理论教育 摩擦纺纱工艺分析及优化方法

摩擦纺纱工艺分析及优化方法

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)组成及工作过程摩擦纺纱属自由端纺纱。摩擦纺的纺纱速度与以下因素有关。2.摩擦比尘笼表面速度与纺纱速度的比值称为摩擦比。摩擦比是摩擦纺纱的一项重要工艺参数,它对成纱质量和机器的可纺性能都有显著的影响。根据摩擦纺纱的原理,保证纱体获得良好的摩擦加捻的条件有以下几个方面。5.分梳辊速度摩擦纺纱处理纤维量大,则较快的分梳辊速度对成纱质量有利。

摩擦纺纱工艺分析及优化方法

摩擦纺又称德雷夫(DREF)纺、尘笼纺。

(一)组成及工作过程(见动画视频8-7)

摩擦纺纱(DREF-Ⅲ除外)属自由端纺纱。主要由开松、牵伸、加捻、卷绕等部分组成。其工作过程如图8-40所示,经过开松的纤维1,由气流输送到一个带孔而有吸气的运动件(尘笼)表面2,运动件表面的运动方向与成纱输出方向相垂直。在运动件表面上,纤维被吸附凝聚成带状的纤维须条,由于须条与运动件表面接触且之间有吸力3,所以须条与运动件表面间产生摩擦,并随运动件表面绕自身轴线滚动而被加捻。被加捻的纱条4以一定的速度输出,纤维流在输送过程中并不连续,凝聚在运动件表面的须条就形成自由端纱尾,保证成纱上获得真捻,因而属于自由端纺纱。

所获得捻度值一方面取决于运动表面的速度与性能,另一方面则取决于吸气负压,吸气负压直接影响纱尾与运动件表面间的压力,同时还取决于引纱速度。代表性的DREF-Ⅱ型摩擦纺机结构简图如图8-41所示。

图8-40 摩擦纺的基本工作过程

图8-41 DREF-Ⅱ型摩擦纺机

1—棉条 2—牵伸装置 3—分梳辊 4—吹风管
5—挡板 6—尘笼 7—内胆

(二)主要工艺参数作用及选择

1.纺纱速度(即输出速度) 摩擦纺的加捻和卷绕机构是完全分离的,这样可以避免高速回转的加捻部件,为提高纺纱速度创造了条件。摩擦纺的纺纱速度与以下因素有关。

(1)原料。原料性能对纤维的包覆和加捻效果有直接影响。一般来说,纤维较粗硬、含油率较高、长度不整齐的原料,其纺纱输出速度不能太快,否则将导致包覆恶化、条干不良、强力降低、断头增加。

(2)纱线线密度。纺较粗的纱时,加捻效率比较低,输出速度宜低些,但因较粗的纱刚性较大,所以其不易加捻;纺过细的纱时,加捻效率也下降,为了防止断头增多,速度也不宜过高。

(3)尘笼转速。较高的输出速度,必须有较高的尘笼转速与之配合。但过高的尘笼速度,既受电机功率、转速的限制,又易导致回转纱体径向跳动及不正常磨损,故国产摩擦纺纱机尘笼常用速度控制在3500r/min以下,相应的输出速度保持在200m/min以下,这样才能确保在尘笼加捻区内有足够的停留时间,从而获得必要的捻度。

(4)成纱质量。当输出速度适当时(即符合摩擦比的要求),随着输出速度的提高,成纱条干不匀率略有下降,但过高的输出速度,不利于条干均匀,纱身光洁及表面毛羽,给成纱外观质量带来有害影响。

2.摩擦比 尘笼表面速度与纺纱速度的比值称为摩擦比。摩擦比是摩擦纺纱的一项重要工艺参数,它对成纱质量和机器的可纺性能都有显著的影响。

(1)摩擦比与捻度。摩擦比是决定捻度的主要参数,在一定范围内两者成正相关关系,选择合适的摩擦比,是保证成纱质量的重要条件。提高摩擦比的常用手段是提高尘笼转速,但当尘笼转速达到一个临界限度时,成纱捻度不再增加而有所下降,且工艺调试一般不宜超过此限。

(2)摩擦比与条干不匀率。试验表明,提高摩擦比可改善成纱条干均匀度,但当摩擦比提高到3.0以上时,条干均匀度变化趋缓。

3.尘笼负压和气流 尘笼表面纺纱负压的大小,代表着尘笼吸风的大小,影响着通道中流场的分布和凝聚时纤维形态的变化,还决定着产生摩擦作用的正压力、须条动态直径与纤维密集度,使加捻效果发生变化,对加捻和条干均匀度都有重要影响。(www.daowen.com)

研究表明,对成纱强力影响较大的因子是纤维输送角度和纺纱负压。尘笼吸口槽长度则对成纱条干均匀度有一定的影响,而辅助吸口对成纱质量的影响较小。

图8-42 双尘笼摩擦纺纱机截面图

D—尘笼直径 φ—纱体有效直径 h—纱体高度
α—中心连线的夹角 S—两尘笼间的隙缝宽度

4.吸风口位置及尘笼间隙缝宽度 双尘笼双侧吸风摩擦纺纱机的尘笼截面如图8-42所示,图中D为尘笼直径,φ为纱体的有效直径,h为纱体高度(它与两尘笼中心连线的距离),α为纱体中心与尘笼中心的连线与两尘笼中心线之间的夹角,S为两尘笼间的隙缝宽度,h和α都可以用作表示吸风口的位置参数。

根据摩擦纺纱的原理,保证纱体获得良好的摩擦加捻的条件有以下几个方面。

(1)适当的尘笼间隙宽度,使纱体在某一固定位置稳定加捻。

(2)适当的吸风口位置可使纱体的成形良好,有较紧密的圆形截面,可提高加捻效率。如果吸风口高于纱体位置,则纱体不能紧贴在尘笼表面,造成纱体变形或呈松散状态,从而影响加捻效率;如果吸风口位置太低,则纱体易紧嵌在尘笼窄缝中,造成断头。

(3)吸风口位置必须根据纱体的有效直径进行调节,纱体特数越大,吸风口位置应越高。

5.分梳辊速度 摩擦纺纱处理纤维量大,则较快的分梳辊速度对成纱质量有利。但分梳作用剧烈,会严重损伤纤维。据资料介绍,纺羊毛纤维(直径为19.7μm,长度为35.7mm)试验,经分梳辊后纤维长度减短23%,比转杯纺的纤维损伤程度严重。因此,应正确合理选择分梳辊速度,以减少纤维损伤,提高成纱质量。在加工线密度较细、强度较低的纤维时,分梳辊速度不宜过快。

(三)品质控制

摩擦纺中纤维的不规则形态主要是在纤维流输送和凝聚过程中形成的,主要的影响因素有输纤速度、输纤角度、输纤方向以及输纤管的几何形状。

1.输纤速度 输纤速度包括纤维在输纤管内的速度和同纱尾接触时的速度。如采用减缩型的输纤管,纤维在输纤管内就会加速运动,即纤维头端的速度大于尾端的速度,有利于纤维在输送过程中伸直,而在纤维同纱尾凝聚的一瞬间,要尽可能减少两者之间的速度差,这样才不会使下落的纤维头端撞弯或使纤维中间曲折。由于输纤管下落的纤维速度快,惯性大,到达凝聚面时速度突然减慢,并有过冲现象,致使纤维头端打圈、中间曲折,因此,需将此时的输纤管截面变大,以降低纤维的下降速度,即在靠近凝聚面的输纤管宜采用渐扩形的截面。

2.输纤角度 输纤角度是指输纤管与引纱方向(尘笼轴线)的夹角。如DREF-K-Ⅱ型的输纤管与引纱方向垂直,这就很容易使纤维降落到凝聚面时形成头端弯曲、打圈、缠绕等形态。Masterspinner型摩擦纺纱机上纤维输入方向是倾斜的,输纤方向与引纱方向的夹角为25°~28°,这就使纤维以接近平行于引纱方向的状态喂入尘笼和摩擦棍的楔形区,从而使纱中纤维的平行伸直度明显提高。

3.输纤方向 输纤方向是指输送纤维的方向与引纱方向是相同还是相反,同向成为顺向纺纱,反向则为逆向纺纱。顺向纺纱和逆向纺纱相比,纤维的平行长度稍短,螺旋状的短纤维数量少,弯钩和不规则螺旋状单纤维的数量多。逆向纺纱纤维的凝聚过程与引纱方向相反,影响纤维和纱线的接触,使成纱形态受影响。

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