开松作用就是利用表面带有角钉、锯齿、梳针或刀片的运动机件对纤维块进行撕扯、打击、分割，将大的纤维块分解成小的纤维块、纤维束的作用。

开松是纺纱加工的基本作用之一，良好的开松效果，是在梳理前准备工序实现除杂、混和、均匀等辅助作用的前提。

开松过程中要注意可纺纤维的损伤问题，因为开松过程中开松机件对纤维的机械作用不可避免地会造成纤维的断裂，需要在开松过程中合理配置工艺，从柔和到剧烈循序渐进，在实现原料充分开松的基础上，尽可能减少纤维损伤。

根据纤维原料喂给开松机件方式的不同，开松可分为自由开松和握持开松两种形式；按机械作用方式的不同可分为撕扯、打击和分割开松三种形式。

（一）自由开松

原料在没有被握持状态下受到开松机件的作用称自由开松，按开松机件对纤维原料的作用方式可分为自由撕扯和自由打击。

1．自由撕扯　自由撕扯包括由一个运动着的表面植有角钉的机件（角钉帘子或角钉打手，图3－1（a）所示为植有角钉的木条及由其连缀而成的帘子。）或两个相对运动着的表面植有角钉机件对处于自由状态下的纤维块或纤维层进行撕扯作用。撕扯的先决条件是角钉面具有抓取纤维的能力。

（1）一个角钉机件对纤维块的撕扯作用。快速运动的角钉以一定角度抓取慢速运动的纤维层，对纤维块形成撕扯、开松作用。如图3－1（b）所示为自动混棉机（一种棉纺开松机械）的角钉帘在垂直抓取和撕扯水平运动的棉块时的受力情况，图3－1（b）中P为水平帘输送过来的棉堆压向角钉面的垂直压力，与植钉平面平行；A为角钉帘向上运动时周围棉块的阻力，也与植钉平面平行；T为水平帘输送的原料对角钉帘的水平推力，与植钉平面垂直。设三力的合力为W，它可分解为沿着角钉工作面方向的分力S和垂直角钉工作面的分力N，分力S指向钉内，称为抓取力，分力N与角钉及棉块的摩擦作用形成抓取阻力。若角钉工作面与植钉面间的夹角为角钉工作角α，则有：

由以上两式知：α减小，则抓取力S增加，N减小，有利于角钉刺入棉堆抓取纤维块。

图3－1　角钉帘的结构及一个角钉抓取和撕扯棉块时的受力情况

（2）两个角钉机件对原料产生的撕扯作用（见动画视频3－1）。如图3－2所示为自动混棉机的角钉帘和均棉罗拉两个存在相对运动的角钉机件之间的作用情况。由于两个机件间隔距较小，所以它们之间能形成对棉块的撕扯作用。图3－2中a、b两点分别代表角钉帘与均棉罗拉上角钉对棉块的作用点。将角钉对棉块的撕扯力F大于棉块两作用点间的联系力时，棉块被分解成两个小棉块。将撕扯力F分解，则可得沿角钉方向的分力S（抓取力）与垂直角钉方向的分力N（正压力），其大小为：

式中：α——角钉与帘子平面间夹角，即角钉的工作角。

图3－2　两个角钉的扯松作用

S为使棉块沉入角钉根部的分力，N为棉块压向角钉产生的正压力，P是由N引起的摩擦阻力，阻止棉块向角钉根部移动，其值为：

式中：μ——棉块与角钉间的摩擦系数。

要使角钉具有抓取能力，则必须使S＞P，即：

或

由式（3－1）可以看出，减小角钉工作角α，可使角钉抓取棉块的作用增强，但α过小，棉块被抓入钉内过深，使纤维输出时难以脱离角钉帘。由于纤维长度和状态的差异，纤维被角钉抓取的难易程度不同，因此，不同纺纱系统中，角钉的α不同。如由于毛纤维长且卷曲多，容易被角钉抓取，而不容易脱离角钉，因此，毛纺系统的自动喂毛机中角钉的α较大，一般为45°～60°；棉纺中，因纤维短，不容易被角钉抓取，所以，α应小些，一般采用30°～50°。

图3－3　纤维块受自由打击时的受力情况

2．自由打击　原料在不被握持状态下受到高速打击机件（一般为表面带有刀片、角钉等的回转机件，称为打手）的打击作用而实现纤维块松解的过程，称为自由打击。如轴流开棉机打手的作用及三锡林开毛机锡林之间的作用（见动画视频3－2）。通常情况是纤维块在气流中运动，由于打击机件的运动速度远远大于纤维块的运动速度，因而产生自由打击（撞击）作用，引起振荡，使纤维块松解。

如图3－3所示为纤维块受到自由打击时的受力情况。设纤维块是由彼此相互联系着的两部分组成，质量中心分别在A、B处。P为机件对纤维块的打击力，其方向沿着打击机件运动轨迹的切线方向，可分解为P1与P2，P1在A和B的连线上，对纤维块起到开松的作用。当P1大于纤维块A、B间的联系力时，纤维块被分解成两部分；当P1小于纤维块联系力时，纤维块沿打手速度方向运动或在P2力作用下绕B点旋转，避开打手的作用，因而可减少纤维损伤。

自由开松的作用相对较缓和，纤维损伤少，杂质破碎也少，适用于开松的初始阶段。

（二）握持开松

原料在被喂给机件（多为一对喂给罗拉或一根喂给罗拉与喂给板的组合）握持状态下，受到开松机件的作用称握持开松。棉纺开棉机、清棉机的打手与给棉罗拉之间，毛纺开毛机的开毛锡林与喂毛罗拉之间等，均为握持状态下的开松作用。按对原料的作用方式，握持开松可分为握持打击和握持分割。

1．握持打击　采用高速回转的刀片打手对握持状态下的原料进行打击，使原料获得冲量而被开松，称为握持打击（见动画视频3－3）。

如图3－4所示为棉纺清棉成卷机上给棉罗拉与打手之间的开松状态。给棉罗拉慢速将棉层喂入机内，高速回转的打手（综合式打手见动画视频3－4）打击给棉罗拉钳口外露的棉层，打击力P沿打手运动轨迹的切线方向。棉层受到打手的打击，使外露纤维须丛获得打击强度而被松解为较小的纤维束，一些杂质被分离出来。打击强度通常用打击次数来衡量。

图3－4　握持状态下打手打击力分析

打击次数是指单位重量的纤维上接受刀片的打击次数。打击次数多，则开松作用好。其计算式为：

式中：S——打击次数，次／g；

K——打手刀片数；

n——打手转速，r／min；

vn——纤维层每分钟喂入长度，cm／min；

W——喂入纤维层每厘米重量，g／cm。

由上可以看出，打击次数与打手转速、刀片数成正比，与纤维层每分钟喂入长度成反比。每次喂入的定量轻、长度短，则扯下的纤维束小，也有利于开松，但产量会降低。

握持打击对原料作用剧烈，开松与除杂作用比自由开松强，但纤维损伤与杂质破碎比自由开松严重。握持打击时，刀片不能深入纤维层内部，打击后纤维块重量差异较大，故握持打击后还需进行细致的开松。

图3－5　锯齿刺入纤维层时的受力情况

2．握持分割　握持分割是靠锯齿或梳针刺入被握持的纤维层内，对纤维层进行分割，使纤维束获得较细致的开松。分割机件常采用表面包有金属针布或植有梳针的打手或滚筒。

（1）锯齿刺入纤维层的条件。锯齿能否顺利刺入纤维层，是决定开松效果的首要条件。如图3－5所示为锯齿刺入纤维层时受力情况，当锯齿刺入纤维层时，纤维层对锯齿有沿滚筒圆周切向的反作用力P，可分解为垂直于锯齿工作面的分力N和平行于锯齿工作面的分力Q。分力Q有使纤维沿锯齿工作面向针根运动的趋势，当纤维沿锯齿工作面运动时，分力N便会产生阻止纤维运动的摩擦阻力T，方向与Q相反。若Q≥T时，纤维沿锯齿工作面向齿根运动，锯齿能刺入纤维层进行分割。锯齿刺入纤维层时的具体分析如下。

式中：β——锯齿工作角的余角，即锯齿工作面与锯齿顶点至锯齿滚筒轴心连线间夹角，α＋β＝90°；

μ——锯齿与纤维间的摩擦系数。

要使锯齿顺利刺入纤维层进行撕扯，必须满足Q≥T。即：

式中：φ——纤维与锯齿摩擦角。

可见，减小工作角α（即增大β），对锯齿刺入纤维层进行开松有利；但α过小，锯齿抓取，握持纤维能力强，但不易释放纤维，对排杂和纤维转移不利，易造成返花（即纤维随着打手的回转又回到喂入处，与喂入纤维层搓擦，形成棉结）。(www.daowen.com)

（2）锯齿握持纤维的条件。锯齿不仅对纤维层进行分割，而且还要求锯齿能携带纤维向前输送，避免纤维束脱离锯齿而成为落纤。要实现锯齿携带纤维前进，锯齿必须满足握持纤维的条件。

锯齿握持的纤维束所受的力有沿锯齿滚筒半径方向的离心力F、垂直于锯齿滚筒半径方向的空气阻力R、锯齿对纤维的作用力N（方向与锯齿工作面垂直）和阻止纤维被抛出的摩擦力T（图3－6）。

图3－6　锯齿握持纤维的受力情况

由力的平衡可知：

故锯齿能握持住纤维束的条件为：

又由于

则

（三）影响开松作用的因素

影响开松作用的主要因素有开松机件的形式，开松机件的速度，工作机件之间的隔距，开松机件的角钉、刀片、梳针、锯齿等的配置。

1．开松机件的形式　开松机件的形式有角钉滚筒式、刀片式、三翼梳针式、综合式（见动画视频3－4）、梳针滚筒式和锯齿滚筒式等，部分打击机件的作用面形态如图3－7所示。

图3－7　不同形式打击机件的作用面形态

不同形式的打击机件，对纤维块（层）的作用类型和效果不同。梳针、锯齿可以刺入纤维层内部，通过分割、梳理实现开松，松解作用细致、柔和，但打击作用力不足；角钉、刀片能对纤维块（层）施加较大的冲击与分割，作用较剧烈。

开松机件形式一般根据所加工原料的性质、紧密程度、含杂情况以及开松流程中开松机所处的位置等而定。

2．开松机件的速度　开松机件的速度增加，喂入原料单位长度上受到开松作用（撕扯、打击等）的次数增加，开松作用力也相应增大，因而开松作用增强，同时除杂作用也加强，但纤维易受到损伤，杂质也可能被打碎。因此，纤维块较大，开松阻力较大时，开松机件速度不宜过高。

3．工作机件之间的隔距　喂给罗拉与开松机件之间隔距越小，角钉、锯齿、刀片等深入纤维层的作用越强烈，因而开松作用越强烈，但这样易损伤纤维。因此，当纤维层较厚、纤维间紧密和纤维较长时，喂给机件与开松机件间隔距不宜过小。且随纤维块逐渐松解和蓬松，开松机件与尘棒之间的隔距由入口到出口应逐渐加大。

4．开松机件的角钉、梳针、刀片、锯齿等的配置　角钉、梳针、刀片、锯齿等的植列方式对开松也有影响，合理的植列方式应能保证喂入纤维层在宽度方向上各处均匀地得到开松作用，并且角钉、梳针、刀片、锯齿等在滚筒表面应均匀分布。植列密度加大，开松作用加强。植列密度应根据逐步开松的原则来选择，纤维块大时植列密度小，且随着开松的进行，密度逐渐加大，但密度过大，易于损伤纤维。

（四）开松效果的评定

目前对原料的开松程度还没有较理想的统一评定方法，一般可采用下列方法。

1．重量法　从开松原料中拣出纤维块进行称重，并求出纤维块的平均重量，再计算最大和最小纤维块所占重量的比例，最后进行比较分析。

2．比体积法　在一定容积的容器内放入一定高度的开松原料，加上一定重量的压板，经一定时间压缩后测定其压缩高度，并测量试样重量，计算单位重量的体积（cm3／g），即比容。开松度定义为比容乘以试样纤维的相对密度。开松度越大，纤维开松越好。

3．速度法　测定纤维块在静止空气中自由下降的终末速度。纤维块在静止空气中初速为零，然后垂直下落，纤维块逐渐加速，经过一段时间或一定距离后速度不再增加，以等速下降，此速度称为终末速度。终末速度决定于纤维块的重量和形状、开松程度等因素。

4．气流法　将一定重量的开松原料放在气流仪内，在同样气流量下观察其压力，压力值高，开松度好；或在同样气压下观察透气量，透气量小，开松度好，这是由于开松好的原料对气流阻力大的原因。