实验一原棉含杂率的测定.doc

实验一 原棉含杂率的测定

一． 实验目的：
1． 掌握测定原棉含杂率的方法
2． 掌握原棉分析机的操作方法
二． 实验原理：
Y101型原棉分析机是利用纤维与杂质的比重差异，借助气流的作用，使纤维与杂质分
离，可以用来进行原棉、棉卷、和落棉中的杂质分析，为原棉评等、纺纱工艺设计以及了解机械状态提供依据，本机有给棉罗拉、给棉板、分梳除杂刺辊、除尘刀和凝聚尘笼等部件组成。
原棉在刺辊的作用下受到打击而使纤维得到开松，被分解的原棉在除尘刀和流线刀的作
用下，使纤维与杂质分离，杂质因比重较大而落入杂质箱内，纤维则随气流运动而凝聚在尘笼表面，附着在尘笼表面的纤维经过导棉板落入净棉箱内，其中短纤维经两侧风道由风扇向外排出，成为风耗。
对喂入原棉、净棉、杂质称重后，就可以计算出原棉含杂率和风耗率。
三． 实验仪器与设备：
1． Y101原棉分析机一台
2． TL-02型链条天平一台
四． 实验步骤：
1． 取100克原棉轻轻扯松成自然状态，较大杂质需拣出，并注意收集，均匀地将原棉铺放在给棉台上。
2． 将分析机内清理干净。
3． 检查机器状态，确认正常后开动机器，将原棉分析第一遍，取出净棉后，将净棉进行第二遍分析。
4． 收集杂质，并取出杂质进行称重，计算含杂率，。要求做两次。
5． 将数据填入下列表内。

喂入重量
输出净棉量
落杂重量
原棉含杂率
风耗量
风耗率
第一次

第二次

平均值

原棉含杂率的计算公式：原棉含杂率＝×100%

风耗率的计算公式：风耗率＝×100%

注意：风耗量＝喂入重量－输出净棉量－落杂重量
五． 思考题：
1． 分析原棉含杂率对棉纱加工有何指导意义？
2． 请你设计一种测定原棉含杂率的方法，说出你的构思。

实验二 开清棉工序的工艺流程及机台的组合
一． 实验目的：
1． 了解开清棉工序的工艺流程
2． 了解开清棉工序的单机排列及组合
二． 实验原理：
开清棉工序的加工对象是棉包或化纤包，加工要求是将压紧的棉块或化纤开松，除去其中的杂质，各种成分的原棉实现充分的混合，制成一定长度、一定重量和均匀度良好的棉卷或化纤卷（清钢联情况下是创造一个稳定的棉流，就是开清棉工序形成稳定均匀的出棉量），所以，在开清棉流程中安排了开松设备、除杂设备、均匀混合设备、成卷设备，除了成卷设备外，其他开松设备、除杂设备、均匀混合设备的前后排列位置问题、各种设备安排的数量问题，及各种设备本身结构型式的选择问题，对开清棉工序设备的投资、占地面积的大小、开清棉工序半成品的质量等都有很大的影响，通过本次实验要掌握各类设备的作用、结构、原理及排列位置等问题。
三． 实验仪器与设备：
1． 江门棉纺厂开清棉车间开清棉流程一套。
2． 鹤山华山棉纺厂开清棉车间开清棉流程一套。
四． 实验步骤：
1． 跟踪原棉的加工过程，记录对原棉和化纤发生作用的机台的名称、型号、位置、数量、结构、工作原理及对原棉产生的作用。
2． 记录流程中各单机台之间的通道形式和有无间道。
3． 比较加工原棉和化纤时开清棉流程中使用的各单机的异同性。
五． 思考题：
1． 为什么江门棉纺厂一套开清棉流程安排两台抓棉机而鹤山华山棉纺厂只有一台抓棉机？
2． 开棉机的开松型式分为为哪两种？哪一种安排在前？哪一种安排在后？
3． 加工原棉和化纤时使用的设备有何不同？为什么？
4． 设计出一套加工原棉的开清棉流程。

实验三 梳棉机落棉及盖板针面负荷实验
一． 实验目的
1． 根据实验一的思路和方式方法，创造设计一个测定梳棉机落棉率的实验方法。
2． 总结梳棉机落棉内容和盖板针面符合的内容及规律
3． 提出测定梳棉机落棉除杂率的实验方案
二． 实验原理
当棉层喂入梳棉机后，棉层首先被刺辊抓取并进行强烈的分梳。刺辊锯齿刺入棉层后，
不仅分离了棉卷中纤维与纤维之间的联系，同时也破坏了纤维与杂质之间的联系，由于各类杂质、短绒与纤维的性状不同（体积、比重、重量），在高速回转的刺辊作用下，受到的空气阻力与离心力不同，纤维与杂质形成了一个随着刺辊回转的气流附面层，较重的杂质离心力大，受到的空气阻力小，易脱离锯齿的控制而下落，长而细的纤维离心力小，所受空气阻力大，不易下落。经过除尘刀时，将露出的杂质击落，长纤维被托持前进，在小漏底入口和工作弧段内分别将一些较轻的尘杂和短绒排除，所以，后车肚落棉形成明显的区域分布。
锡林从刺辊上剥下的纤维带入盖板工作区后，受到盖板与锡林两针面的细微梳理，纤维束被分解，杂质在锡林高速回转作用下被抛向盖板，盖板上的纤维在走出盖板工作区时，由于上罩板的作用被锡林抓取，由锡林把部分纤维转移给道夫，成为棉网输出机外，观察盖板花结构，可发现盖板针面负荷的具体情况。
三． 实验仪器与设备
1． AS181梳棉机一台
2． TL-02型链条天平一台
3． Y101型原棉分析机一台
4． 棉卷若干
5． 钢丝刷若干把
四． 实验方法与步骤
1．提出测定梳棉机落棉率的方案
2．将梳棉机机器内清理干净。
3．取50克棉卷，喂如梳棉机内，注意收集输出棉层、落棉及盖板花等并称重。
4．观察盖板花负荷的特点和规律，并用文字记录之。
5．计算风耗量。风耗量＝喂入总量―输出量―车肚落棉量―盖板花落棉量
6．重复以上操作，完成下列表格的内容。

喂入量
输出量
车 肚
落棉量
盖板花落棉量
风耗量
车 肚
落棉率
盖板花落棉率
风耗率
总落率
第一次

第二次

平均值

总落棉率＝ 车肚落棉率＝×100%
盖板花落棉率＝×100% 风耗率＝×100%
五． 思考题：
1． 计算总落棉率、后车肚落棉率、盖板花落棉率、风耗率。
2． 计算后车肚落棉率、盖板花落棉率、风耗率占总落面率的比例
3． 分析说明活动盖板和固定盖板（两种转动方向）的盖板花的变化规律。

实验四 牵伸区内纤维移距实验
一． 实验目的：
（1） 锻炼学生根据实验课题自行设计实验方案的能力。
（2） 测定牵伸后纤维头端移距的变化。
（3） 总结出不同长度纤维经过牵伸后头端移距的变化规律。
二． 实验原理：
牵伸过程中由于浮游纤维运动的不规则，破坏了纤维在牵伸区内的正常移距，产生了移距偏差，影响纱条的短片段均匀度。对纤维运动的实验，总一纤维的头端为准，故纤维移距实际上指的是纤维的头端移距。
为了获得均匀的产品，就要研究纤维在牵伸区内的运动特性，进而设法控制纤维的运动，取A、B两根等长的纤维。
设：A、B两根等长纤维头端距离为ao，经过E倍牵伸后头端距离为a1，经过反复实验可知a1≠Eao，而是大于或小于Eao，说明牵伸过程中纤维头端不在同一截面变速。如果纤维A在X1——X1截面变速，纤维B 在X2——X2截面变速。截面间距离为X。则纤维A开始变速后，纤维B仍以V2速度向前运动的距离为（ao＋X），需要经过的时间为t＝(ao＋X) /V2。纤维A在同样的t时间内以V1速度走完（a1＋X）的距离，所以有t＝（a1＋X）/Vv1，即(ao＋X) / V2＝（a1＋X）/ V1，经过推导得到：
V1/V2＝（a1＋X）/(ao＋X)，因V1/V2＝E，整理后得到：a1＝Eao＋X（E－1)。
如果：如果纤维A 在X2——X2截面变速，纤维B 在X1——X1截面变速。可得到：
a1＝Eao－X（E－1)。综合起来，两根纤维在不同截面上变速后的头端距离用下式表示：a1＝Eao±X（E－1)。
A
B
R
ao
x
a 1
s
V2
V1
X2
X1

式中：V1：前罗拉线速度。
V2：后罗拉线速度。
E：牵伸倍数。
X：两个变速截面的距离。
Eao：须条经E牵伸后的正常移距。
±X（E－1)：须条经E牵伸后的移距偏差。
就是这个移距偏差使纱条产生了附加不匀，恶化了条干均匀度。
三． 实验仪器与设备：
⑴AS271并条机一台。
⑵测量板、丁字尺一把、剪刀一把。
⑶高支染色示踪纱若干。
⑷AS181输出的棉层若干
⑸镊子、拨针若干。
四． 实验步骤：
⑴在AS181梳棉机上加工棉层备用。
⑵在AS271并条机上调整工艺参数。取掉中间的二、三罗拉，将一、四罗拉间的隔距调整为Lp＋1.5~2毫米，Lp为最长的师踪纱的长度。使一、四罗拉间的牵伸倍数定为10倍，在正常的加压情况下进行实验。
⑶取示踪纱若干按下图排列在AS181梳棉机输出的棉曾上。
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纤维排列的说明：
第一组：短纤维头端平齐排列。（短纤维长度为15毫米）。
第二组：长纤维头端平齐排列。（长纤维长度为30毫米）。
第三组：短纤维头端相距10毫米排列。
第四组：长纤维头端相距10毫米排列。
第五组：长短纤维头端平齐间隔排列。
第五组：长短纤维头端平齐间隔排列。
第六组：长短纤维尾端平齐间隔排列。
⑷将棉层以纵向中心线为对称轴线，折叠棉层，使示踪纱夹在两层棉层中间。
⑸将铺放了示踪纱的双层棉层喂入AS271并条机，开机，直至输出完毕。
⑹将输出的棉条轻轻地放在台面上，从头到尾记录各组示踪纱头端的相互距离。
⑺重复上述六个步骤，将实验再做一边。
五． 数据处理：
⑴根据记录到的数据，利用公式a1＝Eao±X（E－1) 计算每一组的x。
⑵将长、短纤维的x进行比较，找出规律性的结论。
⑶分析纤维长度对移距偏差和对纱条条干的影响。
六． 思考题：
⑴罗拉牵伸是如何破坏纱条条干均匀度的？
⑵“紧隔距、重加压”工艺的理论基础是什么？

实验五 纤维伸直度的测定
一． 实验目的：
⑴掌握纤维伸直度的测定方法。
⑵加深对伸直度概念的理解。
⑶思考纤维伸直度和弯钩的方向性与纺纱工艺、成纱质量的内在关系。
二． 实验原理
纤维在纱条中的结构形态很复杂，有各种弯钩、卷曲以及对纱条轴线不平行等，故在纱条中，纤维的有效长度往往小于原长。伸直度就是表示这种差异的程度，可用纤维在纱条轴向投影长度占原长的百分数表示，是一个平均值的概念。
纤维的伸直度和弯钩的方向性与纺纱工艺、成纱质量关系十分密切，而且越来越受到重视。棉条和粗纱的纤维伸直度越好，成纱的强力和条干也越好。在工艺设计中，根据纱条弯钩的方向性合理配置工艺参数———工艺道数、牵伸倍数，改善纱条中纤维平行伸直度，是提高纱线条干均匀度及其强力的主要措施之一。
（一） 称重法：
η（%）＝（1－）×100%
cr＝
式中：η：纤维伸直度系数；
e：被夹持住的纤维束梳直部分的重量；
n：被夹持住的纤维束伸直后20毫米长度的重量；
c：夹持器夹住须条，在20毫米处切断后，用梳子梳理20毫米长度部分，梳下未被夹持住的纤维重量。
cr：浮游纤维比；
（二） 修正林氏法：
η’（%）＝
δ（%）＝×100%
式中：η’：修正林氏平均伸直度；
δ：方向系数；
Gt：纤维束头端握持部分切下重量；
Gv：纤维束尾端握持部分切下重量；
Gh：纤维束中部握持部分切下重量；
H：纤维束中部加持长度（宽度），10毫米；
L：纤维束的纤维平均长度；
三． 实验仪器与设备
⑴ 扭力天平一台。
⑵ 10毫米纤维切断器一台，茹可夫一号夹子两把。
⑶ 剪刀、单面刀片、稀、密梳子各一把。
⑷ 棉条、粗纱若干。
四． 实验步骤与方法：
（一） 称重法
1． 取半制品试样一段（注意试样方向），放在坐标纸上，用茹可夫一号夹子将坐标纸与试样同时加紧，然后，距夹持处20毫米处剪断。
2． 先后用稀、密梳子梳理20毫米长度的棉条，将梳下的浮游纤维收集称重为c.
3． 梳理后的纤维弯曲部分伸直，将长度超过20毫米部分剪下并收集称重为e。
4． 将余下的20毫米长度部分用刀片从夹持处切断并收集称重为n。
5． 按同样的方法做试样的另一端。
6． 按上述方法分别做棉条、粗纱各十次。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
平均
η
cr

棉

条
正向
c

e

n

反向
c

e

n

粗

纱
正向
c

e

n

反向
c

e

n

（二） 修正林氏法
1． 用10毫米纤维切断器垂直纱条轴向夹住纱条（记住纱条的头尾端），先后用稀、密梳子分别梳理两端未被夹住的纤维。
2． 切下有、中、尾三个部位 纤维，分别称重并记录数据。
3． 用同样的方法分别做棉条、粗纱各十次。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
平均
η’
δ
棉

条
Gt

Gv

Gh

粗

纱
Gt

Gv

Gh

五． 数据处理与思考题：
1． 计算棉条与粗纱的平均伸直度系数和浮游纤维比。
2． 计算棉条与粗纱的平均修正林氏平均伸直度和方向系数。
3． 如何理解方向系数的正负性与弯钩朝向的关系。

实验六 细纱机钢丝圈及气圈形态变化规律实验
一． 实验目的：
1． 掌握细纱机钢领板运动规律及管纱卷绕成型的过程；
2． 学习高速闪光测速观察仪的使用方法；
3． 观察气圈形态的变化规律；
4． 总结纺纱张力的变化规律和钢丝圈的运行状态；
5． 将气圈形态的变化和纺纱张力的变化联系起来，分析细纱断头的规律；
二． 实验原理：
环锭纺纱过程中，钢领板的运动应满足以下要求：⑴短动程升降，一般上升慢，下降快；
⑵每次升降后，应有级升；⑶管底成型，绕纱高度和级升距由小逐层增大。
通常情况下将导纱钩至钢丝圈之间的纱段叫做气圈段。细纱在加捻卷绕过程中，纱线拖动钢丝圈高速回转，需要克服钢丝圈与钢领之间的摩擦力，克服导纱钩和钢丝圈对纱线的摩擦阻力，以及克服空气阻力等，在导纱钩和钢丝圈之间形成一个高速回转的气圈，气圈的形态反映出张力的变化情况，适宜的纺纱张力是正常加捻卷绕所必须的，而且可以改善成纱结构，减少毛羽，提高管纱的卷绕密度，增加容量，但张力过大，会使细纱断头增加，产量和质量下降，动力消耗增多，张力过小，则使管纱成型松烂，成纱强里低，气圈凸形太大，还会使断头增多。
很显然，钢领板每次升降过程中气圈的形态都会发生变化，也就是说，纲领板的升降会引起气圈段纱条上张力的变化，在一络纱过程中，钢领板从最低位置上升到最高位置也一定会引起气圈段纱条的张力发生变化。这两项变化与细纱的断头之间也存在着一定的内在联系。如能稳定气圈段张力的变化，一定会减少细纱的断头次数，提高细纱的产量和质量。
钢丝圈在钢领上运动时呈三向倾角，⑴外倾（内脚高外脚低）；⑵超前（在运动方向上外脚超前与内脚）；⑶前倾（在运动方向上钢丝圈前沿低于后沿）。这三项角度的大小与变化影响到钢丝圈的抗楔性能和纱条通道，最终影响到细纱的断头。
三． 实验仪器与设备：
1． AS511A 型细纱机一台；
2．2000N/D型闪光测速观察仪；
四． 实验步骤：
1． 在细纱机上喂入粗纱，纺出适当的细纱，利用2000N/D型闪光测速观察仪观察钢领板一次升降和一络纱过程中（管底、管身、管顶）气圈形态的变化规律。
2． 在步骤一的基础上，改变喂入粗纱的定量，使纺出的细纱号数发生改变，利用2000N/D型闪光测速观察仪观察板一次升降和一络纱过程中（管底、管身、管顶）气圈形态的变化规律。
3． 在步骤一的基础上，改变钢丝圈的大小，纺出适当的细纱，利用2000N/D型闪光测速观察仪观察纲领板一次升降和一络纱过程中（管底、管身、管顶）气圈形态的变化规律。并与步骤一过程中观察的气圈进行比较。
4． 重复上述三个步骤，利用2000N/D型闪光测速观察仪观察纲领板一次升降和一络纱过程中（管底、管身、管顶）钢丝圈的运行状态。
五． 思考题
1． 叙述细纱机钢领板的运动规律。
2． 分析说明纺纱过程中气圈形态的变化规律。
3． 分析说明钢丝圈运行状态与细纱断头之间的关系。

实验七 萨氏条干不匀率的测试
一． 实验目的：
1． 学会使用条粗条干均匀度试验仪的使用方法和最大不匀率的计算方法。
2． 掌握生条、熟条、粗纱各半制品萨氏条干不匀率的变化规律，了解牵伸对条干的影响。
二． 实验原理：
“不匀”在纱线质量评定中具有十分广泛的含义，有粗细不匀、强力不匀、捻度不匀和
混合不匀，本实验中的条干不匀指的是纱条的粗细不匀。
纱条在牵伸过程中由于浮游纤维的不规则运动，使纤维在纱条的长度方向上分布排列不匀，因而引起纱条粗细不匀的现象，衡量这一粗细不匀的指标称为纱线条干不匀率。
影响条干不匀的因素很多，如机械状态不良、罗拉跳动、齿轮磨损或偏松、皮辊偏心、加压不当、工艺配置不合理、纤维性质、操作不当等。条干不匀率分长片段、中片段和短片段不匀率。
长片段不匀率：一般指单位长度的重量之间的不匀，也叫重量不匀率，常用平均差系数表示。
中片段不匀率：一般指细纱机后区牵伸造成的不匀和粗纱机的牵伸不匀在细纱上的反映，这个范围是随粗纱、细纱工艺设计的不同而变化。
短片段不匀率：一般指长度在纤维长度的1~10倍范围内的纱条条干不匀率，常用极差系数或均方差系数表示。
采用仪器测试条干不匀率的方法有两种：一是用Y311型机械式条粗条干均匀度试验机，测试出的条干不匀率用极差系数表示，亦称萨氏条干不匀率。二是用电容式乌斯特（uster）条干均匀度试验仪，测试结果一般用均方差系数表示（即CV值）。
本实验采用Y311型条粗条干均匀度试验机测试萨氏条干均匀度。该仪器利用上下有凹凸槽的一对导轮压缩棉条或粗纱，棉条或粗纱的厚度随纱条粗细的不同而变化，这种变化经加压杠杆和指针杠杆两级放大约100倍左右，连续测定棉条或粗纱受压后的截面（厚度）的变化情况，来反映试样的短片段均匀度，利用记录笔将纱条粗细变化曲线描绘在专用的记录纸上，即为纱条条干均匀度的变化情况。
三． 实验仪器与设备：
1． Y311型条粗条干均匀度试验机一台
2． 生条、熟条、粗纱试样若干。
四． 实验方法与步骤：
1． 按规定在Y311型条粗条干均匀度试验机上装好加压重锤和喇叭口。选择记录纸与试样移动速比为1：10。
2． 装好记录笔，开空车，校正记录笔位置，将调节齿杆与旋转圆盘调至零位上，笔尖对准记录纸零线。
3． 按规定将棉条（或粗纱）喂入相应的导条喇叭口，开车调节零点厚度，使其指针在标尺零线上波动，记下零点厚度。生条、熟条、粗纱各种试样均测试5米的长度。
4． 在记录曲线上先标出每米中最高点Ai和最低点Bi的数值，根据公式计算试样的条干不匀率（H%）。
F＝＋F0
H(%)＝×100%
式中：Ai、Bi：为每米内最高点和最低点；
F、F0：分别为平均厚度和零点厚度；
H：平均每米最大不匀率；
N：实验米数；
五． 思考题：
1． 计算各种半制品的平均每米最大不匀率。
2． 根据实验结构分析生条、熟条、粗纱条干不匀率的变化规律及其原因。
3． 零点厚度调节偏大或偏小时，对试验结果回产生什么影响？
仪器存在的缺点和问题。