第七章--牵伸演示幻灯片.ppt

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可以用下式表示：,式中：,T,为纤维间的摩擦力；为纤维间的抱合力；,P,为纤维间的正压力；为纤维间的摩擦系数。,摩擦力界的分布就是 的分布,。,8,二、影响摩擦力界的因素,（一）影响,纵向摩擦力界,分布曲线的因素,1,压力,压力,P,曲线峰值 力界长度,2,罗拉直径,罗拉直径 ，,P,不变 压强,峰值 控制范围 力界,3,纱条厚度与宽度,纱条厚度 摩擦力界分布长度 压强 峰值,纱条宽度 压强 峰值,纱条增粗时，,宽度和厚度同时增加,，厚度对纱条的影响较大。,9,（二）影响,横向摩擦力界,的分布因素,1.,喂入纱条的截面形状,纱条横截面为扁平形时，横向摩擦力界分布均匀；,纱条横截面为圆形界面时，摩擦力界自中央向两侧逐渐减小。,2.,罗拉皮辊表面性质,（甲）金属上罗拉,（乙）皮辊硬度较大,（丙）皮辊硬度小,10,第三节 纤维在牵伸区中的运动分析,一、牵伸区内纤维的分类,1.,控制纤维,受前罗拉或后罗拉控制并以该罗拉表面速度运动的纤维；,2.,浮游纤维,既,未被前罗拉控制也未被后罗拉控制，处于浮游状态的纤维；,3.,前控制纤维（前纤维）,被前罗拉控制并按前罗拉表面速度运动的纤维；,4.,后控制纤维（后纤维）,被后罗拉控制并按后罗拉表面速度运动的纤维；,5.,快速纤维,以前罗拉速度运动的纤维；,6.,慢速纤维,以后罗拉速度运动的纤维。,11,二、控制力和引导力,（一）纤维受力,1.,引导力,：,定义：,快速纤维,作用于,某根,浮游纤维上的动,摩擦力称为引导力。,XX,界面处：,A,（,X,）,与纤维,l,接触的快速纤维量；,B,（,X,）,与纤维,l,接触的慢速纤维量；,N,（,X,）,=A,（,X,）,+B,（,X,）,总纤维数；,P,（,X,）,界面压力，即该处摩擦力界强度；,快速纤维与该纤维的接触几率为：,A,（,X,）,/N,（,X,）；,慢速纤维与该纤维的接触几率为：,B,（,X,）,/N,（,X,）。,12,作用在整根纤维上的引导力：,是动摩擦系数，,l,为纤维长度，,a,为纤维后端离罗拉钳口的距离。,13,2.,控制力,慢速纤维作用于,某根,浮游纤维上的静摩擦力称为控制力。,作用在整根纤维上的控制力。,是静摩擦系数。,，浮游纤维仍然保持慢速；,，浮游纤维将变速。,14,（二）影响 的主要因素,1.,纤维数量分布,（,1,）靠近前钳口附近，,（,2,）靠近后钳口附近，,2.,摩擦力界强度分布,P,（,X,）,靠近钳口附近,P(X),大，中间部分,P(X),小,3.,浮游纤维本身的长度和处在须条中的位置以及纤维的摩擦性能。,15,三、纤维变速点分布与须条不匀,（一）理想牵伸,1.,假设条件,（,1,）纤维都是平行伸直的；,（,2,）都是等长的；,（,3,）每根纤维都是头端到达前钳口线或牵伸区某一固定位置才变速。,16,设牵伸区中纤维,A,、,B,原来在须条中排列的位置如图所示，两者头端之间的距离为,a,，这个距离称为,移距,。当纤维,A,的头端到达前罗拉钳口线时，则马上按前罗拉表面速度,V,2,运动，而此时纤维,B,仍以速度,V,1,运动，于是,A,、,B,两根纤维发生相对运动，移距开始变化。设纤维,B,的头端到达前罗拉所需时间为,t,=,a,/,V,1,，则在,t,时间内，纤维,A,头端自前钳口向前所走的位移为：,a,1,=t,V,2,=,a,V,2,/,V,1,=E,a,式中：,E,为牵伸倍数；,a,1,为牵伸后两根纤维的移距。,17,2.,结论,（,1,）经理想牵伸后，须条中纤维之间的头端移距增大到原来的,E,倍，纱条截面内的纤维根数减少,E,倍；,（,2,）纱条经过牵伸后，仍然能够保持牵伸前所具有的结构；,（,3,）纱条的不匀率没有因牵伸而增加而是不匀率的波长增大了,E,倍。,推广：若纤维同在牵伸区中的某一位置（不一定在前钳口）变速不产生新的不匀。,18,（二）实际情况下（牵伸）变速点分布与纱条不匀,1.,实际情况,（,1,）纤维不是平行伸直的；,（,2,）都是不等长的；,（,3,）每根纤维不是头端到达前钳口线或牵伸区某一固定位置才变速，而是变速点呈一种分布状态。,19,2.,实际牵伸分析,（,1,）设变速纤维,1,和,2,头端的移距为,a,0,，纤维,1,在,A-A,截面变速，纤维,2,在,B-B,截面变速，,A-A,截面与,B-B,截面,的距离为变速区间,X,，纤维,2,经过,a,0,+X,距离到达,B-B,截面所用时间为,t,，则,t=,（,a,0,+X,）,/V,1,在,t,时间内，纤维,1,头端所走过的距离为,S,，,纤维,1,和纤维,2,经牵伸,E,倍后头端距离为,a,1,，,则,S=V,2,t=V,2,(a,0,+X)/V,1,=E(a,0,+X)=X+a,1,a,1,=E(a,0,+X)-X=Ea,0,+X(E-1),20,（,2,）设变速纤维,1,和,2,头端的移距为,a,0,，纤维,1,在,B-B,截面变速，纤维,2,在,A-A,截面变速，,A-A,截面与,B-B,截面,的距离为变速区间,X,（设,Xa,0,）,，纤维,1,经过（,X-a,0,）,距离到达,B-B,截面所用时间为,t,，则,t=,（,X-a,0,）,/V,2,在,t,时间内，纤维,2,头端所走过的距离为,S,，,纤维,1,和纤维,2,经牵伸,E,倍后头端距离为,a,1,，,则：,S=V,1,t=V,1,(X-a,0,)/V,2,=E(X-a,0,),a,1,=X-S=x-E,（,X-a,0,）,=Ea,0,-X,（,E-1,）,21,综合：,a,1,=EaX,（,E-1,）,X,开始变速点的位置偏差,a=X,（,E-1,）,移距偏差,3.,结论,（,1,）两根纤维在牵伸时，若其在不同位置变速，则两根纤维间的移距产生偏差，为：,a=X,（,E-1,），,导致纱条不匀；,（,2,）,X,，则,a,，纱条不匀 ；,（,3,）,E,，则,a,，纱条不匀。,22,一、牵伸力,（一）牵伸力的概念,牵伸过程中把按,前罗拉,速度运动的全部,快速纤维,，从按,后罗拉,速度运动的,慢速纤维,中抽引出来时，克服摩擦阻力总和所用的力称为牵伸力。（,针对对象：整个须条,）,牵伸力计算公式可由控制力的概念得到：,第四节 牵伸力,23,式中：,k,(,x,),根纤维在,x,-,x,截面处,单位长度,上所产生的摩擦力；,k,(,x,),根纤维,全长上,的总摩擦力，其大小等于牵伸力；,一根纤维在,x,-,x,截面处单位长度上所产生的摩擦阻力；,摩擦系数；,P,(,x,),x,-,x,处单位长度上所加的正压力；,M,(,x,),须条在,x,-,x,截面的总纤维根数；,k,(,x,),快速纤维根数；,K,(,x,),慢速纤维根数；,最,长纤维长度。,24,（二）影响牵伸力的因素,1,牵伸倍数,（,1,）喂入须条线密度不变时：,E,1.8,，位移牵伸，,E,，则,。,25,（,2,）输出定量不变时：随牵伸倍数增大，牵伸力增大。,26,2,摩擦力界,牵伸区中摩擦力界分布对牵伸力的影响因素包括,罗拉隔距,、,牵伸区中附加摩擦力界的分布,以及,喂入须条的宽度、厚度,等。,（,1,）隔距和牵伸力的关系：随着罗拉隔距 ，牵伸力逐渐 ，但罗拉隔距增加到一定程度后，牵伸力几乎不受影响。,27,（,2,）喂入须条负荷增加时，摩擦力界长度扩展，牵伸力变大；,（,3,）牵伸区中带有附加摩擦力界时，牵伸力增大。,3,纱条结构与纤维性质,组成须条的纤维性质不同，牵伸力大小也不同：,（,1,）若纤维长度长，则须条牵伸时，快速纤维将在较长的长度受到摩擦阻力，所以牵伸力大；,（,2,）若纤维细度细，则同样特数的须条截面中纤维根数多，同时接触的纤维数量较多，接触面积大，纤维间的抱合力一般也较大，所以牵伸力大；,（,3,）染色纤维因其表面有浮色，表面发涩，使纤维间的摩擦系数增大，使牵伸力增大；,（,4,）纤维的平行伸直度差，使纤维相互交叉纠缠，摩擦力较大，牵伸力也大。,28,二、握持力,（一）握持力的概念,罗拉握持力,是指罗拉钳口对须条的摩擦力，其大小取决于钳口对须条的压力及罗拉与须条间的摩擦系数。,（二）影响握持力的因素,1,.,压力：,压力 握持力,2.,罗拉皮辊的表面性质：,表面光滑，握持力,表面有槽，握持力,29,（三）罗拉钳口下须条的受力分析,皮辊对须条的摩擦阻力；,前后罗拉对须条的作用力；,牵伸力，纱条张力。,30,正常牵伸时，罗拉钳口握持须条的条件是：,前钳口：,后钳口：,三、对牵伸力的要求,牵伸力必须满足如下两个极限条件：,1,牵伸力的上限不能接近或超过正常加压罗拉的握持力，否则纱条在罗拉钳口处打滑，造成产品不匀；,2,牵伸力的下限应能使牵伸区中须条最松散部分的纤维保持一定的张力。,31,第五节 摩擦力界布置,一、牵伸区内纤维的运动,长纤维的变速点靠近前钳口，短纤维的变速点分布比较分散，因此要加强控制浮游纤维，合理布置摩擦力界。,二、摩擦力界布置,（一）摩擦力界布置的原则与要求,1,对,个别纤维,而言，适当加强控制力并减弱引导力，使纤维变速点向前钳口靠近，有利于纤维变速点分布的相对稳定性。,2,对,整个须条,而言，作用在整个须条上的牵伸力必须在要求的两个极限条件之间，牵伸力大小适当，且保持稳定。,32,（二）理想摩擦力界布置,1.,理想摩擦力界,纵向分布,：,（,1,）,将后钳口摩擦力界向前扩展，使慢速纤维和浮游纤维在未变速前始终受后摩擦力界控制，以减少浮游纤维提前变速的可能；,（,2,）,为使快速纤维能顺利地从慢速纤维中抽出，在距前钳口一定距离处，摩擦力界强度应适当减弱；,（,3,）,前钳口摩擦力界应具有较高的强度，且要求稳定，作用范围小，使变速点尽量向钳口集中，缩小变速区间的值。,33,2,.,理想摩擦力界,横向分布,为加强对边纤维的控制，应加强横向摩擦力界，并要求均匀稳定。,34,（三）附加摩擦力界,1,.,定义,：,附加摩擦力界实质上是一种滑溜控制形式，它既允许快速纤维在附加摩擦力界强度下进行滑溜，又要对浮游纤维进行较完善的控制。,2,.,常用的附加摩擦力界,：轻质辊、胶圈、针板、罗拉、针筒等。,3,.,目的,：更好地控制纤维运动，防止纱条扩散，使纤维运动稳定、变速点向前靠拢，以获得条干均匀的纱条。,4,.,对附加摩擦力界装置的要求,：,（,1,）符合理论要求（包括纵向和横向）；,（,2,）强度适宜、稳定；,（,3,）速度等于或接近后罗拉表面速度；,（,4,）强度分布随纱条结构、线密度、原料性能、牵伸倍数等进行调整。,35,第六节 牵伸过程中纤维的平行伸直,一、牵伸过程中纤维伸直的基本概念,1,.,定义,：,牵伸区中纤维的伸直过程是纤维自身各部分间发生相对运动的过程。,2.,纤维能否伸直，必须具备三个条件,：,即：,速度差,、,延续时间,和,作用力,。,二、纤维伸直的力学条件,作用在弯钩部分（,AB,）的引导力；,作用在弯钩部分（,AB,）的控制力；,作用在主体部分（,CB,）的引导力；,作用在主体部分（,CB,）的控制力；,B,弯钩弯曲处的抗弯力。,36,（,1,）,前弯钩纤维发生伸直作用的条件为,：,要求弯钩变速，主体慢速。,B,很小，可以忽略。,即前弯钩发生伸直的力学条件为,：,弯钩变速：，引导力,控制力,主体慢速：，控制力,引导力,37,（,2,）,后弯钩纤维发生伸直作用的条件为,：,要求主体变速，弯钩慢速，即：,主体变速：，引导力,控制力,弯钩慢速：，控制力,引导力,38,三、纤维伸直的位置条件,伸直系数 ：,纤维在任意平面的最大投影长度,(,l,：,主体长度,),与其在空间的真实长度的比值。,图中 ：纤维理论变速点，随牵伸倍数的,变化而变化，,E,，向前钳口移动。,R,：理论变速点距前钳口距离。,39,（一）纤维伸直的位置条件：,1.,前弯钩纤维,：弯钩纤维的,弯曲部分,长度的中点超过理论变速点，主体部分的中点未到达理论变速点时，纤维的弯曲点的位置未到前钳口，则开始伸直；,2.,后弯钩纤维,：弯钩纤维的,主体长度,的中点越过理论变速点时，则开始伸直。,（二）前钳口的强制作用和牵伸倍数对纤维伸直效果的影响：,1.,由于前钳口的强制握持作用，使后弯钩纤维的伸直效果提高，而使前弯钩纤维的伸直效果降低；,2.,牵伸倍数越大，对后弯钩纤维的伸直效果越好，对前弯钩纤维的伸直效果越差。,40,四、弯钩纤维的伸直效果,（一）后弯钩纤维的伸直效果,1,.,牵伸倍数较小时（图甲）,，主体部分中点到达理论变速点时，此时纤维头端未进入前钳口，主体部分不会提前变速，相对而言，伸直效果较差；,2,.,牵伸倍数较大时（图乙）,，主体部分中点尚未到达理论变速点时，纤维头端已经进入前钳口，从而使主体部分提前变速，延长了延续时间，伸直效果良好；,3,.,牵伸倍数过大时（图丙）,，,伸直效果不显著。,后弯钩在牵伸中易被伸直，随牵伸倍数增大而提高。,41,42,（二）前弯钩纤维的伸直效果,1,.,牵伸倍数较小时（图甲），,在伸直过程中，弯曲点尚未进入前钳口，即伸直过程不受前钳口的干扰，对前弯钩纤维有一定的伸直效果。,2,.,牵伸倍数较大时（图乙），,纤维主体部分的中点尚未到达理论变速点时，弯曲点已进入前钳口，纤维伸直过程提前中断，伸直效果差；,3,.,牵伸倍数过大时（图丙），,表示纤维弯钩的中点尚未到达理论变速点时，弯曲点已经进入前钳口，整根纤维一起变速，,不发生伸直过程。,前弯钩纤维在牵伸过程中不容易伸直，,且与牵伸倍数的关系较为复杂。,43,44,第七节 牵伸与纱条不匀率,纱条不匀含义,：指纱条性质指标沿长度方向的变异。,包括,直径,、,重量,、强力、捻度、,混合比,、纤维分布、纤维形态（伸直、平行）等。,一、纱条不匀分类,（一）,按纱条不匀片段长度分类,按纱条不匀片段长度可分为,长片段不匀,（重量不匀）、中片段不匀和,短片段不匀,（条干不匀）。,（二）,按纱条不匀出现的形式分类,按纱条不匀出现的形式可分为,周期性不匀,和,非周期性不匀,。,45,1,.,周期性不匀,：周期性不匀是指在产品全部长度上按一定规律变化的一种不匀。,其表现形式为周期性波动大。如图,7-27,（左）。,2,非周期性不匀,：非周期性不匀是指没有固定周期长度的不匀，如图,7-28,（右）所示。是由牵伸过程中须条内纤维的不规则运动所造成的，例如牵伸波等。,46,（三）按造成不匀的原因分类,按纱条不匀造成的原因，可分为因纤维排列的随机性带来的,随机不匀,和因工艺过程不良所形成的,附加不匀,。,二、纱条不匀的分析,（一）纱条的随机不匀,当组成纱条的纤维是完全随机地配置于纱条中时，这种纱条称为,随机纱条,。,1,.,理想牵伸条件下,C,随机纱条的条干不匀率；,纱条横截面纤维平均根数。,47,2,.,对于羊毛，最小随机不匀为,：,3,.,对于棉花，最小随机不匀为：,由此可见,：,1,随着纱条在加工过程中逐渐被牵伸变细，随机不匀逐渐变大；,2,纺纱特数不同，纱条横截面内的纤维根数也不同，随机不匀也不一样。在纺粗特纱时，随机不匀较小；纺细特纱时，随机不匀随之增加；,3,用较细特数的纤维纺相同特数的纱时，纱条横截面内的纤维根数增加，可以提高纱线的均匀度和强力；,4,随机不匀与设备及工艺因素无关。,48,（二）纱条的附加不匀,1,机械波,：,是由机械状态不良而做周期运动所造成的纱条不匀。这种不匀的特点是具有显著的规律性。,（,1,）罗拉钳口移动；,（,2,）下罗拉表面速度不稳定；,（,3,）其它机械因素。,2,牵伸波,：在理想的机械状态下，由牵伸过程中浮游纤维的不规则运动造成的波形称为牵伸波。,（,1,）摩擦力界分布不够理想；,（,2,）喂入纱条粗细不匀；,（,3,）喂入纱条结构不匀。,3,其他附加不匀,49,第八节 牵伸装置作用分析,按加工纤维长度,长纤维牵伸装置,短纤维牵伸装置,按牵伸装置形式,针板牵伸,罗拉牵伸,亚麻纺纱,湿式牵伸,干式牵伸,50,一、罗拉牵伸,（一）连续牵伸和双区牵伸,1.,四上四下简单直线连续牵伸,51,特点：,（,1,）机构简单；,（,2,）牵伸分配是逐渐增大的，；,（,3,）摩擦力界分布不够理想，第二、第三皮辊的滑溜率大。,2,、双区牵伸,特点,：,中区牵伸,E,=1,，牵伸主要由第一和第三牵伸区承担，中间胶辊的负担减小，滑溜率减小，改善了须条条干均匀度。,（二）曲线牵伸,须条在牵伸区中的通道为曲线，主要用于并条机。,1,.,牵伸罗拉钳口的基本形式,（,1,）单钳口,（,2,）双钳口：品字形钳口，倒品字钳口。,52,2.,分类,（,1,）三上四下类型：主牵伸区中的（中）罗拉为一上二下型,53,（,2,）多胶辊曲线牵伸：五上三下型，五上四下型,54,（,3,）压力棒曲线牵伸：三上三下压力棒型,55,3.,各种曲线牵伸的特点,（,1,）三上四下类型,特点：,采用双区牵伸工艺，第二、,三钳口打滑率小；,前区包围弧有利于纤维的变速点向前靠拢，提高了条干均匀度；,后区反包围弧虽不利于纤维变速点的集中向前，影响条干的均匀度，但有利于前弯钩的伸直。,56,（,2,）多胶辊曲线牵伸：五上三下型,特点：,结构简单；,前后牵伸区都是曲线牵伸；,皮辊上的包围弧有利于加,强摩擦力界；,对纤维长度的适应性较强。,57,58,（,3,）压力棒曲线牵伸：三上三下压力棒曲线牵伸,特点：,产生附加摩擦力界，有利于控制纤维及伸直纤维；,对纤维长度的适应性好；,反包围弧很小或没有。,59,（三）胶圈牵伸,特点,：,（,1,）摩擦力界布置合理，变速点分布向前集中，牵伸倍数较大（,15,30,倍）；,（,2,）后区纤维的运动控制可适当利用须条的捻度。,（,3,）不适宜加工很粗的须条。,60,61,二、,针板牵伸,1.,胶辊,2.,前罗拉,3.,前小罗拉,4.,后罗拉,5.,针板,62,1.,优点,（,1,）控制区长度大，摩擦力界形态较好；,（,2,）针板的速度一般略大于后罗拉转速，后钳口的摩擦力界能够逐渐向前扩展且均匀；,（,3,）针面间有较大的容纤量，加工定量大；,（,4,）横向摩擦力界也较均匀，防止边纤维扩散；,（,5,）对纤维有一定的梳理作用，有利于纤维的伸直。,2.,缺点,（,1,）针板运动在出控制区时上下运动，周期性 变化影响不匀；,（,2,）,机构复杂；,（,3,）针板下降时的相对停顿妨碍纤维的正常运动；,（,4,）速度受限于针板，机件易损害。,63,三、湿式牵伸,所谓湿式牵伸就是在纺纱过程中，采用润湿剂浸润粗纱，并对润湿状态下的粗纱进行牵伸。,湿纺细纱机牵伸装置特点：,1,喂入罗拉和牵伸罗拉之间的隔距很小；,2,牵伸罗拉之间通常装有起承托和控制作用的中间罗拉或胸板。,64,亚麻细纱湿纺,65,第七章思考题,：,实现罗拉牵伸的基本条件？,什么是机械牵伸、实际牵伸、牵伸效率、总牵伸倍数、部分牵伸倍数和摩擦力界？,什么是快速纤维和慢速纤维、纤维引导力和控制力、牵伸力和握持力？它们之间有何区别和联系？,画示意图推导出实际牵伸过程中，须条内纤维产生移距偏差的公式，并说明其意义和影响因素？,影响握持力、牵伸力的因素？工艺上对握持力、牵伸力各有什么要求？,66,说明纤维在牵伸区内伸直的条件？对前后弯钩纤维的伸直效果？牵伸倍数不同，对前后弯钩纤维的伸直作用是否一样？为什么？,为什么要合理布置牵伸区摩擦力界，有什么要求？理想摩擦力界特点？,分别说明在并条机、针梳机、粗纱机、细纱机上采用的附加摩擦力界装置，并说明它们为什么采用不同的方式来产生附加摩擦力界？,67,