（纺织工程专业论文）苎麻牵切工艺的研究.pdf

r6 4 8 5 7 6 西安工程科技 学院硕士研究生学位 论文 摘要 牵切纺是一项全新的技术，它可以大大减少工业生产中麻条中麻粒 和短绒的数量，从而提高麻条的质量和制成率，可以认为它是传统兰麻 梳纺技术的一次革命。采用牵切纺新技术替代传统梳纺工艺，可减少工 序 2 - 3道， 可以显著提高精梳竺麻条的制成率， 一般可提高 5 %-1 0 %, 可降低麻粒 5 0 %以上，这样可使竺麻纱的质量明显上升，有利于提高我 国竺麻纺织品在国内外市场上的竞争力，因此，本项目有显著的经济社 会效益 。 竺麻纤维的牵切纺纱，从工艺过程上讲，是将纺纱性能较好的适纺 纤维 ( 如带状精干麻)在不经过开松和梳理的情况下直接喂入纺纱装置 中，在理论上可实现由原始纤维到输出条之间的直接制条。而牵切纺纱 工艺作为一项具有突破性成就的新工艺，现阶段已经广泛应用于化纤行 业，亚麻长纤采用牵切也有报道，但 目前还未有厂家将其应用于芒麻纺 纱。 ， 对于竺麻纤维来说，牵切纺纱属新工艺，尚无专用的适纺设备，因 此课题研究主要是利用手头现有的实验室设备，通过调整各项设备与工 艺参数来进行反复试验与总结，从而能够逐渐摸索出适于芒麻纺纱的专 用牵切设备的各项参数， 为将来竺麻牵切纺纱专用设备的诞生打好基础。 本课题通过变动各项牵切参数值的办法，对预先得到的竺麻条在多 种情况下进行多次的牵切实验，用正交分析的方法归纳出各因素对牵切 结果的影响趋势，并找出各个测量指标同各牵切参数之间的关系，最终 在理论和实践两个层次上得出相同的结论，证明了经过牵切后的竺麻条 在纤维长度分布的多个指标上都有了不同程度的改善，牵切工序可明显 提高芒麻纺纱的工艺性和适纺性，最后从实验和实际生产两个角度阐明 了牵切工序 自身存在 的意义。 关键词:竺麻 、纺纱、牵切 、新工艺 西安工程科技学院硕士研 究生学位论文 s t u d y o n t h e s t r e t c h 一 b r e a k i n g t e c h n o l o g y o f r a mi e f i b r e ab s t r a c t a s a n e w t e c h n i c s , s t r e t c h - b r e a k i n g s p i n n i n g c a n g r e a t l y r e d u c e t h e n u m b e r o f s h o r t f i b r e s in t h e s l i v e r s , t h u s c a n i m p r o v e t h e q u a n l i t y o f r a m i e s l i v e r s . s o , i t is r e a s o n a b l e t o s a y t h a t s t r e t c h - b r e a k i n g t e c h n i c s i s a r e v o l u ti o n i n r a m i e i n d u s t r y . i f t h i s n e w t e c h n i c s r e a l l y t a k e a e f f e c t i n r a m i e s p i n n i n g i n d u s t r y , t h e w h o l e p r o c e s s e s c a n r e d u c e 2 - 3 p r e c e d u r e s , t h e n u m b e r o f s h o rt f i b r e s i n t h e s l i v e r s c a n r e d u c e 5 - 1 t1 p e r c e n t a g e , t h u s t h e q u a n l i t y o f s l i v e r s c a n b e i m p r o v e d a n d t h e c a p a b i l i t y o f c o m p e t e t i o n o f o u r r a m i e p r o d u c t i o n s a r e i n c r e a s e d . s o , t h e n e w t e c h n i c s c a n b e n e f i t o u r s o c i e t y . f r o m t h e t e c h n i c a l p r o c e s s , s t r e t c h - b r e a k i n g t e c h n i c s i s t o p u t r a m i e f i b r e s i n t o s p i n n in g d e v i c e d i r e c t l y w i t h o u t b e i n g c a r d e d . t h e n o r i g i n a l a d m i n i s t r a t o r s a r e n o t n e e d l e s b u t r o l l e r s . i n t h e o r y t h e d i r e c t v a r i a t i o n f r o m f i b r e t o s l i v e r s c a n c o m e t r u e . a s a n n e w t e c h n i c s w i t h g r e a t a c h i e v e m e n t , s t r e t c h - b r e a k i n g t e c h n i c s n o v , a r e t a k i n g a p a rt i n c h e m i c a l f i b r e i n d u s t r y a n d l i n e n i n d u s t ry , y e t a r e n o t b e r e a li t y i n r a m i e i n d u s t r y . c o r r e l a t e d w i t h s t r e t c h - b r e a k i n g t h e o r y , t h e p r o b l e m t o s t r e t c h - b r e a k i n g t e c h n o l o g y o f r a m i e f i b r e w it h s p e c i a l p h y s i c a l p r o p e rt i e s w a s s o l v e d f i n a l l y a ft e r a l o t o f e x p e r i m e n t . d u r i n g t h e r e s e a r c h o f s t r e t c h - b r e a k i n g t e c h n o l o g y , o rt h o g o n a l t e s t v a s u s e d t o o p t i m i z e t h e g a u g e o f t h e r o l l e r s . wh a t w e a r e d o i n g a r e a l l s p a d e w o r k f o r s t r e t c h - b r e a k i n g d e v i c e o n r a mi e f i b r e s . i n t h e p r o c e s s o f t h e w h o l e r e s e a r c h , w e c o n t i n u o u s l y a l t e r e d t h e p a r a m e t e r s b e f o r e s tr e t c h - b r e a k in g t e s t s , a n d th e n i n d u c e t h e in fl u e n c e o f th o s e a lt e r e d p a r a m e t e r s o n t h e u l - t i m a t e o u t c o m e s t h r o u g h o rt h o g o n a l a n a l y s i s m e t h o d .f i n a l l y w e g e n e r a l i z e t h e r e l a t i o n s b e t w e e n t h e t a r g e t s a n d p a r a m e t e r s , a n d d r a w t h e s a m e c o n c l u s i o n s fr o m t w o s i d e s i n c l u - d i n g t h e o ry a n d p r a c t i c e : a f t e r s t r e t c h - b r e a k i n g p r o c e s s , t h e l e n g t h d i ;t r i b u t i o n s o f r a m i e f ib r e s i n t h e s l i v e r r e a l l y a p p e a r b e t t e r s t a t u s e s . t h a t i s , s t r e t c h - b r e a k i n g p r o c e d u r e c a n t ru l y i m p r o v e t h e q u a l i t y o f r a m i e s p i n n i n g . i n t h e e n d w e c o n f i r m e d th e v a l u e o f s t r e t c h - b r e a k i n g p r o c e d u r e . na me : z h a o j i n j u n ( t e x t i l e e n g i n e e r i n g ) 西 安 工程科 技 学 院硕 士研 究 生学 位 论 文 d i r e c t e d b y :wa n gp r o f e s s o r , s u n x i a o v n a s s o c i a t e p r o f e s s o r . r a m i e , s p i n n i n g , s t r e t c h - b r e a k i n g , n e w t e c h n i c s 西安工程科技学院硕士研究生学位论文 第一章绪论 1 . 1 引言 我国盛产芒麻， 兰麻的种植及生产在我国有着非常悠久的历史。 芝麻纤维细长， 而且具有强力高、透气性好、抗菌性强和外观有丝状光泽等特点，因此，它常被做 为各种服装面料。 此外， 在其它方面， 竺麻还可用来生产缝纫线、传动带等多 种产 品。竺麻在我国的分布极广，我国兰麻产量占世界总产量的百分之九十以上，我国 有着其它国家难以企及的资源优势，而竺麻纤维本身又有着其他天然纤维所不具备 的独特品质和特性，因此竺麻纺纱在我国应大有发展潜力。 长期以来， 我国的芒麻纺纱一直沿用2 0 世纪7 0 年代以后以毛纺式梳理为主要 内容的纺纱工艺， 这种工艺有着重复劳动较多、工序较繁杂等缺点，致使纺出的纱 线条干质量不高， 而且对竺麻资源浪费较严重，它在一定程度上己 经制约了竺麻纺 织业继续向前发展。中国麻纺行业协会曾 确定了“ 十五”我国麻纺业技改和创新项 目，其中第三项就是芒麻牵切纺新技术及装备开发应用项目 。 牵切纺纱工艺作为一项具有突破性成就的新1艺，现阶段己经广泛应用于化纤 行业，亚麻长纤采用牵切也有报道，但目前还未有厂家将其应用于竺麻纺纱。要想 很好地解决上面所提到的这些问题，就只有使牵切纺纱工艺在芝麻行业中的应用得 以实现，使牵切工艺充分发挥其在竺麻纺纱业中的技术优势，才能基本上解决上述 的问题。 1 . 2 1 . 2 . 1 我国传统芒麻纺纱工艺 工 艺 流程 我国的竺麻纺纱自 从2 0 世纪7 0 年代年起弃掉原先普遍使用的绢纺大切、园梳 老工艺之后，就开始使用着一套新的以毛纺式梳理为主要内容的工艺，一直沿用至 今， 它也是目 前我国 主要采用的竺麻纺纱工艺。 其工艺流程主要如下所示: 原麻、预处理*脱胶*软麻、给湿加油 。分磅、堆仓、 、开 松、梳麻、预并条、精梳*并条、粗纱*细纱、后加工、纱线 西 安工程科技 学院硕 士研 究生学位论 文 1 . 2 . 2 传统工艺中梳纺工序存在 问题的几个主要环节 : l 脱胶环节: 脱胶工艺不理想、煮练效果不佳，脱胶得到的主要是纤维分离状况并不好的束 状精干麻。而竺麻纤维要想顺利通过生产，则必须在生产过程中保持良 好的松散度 和平行度，这必然使得后续开松、梳理工序的工作过重，这样就人为地增加了纤维 的机械损伤程度。 2 . 开松环节: 在没有经过诸如切断等预处理工序的情况下，竺麻过长纤维的断裂主要是靠开 松环节中锡林与 铁托板相互的扯断作用来完成4 1 ， 这种处理方式的不可控因 素很多， 会使得在纺纱的过程中竺麻纤维的长度不匀率比 较大。 由人工喂入开松机后，竺麻纤维在开松机的内 部被再一次地混合，本来纤维排 列比较整齐的精干麻被又一次地打乱和重新梳理，而这部分工作在提高纤维在条干 中的平行伸直度方面并无太大意义。 开松环节的存在，增加了纤维被机械损伤的几率，也降低了纺纱过程的效率。 3 . 梳理环节: 目前竺麻纺织普遍采用的是毛纺式梳理为主要内容的纺纱工艺， 在梳理环节中， 由于纤维的断裂、在两针齿面间的转移不良 及在两个针齿间的揉搓等诸多原因，麻 粒与白点的产生几乎是不可避免的 2 3 1 1 . 3 牵切纺纱工艺的应用 1 . 3 . 1 牵切纺纱工艺简介 牵切纺纱从工艺过程上讲，是将纺纱性能较好的适纺纤维 ( 如带状精干麻)在 不经过开松和梳理的 情况下直接喂入纺纱装置中，原来工艺中对纤维的带针齿的罗 拉式梳理由新工艺中牵切式的平行梳理所替代，在理论上可实现由原始纤维到输出 条之间的直接制条。 根据由 长纤维转化为短纤维条子时纤维断裂方法的不同，长纤维制条系统可分 为 拉断 法 与 切 断 法 两 大 系 统。 其 中 拉 断 法 与 切 断 法 各 有 其 优 缺点 ， 分 别 如 下 : 1 . 切断法:长纤维是通过刀切的方法成短纤维的，切后纤维不变性，粗细没有 变化， 对纤维的抗张强度或伸长也无影响。 但切后切割端呈扁平状， 这对牵伸不利。 西安工程科技学院硕士研究生学位论文 另外，刀 辊极易磨损变钝， 这将产生切屑与集束纤维，对牵伸不利，因此必须对刀 辊进行严格的保养。 2 . 拉断法:拉断法是一种不断发展、逐渐完善的工艺。拉断设备上由若干对牵 伸罗拉组成，喂入的纤维束，经受预拉伸及主拉伸作用，当拉伸罗拉对纤维束的拉 伸力超过纤维断裂伸长限度时，将在各根纤维的强力弱环处发生断裂。纤维束中长 纤维拉断长度可根据工艺要求在一定范围内呈现随机分布状态，其长度分布接近于 天然羊毛纤维的拜式分布，因而克服了 用切断法所得到的等长纤维而导致的牵伸中 的周期不匀现象，这种拉断后短纤维直接在拉断机上制成纤维条，既没有麻粒又极 少有杂质， 对纺纱极为有利。另外拉断法产量很高，比 切断法高几倍t i l 综合两种方法的特性对比，拉断法更适于竺麻纺纱，它应是我们课题研究的重 点，在随后的实验内容及相关理论分析中， 牵切部分将主要针对芒麻纤维的拉断法 来进行。 1 . 3 . 2 牵切工艺的应用状况 牵切纺纱工艺作为一项具有突破性成就的新工艺，现阶段己经广泛应用于我国 的化纤行业， 亚麻长纤采用牵切也有报道， 但目 前还未有厂家将其应用于竺麻纺纱。 造成这种情况的原因主要是芝麻纤维本身所具有的特殊性能，以及这些特点所带来 的牵切技术难点。 1 . 3 . 3 牵切工艺应用干竺麻纺纱所面临的技术难题 l . 原料问 题 fn麻纺织脱胶工艺虽然在采用新助剂、缩短煮练时间、减少手工操作、提高精 干麻质量等方面取得了很多成绩，但从总的情况看，仍一直没有跳出逐把加工成单 一束状精干麻的老框框。束状精千麻由于纤维相互间粘连情况严重且外形不佳，它 不利于牵切工艺的实施。 带状精千麻是在改进了脱胶工艺，采用新型脱胶设备后生产出的一种比较理想 的连续成带状的精干麻，它的外形平直整齐，纤维之间的分散度好，用它可以实施 牵切式的新纺纱工艺。因此，探寻新的有效的脱胶工艺，能批量地生产出符合新纺 纱工艺思想的带状精千麻既是从事竺麻脱胶生产和研究的广大科技人员所共同期望 解决的 课题，又是今后芝麻纺织业的发展趋势(23 l 所以， 带状精干麻是芝麻牵切纺纱工艺 最终实现工业化生产的一个很重要的条 西安工程科技学院硕士研究生学位论文 件。 2 . 设备问题 对于芝麻纤维来说，牵切纺纱属新工艺，尚无专用的 适纺设备。由于各种适纺 纤维所具有的物理性能包括摩擦系数、断裂强度等都有很大的差异，因此将已 经广 泛运用于化纤行业或亚麻行业的牵切设备直接移植到芒麻纺纱中来，这显然是行不 通的。竺麻纤维具有断裂强度大、表面含胶率高等特点，要想使得兰麻纤维能够被 牵切断裂，就势必会对设备的压力与罗拉材质提出更高的要求，寻找新的加压方法 和罗拉材质就成为一个新的难点。另外要想制作出 适用于竺麻纺纱的牵切设备，还 必须首先弄清楚与竺麻纤维相适应的其它各项牵切工艺参数 ( 如罗拉隔距、主牵切 倍数等) ， 然后在此参数的基础上对此类机械进行总体的设计。 但到目 前为止， 这一 点在国内竺麻行业还未能变为现实。 1 . 3 . 4 课题 任务 与其它已成熟的工艺一样，牵切工艺若想在竺麻纺纱领域显示出其强大的技术 优势，它同样需要完成把牵切同竺麻纤维的特点相结合的过程，这就需要明确适用 于芒麻纤维的各个牵切工艺参数。 探寻各牵切工艺参数与牵切后麻条所具有的各项 指标 ( 这些指标包括麻条中纤维长度分布的加权主体长度、加权平均长度、长度标 准差等)之间的关系，以及探索牵切工艺在竺麻纺纱过程中的实现模式，这就是本 课题所主要研究的方向。 其中涉及到的牵切工艺参数有: 今 麻束喂入量 新的牵切纺纱工艺能否用于实际生产，出条产量非常重要，如果产量过小，则 没有什么实用价值。在条件允许的情况下，应尽可能地增加设备的制条产量。 其中制条产量与麻束之ts l 的关系式为: d, v x a l a 2 百x a 3 ( 公斤i 小时) 式中: d ， 一一喂入精干麻束总旦数 v 一一出条速度 e 一一总牵伸倍数 a l , a 2 , a 3 一一待定常数 由式可见，要提高制条产量，就必须增加精干麻束喂入量或提高出条速度。而 西安工程科技学院硕士研究生学位论文 如果麻束喂入量过高，势必会加重设备的牵伸负担，而且在牵切机上采用其中的某 一方案来提高制条产量， 此方案是否会对麻束的质量和机件的寿命带来影响， 这还 需要进一步探讨和分析 13 2 1 . 牵伸辊压力 在牵切过程中， 竺麻纤维在被拉断之前会产生 较强的 抵抗力，当罗拉钳口 的握 持力小于牵伸力时， 纱条就在钳口中打滑，必须在胶辊上增加压力。而如果在握持 力己足够握持的情况下，继续增加压力，不但没有必要，而且会增加加压设备的额 外负担，加快皮辊的 疲劳与损坏，反而得不偿失。因此控制好牵伸辊压力，这是个 非常重要的工艺过程，要做到既不出 现牵伸打滑的现象，也不至于给系统增加额外 的压力。 令 罗拉隔距 在拉断法直接制条的 工艺中，纤维断裂后得到的纤维长度是罗拉隔距、拉伸比 和单纤维断裂伸长的函数。 结果表明，当 纤维束断裂伸长和拉伸比不变时， 拉断纤 维的长度与罗拉隔距的关系成正比。因此，设计好牵切区罗拉隔距在牵切纺纱工艺 中是很有必要的。 令 牵切倍数 在牵切过程中的罗拉牵伸，不仅仅是将带状纤维束拉制成条， 而且还有着将过 长麻纤维拉断的作用，那么牵伸力的大小就与牵切倍数有着非常紧密的联系。为了 尽可能地减少牵伸力，就应该把牵伸总倍数也作为一个重要的因素来考虑。 控制好生产过程中的各项工艺参数，使之始终处于一个适于生产的最佳值，这 是竺麻牵切纺纱工艺中极其关键的一环，也是今后课题工作的重点与难点所在。 1 . 4 芒麻牵切工艺的实现模式以及可带来的益处 l 新工艺流程: 以下是采用牵切纺纱工艺后的理想芒麻纺纱工艺路线，由于牵切工序可以同时 完成过长纤维的拉断与纤维束的牵伸成条工作，因此可以考虑将原有工艺中的开松 与梳理两个环节去掉，而以一道牵切工序替代: 原麻预处理一脱胶软麻给湿加油一堆仓 一 皇边 预并 条 一 精 梳 一 并 条 一 粗 纱一 细纱 一 后 加 工 但是由于考虑到在实际生产中有可能由 于精千麻质量不过关、或者工艺路线不 完善等诸多原因， 致使纤维在芒麻条中的柔顺及平直度不够而不能达到原定要求， 西安工程科技学院硕士研究生学位论文 所以梳理这个环节在短期内是否可以完全去掉，还有待于在实际生产中去实践。 2 . 竺麻牵切纺纱工艺的 优点及可解决的问 题: ( i )纤维长度的均匀度好:由于此工艺中芝麻的过长纤维是在牵切装置中被切 断或被拉断，断裂长度主要由主牵伸区内 前后握持罗拉之间的隔距来决定， 可控性 强。而在原来老工艺中长纤维的断裂主要是由开松机中锡林与铁托板对它的打击与 扯断作用来实现，这样会使形成的纤维长度具有很大的不确定性，新的牵切纺纱工 艺从原理上消除了 这种不确定性，从而会使竺麻纤维经过牵切处理后有较为均匀的 纤维长度。 ( i i ) 减少麻条中的小节:由于竺麻纤维长度的相对集中， 短纤维的数量少， 很 大程度上减少了由于短纤维在麻网中的失控分散而引起的将来产生在麻条中的小 节。 ( i i i ) 减少麻粒、白点的产生:我们无论是对竺麻进行开松还是后来的梳理等 诸多工序的处理，其目的都是为了能使纤维充分松散，相互间平行伸直，以 便最终 能够得到条干均匀、杂质较少，便于后道纺纱工序的麻条。而由于牵切工艺良 好的 原料品质及优秀的工艺思路，己不再需要开松等工序对纤维的加工环节，去掉开松 环节梳针对纤维的 猛烈梳理过程，就可避免产生采用针尖带走、 转移纤维方式在纤 维束中作用所导致的 “ u ， 形弯钩纤维， 梳针梳理环节的减少也使纤维不再因为频繁地 在两个针齿间转移不良 与相互搓揉等产生麻粒和白 点。 ( i v )减少纤维自身的损伤:竺麻纤维在纺纱工艺中机械加工的工序越多，纤 维自 身受到损伤的可能性也就越大，牵切纺纱工艺去掉了原来老工艺中的开松环节 以及不必要的一些梳理工序，也就减少了纤维在加工中受到的损伤程度。 v ) 纺纱效率高， 经济效益佳: 采用新工艺之后， 可以减去原来所不得不采用 的一些旧工序，缩短了工艺流程，也提高了劳动生产率。在保持同样的输出条干质 量的同时，可以 减少前期的劳动投入，又无疑会增加企业的经济效益，同时，生产 环节的减少，也一定程度上减少了在生产过程中的原料损耗，所以还起到了节约原 料的作用。 西安工程科技学院硕士研究生学位论文 第二章芒麻牵切实验 2 . 1 牵切实验准备 2 . 1 . 1 牵切主要设备 牵切实验主要采用a s 2 7 1 型并条机试验机完成， 在a s 2 7 1 型并条实验机上主要 通过变换牵切倍数、牵切隔距、条子定量等一些可变因素的方法对得到的竺麻条进 行实际牵切，力求使麻条中纤维的分布能够接近预期的效果。 1 . 牵切形式 并条机的牵切形式为四罗拉平行简单牵切，如图2 - 1 所示: 第三罗拉第四罗拉 图2 - 1 并条机的 牵切形式 2 .牵切规格 ( 1 )四罗 位直径:fi 2 8 m m, + 2 5 m m , 4) 2 8 m m , + 2 8 m m . ( 2 )隔距调节范围:3 3 - 2 3 4 m m n 由于并条机试验机罗拉隔距调节的范围受机械尺寸的限制，单罗拉隔距值最小 为3 3 m m ,最大为2 3 4 m m。如图2 - 2 所示: 2 3 43 3 卜一-一 户 3 0 0 - 图2 - 2 罗拉 隔 距的调 节范围 ( 3 ) 各 个 隔 距 之间的 牵伸比( 缺省 状 态) : 第一罗拉与第二罗拉之间: 第二罗 拉与第三罗拉之间: 9 0 e二9 9 2 8 - - x5 7不- x -5 2 5 4 . 8 1 倍; 1 .0 3 8 倍: 西安工程科技学 院硕 士研 究生学位 论文 第 三 罗 拉 与 第 四 罗 拉 之 间 : 卫 - 8 互 二 2 8 一 1 .7 倍 5 u 2 8 ( 其中b , d , e为三个可更换齿轮。 ) ( 4 )罗拉压力:2 9 0 n 由 于a s 2 7 1 试验机本身的原有用途仅仅是并条， 它本身的机械参数可以 满足牵 伸， 但其采用的加压方式 ( 平行简单牵切) 及设计的压力调节范围并不能满足牵切。 在实 验的初期通过逐渐加压的方法对一些较松散的麻束进行了反复的牵切测试， 发 现即使把并条机底部的压力调节旋钮调到最大时麻束仍然不能牵切开，调节原理如 图 2 - 3 : 图2 - 3 a s 2 7 1 并条机的加压原理图 麻束牵切不开具体表现为:在牵切过程中，须条在前罗拉钳口处打滑，出条速 度明显小于罗拉的速度，有时在前罗拉钳口处的同一横截面内麻条各部分的纤维以 不同 速度向前移动， 即麻条纤维间存在着速度差， 这表明罗拉对纤维的握持力不足， 最终导致的结果是条子的边缘发毛，形状如图2 - 4 : - - 二 、 二二 匕 、 一 一 二 二 全 、一一 立 二 = 卜 曰一一 二 二 ， 一 一一一 一 一一 一一 一 二 ， 一 一 - 一一一 一二二 二 洲 一一一一 于. 图2 - 4 被拉毛的须条 出现这种情况的 直接原因就是麻条纤维没有拉断， 此时必须继续对罗 拉加压， 但由 于调节旋钮已 经无调节余量， 就只好采用它法。 这里采用的做法是往加压杆上 垫入铁片，以 继续增加弹簧的 伸长即罗拉的压力， 如图2 - 5 所示: 西安工程科技学院硕上研究生学位论文 图2 - 5 加压杆下所垫的 铁片 在实验中给加压杆下连续增加铁片，直到牵出的芒麻须条的表面已经不再明显 发毛为止。如图2 - 6 所示: 图2 - 6 加压后牵出的须条 由 于该加压方法是在本设备的原有设计极限压力之外进行，因此铁片不可能无 限制地增加， 这样做会加重设备的额外负担， 加压弹簧也不见得能承受;另外这样 一来罗拉压力的调节难度增大，且压力大小不易测定，因此在今后变换并条机机械 参数的时候，就不再变换罗拉压力。在整个牵切实验中我们一直使用着一个固定的 压力值，再未改变。 ( 5 )罗拉的牵切速度: 和罗拉压力一 样， a s 2 7 1 并条实验机转速调节上也存在着问 题。 本设备的速度 传递顺序为: 50 二 罗 拉 电 机 遇 瞥鱼 ， 齿 # ( 1 7 )2 8 涟条传动 第 一 罗 拉 凛 * p .3 5 5 1, - 三 罗 拉 b 二4 3 tst9 黔 m5 0 四 罗 拉 d .8 5 在上述的传动式中，箭头上的是传动方式， 下面是传动比) 在上面的传动式中可看出，第一罗拉的速度最快，在第一罗拉、第二罗拉、第 三罗拉*第四罗拉的传动方向上，罗拉速度依次减小，而第一罗拉的速度是不可变 的 ( 2 4 0 r / m i n ) ，因为在它与电 机之间的传动环节上没有可更换的元件， 而电 机的转 速固定 ( 9 1 0 r / m i n ) 。另外除了e = 9 9 . b = 4 3 和d = 8 5 三个齿轮外，其余的均为不可 更换的齿轮，若想改变牵伸比，就只能通过更换此三个齿轮来进行。但牵切速度的 主要承担者一 第一罗拉的速度却是无法调节的。 西安工程科技学院硕士研究生学位论文 第 一 罗 拉第 二 罗 拉第 三 罗 拉第四 罗 拉 图2 一 牵切区示意图 在图2 - 7 中，四个罗拉各自的牵切速度分别为: 2 4 0 1 60 v l 欢 双 s x 1 0 甲 3 一 0 . 3 5 2 ( m / s ) v 2 .4 . 8 1 二0 . 0 7 3 2 ( m l s ) 1 4 . 8 1 x 1 . 0 3 8 0 . 0 7 0 5 ( ml s ) v i 4 . 8 1 x l . 0 3 8 x l . 7 0 . 0 4 1 5 ( m l s ) 2 . 1 . 2 牵切原料 1 . 原料特点: 实验中所使原料为直接从厂家购进的束状精干麻， 外形呈洁白 束状，脱胶情况 不佳，束条之间为相互交错缠绕状，如图2 - 8 所示: 图2 - 8 精干麻外观 2 . 原料带来的问题: ( i ) 对于纤维间 粘连严重的 束 条， 仅仅通过纵向 的 牵 伸是 无 法使纤维相互分离 的， 而目 前并条机所能提供的压力又根本无法将这样束条整体拉断， 最终结果只能 是成条的纤维束以打滑的方式通过 牵切区， 束条的外形如图2 - 9 所示: 图2 - 9 粘连束条的外形 西安工程科技学院硕士研究生学位论文 ( i i )对于相互间缠结的纤维，牵切也无法解决，如图2 - 1 0 所示: 图2 - 1 0 相互缠结的纤维束 3 . 原料粘连问题的解决思路及途径: 这样的束状精干麻如果在不经过一定预处理的 情况下直接喂入a s 2 7 1 并条机进 行牵切，无疑牵切将无法进行。为使牵切实验能够实施，就需要得到纤维比较松散 的竺麻条，这里采用实验室的梳毛机梳理的方法来解决。 ( 1 )精干麻加油 为使精干麻能顺利地完成梳理工作，需要使竺麻纤维保持一定的柔软度与回潮 率， 这里采用给其加油剂的 方法解决，加油水目 标是含油率1 .5 % 、回潮率1 6 % . 取 样: 精 干 麻1 k g ， 植 物 油2 0 g ， 乳 化 剂o p - 1 0 ( c 3 4 h 6 2 0 1 1 ) 1 5 9 碱 ( n a o h ) 5 g ， 纯 净水若干2 5 0 m 1 左 右。 ( 已 考虑到实际 操作中的 损耗) 配制乳化液: 将植物油、乳化剂、 碱与纯净水混合至烧杯内， 加热至8 0 搅拌 约十余分钟， 最终使之成为约3 0 0 m 1 的乳化液。 加油与闷 放: 将配好的乳化液装入喷壶内 给准备好的1 k g 精千麻均匀喷撒，完 成后装内密封塑料袋内闷放约2 4 小时以上。 ( 2 )剪麻 原始精干麻不仅纤维粘连情况严重，且纤维很长，而将使用的梳毛机规格原是 针对毛纤维的，它们不适于竺麻的长度，如果把原始精干麻直接喂入梳毛机，则纤 维在设备上的缠结情况将非常严重。为使梳毛机的梳理工作能够进行，需要预先把 精干麻束长度变短， 采用的方法是， 用剪刀将麻纤维束全部手工剪成约1 1 伽m左右 的长度，这样预计可得到长度大部分集中在1 1 0 m m左右的芒麻纤维。 ( 3 )和毛与梳理 设备: x f h型小和毛机与梳毛机实验样机。 先用和毛机对剪好的竺麻纤维束进行开松与混和，然后再用梳毛机梳理，这样 最终得到了 纤维比 较松散的麻条。 该梳毛机样机的各项参数如表2 - 1 所示: 西安工程科技学院硕 士研究生学位论文 表2 - 1 梳毛机样机所使用的各项工艺参数 名称参数名称参数 1 . 转速 ( r / m i n ) 刺辊 5 0 3 . 隔距 mm 第一工作罗拉与锡林间0 .4 8 3 ( 1 9 ) 第一工作罗拉与剥取辊间0 . 3 8 1 ( 1 5 )锡林 1 1 2 剥取辊与锡林间 0 .3 8 1 ( 1 5 )第一工作罗拉 7 . 5 第二工作罗拉与锡林间0 .4 3 2 ( 1 7 )第一工作罗拉剥取辊 2 1 8 第二工作罗拉与剥取辊间 0 .3 5 6 ( 1 4 ) 第二工作罗拉 7 . 2 遭 /1 0 0 0 ) 剥取辊与锡林间0 .3 5 6 ( 1 4 ) 第二工作罗拉剥取辊 2 2 1 第三工作罗拉与锡林间0 . 3 8 1 ( 1 5 )第三工作罗拉 7 第三工作罗拉与剥取辊间 0 . 3 5 6 ( 1 4 ) 第三工作罗拉剥取辊 2 1 5 剥取辊与锡林间0 .3 5 6 ( 1 4 ) 2 . 喂入量 ( b / n ) 麻束 3 2 2 . 1 . 3 麻条纤维长度分布的测量及统计方法 l 测量设备:梳片式羊毛长度分析仪。 z . 测量难点: ( 1 ) 麻结的直接影响 由 于在本次的梳理工作中承担主要工作的是和毛机与梳毛机样机，它们并不适 于兰麻纤维的梳理工作， 另外精干麻也没有经过工厂通常要进行的软麻及开松工序， 因此梳理效果很不理想，在最终得到的麻条中存在很多的麻结，而这些麻结本身又 粘连了大量的纤维，形状大致如图2 - 1 1 所示: 图2 - 1 1 麻结的外形 梳片式羊毛长度分析仪主要是以所得各组长度纤维的重量作为依据，麻结本身 包含大量的纤维，如果它们出现在测量所得的纤维组中，无疑将会严重影响实验结 果， 所以 应将其剔除。但由于麻结数量很多，直接用手工摘除很不现实，只能用梳 片梳理的方法将其去除，但这样同时也带走大量的粘连纤维，包括一部分长纤，最 终可能会使得实验结果出现偏差。 解决方法:对梳落的麻团用手工进行二次梳理。 麻束中的麻结被梳理出 来以后成为一端为纤维，另一端为麻结的束状物，形状 如图2 - 1 2 : 西安工程科技学院硕士研究生学位论文 表2 1 梳毛机样机所使用的各项丁艺参数 名称 参数名称参数 刺辊5 0 第一工作罗拉与锡林间 0 4 8 3 r 1 9 ) 锡林 1 1 2 第一工作罗拉与剥取辊间0 3 8 1 ( 1 5 ) 第一工作罗拉 7 5 剥取辊与锡林间 0 3 8 1 ( 1 5 ) 1 转速 第一工作罗拉剥取辊2 1 8第二工作罗拉与锡林间 0 4 3 2 ( 1 7 ) ( r r a i n ) 第二工作罗拉7 2 3 隔距t o n i 第二工作罗拉与剥取辊间0 3 5 6 ( 1 4 ) 第二工作罗拉剥取辊 2 2 1爵1 0 0 吵 剥取辊与锡林间 0 3 5 6 ( 1 4 ) 第三工作罗拉 7 第三工作罗拉与锡林问 0 3 8 1 ( 1 5 ) 第三工作罗拉剥取辊 2 1 5第三工作罗拉与剥取辊问0 3 5 6 ( 1 4 ) 2 喂入量 麻束 3 2剥取辊与锡林间 0 3 5 6 ( 1 4 ) ( g r a i n ) 2 1 3 麻条纤维长度分布的测量及统计方法 1 测量设备：梳片式羊毛长度分析仪。 2 测量难点： ( 1 ) 麻结的直接影响 由于在本次的梳理工作中承担主要工作的是和毛机与梳毛机样机，它们并不适 于苎麻纤维的梳理工作，另外精干麻也没有经过工厂通常要进行的软麻及开松工序， 因此梳理效果很不理想，在最终得到的麻条中存在很多的麻结，而这些麻结本身又 粘连了大量的纤维，形状大致如图2 1 1 所示： 亏链 圈2 - 1 1 麻绪的外彤 梳片式羊毛长度分析仪主要是以所得备组长度纤维的重量作为依据，麻结本身 包含大量的纤维，如果它们出现在测量所得的纤维组中，无疑将会严重影响实验结 果，所以应将其剔除。但由于麻结数量很多，直接用手工摘除很不现实，只能用梳 片梳理的方法将其去除，但这样同时也带走大量的粘连纤维，包括一部分长纤，最 终可能会使得实验结果出现偏差。 解决方法：对梳落的麻团用手工进行二次梳理。 麻束中的麻结被梳理出来以后成为一端为纤维，另一端为麻结的束状物，形状 如图2 1 2 ： 嚣安工程辩技攀院联：b 磷究室学蛰论文 圈2 一1 2 梳下来的麻结外形 弼用铁夹援持住没有滕结的一端( 即纤维端) ，反藏梳理另一部分( 麻缩端) ， 直到另一端的麻结全部都被梳理掉，然后再抱这些剩下的纤维用乎排法排列魑齐， 小心穗捺放在第二台长度势轿往上，这样骰翁嚣戆可敬最低隈度遗减少绎维豹搔失， 保持实验结果在最大可能性内的准确性。 撬瑾爱鹤形捩如图2 - 1 3 ： 鹭蕾i 3 黥结头蝼撬理蓐 ( 2 ) 麻结的间接影响 ( i ) 在撬片式羊毛长发分拆纹上往下抽取纤维时，出予寐中繇结很多，且纤维 缠结较严重，纤维彼此抱含很紧，肖一些纤维在抽取道程中被粳断，这样会使最终 测量缝果产生偏差。 ( i i ) 有一悠长纤由予隐藏在麻绪串，它们卷益后对外表瑰爨静长度小予箩控隔 距，这些长纤谯经过罗拉隔距时就不会被牵切。而在测量过程中，由于人为的工作 ( 翔梳片懿箍璞等) ，这黧长绎在测量嚣帮餐驭 牵壹，被著入长缓维缀，这程一定程 度上就增加了牮切后未断长纤的比例。 3 实验数据的统计 凌箍跨式苹毛长度分援仪上妻接褥到款数据是各个长度组的终维的重嫩，这对 还需要将其进彳予一定的处理，最终统计出几个常用的指标。 ( 1 ) 统计指标 对苎麻纤维的长度分布主要取如下五种指标： o 加权主体长度( i 脚) 1 3 西安工程科技学院硕j 二韧f 究生学位论文 ，三l g a + l 2 9 2 + l 3 9 3 + l 4 9 4 埘。1 鬲i 西一( r a m ) + 9 4 g l 十9 2 十9 3 ( 2 1 ) 式中：g l 、9 2 、9 3 、9 4 为连续最重纤维的重量( r n g ) ； l 1 、l 2 、l 3 、l 4 为连续最重四组的长度( m m ) 。 【分析】： 该指标是指麻条中纤维主要集中在什么样的长度附近。 从式2 - 1 中可看出，虽然在麻条中苎麻纤维的长度分布较广，长度差异也较大， 但此项指标所用到的值却仅来自四组最重的纤维，即这四组纤维的重量及本身的长 度值就决定了该项指标值的大小，这样该指标固然反映了麻条中纤维长度的主要分 布区域，但另一方面却增加了此项指标的不稳定性。 在实验中，由于麻条中麻结的大量存在，以及采取的剔除麻结的行为，最终使 得影响最终实验结果的雨可测因素增加。应付这种情况的方法只能是增加每次被测 麻条的总量，靠量的积累来淡化这种误差，但这样做的效果也只能表现在整体的测 量结果中，局部的误差则还是无法避免。 加权主体长度山于只取四组纤维的重量及长度值，采集的数据过于集中，使得 最终测量结果受不可测因素影响的可能性会很大，因此在实验 尸对于此项指标值要 谨慎取舍。 加权平均长度( l g ) zg t u t l g = 三g + ，( ) 蚤二6 ( 2 2 ) 式中：地- 一假定平均长度( 姗) ； i 一各组长度与假定平均长度的差值与组距之比； g r 一各组纤维的重量( m g ) ； i 一组距( i t i i t i ) o 【分析】t 该指标反映了麻条中纤维分布的平均水平。 相对于加权主体长度来说，该项指标的稳定性就要好得多，因为它所用到的数 据来自所有的纤维，它继承了测量过程中麻条纤维在整体分布j 二表现来的稳定性与 可靠性。即使有几组纤维的测量值与实际值出现偏差的话，它们引起的误差转移到 14 巍蜜工程簌较学院寝士掰究生学位论文 整体上时就大大缩小了，所以这也就决定了此项数据指标的可靠性。 戮姥对实验孛褥刭豹) j 羹投乎均长发篷可以售赣。 长度标准整( s ) ( 删牌) ( 2 3 ) 式中g 、蹦、g i 与i 蕊义同上。 【分析】： 该指标反映了纤维的熬体分布偏离平均长度的程度，是个离敝度指标。从数学 懿角度来看，它爱浃魏楚一个缝对馕，露绱甏均蕴静实黼大夺。燕因秀它怒一个绝 对值，因此意义比较狭獭，在纤维长度均值不同的情况下，相同的长度标凇差并不 髓说骥藏释戆鞠慧。 该项指标的数据采集范围是纤维长度的撼体，所阱此项指标的稳定性较好， 长度变异系数( c v ) 踟= l0 0 l ，( 2 - 4 ) 【分析】： 和长度标准差不霞，长度交舅系数的穰为长度标准蓑与加投平均长度豹髓穰， 就是说，此项系数是一个相对值，它反映了憋体分布的离散度与平均长度的对比关 系，它竞疆了熬褪线集中慈屡熬夔竣点。因噩乏，飙纺缀鹣蕊杰来器，魏矮拯拣熬焦 更有意义。 我矮撵标弱稳定性纛缀好。 短绒率 过去习惯予使用4 0 r a m 以下短绒率，因为苎麻纤维院较长，长度分布也较广， 把4 0 m m 以下的纤维定为短绒也 # 常合理。但由于所用苎麻原料在梳理之前已事先 迸行过剪取，遮样人为滤减，j 、了苎麻酶平均长度( 觚嚣来静溅薰寒看t 加投主体长 度经常在3 0 - - 4 0 r a m 之间) ，再把4 0 r a m 以下的纤维作为短绒就不再合理，因此在本 实验巾暂辩怒2 0 r a m 戳下豹舞壤豫为短缓。( 警嚣用爨辩较溪惩瓣，爵仍然浚4 0 m m 1s 堕塞三堡型垫堂堕堡主竺! 垦圭兰些堡苎 以下的短绒率为准。) 短绒率：旦塞堑堡盖壁娶工堕堑塑。1 0 0 ( 2 - 5 ) 馏 【分析】： 如果采用2 0 m m 以下的短绒率，由于取样范围过窄，会使得该项指标在原料不 理想、测量波动较大的实验中的不稳定性增加，那么对于此项指标的最终结果也要 抱谨慎态度。 而如果采用4 0 m m 以下的短绒率，那么由于取样范围较大，使得这项指标的稳 定性也会好季导多。 ( 2 ) 统计方法