利用條干儀簡便地檢測道夫轉(zhuǎn)移率的研究

摘 要：探索利用道夫轉(zhuǎn)移率進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控管理的途徑，解決目前業(yè)界無法簡便快捷地計(jì)算出道夫轉(zhuǎn)移率的現(xiàn)狀。通過對(duì)道夫轉(zhuǎn)移率計(jì)算公式的理論推導(dǎo)，提出了利用條干儀簡便地檢測道夫轉(zhuǎn)移率的方法，通過實(shí)踐案例介紹了其具體操作方法。經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，該方法操作方便快捷，測試結(jié)果對(duì)工藝參數(shù)優(yōu)化、產(chǎn)品質(zhì)量管理具有較好的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：道夫轉(zhuǎn)移率;條干儀;不勻率曲線

Abstract：This paper aims to explore quality monitoring management by doffer transfer rate and solve the problem that the doffer transfer rate cannot be simply figured out in the industry. Through the theoretical derivation of the formula for calculating the doffer transport rate， an easy detection method was proposed to detect the doffer transfer rate by the evenness tester， and the specific operation method was introduced by cases. The practice shows that the method is convenient and quick to operate， and the test results have a good guiding effect on the process parameter optimization and product quality management.

Key words：doffer transfer rate; evenness tester; irregularity curve

在現(xiàn)代紡織工程學(xué)中，梳棉工序強(qiáng)調(diào)要遵循“梳理轉(zhuǎn)移兼顧”的工藝原則，其中的“轉(zhuǎn)移”主要是指錫林向道夫轉(zhuǎn)移纖維的能力和效果?，F(xiàn)代梳理技術(shù)之所以把纖維的“轉(zhuǎn)移”與“梳理”放在同等重要的地位，是因?yàn)樵诂F(xiàn)代高產(chǎn)高速的梳理技術(shù)條件下，纖維轉(zhuǎn)移的能力和轉(zhuǎn)移的效果不但直接影響梳棉工序的產(chǎn)能，而且還會(huì)直接影響梳棉工序的梳理效能和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，纖維轉(zhuǎn)移的能力和效果，是現(xiàn)代梳理技術(shù)研究的一個(gè)重要課題。國內(nèi)外很多專家學(xué)者對(duì)道夫轉(zhuǎn)移率進(jìn)行過深入的研究和探討，如國內(nèi)王兟等[1]對(duì)梳棉機(jī)道夫轉(zhuǎn)移率進(jìn)行了基礎(chǔ)研究，賀福敏[2]、謝家祥[3]、劉曉靜等[4]對(duì)道夫轉(zhuǎn)移率的實(shí)用意義及其影響因素進(jìn)行了分析，費(fèi)青[5-6]、王學(xué)元[7]、張木蘭[8]對(duì)道夫轉(zhuǎn)移率對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響及其測試方法進(jìn)行了探索，Swan[9]研究了道夫轉(zhuǎn)移與分梳的關(guān)系及道夫速度、直徑、梳針角度、鋒利度對(duì)道夫轉(zhuǎn)移和錫林負(fù)荷的影響，原以和久[10-11]探索了道夫轉(zhuǎn)移率的測試方法，Singh等[12]對(duì)道夫的纖維轉(zhuǎn)移和梳理作用進(jìn)行了定量分析。但國內(nèi)外還沒有發(fā)現(xiàn)能夠簡便快捷地利用試驗(yàn)儀器測定道夫轉(zhuǎn)移率的相關(guān)文獻(xiàn)。為此，筆者提出了利用條干儀簡便地檢測道夫轉(zhuǎn)移率的思路，根據(jù)道夫轉(zhuǎn)移計(jì)算公式，對(duì)梳棉機(jī)停喂后錫林和道夫針面上纖維量的變化過程進(jìn)行了理論分析，從而推導(dǎo)出道夫轉(zhuǎn)移率與輸出須條變細(xì)程度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，由此得出可以利用條干儀不勻曲線圖便捷地測算道夫轉(zhuǎn)移率的論斷，并通過實(shí)際操作進(jìn)行了實(shí)踐檢驗(yàn)，進(jìn)而通過質(zhì)量攻關(guān)案例驗(yàn)證了該研究成果的實(shí)用價(jià)值。

1 道夫轉(zhuǎn)移的概念和計(jì)算公式

錫林向道夫轉(zhuǎn)移纖維的能力和效果與梳棉機(jī)的梳理效果及棉網(wǎng)質(zhì)量都具有密切的關(guān)系，為了方便表述錫林向道夫轉(zhuǎn)移纖維的能力，業(yè)界引進(jìn)了一個(gè)專用名稱——道夫轉(zhuǎn)移率，一般用字母r來表示。道夫轉(zhuǎn)移率是指錫林每轉(zhuǎn)向道夫轉(zhuǎn)移的纖維量占轉(zhuǎn)移前錫林針面上全部纖維量的百分率[7]。

道夫轉(zhuǎn)移率過大時(shí)，纖維未經(jīng)過充分的梳理就被轉(zhuǎn)移出來，往往會(huì)造成梳理不充分，纖維的分離度、伸直度和定向度較差，導(dǎo)致后工序牽伸過程中纖維變速點(diǎn)分散，影響產(chǎn)品質(zhì)量;而道夫轉(zhuǎn)移率過小，纖維在錫林蓋板工作區(qū)中反復(fù)梳理的次數(shù)過多，易損傷纖維、產(chǎn)生棉結(jié)，因而道夫轉(zhuǎn)移率過大或過小都不利于提高紗線質(zhì)量，因此必須根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況確定。在使用金屬針布的高產(chǎn)梳棉機(jī)上，道夫轉(zhuǎn)移率一般要求在6%～15%。

根據(jù)梳棉機(jī)的相關(guān)工藝參數(shù)，錫林每轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移給道夫的纖維量g可以用式（2）計(jì)算出來：

但轉(zhuǎn)移前錫林針面上的全部纖維量Q很難通過相關(guān)公式準(zhǔn)確地計(jì)算出來，費(fèi)青[5-6]提供了不少測定Q的方法，但可操作性較差、效率低、準(zhǔn)確性也不高，使得紡織企業(yè)的技術(shù)人員很難直觀地測定和計(jì)算道夫轉(zhuǎn)移率。

2 利用條干儀檢測道夫轉(zhuǎn)移率的研究

2.1 理論依據(jù)及公式推導(dǎo)

假設(shè)梳棉機(jī)的出條速度為V（m/min），錫林每轉(zhuǎn)輸出的生條長度為l（m），正常生產(chǎn)條件下錫林針面上的全部纖維質(zhì)量為W（g），道夫的轉(zhuǎn)移率為r，在停止原料喂入的情況下，錫林一轉(zhuǎn)后針面上的纖維殘留率為q，那么q=1-r，忽略纖維量的變化對(duì)道夫轉(zhuǎn)移率的影響，錫林每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈并將部分纖維轉(zhuǎn)移給道夫后，錫林表面殘留的纖維質(zhì)量Z就會(huì)在之前的基礎(chǔ)上減少（1-r），此時(shí)隨著錫林上的纖維量越來越少，梳棉機(jī)輸出的生條也會(huì)從正常的定量而逐漸變細(xì)，當(dāng)輸出的生條變細(xì)到某一比例時(shí)，變細(xì)的條子的長度為L（m），這時(shí)纖維的轉(zhuǎn)移過程見表1[1，8]。

從表1的計(jì)算過程可知，在梳棉機(jī)停喂的情況下，錫林轉(zhuǎn)過n轉(zhuǎn)并轉(zhuǎn)移纖維后，錫林表面殘留的纖維質(zhì)量Z占沒有轉(zhuǎn)移前錫林針面上的全部纖維質(zhì)量W的比例為：

在式（4）中，V、Nc為已知工藝參數(shù)，Z/W、L可以從條干不勻曲線圖上測量、計(jì)算獲得，因而利用條干儀的不勻曲線圖能夠很便捷地測算出道夫轉(zhuǎn)移率r。

2.2 操作步驟

a）將托盤放置在梳棉機(jī)圈條盤下，停止喂棉，使全部尾條進(jìn)入托盤內(nèi)。

b）將托盤內(nèi)的棉條反扣在另一個(gè)托盤內(nèi)。

c）將條干儀不勻率曲線圖的測量范圍設(shè)定為100%，用條干儀按正常測試棉條條干的方法進(jìn)行測試，獲得尾條的不勻率曲線圖。

d）通過不勻率曲線圖計(jì)算棉條從均值逐步下移到某一比例時(shí)的棉條長度L（m）。

e）求出道夫轉(zhuǎn)移率r。將相關(guān)工藝參數(shù)代入到式（4）中，在Excel表中輸入=1-POWER（10，log10（Z/W）/[L/（V/Nc）]），即可求出道夫轉(zhuǎn)移率r。

2.3 實(shí) 例

某企業(yè)FA231C型梳棉機(jī)的主要工藝參數(shù)見表2，用條干儀檢測道夫轉(zhuǎn)移率獲得的曲線見圖1。

由圖1可知，其橫坐標(biāo)可以讀出圖上每個(gè)刻度所代表的試樣長度，縱坐標(biāo)可以讀出在試樣某個(gè)長度時(shí)的粗細(xì)偏離基準(zhǔn)粗細(xì)的比例。在利用條干儀檢測道夫轉(zhuǎn)移率的過程中，沒有轉(zhuǎn)移前錫林針面上的全部纖維質(zhì)量W就是生條的基準(zhǔn)粗細(xì)，在停止喂入的情況下，不勻率曲線圖上縱坐標(biāo)偏離基準(zhǔn)粗細(xì)的幅值（即縱坐標(biāo)刻度）就代表了Z/W。

從圖1可以看出，不勻率曲線圖橫坐標(biāo)上的每個(gè)小格對(duì)應(yīng)的條子長度為0.625 m，進(jìn)而可以測量出當(dāng)條子重量降低到正常重量的某一比例（即Z/W）時(shí)的棉條長度L，見圖2。為與條干儀不勻率曲線橫坐標(biāo)刻度保持一致，并便于測量和計(jì)算，Z/W的取值以間隔10%進(jìn)行列表計(jì)算，結(jié)合表2給出的梳棉機(jī)工序參數(shù)，就可快速地計(jì)算出道夫轉(zhuǎn)移率，見表3。

2.4 注意事項(xiàng)

從檢測實(shí)例可以看出，根據(jù)不同的Z/W值計(jì)算出來的道夫轉(zhuǎn)移率并不是一個(gè)固定的值，出現(xiàn)這種情況一方面是因?yàn)樯鷹l質(zhì)量本身就不穩(wěn)定，條子質(zhì)量反應(yīng)到不勻率曲線圖上必然會(huì)存在一定的隨機(jī)性，而且在測量、計(jì)算的過程中也不可避免地存在一些誤差;另一方面是因?yàn)樵摐y試方法是在假定道夫轉(zhuǎn)移率固定不變的前提下推導(dǎo)出來的，而實(shí)際上當(dāng)停止喂棉后，隨著錫林轉(zhuǎn)數(shù)的增加，錫林針面上的纖維量會(huì)越來越少，道夫轉(zhuǎn)移率會(huì)產(chǎn)生一定變化。

從表3可以看出，隨著錫林針面上的纖維不斷轉(zhuǎn)移給道夫并輸出，道夫轉(zhuǎn)移率的計(jì)算數(shù)值逐步減小。在Z/W為90%到60%的區(qū)間內(nèi)，在不勻率曲線上條子變細(xì)的過程近似是一條等比下降的斜線，斜率較大;而當(dāng)Z/W達(dá)到60%到30%的區(qū)間內(nèi)時(shí)，在不勻率曲線上條子變細(xì)的過程也近似是一條等比下降的斜線，但斜率明顯變小;當(dāng)Z/W達(dá)到30%～10%時(shí)，在不勻率曲線上條子變細(xì)的過程已經(jīng)沒有明顯的斜率了（圖3）。

因此，利用條干儀檢測道夫轉(zhuǎn)移率時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：

a）可以取Z/W為90%、80%、70%和60%4個(gè)點(diǎn)分別計(jì)算道夫轉(zhuǎn)移率，然后取4個(gè)數(shù)值的平均值作為最后的計(jì)算結(jié)果。

b）為了提高測量、計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，試驗(yàn)時(shí)最好使不勻曲線圖橫坐標(biāo)上每個(gè)小格對(duì)應(yīng)的條子長度小一些。

c）在測試、計(jì)算過程中，如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)數(shù)據(jù)明顯異常，應(yīng)放棄本次試驗(yàn)的結(jié)果，重新進(jìn)行試驗(yàn)。

d）該測定方法簡單、操作方便，每次測試可以多做幾次試驗(yàn)，取平均值，以減小偶然因素的影響。

2.5 可靠性及實(shí)用效果對(duì)比驗(yàn)證

為檢驗(yàn)利用條干儀檢測道夫轉(zhuǎn)移率的準(zhǔn)確性和實(shí)用效果，采用文獻(xiàn)[5]中提供的測試方法（該方法已經(jīng)經(jīng)過對(duì)比驗(yàn)證，雖然不像科技研究采用的測試方法那樣精確，但與采用那些復(fù)雜測算公式得到的結(jié)果基本接近），在同機(jī)臺(tái)、同工藝下進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，根據(jù)相關(guān)工藝參數(shù)（表2）可以獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)：

a）錫林每轉(zhuǎn)輸出生條的長度：121/360=0.336 m/r。

b）正常生產(chǎn)時(shí)錫林每轉(zhuǎn)輸出生條的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量：20/5×0.336=1.344 g/r。

c）在梳棉機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，拉斷喂入的棉層（保證棉層斷面與給棉羅拉的平行度，斷面要平齊），并在斷面處對(duì)纖維尾端進(jìn)行染色，收集道夫輸出的逐漸變細(xì)的棉條，從出現(xiàn)染色纖維處將條子依次截取0.336 m，并按順序逐段稱重，第1到第4段的重量分別為1.228、1.125、1.031、0.972 g，它們分別是停止喂入后錫林轉(zhuǎn)動(dòng)1～4圈后錫林表面殘留的纖維質(zhì)量Z。

d）根據(jù)簡單測定估算法可知，錫林轉(zhuǎn)動(dòng)一圈后轉(zhuǎn)移給道夫的纖維質(zhì)量為1.344-1.228=0.116 g，道夫轉(zhuǎn)移率為0.116/1.344=8.63%，以此類推可以計(jì)算出錫林每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的道夫轉(zhuǎn)移率。

e）根據(jù)各段條子的質(zhì)量和正常生產(chǎn)時(shí)錫林每轉(zhuǎn)輸出生條的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量，計(jì)算出各段的Z/W，進(jìn)一步根據(jù)圖2計(jì)算出各段相對(duì)應(yīng)的棉條長度L。

f）將上述各相關(guān)工藝參數(shù)代入到式（4）中，用條干儀法求出錫林每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的道夫轉(zhuǎn)移率r。

g）將上述計(jì)算結(jié)果匯總，對(duì)比兩種方法計(jì)算出來的道夫轉(zhuǎn)移率，見表4。

從表4可以看出，雖然兩種檢測方法的檢測結(jié)果略有差異，但具有很好的相關(guān)性和可比性，這說明利用條干儀檢測道夫轉(zhuǎn)移率是可行的，檢測結(jié)果可信，并且具有快捷性和可重復(fù)性，具有較好的實(shí)用效果。

h）該測定方法只是一種簡單的估算方法，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性略差，但由于操作簡單，紡織企業(yè)可以運(yùn)用到工藝優(yōu)化、質(zhì)量攻關(guān)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)鑒定等工作中，從而提高工作效率，使技術(shù)管理工作更有針對(duì)性。

3 質(zhì)量攻關(guān)實(shí)例

某公司在生產(chǎn)JC/M 50/50 9.8 tex緊密賽絡(luò)紡針織紗品種的過程中，生產(chǎn)莫代爾的梳棉機(jī)出現(xiàn)了棉網(wǎng)云斑、生條棉結(jié)較多、纖維損傷較大等問題。經(jīng)觀察分析認(rèn)為，主要原因是纖維轉(zhuǎn)移不良、大漏底進(jìn)口吸花、道夫轉(zhuǎn)移率偏低。利用條干儀不勻曲線圖的方法檢測道夫轉(zhuǎn)移率，發(fā)現(xiàn)只有5.92%左右。

為了提高道夫轉(zhuǎn)移率和纖維轉(zhuǎn)移質(zhì)量，對(duì)梳棉設(shè)備狀態(tài)和工藝配置進(jìn)行了一系列的調(diào)整。

a）輕磨錫林、道夫、蓋板針布，提高針布的銳利度，保證針面的平整度，為工藝隔距準(zhǔn)確上機(jī)奠定基礎(chǔ)。

b）逐根檢查、修整蓋板針面平整度和根差，整副活動(dòng)蓋板的根差控制在0.05 mm以內(nèi)，單根蓋板等間距取5個(gè)檢測點(diǎn)，最大高度差異控制在0.04 mm以內(nèi)，在此基礎(chǔ)上對(duì)所有蓋板按針高進(jìn)行分組排列，使整副蓋板的高度成波浪形搭配使用，保證主分梳區(qū)分梳效果的一致性。

c）降低刺輥速度，增大錫林與刺輥線速比，以減少纖維損傷和刺輥返花，均勻錫林針面上的纖維分布狀態(tài)，為提高主分梳區(qū)的分梳效果奠定基礎(chǔ)。

d）根據(jù)纖維特性，將主分梳區(qū)的梳理隔距適當(dāng)放大，防止纖維在錫林針齒上的過度下沉，為纖維向道夫順利轉(zhuǎn)移創(chuàng)造良好的條件。

e）適當(dāng)放慢活動(dòng)蓋板的運(yùn)行速度，保證蓋板運(yùn)行的平穩(wěn)性，提高主分梳區(qū)的分梳效果。

f）在保證產(chǎn)量不受影響的前提下，適當(dāng)降低生條定量，增大道夫轉(zhuǎn)速，以減少道夫針面單位面積上凝聚的纖維量，提高道夫針齒對(duì)纖維的握持能力，提高道夫凝聚纖維的效果和質(zhì)量。

g）適當(dāng)縮小前棉網(wǎng)清潔器除塵刀與錫林之間的隔距，加大棉網(wǎng)清潔器的泄風(fēng)量，防止錫林道夫上三角區(qū)部位出現(xiàn)紊亂的氣流而影響道夫針齒對(duì)纖維的凝聚效果。

h）適當(dāng)放大最下面一根前固定蓋板與錫林之間的隔距，以使纖維尾端更好地?fù)P起，利于道夫針布有效抓取纖維。在保證針面平整度和滾筒動(dòng)平衡的基礎(chǔ)上，適當(dāng)收緊錫林與道夫之間的隔距，以提高道夫抓取纖維的能力。

i）在道夫下面安裝護(hù)板，提高道夫針布對(duì)纖維的有效握持能力，保護(hù)道夫針面上的纖維狀態(tài)不受氣流的影響。

j）適當(dāng)減小大漏底入口隔距，減少大漏底進(jìn)口處進(jìn)入的氣流量，從而防止補(bǔ)入氣流對(duì)道夫針面上纖維的影響。

梳棉調(diào)整前后的工藝參數(shù)見表5。

工藝調(diào)整后，道夫轉(zhuǎn)移率提高到8.79%左右，棉網(wǎng)質(zhì)量良好，達(dá)到了預(yù)期效果，這充分說明，道夫轉(zhuǎn)移率對(duì)梳理質(zhì)量具有顯著的影響。

4 結(jié) 語

影響道夫轉(zhuǎn)移率的因素是多方面的，合理掌握梳棉機(jī)道夫轉(zhuǎn)移率對(duì)提高生條和成紗質(zhì)量有著十分重要的作用。利用條干儀簡便地檢測道夫轉(zhuǎn)移率，可以幫助技術(shù)人員快速地掌握梳棉機(jī)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和工藝配置的合理性，是產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控管理工作的一個(gè)有效手段。

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