“Δ”型轉(zhuǎn)移系統(tǒng)梳理機(jī)挑棉現(xiàn)象的剖析及解決方案

馬月雙 靳向煜 韓 旭

(1.東華大學(xué)產(chǎn)業(yè)用紡織品教育研究工程中心，上海，201600; 2.紹興縣和中合纖有限公司，紹興，312000)

“Δ”型轉(zhuǎn)移系統(tǒng)梳理機(jī)挑棉現(xiàn)象的剖析及解決方案

馬月雙1靳向煜1韓 旭2

(1.東華大學(xué)產(chǎn)業(yè)用紡織品教育研究工程中心，上海，201600; 2.紹興縣和中合纖有限公司，紹興，312000)

通過(guò)對(duì)梳理原理及纖維在梳理時(shí)受力情況分析，探討了羅拉式“Δ”型轉(zhuǎn)移系統(tǒng)梳理機(jī)出現(xiàn)挑棉現(xiàn)象的原因，提出了在第四工作羅拉處安裝伺服電機(jī)和改變“Δ”道夫旋轉(zhuǎn)方向的解決方案。

非織造梳理機(jī)，挑棉現(xiàn)象，解決方案

梳理機(jī)的挑棉現(xiàn)象是指在梳理/轉(zhuǎn)移區(qū)域因針布針齒對(duì)纖維握持作用喪失，工作羅拉、道夫無(wú)法從纖維承載部件(錫林)表面分梳轉(zhuǎn)移纖維，纖維直接隨纖維承載部件回轉(zhuǎn)，導(dǎo)致工作羅拉、道夫表面無(wú)纖維的現(xiàn)象。

非織造專用梳理機(jī)為羅拉式梳理機(jī)，是梳理成網(wǎng)水刺或針刺非織造生產(chǎn)線的核心設(shè)備。在某型號(hào)“Δ-σ”(Delta-Sigma)高速高產(chǎn)梳理機(jī)［1］的生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)“Δ”道夫和主錫林最后一個(gè)工作羅拉線速度較高(如胸錫林線速度1 000 m/min，Δ道夫線速度120 m/min;主錫林線速度1 100 m/min，最后一個(gè)工作羅拉線速度80 m/min)時(shí)，在其表面均會(huì)出現(xiàn)挑棉現(xiàn)象，造成產(chǎn)品布面褶皺，影響產(chǎn)品外觀。

1 桃棉現(xiàn)象的原因分析

在梳理機(jī)梳理纖維過(guò)程中，由于剛喂入梳理機(jī)的纖維松散性差，纖維間糾纏較強(qiáng)。為了減少對(duì)纖維的損傷，根據(jù)逐步加強(qiáng)梳理的原則，各工作羅拉與錫林之間的速比應(yīng)該有所不同，并逐步加大，即第一梳理單元中工作羅拉與錫林的速比應(yīng)較小，而后速比依次逐漸增加，以逐漸增加梳理強(qiáng)度，減少梳理元件對(duì)纖維的損傷，并保證纖維能夠得到充分梳理。錫林與工作羅拉之間的速比是指兩者的線速度比值，在錫林線速度一定的情況下，可通過(guò)改變工作羅拉線速度來(lái)改變速比。工作羅拉線速度越小，速比越大，錫林梳理弧長(zhǎng)和梳理強(qiáng)度也就越大，有利于對(duì)纖維進(jìn)一步梳理［2］。

上述“Δ-σ”型梳理機(jī)的設(shè)計(jì)是同一個(gè)錫林上的4個(gè)工作羅拉(按機(jī)器從前到后方向依次為第一、第二、第三和第四工作羅拉)的線速度均相同，且其與錫林間的隔距也都相同。此種設(shè)計(jì)方式與梳理理論原理相悖。

纖維在梳理機(jī)內(nèi)隨著梳理過(guò)程的進(jìn)行，纖維從團(tuán)纖維或束纖維逐漸被梳理成為單纖維狀態(tài)，纖維相對(duì)針布針齒的順直平行度增加，針齒對(duì)纖維的抓取能力下降。由于上述“Δ-σ”型梳理機(jī)工作羅拉線速度保持不變，第四組梳理單元的工作羅拉相對(duì)于錫林線速度較高，梳理強(qiáng)度低，針齒對(duì)纖維的作用力小，握持力較弱，纖維不能被針布有效地抓取并轉(zhuǎn)移到工作羅拉表面，從而出現(xiàn)挑棉現(xiàn)象。

當(dāng)工作羅拉線速度減慢時(shí)，即速比增大，纖維受到錫林針齒梳理的時(shí)間增加，梳理強(qiáng)度增加，有利于纖維得到充分梳理［3］;同時(shí)工作羅拉針齒對(duì)纖維的握持力增加，從而避免挑棉現(xiàn)象的發(fā)生。

為使分梳更充分并降低棉結(jié)含量，還應(yīng)適當(dāng)縮小工作羅拉與錫林間的隔距，采用較小的分梳隔距有利于加大分梳作用區(qū)的范圍，但隨著分梳隔距的縮小，纖維在梳理過(guò)程中的斷裂損傷有可能加劇。因此，隔距應(yīng)該控制在一定的范圍內(nèi)，以避免對(duì)纖維造成過(guò)度損傷［4］。

2 桃棉現(xiàn)象的解決方案

2.1 獨(dú)立驅(qū)動(dòng)第四工作羅拉

在第四工作羅拉處安裝一臺(tái)伺服電機(jī)，由其獨(dú)立驅(qū)動(dòng)第四工作羅拉，使第四工作羅拉線速度較前面的工作羅拉更低。

由于第四工作羅拉的線速度會(huì)影響梳理機(jī)的產(chǎn)量，因此應(yīng)根據(jù)梳理機(jī)的實(shí)時(shí)產(chǎn)量及其他工作羅拉線速度值，對(duì)第四工作羅拉線速度進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，達(dá)到既不影響產(chǎn)量又不出現(xiàn)挑棉現(xiàn)象的最佳線速度值。例如:原主錫林上4個(gè)工作羅拉的線速度均為78 m/min，在第四工作羅拉處安裝伺服電機(jī)后，第四工作羅拉的線速度可降低到60 m/min，而其余3個(gè)工作羅拉線速度仍保持78 m/min不變。

通過(guò)試驗(yàn)得知，當(dāng)?shù)谒墓ぷ髁_拉線速度在60 m/min左右時(shí)，該羅拉不會(huì)出現(xiàn)挑棉現(xiàn)象;當(dāng)線速度達(dá)到65 m/min左右時(shí)，偶爾會(huì)出現(xiàn)挑棉現(xiàn)象;當(dāng)線速度提高到70～75 m/min時(shí)，會(huì)很快出現(xiàn)挑棉現(xiàn)象。

2.2 改變“Δ”道夫旋轉(zhuǎn)方向

改變“Δ”道夫旋轉(zhuǎn)方向，由原來(lái)的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)改為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，見(jiàn)圖1。

“Δ”轉(zhuǎn)移系統(tǒng)技術(shù)改造是對(duì)道夫的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行更改，使道夫與胸錫林之間的作用由原來(lái)的被動(dòng)剝?nèi)∽優(yōu)橹鲃?dòng)分梳剝?nèi)。婪蚺c錫林針布針齒之間的線速度方向相反，相對(duì)速度變?yōu)閮烧呔€速度之和，故道夫與錫林上針齒之間的分梳作用加大，可保證在提高纖維轉(zhuǎn)移量的前提下仍可對(duì)纖維進(jìn)行充分的梳理，作用類似于錫林與雜亂輥之間的作用原理［1］，這樣既可避免因其線速度較高而導(dǎo)致挑棉現(xiàn)象的發(fā)生，又可一定程度地提高纖維轉(zhuǎn)移量。

“Δ”系統(tǒng)在雜亂三角區(qū)及胸錫林與“Δ”道夫間具有3個(gè)分梳作用點(diǎn)，對(duì)纖維的梳理作用大為增強(qiáng)。下面對(duì)“Δ”道夫處的纖維在技術(shù)改造前后的受力情況進(jìn)行分析。

根據(jù)物理學(xué)公式:

得出:

式中:M——單根纖維質(zhì)量(kg);

V——兩羅拉針齒相對(duì)線速度(m/s);

V1——胸錫林針齒線速度(m/s);

V2——“Δ”道夫針齒線速度(m/s);

F——纖維受到的分梳力(N);

S——從纖維開(kāi)始受到分梳作用到此次分梳作用結(jié)束時(shí)，針齒移動(dòng)的相對(duì)位移(m);

t——纖維受到的分梳作用時(shí)間(s)。

圖1 “Δ”轉(zhuǎn)移系統(tǒng)技術(shù)改造示意

圖2是纖維受力情況分析示意圖。表1是“Δ”轉(zhuǎn)移系統(tǒng)技術(shù)改造前后的一組線速度數(shù)據(jù)比較。

由表1可知，改造后胸錫林與“Δ”道夫針齒相對(duì)線速度為1 060 m/min，是改造前兩者針齒相對(duì)線速度的1.2倍。

圖2 纖維所受分梳力示意

表1 技術(shù)改造前后線速度值舉例(單位:m·min－1)

由式(1)計(jì)算得出，技術(shù)改造后纖維受到的分梳力是改造前的1.44倍。

纖維所受到的分梳力增大44%，使得“Δ”道夫針布針齒對(duì)纖維的握持作用大為增加，纖維能夠得以順利轉(zhuǎn)移，從而避免了挑棉現(xiàn)象的發(fā)生。另外，由于“Δ”道夫轉(zhuǎn)速降低為原來(lái)的50%，同時(shí)也節(jié)約了能耗。

3 結(jié)語(yǔ)

提高道夫線速度可以達(dá)到使梳理機(jī)高產(chǎn)的目的，但由以上分析可知，提高道夫線速度也可能會(huì)出現(xiàn)桃棉現(xiàn)象。因此，在保證道夫有足夠的纖維抓取轉(zhuǎn)移能力的前提下，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整工藝參數(shù)，如針布技術(shù)參數(shù)、縮小道夫與主錫林隔距等，來(lái)增加道夫纖維轉(zhuǎn)移量，也是達(dá)到梳理機(jī)高速高產(chǎn)目的的正確思路。

［1］馬月雙，靳向煜，韓旭.先進(jìn)非織造梳理機(jī)機(jī)構(gòu)與性能特點(diǎn)初探［J］.產(chǎn)業(yè)用紡織品，2010，28(1):24-27.

［2］劉奉濟(jì)，趙承英.梳理機(jī)理分析［J］.非織造布，2009，17(5):35.

［3］郁崇文.紡紗學(xué)［M］.北京:中國(guó)紡織出版社，2009:89.

［4］郁崇文.紡紗學(xué)［M］.北京:中國(guó)紡織出版社，2009:81.

The analysis and solution to the can’t capture fibers phenomenon of the“Δ”transitive system carding machine

Ma Yueshuang1，Jin Xiangyu1，Han Xu2
(1.Donghua University Engineering Research Center of Technical Textiles，Ministry of Education; 2.Shaoxing Hezhong Fibre Co.，Ltd.)

By analyzing the carding principle and the forcing when the fibers were carding，the reason of the can’t capture fibers phenomenon of the“Δ”transitive system carding machine was discussed.The solution framework was pointed out that it was installed a servo-actuator at the fourth worker and changed the rotation direction of the“Δ”doffer.

nonwoven carding machine，can’t capture fibers，solution

TS173.2+2

A

1004－7093(2011)05－0031－03

2011－04－02

馬月雙，男，1986年生，在讀碩士研究生。研究方向是非織造工藝技術(shù)。