陳宇恒，任家智，馮清國

(中原工學(xué)院，河南 鄭州 450007 )

精梳機給棉方式包括前進給棉、后退給棉，它是改變精梳質(zhì)量及落棉率的重要工藝參數(shù)[1，2]。紡紗企業(yè)對這兩種給棉方式進行了大量研究，主要集中在分析其對精梳落棉率、精梳條的短絨率、棉結(jié)個數(shù)及成紗質(zhì)量的影響，認為追求紡紗質(zhì)量，紡制細特、高品質(zhì)紗線應(yīng)加大落棉率，采用后退給棉；追求紡紗效率、紗線質(zhì)量要求不高應(yīng)盡量減小落棉率，采用前進給棉[3-5]，但目前研究缺少給棉方式對分離接合質(zhì)量及輸出棉網(wǎng)均勻度的影響。因此，本文針對上述問題，基于精梳機分離接合原理，研究了給棉方式對分離羅拉輸出分離叢的質(zhì)量分布及輸出棉網(wǎng)均勻度的影響，為企業(yè)生產(chǎn)合理選擇給棉方式提供參考。

1 理論分析

精梳機具有周期性分離接合的特點，為完成新、舊棉網(wǎng)的接合工作，每一個工作周期都要將上一個周期中輸出舊棉網(wǎng)的尾端倒入機內(nèi)，與本周期分離羅拉產(chǎn)生的新分離叢頭尾搭接，以形成如圖1所示的連續(xù)棉網(wǎng)[6]輸出機外。因此，分離羅拉輸出棉網(wǎng)的質(zhì)量由單個分離叢的質(zhì)量分布決定，而鉗口外須叢的質(zhì)量分布又決定了單個分離叢的形態(tài)分布[7，8]。精梳機給棉方式影響著鉗板閉合時鉗口外受梳棉叢的長度及重復(fù)梳理次數(shù)，因此，它對分離叢質(zhì)量分布及輸出棉網(wǎng)均勻度有重要的影響。

圖1 精梳機分離接合示意圖

1.1 給棉方式對鉗口外棉叢長度及重復(fù)梳理次數(shù)的影響

根據(jù)精梳機給棉過程分析可得，采用前進給棉與后退給棉鉗口外棉叢受梳理長度分別為L1、L2。設(shè)B為分離隔距(鉗板在最前位置時，鉗板鉗口與分離羅拉鉗口間的距離)，K1、K2為前進給棉、后退給棉的喂棉系數(shù)(0≤K1、K2≤1)，A為給棉長度，則前進給棉與后退給棉錫林梳理時鉗口外棉叢長度L1、L2的數(shù)學(xué)表達式為[9]：

L1=B+(1-K1)A

式(1)

L2=B+K2A

式(2)

分離羅拉每鉗次分離出的須叢長度等于給棉長度A，鉗口外的棉須叢要經(jīng)過多次梳理后才能被分離，從棉叢受到錫林梳理開始到被完全分離，受到錫林梳理的次數(shù)為重復(fù)梳理次數(shù)。設(shè)精梳機鉗口外未被錫林梳理的死隙長度為δ，采用前進給棉與后退給棉時，其重復(fù)梳理次數(shù)N1、N2的計算公式[9]如下：

式(3)

式(4)

現(xiàn)有新型高速精梳機K1近似于0.6、K2近似于1[4]，代入公式得：

L1=B+0.4A

式(5)

L2=B+A

式(6)

式(7)

式(8)

由式(5)～式(8)可知，當分離隔距B與給棉長度A不變時，采用后退給棉方式，其錫林梳理時鉗口外受梳棉叢長度比前進給棉多0.6個給棉長度，鉗口外棉叢重復(fù)梳理次數(shù)比前進給棉多0.6次。因此，改變給棉方式將改變鉗口外受梳棉叢長度及重復(fù)梳理次數(shù)，影響單個分離叢的質(zhì)量分布，對分離羅拉輸出棉網(wǎng)均勻度產(chǎn)生影響。

1.2 不同給棉方式鉗口外棉叢的質(zhì)量分布

分離羅拉一個周期從鉗口外分離的棉叢長度為給棉長度A，精梳機給棉長度為4 mm～6 mm。在JSFA588型精梳機上，測得前進給棉、后退給棉時鉗板鉗口外棉叢頭端0～6 mm段質(zhì)量分布如圖2所示?？芍c前進給棉相比，后退給棉時鉗口外受梳棉叢長度長，從開始梳理到被分離走受到的重復(fù)梳理次數(shù)多，鉗口外棉叢頭端0～6 mm每段纖維的質(zhì)量較前進給棉小，每個工作周期被分離羅拉抽出形成分離叢的纖維數(shù)量少，造成分離叢與輸出棉網(wǎng)的形態(tài)發(fā)生改變。

圖2 不同給棉方式時鉗口外棉叢質(zhì)量分布

2 試驗

2.1 試驗原料與設(shè)備

細絨棉，原棉品級三級，手扯長度28.6 mm；JSFA588型精梳機，有效輸出長度26.68 mm，小卷定量70 g/m，給棉長度5.2 mm，落棉隔距9 mm，錫林定位37分度，分離羅拉搭接刻度0刻度，頂梳插入深度0 mm。

2.2 試驗方案

在JSFA588型精梳機上，保持其它工藝參數(shù)不變，改變精梳機給棉方式，利用復(fù)寫紙粘性取得不同給棉方式下精梳機一個周期內(nèi)輸出的單個分離叢，利用2 mm切斷稱重的方法獲得分離叢質(zhì)量百分率分布曲線，比較分析不同給棉方式的曲線特征。根據(jù)精梳機分離接合原理，精梳機輸出棉網(wǎng)是由頭端間隔等于精梳機有效輸出長度的多個分離叢搭接形成，利用單個分離叢質(zhì)量百分率分布曲線獲得不同給棉方式下分離羅拉輸出棉網(wǎng)質(zhì)量百分率分布曲線，計算并分析輸出棉網(wǎng)各項特征參數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同給棉方式分離叢質(zhì)量百分率分布曲線

在JSFA588型精梳機上，采用手盤動精梳機的方法獲得不同給棉方式時的單個分離叢，并對分離叢進行2 mm切段稱重，以分離叢輸出端為原點，分離叢長度為橫坐標，2 mm片段纖維質(zhì)量百分率為縱坐標，繪制不同給棉方式的分離叢質(zhì)量百分率分布曲線，如圖3所示，曲線特征參數(shù)見表1。

圖3 不同給棉方式時分離叢質(zhì)量百分率分布曲線

由圖3及表1可知，分離羅拉輸出單個分離叢的質(zhì)量百分率分布曲線形態(tài)接近正態(tài)分布；與前進給棉相比，后退給棉的分離叢長度稍短，分離叢質(zhì)量百分率曲線10 mm、70 mm處質(zhì)量百分率較小，峰值較大且均出現(xiàn)在40 mm處；與前進給棉相比，后退給棉的分離叢質(zhì)量百分率CV稍大。

3.2 不同給棉方式棉網(wǎng)質(zhì)量百分率分布曲線

JSFA588型精梳機有效輸出長度為26.68 mm，根據(jù)精梳機分離接合的基本原理，分離羅拉輸出棉網(wǎng)是由多個分離叢以頭端相距26.68 mm搭接而成。利用不同給棉方式時單個分離叢2 mm片段質(zhì)量百分率繪制分離羅拉輸出棉網(wǎng)2 mm片段質(zhì)量百分率分布曲線，見圖4、圖5，輸出棉網(wǎng)特征參數(shù)見表2。

表1 不同給棉方式時分離叢特征參數(shù)

圖4 前進給棉時輸出棉網(wǎng)質(zhì)量百分率分布曲線

由圖4、圖5和表2可知，不同給棉方式的輸出棉網(wǎng)質(zhì)量百分率分布曲線均呈現(xiàn)以26.68 mm為周期的變化規(guī)律；在單個分離叢長度的輸出棉網(wǎng)上，共有7個分離叢參與接合工作，每一個2 mm片段截面內(nèi)均有3～4層棉網(wǎng)疊合，多層疊合有利于提高輸出棉網(wǎng)均勻度；與前進給棉相比，后退給棉的輸出棉網(wǎng)質(zhì)量百分率谷值較小、峰值較大、均值相等，CV值較大，說明后退給棉對棉網(wǎng)均勻度有不利影響。

圖5 后退給棉時輸出棉網(wǎng)質(zhì)量百分率分布曲線

表2 不同給棉方式時輸出棉網(wǎng)特征參數(shù)

4 結(jié)論

保持精梳機其它工藝參數(shù)不變，改變精梳機給棉方式，會造成鉗板鉗口外受梳纖維長度及重復(fù)梳理次數(shù)發(fā)生變化，引起單個分離叢曲線形態(tài)改變；與前進給棉相比，后退給棉的分離叢長度較短，10 mm、70 mm處的分離叢質(zhì)量百分率較小，峰值質(zhì)量百分率較大，CV值較大；分離羅拉輸出棉網(wǎng)質(zhì)量百分率分布曲線呈現(xiàn)周期變化規(guī)律，輸出棉網(wǎng)截面內(nèi)由多個分離叢搭接而成；與前進給棉相比，后退給棉輸出棉網(wǎng)質(zhì)量百分率CV值較大，對棉網(wǎng)均勻度有不利影響。