第3章梳理前准备(开松与除杂)ppt课件

.,第三章梳理前准备（开松除杂）,本章要点1.开松与除杂的目的2.自由开松、握持开松机理，影响开松作用的因素及开松效果的评定。3.机械除杂、气流除杂的机理和除杂效果的评定。4.开清棉主要机械（包括抓棉机械、开棉机械、棉箱机械等的组成、作用及影响其作用的因素。,.,第一节概述,（一）目的与任务1.开松：将大块（束）纤维松解为小块（束)，为梳理的顺利进行创造条件。2.除杂：初步除去（大）杂质。3.混合：各类纤维间初步混合。4.均匀：制成一定规格的均匀度良好的卷装或用气流输送到下一个工序。棉：（气流）筵棉或棉卷毛：（气流）散毛苎麻：麻卷绢：绵张,.,（二）各纺纱系统的开松系统棉：开清棉工序；毛：洗毛（开毛、洗毛、烘干）、和毛；苎麻：脱胶、开松；绢：精练、开绵。,.,第二节开松及除杂的原理,一、开松分类及其基本原理根据原料喂给方式的不同，开松可分为自由开松和握持开松两种形式。按机械作用的方式可分为扯松、打松和分割开松三种形式。,.,（一）自由开松原料在无握持状态下接受开松机件的作用称自由开松。按对原料的作用方式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角钉或两个相对运动着的角钉机件对处于自由状态下的原料产生撕扯作用。撕扯的先决条件是角钉具有抓取纤维的能力。,.,（1）一个角钉机件对原料的撕扯作用,P棉堆重量；T棉堆水平作用力；A角钉撕扯棉块受到的反作用力；角钉与帘子间夹角,如图混棉机的角钉帘在抓取和撕扯棉块时的受力情况。,.,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系数形成抓取阻力。若角钉工作面与植钉面间的夹角为，则有：,由上二式知：减小，则S增加，N减小，有利于角钉刺入棉堆。,.,（2）两个角钉对原料产生的撕扯作用,（如：棉箱机械的角钉帘和均棉罗拉之间的作用情况）,将撕扯力F分解，则可得沿角钉方向的分力S与垂直角钉方向的分力N：SFcos，NFsin,.,上式中为角钉与帘子平面间角；S为使棉块沉入角钉根部的分力，N为使棉块压向角钉产生的摩擦阻力，是阻止棉块向角钉根部移动的分力，其摩擦阻力为：P=N=Fsin（为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SP，即：FcosFsin或ctg,.,可见，减小，可使角钉抓取棉块的作用增强，但过小，棉块嵌入钉内过深，则影响纤维脱离角钉帘，一般角采用30。50。由于纤维长度和状态的差异，不同纺纱系统中角钉帘子的角不同，如毛纺系统的自动喂毛机角钉帘子中角为45。60。,.,2、自由打击原料在无握持状态下受到高速打击机件（如刀片、角钉等）的打击作用而实现纤维块松解的称为自由打击。如轴流开棉机、三锡林开毛机锡林之间的作用以及六辊筒开棉机辊筒之间的作用。,.,如上图所示，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）握持开松原料在被握持状态下，受到开松机件的作用称握持开松。开棉机、清棉机的打手与给棉罗拉之间，开毛锡林与喂毛罗拉之间以及绢纺开绵机的喂绵刺辊与持绵刀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。,.,（棉纺清棉机上给棉罗拉与打手之间的开松状态）,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。,.,打击强度通常用打击冲量和打击次数来衡量。（1）打击冲量打击冲量表示打击力与打击时间的乘积。为了破坏纤维间的联系力，就要有较大的打击冲量。设作用在纤维层宽度方向任意小段纤维丛上的打击冲量为，则：,式中：Pj-作用在任意小段纤维层上的打击力，其方向沿着打手运动轨迹切线方向；t-发生打击作用的极短时间。,.,那么在整个喂入须丛上的的打击冲量I等于作用于须丛上所有部分冲量的和：,由上式可知，打击冲量I随打击力P的增加而增大。随着打手速度的提高，打击力将增加，开松作用加强，但易损伤纤维并且杂质容易破碎。因此，根据打手的位置和形式，开松强度要适当配置。,.,（2）打击次数打击次数是指单位重量纤维层上接受刀片的打击次数。因此，打击次数多，每次扯下的纤维束质量小，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。,.,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。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。,.,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，对纤维束进行分割，使纤维束获得较细的开松。分割机件常采用表面包有金属锯条或植有梳针的打手或滚筒。,.,（三）影响开松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、针、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，三翼梳针式与综合式，梳针滚筒式，锯齿滚筒式等。,.,（1）角钉滚筒式这种形式的开松机多用于棉纺和毛纺，如梯形开松机，又称多滚筒开松机，通常由36个角钉滚筒和下部的尘格组成。特点：由于机内纤维块在自由状态下受到开松，作用较缓和，因而纤维损伤小，除杂面积大，且杂质不易碎裂，因此除杂效果好。,.,（2）刀片式采用刀片式开松机的有豪猪式开棉机，该机打手轴上装有多只圆盘，每个圆盘上有若干把矩形刀片。打手和给棉罗拉间的开松作用属握持打击，作用剧烈。在打手周围有尘格(由尘棒组成)，分布面积大。特点：开松除杂效果显著，用于开清棉工程的早期。,.,（3）三翼梳针式、综合式三翼梳针式打手和综合式打手，均用于清棉机上，三翼在圆周上均匀分布。,特点：它是利用刀片对棉层整个横向施以较大的冲量之后，再利用梳针较强的分割作用进行开松除杂，故其开松效果好，杂质破碎和纤维损伤少，目前加工棉时使用较多。,.,（4）锯齿滚筒式(刺辊式)主要用于棉纺刺辊开棉机，刺辊数量从111个不等。下图所示为典型四刺辊开棉机。特点：该机开松作用强烈，开松后棉束很小，在开松良好的基础上又提高了混棉均匀度，并有利于细小杂质的清除。,（四刺辊开棉机）,.,（5）梳针滚筒式梳针滚筒式开松机件广泛应用麻、绢和化纤等纤维的开松。特点：梳针滚筒式开松机件对纤维的开松作用细致、缓和，对纤维的损伤较少。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。原料开松的原则是逐渐进行，尽量减少纤维的损伤和杂质的破碎。,.,锯齿、梳针打手（罗拉）,.,2、开松机件的速度开松机件速度增加，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角钉滚筒或打手等开松机件之间隔距越小，角钉、打手等深入纤维层的作用越强烈，因而开松作用越强烈，但易于损伤纤维。因此，当纤维层较厚、纤维间紧密和纤维较长时，开松机件间隔距不宜过小。且随纤维块逐渐松解和蓬松，角钉滚筒或打手等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、锯齿等的位置角钉、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，并且角钉、梳针、刀片、锯齿等在滚筒表面应均匀分布。植针密度加大，开松作用加强。植针密度应根据逐步开松的原则来选择，纤维块大时植针密度要小，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，求出纤维块的平均重量，计算最大和最小纤维块所占重量的比例，进行比较分析。2.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，开松好的原料对气流阻力大。,.,3.比容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的相对密度。开松度越大，纤维开松越好。4.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。,.,二、除杂原理与方法原料内的杂质和疵点因纤维的种类而异，经过初步加工后的纤维内仍然含有不适宜纺纱加工和影响纱线质量的植物性杂质及疵点。在开松过程中，原料除杂方法主要为物理法，即依靠机械部件的作用、气流的作用，或者二者相结合的作用除去原料中的杂质。,.,(一)、机械除杂1.打手机械除杂在打手打击力的作用下，杂质获得的冲量比纤维大，使杂质脱离纤维而逐渐分离出来，并通过打手周围的尘棒间隙或尘格落下。被松解的纤维块在打手携带过程中受离心惯性力的作用而被抛向尘格受到撞击，从而得到进一步的松解与除杂，因此，打手和尘格是开松除杂的主要机件。,.,（1）尘棒的形状和配置对除杂的影响,尘棒截面形状有三角形和圆形两种，前者大多用于棉纺，后者大多用于毛纺。,.,如上图：顶面（abef）托持面，托持纤维作用；工作面（acdf）撞击棉块与杂质，反射作用；底面（bcde）与工作面构成排杂通道；清除角与开松除杂及顶面托持作用有关，清除角，则开松除杂作用；安装角影响开松除杂；，尘棒阻力，尘棒间D，尘棒托持作用，开松除杂，落棉。，尘棒阻力，尘棒间D，尘棒托持作用，开松除杂，落棉。一般安装角大小，应调节使尘棒顶面与打手投射切线重合。=-。,.,上面的图中R为打手半径，r为打手与尘棒间的平均隔距，则：,一般尘棒间隔距由原料入口到出口是由大到小。打手对原料开始打击时，原料向尘棒的冲击速度大，开松效果明显，排出的杂质较多且较大，应充分发挥开始一组尘棒的除杂作用。随着原料的逐步开松，落杂逐步减少及减小，尘棒间的隔距逐渐减小，以防止好纤维的落出。,.,尘棒安装,.,（2）除杂作用分析杂质在尘棒间排除，有三种不同的情况。打击排杂当原料受到打手的打击开松而使杂质与纤维块分离，则杂质由于体积小、重量大，在打击力的作用下被抛向尘棒工作面，在其反射作用下被排除。,打击排除杂质,.,冲击排杂若原料经打手打击开松后，杂质与纤维未被分离，则共同以速度V沿打手切向被抛向尘棒。当纤维块撞击到尘棒上时，尘棒的冲击使纤维块静止，而杂质在较大冲击力的作用下，冲破松散的纤维块，从尘棒间排出。,冲击排杂,.,撕扯分离排杂当纤维块一端受到打手刀片打击，另一端接触尘棒而受到阻力时，受到两者的撕扯而被开松，使杂质与纤维分离，分离后的杂质靠本身重力由尘棒间落下。,撕扯分离排杂,.,2、开松除杂机械的气流对除杂和落纤的影响(1)打手室的气流和规律,.,（2）落物控制在打手机械对原料的开松过程中，尘棒间既有气流流出又有气流流入，但在不同部位的流出量和流入量可以进行调节，流出气流有助于除杂，而流入气流对纤维有托持、回收作用。运用气流对落物控制，应该从以下三方面考虑。合理配置打手和风扇速度；合理调整尘棒间隔距；合理控制各处进风方式和路。,.,(二)气流除杂1、尘笼的除杂作用在棉纺开清棉机的凝棉器、清棉机和毛纺开毛机上利用尘笼来清除部分沙土和细小杂质，其除杂方式是利用了过滤原理。以清棉机为例，集棉尘笼是由冲孔的钢板或钢丝编结成网眼板卷成圆筒，如下图所示。,.,尘笼与风道的结构,.,2、气流喷口的除杂作用气流除杂机目前主要应用于棉纺，,气流喷口除杂,.,1.落物率它反映开松除杂机的落物数量。通过试验称出落物的重量，按下式计算：,（三）除杂效果评定原料经过开松除杂机械处理后，为了比较除杂的效果，应定期进行落物试验和分析。表示除杂效果的主要指标如下：,.,2.落物含杂率它反映落物的质量。用锡莱分析机把落物中的杂质分离出来进行称重，按下式计算：,3.落杂率它反映喂入原料中杂质被去除的数量，也称绝对除杂率，按下式计算：,.,4.除杂效率它反映除去杂质的效能大小，与原料含杂率有关，可按下式计算：,5.落物含纤维率为了分析落物中好纤维的数量，有时要算出落物含纤维率，可用下式计算：,.,第三节开清棉,棉纺中，纤维开松除杂是在一系列机械上完成的，这些机械依靠凝棉器连接，实现各机台间的纤维输送，形成开清棉联合机，它包括抓棉机械、开棉机械、棉箱机械等。,.,一、开清棉机组的组合,棉纺中，开清联合机的组成根据所加工的原料（含杂等的）不同而不同。加工纯棉粗、中特普梳纱时，一种开清棉机组组合例：FA006直型往复式抓棉机（或FA002圆盘抓棉机）FA113C单轴流开棉机FA028C型多仓混棉机FA109A三辊筒清棉机FA151除微尘机喂棉箱+梳棉机（或FA046A棉箱给棉机+FA141成卷机）,.,加工纯化纤纱时，一种开清棉机组组合例：FA006直型往复式抓棉机（或FA002圆盘抓棉机）FA028C型多仓混棉机FA111A三辊筒清棉机喂棉箱+梳棉机（或FA046A棉箱给棉机+FA141成卷机）。,.,二、抓棉机械对原料的开松作用,自动抓棉机械是开清棉联合机中的第一台单机，它的打手从按配棉成分排列的纤维包阵里顺序抓取原料，供下一机台继续加工，在抓棉过程中具有初步的开松与混和作用。自动抓棉机按其结构特点可分为两大类：环行式自动抓棉机和直行往复式自动抓棉机。,.,(一)自动抓棉机的组成,1-输棉管道；2-及伸缩管；3-抓棉小车；4-抓棉打手；5-内圆墙板；6-外圆墙板；7-地轨；8-肋条,1、环行式（圆盘）自动抓棉机,.,环行式自抓棉机,.,环型抓包机中的混合、排包:棉包排列：直行式：同一成分纵向分散，横向叉开；环行式：同一成分轴向叉开，周向分散。打手轴向不同位置的各成分平均等级差异小棉包统一高度。,.,2.直行往复式自动抓棉机,.,直行往复式自动抓棉机,.,（二）影响抓棉机开松作用的主要因素,抓棉机在满足产量的条件下，要求抓取的棉块尽量小些，以利于棉箱机械的混和与除杂。影响抓棉机开松效果的主要因素如下。1.打手刀片伸出肋条的距离打手刀片伸出肋条的距离小，则刀片深入棉堆的深度浅，抓取棉层薄，抓取量少，抓取棉块小，开松效果好，也有利于提高混和效果，一般为1-6mm。2.打手转速打手转速高，单位时间作用的刀片数多，即刀片抓取勤，抓取的棉块小，开松效果好，一般为740-900r/min。,.,3.打手间歇下降的距离和直行（或环行）速度打手每次间歇下降的距离小，刀片抓取棉层薄，抓取棉块小，开松好，但产量低。直行（或环行）速度快，可增加小车下降的次数，从而使产量增加，还可使一定时间内输出不同成分的原料增多。一般情况下，抓棉机的运转效率应保持在80%以上为宜。4.打手型式、刀片（或锯齿）数量、分布及其状态在抓棉机上使用较多的打手型式有刀片式、锯齿式和鼻形打手等型式，因锯齿式和鼻形打手开松效果较好，目前使用较多。刀片或锯齿的数量适当多，抓取点多，抓取棉块小，开松效果好。,.,三、棉箱机械对原料的开松与除杂作用,棉箱机械具有较大棉箱和角钉机件，大的棉箱对原料进行混和，而角钉机件对原料进行扯松，去除杂疵。棉箱机械主要包括自动混棉机、双棉箱给棉机、多仓混棉机等。,.,（一）棉箱机械1.自动混棉机,1-自动混棉机一般由凝棉器；2-摆斗；3-摇栅；4-光电管；5-输棉帘；6-压棉帘；7-角钉帘；8-均棉罗拉；9-剥棉打手；10-尘格；11-磁铁装置；12-间道隔板；,.,横铺直取(混合),1凝棉器；2摆斗；3水平帘；4压棉帘；5角钉帘,棉层的铺放,.,2.双棉箱给棉机,2-光电管；3-振动板；4-剥棉打手；5-角钉帘；6-均棉罗拉；7-储棉箱；8-输棉帘；9-角钉罗拉；10-进棉箱；11-摇板；12-调节板；,.,3.多仓混棉机,多仓混棉机主要利用多个储棉仓起细致的混和作用，同时利用打手、角钉帘、均棉罗拉和剥棉罗拉等机件起到一定的开松作用。多仓混棉机的混和作用，都是采用不同的方法形成时间差而进行混和的。按照形成时间差的不同方法，目前国内外流行的多仓混棉机有两种典型代表：不同时喂入的原料同时输出形成时间差实现混和，如FA022型多仓混棉机。同时喂入的原料，因在机器内经过的路线长短不同，因而不同时输出形成时间差进行混和，如FA025型多仓混棉机。,.,FA022型多仓混棉机,.,FA025型多仓混棉机,.,（二）影响开松除杂作用的因素各部分的隔距（1）角钉帘与压棉帘的隔距该隔距小，大棉块不易通过，撕扯作用强，开松作用好。（2）均棉罗拉与角钉帘的隔距该隔距小，大棉块也不易通过，撕扯作用强，开松作用好。（3）剥棉打手与尘棒之间的隔距隔距小，打击作用强，开松作用好。但随着原棉的逐渐开松，体积逐渐增大，为保证棉流能够顺利向前输送，此隔距沿棉流输送方向应逐渐增大。在开清棉联合机各单机上，这是普遍适用的规律之一。,.,2.各主要机件的速度（1）均棉罗拉的速度均棉罗拉速度高，可提高均棉比（指均棉罗拉与角钉帘的线速度之比），撕扯次数增加，撕扯作用增强，开松效果好。（2）剥棉打手速度剥棉打手速度高，可增加打手的打击力和打击次数，提高开松效果，但如果速度过高，容易造成返花，易产生索丝、棉结等疵点。,.,（3）角钉帘速度角钉帘的速度对开松作用的影响具有两重性。如果提高角钉帘的速度，一方面使角钉帘与压棉帘之间的开松强度增强，使开松效果提高，但是，另一方面角钉帘又是输出机件，角钉帘速度提高，使产量增加，单位时间通过的棉量增加，这又使角钉帘与压棉帘以及均棉罗拉之间的开松负担增加，其开松作用效果下降，因此，角钉帘速度对开松效果的影响并不十分显著，主要影响机器的产量。,.,四、开棉机械,1、单(双)轴流开棉机,.,2、六滚筒开棉机,.,3、三辊筒清棉机,.,4、豪猪开棉机,.,5、清棉综合打手,A076型单打手清棉机,.,天平调节装置（一种自调匀整装置）（成卷机上用）,1天平罗拉；2天平杆；3刀口支架;4,5连杆;6总连杆;7平衡杠杆;8支点；9平衡重锤；10调节螺丝杆；11双臂杠杆；12支点；13连杆；14皮带叉；15铁炮皮带；16主动铁炮；17被动铁炮；18蜗杆；19蜗轮；20齿轮,.,五、棉卷质量控制,棉卷的质量控制主要是棉卷的不匀与伸长、棉卷含杂等。1.棉卷重量不匀率与伸长率棉卷重量不匀率包括