿著軋花肋條表麵向上移動。當棉子落在軋花肋條上部平坦處時,棉子重力在軋花肋條表麵的切向分力很小,鋸片對棉子的摩擦力起主導作用,使棉子沿軋花肋條表麵上移,重新回到子棉卷中。落在軋花肋條下部較陡處的棉子受重力作用影響很大,沿軋花肋條表麵下滑,離開中箱而排出機外。這樣,落入鋸片間隙中的棉子再次受到鋸片的分選,隻有軋淨長纖維的棉子被排出機外。
以上敘述,即“二次分選論”是比較具有代表性的一種說法。還有一種說法認為:子棉卷運動到棉子梳處遇到快速旋轉的鋸片滾筒時,由於鋸片滾筒表麵線速度遠大於子棉卷表麵線速度,被鋸齒從外到內撕開一條裂縫,子棉卷中的棉子在慣性離心力及自重作用下,沿裂縫通道排落。
(二)影響棉子排出的因素
排出的棉子毛頭率過大,會增大衣虧損失;排出的棉子毛頭率過小,會影響皮棉質量及軋花、剝絨生產率,故應把棉子毛頭率控製在適宜的範圍內。國家標準《棉花細絨棉》
(GB1103—1999)中規定棉子毛頭率為:加工1級、2級子棉時,不大於0.4%,加工3～5級子棉時,不大於0.6%。
排出棉子通暢與否對於棉子毛頭率及棉子光毛均勻程度影響很大。棉子排出不通暢、喂花速度在中擋以上時,子棉卷很緊實,喂花速度在高擋時,子棉卷就會停轉。如果棉子排出通暢,喂花速度在中擋以上時,子棉卷不緊實;喂花速度在高擋時,子棉卷不停轉。所以,棉子排出通暢與否非常重要。它主要受以下因素的影響:
1.工作箱幾何形狀
形狀合理的工作箱能為軋淨纖維的棉子及時排出工作箱創造較好的條件。
2.子棉卷鬆緊程度
棉子在子棉卷疏鬆的情況下容易排落。因為子棉卷疏鬆,棉子與子棉卷的抱和作用較弱,棉子易脫離子棉卷而順利排出。特別是子棉卷在棉子梳處與鋸齒接觸時,由於單粒子棉運動速度突然加快,子棉卷被鋸齒撕開一條裂縫,使棉子能夠順利排出。子棉卷緊時,子棉卷遇到鋸齒時就難以形成排子裂縫通道,而且,棉子與子棉卷的抱和作用強,很容易造成棉子排出不暢。為使棉子順利排出,可調整工作箱抱和板的曲率半徑到最大,子棉卷密度為最小,有利於棉子的排出。
3.棉子梳的調節
調節棉子梳的傾斜度對於排子的通暢與否、對控製排出棉子的毛頭率是至關重要的。棉子梳向上抬起,子棉卷在棉子梳處的局部密度增加,棉子不易排落;反之,棉子梳向下傾斜,棉子易於排落。所以,棉子梳的調節控製作用的程度與棉子梳的位置、結構有很大關係。新型鋸齒軋花機的棉子梳除能進行傾斜度調節外,還能進行進退調節,以調節棉子梳與軋花肋條排的間隙。
這種雙向調節的棉子梳,加強和提高了棉子梳的調控作用,更有利於棉子的排出。
4.排子道大小
排子道是軋花肋條排與阻殼肋條排之間的通道。軋花時,該通道在長度方向上被鋸片滾筒分隔成許多“井”狀通道。排子道的大小由“井”狀通道的長、寬尺寸決定。而“井”狀通道的長、寬尺寸由軋花肋條排與阻殼肋條排之間的間隙和鋸片片距決定。在其他條件相同的情況下,軋花肋條排與阻殼肋條排的間隙大,棉子易拋射到肋條下部較陡位置,棉子易排落;反之,棉子易拋射到肋條上部平坦部位,棉子不易排落。軋花肋條排和阻殼肋條排可在小範圍內調整,但應保證軋花肋條不與鋸片滾筒隔圈相碰擦,並保證鋸片伸出阻殼肋條的高度。在其他條件相同的情況下,鋸片片距大,棉子易排落;反之,棉子不易排落,故鋸片片距的縮小是有限度的。
5.鋸片片距及鋸齒狀態
鋸片片距大,落於兩鋸片之間的棉子數量較多,與鋸片側麵接觸的棉子數量相對較少,即不受衝量作用的棉子多,大多數棉子受重力作用克服子棉卷的聯結力和鋸片摩擦力相對容易,棉子易於排落。鋸片片距小,則與鋸片接觸的棉子多,棉子不易排出。
鋸齒不鋒利,殘缺過多,會嚴重影響鋸齒在棉子梳處對帶纖維棉子的勾拉,以至於造成排落棉子毛頭率大,衣虧損失嚴重。
6.軋花肋條的傾斜度
當軋花肋條向豎直方向調節時,排子道下部擴大,且肋條上部較平的部位趨於傾斜,增強了棉子重力對排子的作用,使排子通暢。當軋花肋條朝相反的方向調節時,則會影響排子。
(三)棉子在工作箱內的運動軌跡
欲使符合毛頭率要求的棉子及時排出機外,除了在現有的機型上采取合理的工藝參數及改進操作方法以外,另一種方法是對現有排子機構進行革新。