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文档简介
纺织工艺设计与质量控制全册配套完整课件3
纺织工艺设计与质量控制
课程的主要内容第一章总论第二章纱线不匀的分析第三章提高成纱粗细均匀度第四章减少成纱的棉结杂质和毛羽第五章纱线的强力与强力不匀第六章纺纱工艺设计第一章总论1
23纱线质量标准本课程概述纱线质量控制的内容第一节本课程概述本课程必要性纺织大国→纺织强国。“以质量求生存,以产品求发展”已是纺织界的共识。纱线的品种和质量是纺织产品品质的基础。纺纱整个生产过程中的质量控制质量指标、检验方法、影响纱线质量的因素、采取措施纱线质量要满足的标准第一节本课程概述第二节纱线质量标准第二节纱线质量标准1中华人民共和国国家标准代号指对全国经济、技术发展有重大意义而必须在全国范围内统一的标准。强制性国家标准代号为GB推荐性国家标准代号为GB/T最后四位数表示标准制定的年份2中华人民共和国行业标准代号行业标准指全国性的各行业范围内统一的标准。强制性行业标准代号为XX推荐行业标准代号为XX/T3企业标准代号企业标准代号一律在行业标准代号XX前加Q,并在Q前加省、市、自治区简称汉字,以区别各地方的企业标准。必须制定企业标准的情况凡是没有国家标准、行业标准的,都必须制定企业标准,作为衡量本行业、本地区或本企业产品质量的技术依据。已有国家标准、行业标准的,为了保证国家标准、行业标准的贯彻执行,赶超先进水平和满足使用需要,可制定比国家标准、行业标准水平更高的企业标准。新产品经过试验研究和投产鉴定转为正式生产产品时,如还不宜制定国家标准、行业标准的,必须制定相应的企业标准。4乌斯特统计值4.1乌斯特统计值的起源与重要性其是由瑞士乌斯特公司于1957年命名,其目的是为了使用户能掌握仪器所测试的数据代表的水平。统计值是从世界各地取样,在乌斯特公司的实验室中进行测试,并用统计方法进行数据整理,然后每隔几年在《乌斯特新闻公报》(USTERNEWSBULLETIN)上发布一次。Uster统计公报是全世界纺织工业中纤维、条子、粗纱和纱线进行分类的质量分级的参考指标。4.2USTER统计值的理解和认识根据达到某水平的试样占取样总数的比例,统计值一般划分为5%、25%、50%、75%、95%五档水平,通常认为5%为最好水平,25%及以下属先进水平,50%为中位水平,75%及以上属较差水平,95%为最差水平。4.3解读USTER统计值的意义(1)纱线质量的发展趋势(2)纱线测试技
术的进步
(3)纺纱技术的
发展
5棉纱质量标准本白棉纱的检验分等,一般按国家质量检验检疫总局发布的GB/T398——2008执行,该标准基本是参照Uster2001公报的统计值来制定的。5.1普梳棉纱主要评级指标(1)条干均匀度黑板条干均匀度10块板比例条干均匀度变异系数(2)单纱断裂强度(3)单纱断裂强力变异系数(4)百米重量偏差(5)百米重量变异系数(6)1g内棉结粒数(7)1g内棉结杂质总粒数(8)实际捻系数(9)10万米纱疵数(用于评价优等纱)5.2棉纱分等的主要依据6毛纱质量标准6.1粗梳机织毛纱的技术要求(1)分等规定按物理指标、染色牢度及外观疵点三项评定,并以其中最低一项定等。(2)物理指标的评等线密度偏差率、线密度变异系数、捻度偏差率、捻度变异系数、单纱平均断裂强力、断裂强力变异系数、含油脂率6.1粗梳机织毛纱的技术要求(3)染色牢度的评等耐光色牢度、耐水色牢度、耐汗渍色牢度、耐摩擦色牢度、耐熨烫色牢度、耐干洗色牢度。(4)外观疵点的评等大肚、竹节、超长粗节纱和毛粒及其他纱疵。第三节纺纱质量控制的内容1纱线质量控制指标1.1纱线均匀度纱线重量不匀率纱线条干不匀率1.2纱线强度及强力均匀度纱线强度、断裂长度纱线强力不匀率1.3纱线纤维结与杂质粒数纤维结(棉结、毛粒)杂质1g内棉结粒数1g内棉结杂质总粒数1纱线质量控制指标1纱线质量控制指标1.4重量偏差(也称百米重量偏差)1.5纱线捻度不匀率1.6十万米纱疵纱疵十万米纱疵2半制品质量控制内容
2.1纺纱原料2.2开清棉工序棉卷重量差异棉卷重量不匀率棉卷含杂率棉卷结构纵、横向均匀度,开松度,短绒含量,棉结粒数棉卷伸长率2.3梳棉工序生条粗细均匀度生条棉结杂质粒数2.4精梳工序条卷重量不匀率(见表2)精梳条粗细均匀度精梳条棉结杂质粒数1克精梳条内的棉结可控制在20粒以下,杂质可控制在30粒以下。和生条相比,精梳条棉结杂质粒数降低率要在50%以上,一般为60~70%。2.5并条工序重量不匀率普梳纱控制在1%以内,精梳纱控制在0.8%以内。条干不匀率控制在4%左右2.6粗纱工序重量不匀率条干不匀率THEEND,THANKS!
第二章纱线不匀分析
第一节概述(1)纱条不匀从广义上划分纱条粗细不匀、结构不匀、混合不匀、强力不匀、伸长不匀、捻度不匀和染色不匀等。粗细不匀、结构不匀及混合不匀是影响成纱质量的基本原因,其他是从属不匀;粗细不匀通常是结构和混合不匀的反映,属于最基本的不匀。对于纱条不匀的研究与控制,首先应研究与控制纱条的粗细不匀,其次是混合不匀。1纱线不匀的意义和种类(2)纱线粗细不匀的影响对纱线质量指标评定有影响恶化纱线的强力、强力不匀及捻度不匀,增加纺纱过程中的断头率。影响织造准备、织造断头以及织物的外观质量。影响劳动生产效率。2纱条粗细不匀的分类2.1按所测片段长度不同分类(1)短片段粗细不匀(2)中片段粗细不匀(3)长片段粗细不匀2.2按取样范围和方法分类(1)内不匀(2)外不匀(3)总不匀2.3按产生原因分类(1)随机不匀包括理想纱条的随机不匀和实际纱条的随机不匀(2)附加不匀包括机械不匀和牵伸不匀(3)偶发不匀CV(L)为内不匀,内不匀值随L的增加而增高,开始时快,随后逐渐减慢,在1m以上时为稳定值,接近纱条总不匀CV(∞)CB(L)为外不匀,CB(L)随L的增加而减少,L→0时,CB(L)→CV(∞)3纱条不匀与片段长度的关系可用内不匀率和外不匀率的平方之和再开方取得总不匀率值(费时)或者取较长纱段,仅测其内不匀率数值,作为总不匀率的估计值CV值,Uster一般200m以上则认为总不匀CB(L)→0的变化率→称为变异长度曲线它的斜率大小能够反映产品的不匀好坏。3纱条不匀与片段长度的关系4随机不匀(1)
理想纱条随机不匀率理想纱条理想纱条随机不匀理想纱条随机不匀的计算:由公式可以看出:纱条截面的粗细不匀率,随截面内平均纤维根数的增加而减小。如果其他条件相同,纱线线密度大,则成纱不匀率低;如果成纱线密度及其他条件相同时,纺纱用纤维越细,成纱不匀率越低。(2)
实际纱条随机不匀率(也称理想纱条的极限不匀率,为考虑了纱条中纤维状态后,可能实际达到的最低限度的不匀率):
其中:n为纤维在截面内分布根数,Cf为纤维细度的变化。可见:纱线的极限不匀率值与纱条截面内纤维根数的平方根成反比,与()成正比;如果其他条件相同,纱线线密度大,则成纱不匀率低;如果成纱线密度及其他条件相同时,纺纱用纤维越细,成纱不匀率越低;纤维粗细不匀越大,纱线极限不匀率指标越大。(2)实际纱条随机不匀率4纱线不匀的测试4.1测长称重法(切断称重法)不同半制品测试重量不匀率时的取样长度不同。测试条干不匀率时,可以依据需要进行取样,但是切割和称重工作量较大;因此短片段的切断称重法仅对要求准确度较高的研究工作或校正其他测定不匀率仪器的读书时才被使用。4.2目光检验法用目光检验法来评定纱线的短片段条干不匀率被列为国家标准检验项目之一。根据标样评定,可观察片段不匀的内容和性质:阴影、云斑、粗细节、竹节、毛羽。优点:能清楚地反映出纱线中不匀的具体内容和性质,有助于寻找造成不匀的原因,以便进行改进。不足:评定结果的正确性与检验人员的目光有关。4.3仪器测定法(1)Y311型条粗条干均匀度试验仪用极差系数来表示该片段长度的条干不匀率除计算条干不匀率外,还须仔细观察条干记录曲线。(2)乌斯特均匀度测试仪是应用电容原理检测纱线不匀率的一种电子仪器。可读出被测纱线条干的变异系数(或平均差不匀率)数值及细纱上粗节、细节、结粒的数值,并可画出连续的不匀率曲线图和波谱图,以提供对纱线不匀率的结构进行分析,判断周期不匀产生的原因,便于及时检查和调整纺纱工艺,修整损坏的机件。第二节纱条粗细不匀指标的分析
1纱条粗细不匀指标与表达式1.1平均差系数(H或U)
工厂用此式计算重量不匀、捻度不匀、强力不匀,如:棉卷、生条、熟条、粗细纱重量不匀。式中:d—平均差;——试样平均重量(g);——小于值的各实验值的平均值;——小于值的实验值个数。设n段等长纱条,重量分别为X1,X2,……,Xn,则有:1.2均方差系数(条干CV值)又称乌斯特条干均匀度变异系数,可由乌斯特条干均匀度仪测试得到。计算公式如下:式中:—均方差;——试样平均重量(g)设n段等长纱条,重量分别为X1,X2,……,Xn,则有:极差系数一般当测试的试样个数较少时使用。1.3极差系数η(萨式条干不匀率)相同点:都可作为表示各种事物离散程度的特征值,在纺织上可用来表示纱条粗细的不匀程度。不同点:计算U时,只对各变量与平均值只差求和,易将变量中的特殊值掩盖起来;计算CV时,需求各变量与平均值之差的平方求和,能将这种特殊值突出表现出来,因此CV值被广泛应用;计算η时,最为简单,只求变量中的最大值与最小值之差,没考虑中间变量的变化,故当样本较大时,采用它表示纱线的离散程度就不甚精确。纱条不匀指标的比较纱条不匀指标的比较极差法只能反映片段的两个极端值的波动,平均差系数只能反映片段间的不匀率,变异系数不仅能反映片段间的不匀也能反映片段内不匀。根据国家标准的规定,目前各种纱线的条干不匀率已全部用变异系数表示。但某些半成品(纤维卷、粗纱、条子等)的不匀还有用平均差系数或极差系数来表示的。当每次试样个数较少,且重复的实验次数较多时,可采用极差系数。2U、CV和η的性质2.1U、CV和η之间的关系CV=A*U(1)η=B*CV(2)2.2乌斯特条干CV值与黑板条干的关系乌斯特条干CV值反映的是8mm长的纱线短片段之间的不匀程度,具有数字表示的精确性;黑板条干反映的条干不匀与布面反映关系密切,评定等级具有一定的逻辑性。二者成正相关关系,黑板条干水平高,条干CV值就低。第三节纱条粗细不匀的波谱分析
1波谱图分析U%和CV%值可比较和判断不同试样的纱条均匀度,但不能说明其中的结构不匀。比较纱条不匀的优劣,一看不匀率数值,二看结构不匀内容。进行图谱分析,是为了分析纱条的结构不匀内容,从而找出疵病产生原因,以便加以消除。1.1波谱图基本原理
各种纤维纱条条干不匀的变化曲线一般表现为非周期性的函数,它是由许多的随机波和周期波叠加而成;可根据福里哀级数原理,将纱条不匀看作无穷多个正弦波的合成,即将其分解成波长为0→∞的无数个正弦波,由该数个正弦波的振幅对相应的波长作图,可得到如图所示的连续曲线图,一般称为波长图或称为波谱曲线图。(1)随机不匀率根据随机不匀率可求得其理论的波谱图,如图所示:如果纤维不等长,则:1.2纱条不匀的结构(2)因纤维集结和工艺设备不完善造成的不匀率在纺纱过程中,纱线中仍有缠结纤维和棉束;纤维在纱线中也不完全伸直平行;纺纱过程中各道工序的机械状态不能十分完善;这些因素所造成的不匀率在整个波长范围均有影响,因而使得纱线不匀率在整个波长范围内增大。(3)牵伸波造成的不匀率牵伸波的定义:在牵伸过程中,由于喂入纱线本身的粗细不匀和结构不匀、牵伸装置部件不够稳定以及工艺不够合理等原因,引起纤维变速点分布的不稳定,产生各种“移距偏差”,使得纱线沿其长度方向形成粗细节,这就是牵伸波。牵伸波的特征:(1)在波谱图相应波长范围上出现一凸出的连续波,犹如“小山”(2)随着后部牵伸区牵伸倍数的增加,牵伸波波长增加,振幅下降(3)出现频率一般为非周期性的(4)机械波周期性不匀率机械波的定义:在各道加工机器上常有周期性运动的部件缺陷,主要是牵伸部件或传动齿轮状态不良,如罗拉、胶辊偏心、牵伸齿轮磨损或齿缺等,使纱条产生明显的周期性粗细变化,称为机械波机械波的特征(1)在波谱图上表现为某一波长处的波幅突然升高,犹如“烟囱”,每个烟囱集中反映在一个或最多两个频道上(2)频率一般为周期性的1.3波谱图的评价方法
1.3.1实际波谱图与经不匀指数I值修正的理想波谱图对比法I值越大,修正后的波谱图曲线越低,阴影部分面积越大,说明实际波谱图恶化越严重。
1.3.2实际波谱图与无纱疵正常波谱图对比法(1)首先根据纤维平均长度数值,定出实际波谱图最高振幅处波长λ值;式中:—纤维平均长度(mm);C—一般纯棉细纱,当纤维长度为重量加权平均长度时系数取3,当纤维长度为品质长度时系数取2.5;化纤细纱系数取2.8;转杯纺细纱由于纱内纤维伸直度差,系数取2.5;粗纱条系数取3.5,条子系数取4。(2)确定无纱疵正常波谱图波幅最高点;(3)画出无纱疵正常波谱图左右两侧其余部分。1.3.2实际波谱图与无纱疵正常波谱图对比法1.3.3机械波与牵伸波的高度对产品外观的影响HA1≥1/2*HB1或者HA2≥1/5*HB2应该分析机械波或者牵伸波的产生原因,并加以消除。分析条干曲线的方法有两种2.1根据条干曲线的波形特征,判断发生条干不匀的机件部位;2.2根据条干曲线的波长,判断发生不匀的机件部位。
2利用Y311型条粗条干曲线分析棉条条干不匀
2利用Y311型条粗条干曲线分析棉条条干不匀2.2根据条干曲线的波长,判断发生不匀的机件部位(1)罗拉、胶辊疵病形成的周期波波长
——有疵病的罗拉、胶辊形成的周期波波长,cm;d——有疵病的罗拉、胶辊的直径,cm;E——疵病部件至输出件之间的牵伸倍数。(2)牵伸齿轮疵病形成的周期波波长(3)条干曲线上反映的周期波平均波长式中:—条干曲线上反映的周期波平均波长,cm;L—条干曲线上n个周期波的长度;n—周期波的个数;P—试样速度与条干曲线记录纸速度的比,一般有两种速比,即12:1和10:1。例题采用Y311型条粗条干均匀度仪测得A272F型并条机棉条条干不匀曲线,发现有规律性的不匀。试样速度与记录纸速度的比为10:1,试分析规律性条干不匀产生的机件部位。3利用乌斯特波谱图分析棉条、粗纱、细纱不匀在实际生产中,为了又快又准地分析纱条不匀波谱图,大都采用正常波谱图和实测波谱图进行对比,这样有助于对所测纱条波谱图进行正确判断3.1波谱图疵病分析程序3.2找寻波谱疵病原因的方法3.2.1一般机械波分析
计算法适用情况事先估计到机械缺陷所在部位了解缺陷所在机器的机械传动图、各列罗拉直径以及牵伸倍数等工艺参数注意事项计算的针对性强能计算出理论波长的部件主要是回转件计算出的机械波波长与波谱图上纱条的实际机械波波长一般存在一定的差异。
计算法①罗拉、胶辊疵病形成的周期波波长例1:某细纱机纺出的细纱,在波谱图上有一波长为7.9cm的烟囱波,已知该细纱机前上罗拉直径为28mm,前下罗拉直径为25mm,试分析该机械波产生的原因?例2:某并条,其条干不匀波谱图给出机械不匀波长为0.56m,已知并条机前伸倍数E前=4倍,E中=1.4倍,E后=2倍,罗拉直径均为32mm,试分析该机械波产生的原因?习题:②牵伸齿轮疵病形成的周期波波长③牵伸齿轮啮合过紧或啮合轴线不平行,胶圈张力过紧等易产生罗拉扭振而导致隐波,其波长计算如下:隐波(也称潜在不匀)的定义④牵伸装置中下罗拉沟槽不良会使纱条被牵引时发生顿跳现象,使纤维按沟槽的宽度产生周期性的积累,这种情况一般不易察觉。当纤维拥积集束现象比较严重时,也只能形成隐性的周期不匀。但这种纱条在经下一次牵伸作用时,由于这种纤维集束不易被牵伸作用解开,因而会在纱条上产生显著的周期不匀。下罗拉沟槽不良产生的隐波波长如下:例:FA311型并条机加工棉条时,所有同机型的熟条其波谱图上在1cm处都出现机械波。试分析产生机械波的原因。
测速法假定某一部件有缺陷而产生周期性不匀,且该部件每回转一周出现一个周期波。则当机台的单位时间输出线速度为V,并同时带有n个周期波不匀,则,可得有缺陷部件单位时间的回转数如下:n—有缺陷部件的转速,r/min;V—机台的输出速度,m/min;—波谱图上的周期波波长,m。注意:对于具有较深罗拉沟槽机件的某些机台,应对上式加以修正,修正值应根据罗拉沟槽的大小而定,一般在测定速度的基础上增加15%左右。例题例:FA221B型梳棉机的生条波谱图上所显示的不匀波长为3.94m,梳棉机出条速度为160m/min,道夫直径d为70cm,道夫至输出小压辊间的牵伸倍数E为1.79倍。试分析产生机械波的原因。故障部件每转1周产生K次不匀时,则,因此可能有缺陷部件单位时间的回转数n计算如下:
测速法例:A186F型梳棉机生条波谱图上,在1.8m处出现一个大“烟囱”的机械波。该机出条速度为86m/min,道夫转速为24r/min,试分析产生机械波的原因。n—有缺陷部件的转速,r/min;V—机台的输出速度,m/min;—波谱图上的周期波波长,m。
波谱图中具有多处机械波分析在牵伸过程中,偏心罗拉转一转,纤维条将出现一个粗节和一个细节;椭圆罗拉转一转,纤维条将出现两个粗节和两个细节,不匀周期比罗拉偏心减小一倍。如果纤维条经过既偏心又椭圆的罗拉牵伸,则纤维条截面粗细变化是以上两个不匀波的叠加,且是非正弦的周期性不匀。在波谱图上,通常纱条上每个非正弦的周期不匀波,除包含波长为λ的基本波外,还包含波长为λ/2、λ/3、λ/4、…等一串主波长λ的谐波。一般谐波具有以下特点:(1)谐波的波长和主波长(基波)互成倍数关系;(2)这些和主波长互成倍数的谐波成因是来自于相同的机械部位。以下为5种常见疵点形式的机械波特征及主要产生原因(1)正弦波波谱图上只有一个基波产生原因:罗拉与胶辊偏心或椭圆、牵伸齿轮箱中齿轮偏心或磨灭、梳棉机或梳毛机的回转机件偏心、细纱机或牵伸加捻机的锭子回转不平衡等。(2)三角形波波谱图上有基波和谐波,谐波是基波的奇数倍(λ/3、λ/5、λ/7……),并且振幅衰减很快。产生原因:合成纤维工业中,纺丝筒子在卷绕过程中张力不匀、牵伸元件在传动中跳动或沾污等。(3)锯齿形波波谱图上有基波和谐波,谐波有奇次波(λ/3、λ/5、λ/7……),也有偶次波(λ/2、λ/4、λ/6……),并且振幅下降较缓慢。产生原因:合成纤维工业中,纺丝筒子在卷绕过程中的反向跳动,牵伸箱传动中沾污、牵伸加捻机钢领板升降时张力不匀和梳毛机分条皮带在运转时偏离相互平行状态等。(4)双向脉冲波波谱图上有基波和谐波,谐波有奇次波(λ/3、λ/5、λ/7……),也有偶次波(λ/2、λ/4、λ/6……),并且谐波的振幅有时比基波高。产生原因:转杯纺纱机中转杯集聚脏物、传动皮带或胶圈搭接不良和纺丝筒管反向机构在反向点处跳动等。(5)单向脉冲波波谱图上有基波和谐波,谐波有奇次波(λ/3、λ/5、λ/7……),也有偶次波(λ/2、λ/4、λ/6……),但下降幅度缓慢。产生原因:细纱机胶圈搭接不良、传动皮带损伤、梳理机针布损坏和精梳机棉网搭接不良等。牵伸波分析思路:(1)首先确定反映在波谱图上的牵伸波的平均波长;(2)然后计算须条经过某牵伸区造成的牵伸波的平均波长;(3)若该牵伸区所产生的牵伸波平均波长与波谱图上牵伸波的平均波长相一致时,即可在紧接输出点前的牵伸区中寻找毛病。3.2.2牵伸波分析3.2.2牵伸波分析纤维条通过某一牵伸区后,由该牵伸区造成的牵伸波的平均波长与纤维平均长度应满足的关系式为:式中:—由给定牵伸区直接输出纱条的平均波长。—纤维平均长度或品质长度。C—根据被测对象所定的系数,环锭纺纱,加工天然纤维时,当为纤维重量加权平均长度时C取3,当为品质长度时C取2.5;化纤及化纤混纺环锭细纱C取2.8;转杯纺细纱由于纱内纤维伸直度差,C取2.5;粗纱条C取3.5,条子C取4。如在产生严重牵伸波的后面工序还有一个或多个牵伸区,则波谱图上的凸出山峰形部分的平均波长也相应要按照牵伸倍数增加,即凸出部分按牵伸倍数在波谱图上作相应的右移。此时的平均波长如下:3.2.2牵伸波分析式中:—被测试样牵伸波平均波长;E—造成严重牵伸波的牵伸区至输出点间的总牵伸倍数;—工艺不良的牵伸区所直接产生的牵伸波波长。例7:一普梳棉纤维粗纱,在不匀波谱图上表现较大的隆起牵伸波,其平均波长λ牵2约为31.8cm,λ牵1约在6cm处,已知粗纱机总牵伸倍数为9倍,其中前牵伸倍数为5倍,后牵伸倍数为1.8倍,试确定发生该牵伸波的牵伸区?例8:一普梳棉纱其牵伸波平均波长为1.65m,已知纤维平均长度为22mm,细纱总牵伸倍数为25倍,试分析该疵病发生在哪个部位?例9:环锭纺纯涤细纱在波谱图的8.8cm和2.64m处均出现机械波,并在2.4m处出现牵伸波,已知纤维平均长度为32mm,纺制该细纱粗纱机、细纱机的罗拉和胶辊均为28mm,其他工艺条件如图3-18所示,试分析产生以上各疵病的原因?习题某厂HY491型粗纱机加工纯棉普梳产品,粗纱机波谱图上有一个牵伸波,平均波长为42cm。粗纱机总牵伸倍数6.8倍,前区牵伸倍数为5.5倍。棉纤维平均长度约为2.2cm,试分析产生牵伸波的位置?3.3进行波谱分析时应注意的问题(1)在一个波谱图上在长短波段同时出现特征波峰时,应从最短的波长开始分析。(2)如果在波谱图上前四个最大波长的频道上出现机械波或牵伸波时,应加大试验量后再次试验。(3)当试样的长度为某一特征峰波长的50倍时,才具有分析价值。(4)在纺纱加工过程中,一般牵伸机构造成产品不匀的可能性是主动部件大于被动部件,高速部件大于低速部件。(5)当机械波的位置骑跨在两个频道之间时,应将两个频道特征峰高度叠加后,再与正常波高度比较。(6)要正确认识牵伸波与机械波机械波和牵伸波有可能叠加在一起。对于波谱图上山包状的波形,除了从改进牵伸工艺加以解决,还常常需要从机械上寻找原因。(7)对多柱机械波应考虑谐波因素一般谐波在基波左侧,波长短于基波。分析时,应剔除谐波,只解决基波。3.3进行波谱分析时应注意的问题(8)对于疑难波可考虑隐波的因素隐波大多是因为牵伸齿轮啮合过紧或啮合齿轮轴线不平行、齿轮磨灭等,使齿轮回转中逐齿打顿,致使罗拉有规律抖动、振动及扭振而形成。(9)结合不匀率曲线进行波谱分析对于波长较长的不匀,可借助纱条不匀曲线图分析。对于纱条疵病在纱条不匀曲线图中已有强烈反映的,可利用纱条不匀曲线图直接分析判断。3.3进行波谱分析时应注意的问题4纱线粗细不匀的变异-长度曲线分析4.1变异-长度曲线的定义及分析意义4.1.1定义4.1.2分析意义可获得成纱生产过程中的全貌可很容易从变异-长度曲线上直接比较两种不同纺纱工艺效果对分析纱线不匀的长、短片段之间的关系以及分析前后纺工序之间的关系更为合适。CV(L)为内不匀,内不匀值随L的增加而增高,开始时快,随后逐渐减慢,在1m以上时为稳定值,接近纱条总不匀CV(∞)CB(L)为外不匀,CB(L)随L的增加而减少,L→0时,CB(L)→CV(∞)4.2变异-长度曲线的理论基础4.3变异-长度曲线的应用4.3.1变异-长度曲线的应用含义当纤维平均长度等于30mm,纱条片段长度L远大于纤维平均长度时,在L从1m到10m的范围内,理想纱线极限不匀率是一根倾角为26.5°的直线。实测的纱线变异-长度曲线某处与理想纱条变异-长度曲线偏离较大,说明实测的纱线不匀率偏高。实际测试纱条的变异-长度曲线倾角越小,说明所测纱条的长片段不匀越大。4.3.2变异-长度曲线的应用通常在变异-长度曲线上标出纺纱各工序所需要的起始长度Lc,Lc可用经验公式求得:求出Lc后,再根据各工序到细纱的牵伸倍数,计算出该工序的不匀反映在细纱上的切割长度Li。
其中:—纤维平均长度;K—由加工纤维品种所决定的经验常数。(加工棉纤维,K值取1.18;加工毛纤维,K值取1.27;加工等长化纤,K值取1。)例11:某厂生产14.5tex普梳棉纱,纺出的细纱均匀度较差,其变异长度曲线如图所示,试确定造成细纱均匀度较差原因主要在哪个工序?(纤维平均长度为27mm,各工序的牵伸倍数为:梳棉95倍,头并7.5倍,二并8.5倍;粗纱10倍,细纱30倍。例12:如图所示,图中为两种细度为20tex的纯棉普梳纱的变异-长度曲线,a为前纺半制品质量较好的一种细纱;b为粗纱质量较差的一种细纱。例13:图3-30为经技术改进前后的开清棉棉卷纺成的40tex普梳纱的变异-长度曲线,从图中可以清楚的看出,用改进后的开清棉棉卷纺出的细纱质量明显优于用改进前的开清棉棉卷纺出的细纱质量。例14:图3-31为某厂纺出三种不同特数普梳纯棉纱的变异-长度曲线,其中a纱为20tex,b纱为26tex,c纱为18tex。由图中可以清楚地看出,c种纱的条干和内在质量优于其他两种纱线。THEEND,THANKS!
第三章提高成纱粗细均匀度
第一节牵伸过程对纱条粗细不匀的影响1罗拉牵伸波对纱条粗细不匀的影响对纱条不匀波的波形进行分析可看出,纱条截面变化状态,不是完全随机发生的过程。实际上纱条截面不匀的变化包含有一系列周期性差异的成份,即粗节和细节总是周期性间隔排列的。这些周期性的波长与波幅都是由于纤维在牵伸过程中,受到一些干扰因素影响而产生的。(1)牵伸波形成的机理牵伸波的形成机理在牵伸过程中,当部分纤维被过早牵引向前时,其所在短片段须条上纤维间将产生较大摩擦力,该摩擦力将使后一段须条上的浮游纤维提前变速,从而向前段须条凝聚,致使须条上形成一个粗节;由于后段须条中的浮游纤维提前变速,使后段须条纤维数量减少,形成细节。而当须条出现细节时,由于纤维根数的减少,纤维间的摩擦力降低,引导力减小,从而使下一段须条中的浮游纤维变速点延迟,故在细节后又产生一个粗节。这种现象重复循环的结果,造成了纱条上准周期性的粗细节分布,这就是牵伸波形成的机理。牵伸波是一个波长和波幅不断变化的准周期波。(2)影响牵伸波的因素喂入须条中捻回分布的变化;在保证细纱后区正常牵伸的条件下,适当增加粗纱捻系数喂入须条中纤维的状态(如缠结、弯曲和排列形态等);须条中纤维的伸直平行度差时,就可能形成牵伸波纱条中纤维长度分布差异;纱条中结杂含量等。(3)降低牵伸波不匀率的方法加强对牵伸区中运动纤维的有效控制,在牵伸区中加装控制元件。如,加装胶圈、轻质辊、控制导管等2牵伸后潜在不匀(隐波)对纱条不匀的影响潜在不匀定义形成潜在不匀最明显的例子,是由罗拉扭振、罗拉沟槽和牵伸齿轮安装间隙较大所引起的纤维头端短片段周期性排列。潜在性不匀用纱条截面均匀化程度R/r比值表示。假定纱条中纤维的长度分布符合常态分布,则实际纱条截面趋向均匀化程度比值的表达式为:当纱条中纤维平均长度等于或大于纤维头端排列周期波波长时,潜在不匀只以一小部分出现为纱条的截面重量不匀,在此范围内,R/r值不超过20%。但当具有潜在不匀的纱条经过下道工序的高倍牵伸后,如不考虑纤维浮游运动的影响,则纤维头端排列的周期波长λ值将以相同于牵伸倍数的比例增加,此时由于L/λ减小,会使R/r值增大。说明经过牵伸后潜在不匀将愈来愈显著地反映到纱条的实际不匀上来。潜在不匀的明显化问题在用长纤维纺纱时更应加以重视。3并合、牵伸对纱条不匀的影响3.1并合对纱条的改善原理
式中:C—并合后纤维条的不匀率;C0—并合前各根喂入纤维条的不匀率;n—并合的纤维条根数;r—相关系数。当0≤r≤1时,为正相关,即纤维条的粗段与粗段相遇,细段与细段相遇。当0>r≥-1时,为负相关,纤维条的粗段与细段相遇。当r=0时,为不相关,表示纤维条的粗细段是随机相遇。此时,上式可用下式表示:3.1并合对纱条的改善原理n↑,粗细不匀率↓n较小时,随着n↑,粗细不匀率降低幅度大n较大时,随着n↑,粗细不匀率降低幅度小当n增大到一定程度时,纱条粗细不匀率改善不显著。3.2并合数、牵伸倍数与纱条不匀的关系3.2.1并合数、牵伸倍数与纱条短片段不匀的关系输出纱条的牵伸附加不匀率和牵伸倍数之间的关系式近似线性关系:牵伸附加不匀与并合数n在并合数不大时的关系:CVE—输出纱条的牵伸附加不匀率(%);E—牵伸倍数;n—并合根数。在采用条子并合时,并合根数一般采用6或8根,牵伸倍数采用8倍左右,且采用两道并合与牵伸。图5-4双根喂入时牵伸倍数与条干的关系(5-7)(5-6)3.2.2牵伸倍数、并合数与纱条长片段不匀的关系牵伸机构对纱条产生的长片段不匀率附加值用下式(5-8)表示:而牵伸后纱条的总不匀率可用式(5-9)表示:(5-8)(5-9)式中:CBD(L)—牵伸机构对纱条片段长度L所产生的纱条长片段不匀率附加值;E—牵伸装置的牵伸倍数;N—喂入牵伸装置的纱条公制支数;K—经验常数(棉纺工程中K的取值范围:并条机4.8,粗纱机10.5,细纱机42).牵伸机构对纱条长片段不匀率的影响,主要取决于喂入牵伸装置的纱条的公制支数,而与牵伸倍数的关系不大。CB(L)—牵伸后纱条长片段总不匀率;CB0(L)—喂入纱条原有长片段不匀率。3.2.3牵伸与并合方式对纱条长片段不匀的影响CB1(L)为先并合后牵伸输出纱条的长片段不匀率;CB2(L)为先牵伸后并合输出纱条的长片段不匀率。采用先牵伸后并合的方式,对纱条的长、短片段不匀率的降低均有利。因为此时牵伸装置所控制的纱条截面内纤维数量较少,能更有效的控制纤维运动。4纺纱机械中的机件缺陷对纱条条干的影响4.1罗拉钳口(握持点)移动4.1.1罗拉偏心产生的附加不匀率值(5-13)式中:E—牵伸倍数;S—上罗拉偏心值的2倍;D1—上罗拉直径(mm);D2—下罗拉直径(mm)。当上下罗拉直径相同时,可用式(5-14)表示:(5-14)上罗拉偏心对纱条产生附加不匀率的数值△CV:4.1.1罗拉偏心产生的附加不匀率值(5-15)下罗拉偏心对纱条附加不匀率的△CV数值,可用式(5-15)计算:当上下罗拉直径相等时,可用式(5-16)表示:(5-16)要重视罗拉偏心,特别是下罗拉的偏心4.1.2胶辊包覆材料的弹性差异造成罗拉钳口的前后移动采用硬度较低的软胶辊,对条干有利,但太软变形太大,也会产生附加不匀。一般认为纯棉纱宜采用较软的胶辊,化纤纱宜采用较硬的胶辊。4.1.3其他因素造成罗拉钳口的前后移动罗拉截面呈椭圆形、胶辊轴芯与外壳配合不当、罗拉加压设计或安装不当时胶辊回转时前后移动,胶圈包覆材料的弹性与硬度差异和胶辊弯曲等。4.1罗拉钳口(握持点)移动4.2下罗拉表面速度不匀造成下罗拉表面速度不匀的主要原因有下列几种情况:4.2.1罗拉振动
产生原因:(1)罗拉抗扭刚度下降或未达到设计要求(2)牵伸力突增或太大(3)摩擦阻力矩增大摩擦阻力矩增大的主要原因有加压过重,使用的滑动轴承、轴衬摩擦系数偏大,轴承缺油损坏,罗拉轴头有飞花、杂物阻塞,罗拉轴头齿轮啮合过紧或牵伸齿轮与其他机件相摩擦等,使摩擦阻力矩增大而诱发罗拉扭振。(4)细纱机的中罗拉扭振4.2.2下罗拉弯曲在平装罗拉时,由于平装精度不到位、加压过重或罗拉材质较差等,均会导致下罗拉弯曲。4.2.3车头传动齿轮的偏心、磨灭、啮合不良车头传动罗拉的齿轮小轴与轴承间磨灭过多、齿轮磨灭过多及啮合不良、齿轮偏心等,均会导致下罗拉表面速度不匀。齿轮偏心使输出纱条增加的不匀△CV值可用式(5-17)计算:4.2下罗拉表面速度不匀式中:S0—偏心齿轮偏心距的2倍;d—偏心齿轮的分度圆直径(mm)。(5-17)4.3其他因素对纱条均匀度的影响采用双胶圈牵伸的胶圈回转不灵活胶圈老化造成的柔软度和弹性不足;胶圈厚薄不匀造成的伸长不匀和抗弯刚度不一致;胶圈压力不足或有飞花附入造成的胶圈回转阻力加大等。胶辊压力不足、有飞花附入或缺油等造成的胶辊回转阻力加大等第二节提高纱条条干均匀度
1合理选配纺纱原料1.1纺纱原料性能对成纱条干的影响1.1.1纤维细度对成纱条干的影响如取纱条截面中的纤维平均根数为n,则由于成纱各个截面内纤维根数分布不匀造成的成纱截面不匀的变异系数为:式中:Cn——纱条截面不匀变异系数;n——纱条截面中的平均纤维根数;Nm——纱条公制支数;Nmc——纤维公制支数。纤维越细,成纱截面内平均纤维根数越多,成纱截面不匀率值越小。1.1.1纤维细度对成纱条干的影响如计入纱条截面中各根纤维间的细度不匀和纱条中某根纤维在长度方向各截面的细度不匀因素,则纱条截面不匀变异系数为:式中:Ca—纱条截面积不匀的变异系数;
Cc—单纤维截面积不匀的变异系数;
n—纱条截面中的平均纤维根数。纱条截面不匀完全取决于纱条各截面间纤维根数差异和单纤维截面积的不匀。目前,国际上对于衡量纤维长度整齐度的标准主要采用HVI(高能量测试仪)模式,其表达式为:1.1.2纤维长度及长度整齐度对成纱条干的影响
1.1.2纤维长度及长度整齐度对成纱条干的影响
(1)纤维长度整齐度对成纱条干均匀度的影响提高纤维长度整齐度,可以有效改善成纱条干均匀度,降低细节、粗节和棉结。(1)纤维长度整齐度对成纱条干均匀度的影响
化学纤维短纤维一般都用等长切割,等长纤维在牵伸过程中易引起纤维的成束同步变速,减少了纤维首尾端被分离的几率,对条干不利,但影响不大。化学纤维中的超长、倍长纤维是导致偶发性条干疵点的主要原因,还会造成橡皮纱,出硬头,危害极大,超长纤维和倍长纤维含量是化纤评等的主要指标,必须严格控制。棉纤维的短纤维掌控标准英国和瑞士等国家以低于平均长度的纤维视为短纤维。美国以12.7mm以下长度的纤维为短纤维。兹威格系统是以10mm以下长度的纤维为短纤维。我国对30mm以下长度的棉纤维,规定16mm以下为短纤维;对30mm以上长度的棉纤维,20mm以下的纤维为短纤维。(2)短纤维含量对成纱条干的影响
短纤维含有量与成纱条干的关系(2)短纤维含量对成纱条干的影响
减少纱条中短纤维含有量,是提高纱线条干的重要措施之一。一般我国棉纺厂是以16mm以下短纤维含有量情况来衡量细纱条干应控制的范围。对于中、细特纱,生条中16mm以下短绒含有量为14%为一档水平;生条中16mm以下短绒含有量为18%为二档水平;生条中16mm以下短绒含有量为21%为三档水平。一般二档比一档细纱条干CV值增加1%,三档又比二档细纱条干CV值增加1%。目前我国棉纺织厂对成纱中16mm以下短绒控制的一般水平范围:纺中特纱混合棉短绒含有率为13%~14%,经过清、梳工序增加到17%~18%;纺细特纱混合棉短绒含有率为9%~10%,经过清、梳工序增加到13%~14%。(2)短纤维含量对成纱条干的影响
1.1.3纤维强伸性对成纱条干的影响
单纤维强力低,易使纱线均匀度恶化。某些新型纤维具有很大的纤维断裂伸长率和良好的弹性,成纱条干不匀还受断裂伸长率的影响。可采取的措施在牵伸倍数较小的后区牵伸,适当增加牵伸倍数采用较大的后区中心距和较小的粗纱捻系数加大牵伸区罗拉压力并条工序中,必要时可增加一道并条原料方面要求纤维的断裂伸长率和弹性保持稳定,切忌混有超长纤维和倍长纤维,并控制混纺比率1.1.4纤维其他性质对成纱条干的影响原棉中紧棉结、杂质、破籽、带纤维籽屑、软籽表皮、僵片、化学纤维中的并丝、硬丝、胶块、未牵伸丝、硬板丝、柱头丝等可统称为各类疵点。原棉含杂高或化纤中疵点含量高均对条干不利,需严格控制。化学纤维中除了细度和长度整齐度与条干不匀率关系密切外,纤维的卷曲数和卷曲率、纤维的油剂和上油率、纤维表面的摩擦系数、纤维的比电阻和纤维的截面形态都对纤维可纺性和牵伸工艺具有很大的关系。1.2合理选配纺纱原料(1)提高混合原料中的纤维长度整齐度;(2)减少混合原料中的短纤维含量;(3)合理选择纤维细度并控制纤维线密度差异;(4)还要考虑单纤维强力、断裂伸长率、有害疵点含量等因素。2提高半制品质量2.1半制品质量对成纱条干均匀度的影响(1)半制品内纤维分离度对成纱条干均匀度的影响纤维分离度概念在罗拉牵伸中,若喂入纱条中的纤维没被完全分离,个别纤维成束存在,则在牵伸过程中,由于纤维束中的纤维间摩擦抱合力较大,易牵伸不开,造成纤维束在牵伸过程中整体变速,从而使输出纱条产生粗节和细节,造成输出纱条条干恶化。(1)半制品内纤维分离度对成纱条干均匀度的影响设n0为喂入纱条截面纤维根数;n1为正常输出的纱条截面纤维根数,E为机台的牵伸倍数。在正常情况下,则有:
如在某段喂入纱条中存在△n根同步变速纤维,则纱条上反映的非正常段情况为:n2—由△n根同步变速纤维反映在输出纱条上的非正常段的纤维根数。半制品纤维分离度越差、牵伸倍数E越大,成纱条干恶化的越严重。(2)半制品内纤维伸直度对成纱条干均匀度的影响纤维伸直度定义纤维实际长度L,纤维在纱条轴向投影长度L1,则纤维的伸直度系数η:要使未伸直纤维达到伸直,需施加的附加牵伸倍数为E1,则有:对于未伸直纤维,由于E1的存在,使得对未伸直纤维实际牵伸倍数小于对伸直纤维的牵伸倍数,从而产生牵伸区内纤维变速位置的差异,导致输出纱条条干恶化。(3)半制品内结杂对成纱条干均匀度的影响纤维结或杂质在牵伸区内变速时,由于和周围纤维的摩擦作用,会带动周围的纤维整体变速,从而使输出纱条产生粗节和细节,造成输出纱条条干恶化。(4)半制品内短纤维率对成纱条干均匀度的影响短纤维数量的增加将会造成纱线粗、细节增加,均匀度恶化。因此,对半制品尤其是筵棉中短纤维率的控制,有利于提高纱线的均匀度。2.2加强各工序控制,提高半制品质量(1)提高开清棉工序棉卷和棉流质量—开清棉工序①工艺原则多包抓取,精细抓棉,大容量混合,增加自由打击,减少握持打击,梳打结合,以梳为主。(1)提高开清棉工序棉卷和棉流质量——开清棉工序②合理选用开清棉的工艺流程加工中等含杂及以下原棉时,要贯彻“一抓、一开、一混、一清”的工艺流程。如:FA009往复式抓包机→FA125重物分离器→FA105AⅠ单轴流开棉机→FA029多仓混棉机→FA116精细清棉机→FA156除微尘机。加工化纤时,采用“一抓、一混、一开”的工艺流程。③合理选定开松除杂单机的打手形式从对原料开松与损伤角度看:刀片打手>锯齿打手>梳针打手。从去除较大杂质角度看:刀片打手>锯齿打手>梳针打手。梳针打手去除细小杂质能力较强。要根据原料和纺纱品种,合理确定打手形式。④合理制定开松除杂单机的工艺a)实现抓棉机的精细抓取合理调整抓包机的小车运行速度、抓棉小车每次下降高度、打手刀片伸出肋条距离和抓棉打手速度。b)开棉机的工艺调整要本着薄喂和柔和开松的原则21.1加工不同的原料和在不同的产量下,应根据实际需要确定不同的打手速度。FA106(2)加强对纤维的梳理作用,减少生条短纤维含量
——梳理工序梳理工序是整个纺纱过程的心脏工序梳理工序在保证除杂的前提下,重点工作应放在提高纤维分离度和减少纤维损伤及减少纤维结生成。特别是减少纤维损伤对改善成纱条干均匀度更为重要。提高成纱条干均匀度,梳理工序重点做好的工作:①减少梳理机喂棉箱的纤维损伤和棉结增加量上喂棉箱给棉罗拉速度应根据产量设定;原料采用顺向喂入;尽量减小开松辊速度,以减少棉结的产生。②采用优质梳理针布,优化工艺速度(2)加强对纤维的梳理作用,减少生条短纤维含量
——梳理工序对于短绒与棉结的控制,应采取以下措施:(a)根据加工纤维的性能和针布规格优化工艺速度使用针布的规格和梳理速度密切相关,如一般锡林速度增加或纤维和金属摩擦系数小的,针布工作角应减小。(b)适当降低刺辊速度或适当增加刺辊针布工作角加工棉纤维,刺辊速度应控制在900r/min及以内;加工棉型化纤,刺辊速度应控制在750r/min及以内;加工中长化纤,刺辊速度应控制在600r/min及以内.(2)加强对纤维的梳理作用,减少生条短纤维含量
——梳理工序(c)调整好起到辅助梳理机件的隔距刺辊分梳板:根据纺纱品种进行调节,入口隔距大出口隔距小。前后固定盖板:后固定盖板隔距应偏大掌握;前固定盖板隔距应偏小掌握。对于短绒与棉结的控制,应采取以下措施:(3)提高并合后纤维条内纤维的伸直平行度
——并条工序着重改善纤维的平行伸直度,减少弯钩纤维在并合中形成纤维结的机会,并选用适宜的牵伸工艺,降低牵伸波,消灭机械波,提高条子的条干均匀度。末并输出的纤维条内纤维伸直度愈高,纺出细纱的条干CV值愈低。并条工序的牵伸倍数配置采用顺牵伸工艺(头道牵伸倍数小,二道牵伸倍数大)有利于纤维的伸直。头并后区采用较大的牵伸倍数,二并后区采用较小的牵伸倍数,有利于纤维的伸直。(3)提高并合后纤维条内纤维的伸直平行度
——并条工序头并后区采用较大的牵伸倍数,二并后区采用较小的牵伸倍数,有助于纤维伸直的原因:头并后区采用较大的牵伸倍数有利于纤维的定向度。(头并前区的牵伸倍数不易过大,防止条干均匀度恶化。)二并后区采用较小的牵伸倍数,是为了增大前区牵伸倍数,有利于后弯钩纤维的伸直。(3)提高并合后纤维条内纤维的伸直平行度
——并条工序喂入并合机台的条子内纤维伸直与定向度越差,采用的后区牵伸倍数就越大。短且含短纤维多的梳理后纤维条子,头并牵伸倍数应小于并合数。(4)合理制定粗纱牵伸工艺①降低粗纱的条干CV值,减少和消除粗纱机械波粗纱条干均匀度与细纱条干均匀度有较为密切的关系要降低细纱条干CV值,不仅要降低粗纱条干CV值,而且要减少和消除粗纱的机械波。②合理确定粗纱牵伸工艺合理配置总牵伸倍数与牵伸分配总牵伸倍数由细纱号数、喂入条子定量和粗、细纱的牵伸能力来决定的。牵伸倍数分配根据牵伸型式、总牵伸倍数、参考定量及所纺品种而定。优选牵伸型式与优化牵伸工艺参数优选好前区自由区长度和胶圈钳口隔距(4)合理制定粗纱牵伸工艺3合理配置细纱牵伸工艺及优选牵伸元部件3.1合理配置细纱牵伸工艺(1)合理确定罗拉握持距合理确定罗拉握持距,即合理确定牵伸力与握持力的关系,保证牵伸力的最大值略小于握持力,是提高细纱条干均匀度的关键。罗拉握持距的确定原则是在不损伤纤维并能保持牵伸力与握持力相平衡的条件下,偏小掌握为宜。当原料和牵伸机构一定时,罗拉握持距与牵伸附加不匀率间存在近似直线关系,其关系可用下式表示:(1)合理确定罗拉握持距①前罗拉握持距的确定浮游区长度的选定要根据所加工的纤维长度及长度整齐度合理选用。纺纯棉纱或加工纤维长度整齐度较差的纤维时,在前罗拉握持力能够适应牵伸力的基础上,应尽量减少前中罗拉的中心距。一般加工化纤或纤维长度整齐度较好的纤维,应适当加大浮游区长度,使牵伸力与握持力相适应。②中后区罗拉握持距的确定通常比纤维的品质长度大5~10mm,当粗纱捻系数偏大、后区牵伸倍数偏小、后罗拉加压偏轻及粗纱定量偏重时,中后罗拉握持距应偏大考虑。(2)胶圈钳口隔距胶圈作用控制浮游纤维运动使纤维能顺利通过胶圈钳口隔距主要根据纺纱特数、纤维长度和长度整齐度调节纺纱特数大,胶圈钳口隔距应加大纤维长度长和长度整齐度好时,一般浮游区长度适当偏大掌握,同时适当减小胶圈钳口隔距(3)合理配置细纱机总牵伸倍数与后区牵伸倍数①总牵伸倍数主要取决于纺纱特数、纺纱质量要求、牵伸机构的牵伸能力、纺纱原料和粗纱质量等。“重定量,大牵伸”工艺对改善条干有利②后区牵伸倍数细纱机牵伸分配与细纱条干不匀率关系,可用式(5-24)表示:若(L1-L2)(E-E1)=0,则,a1=aE,这样使牵伸后纱条的不匀率不恶化当E1→E时,可使纱条获得较小的不匀率→单区牵伸或缩小后区牵伸倍数能降低纱条不匀率。当L1→L2时,也可使纱条获得较小的不匀率→要求粗纱条中纤维整齐度好、短纤维率低、纤维伸直度高;等长纤维时,细纱后牵伸区可适当大一些。(5-24)细纱后牵伸区牵伸倍数有两类工艺选择:第一类牵伸工艺保持后区较小的牵伸倍数(1.02~1.15),主要是提高前区牵伸倍数配合“三大一小”工艺(大的后区罗拉握持距,大的中、后罗拉加压,大的粗纱捻系数,小的后区牵伸倍数),能保证纱条以良好的状态喂入细纱前牵伸区,后区恶化条干极小,被广泛应用。第二类牵伸工艺采用较大的后区牵伸倍数(1.25~1.50),目的是提高总牵伸能力在喂入纱条纤维整齐度好、条干均匀、结构均匀时可采用②后区牵伸倍数表5-12为罗拉中心距42.8mm×50.8mm,纺T/C13tex细纱后牵伸区牵伸倍数对成纱条干的影响。②后区牵伸倍数(4)合理利用粗纱捻回粗纱捻回的作用粗纱适当的捻回可降低粗纱细节段弱环在细纱牵伸中产生长细节的可能性。可以弥补胶圈内凹而产生对纱条的失控,防止牵伸纱条弱环在胶圈内凹失控处分裂而造成细节。较大的粗纱捻系数,可使粗纱经后区牵伸后,保留一部分捻回进入前牵伸区,从而更有效地控制纤维运动。适当提高粗纱捻系数,有利于粗纱机粗纱伸长率的控制与退绕时意外牵伸。但当粗纱捻回过多,牵伸倍数过大时,牵伸纱条会发生捻回重分布现象,影响纱条条干。细纱后牵伸区采用第一类牵伸工艺时,可适当增加粗纱捻系数。细纱后牵伸区采用第二类牵伸工艺时,要采用较小的粗纱捻系数和较紧隔距,避免捻回重分布引起的引导力增加和控制力下降而导致的浮游纤维提前变速、恶化条干的问题。(4)合理利用粗纱捻回(5)合理确定罗拉加压提高输出罗拉钳口的握持力的作用:防止纱条在罗拉钳口处滑溜;可相应的增加作用于须条的牵伸力,对改善成纱条干与纤维伸直平行度均有利。提高喂入罗拉钳口握持力的作用:可防止对纱条握持的失效,也能改善成纱不匀率。罗拉加压过大的不足:传动罗拉机件的负荷大、能耗大、机件易损坏;可能造成罗拉或胶辊变形,恶化条干。3.2细纱牵伸元部件质量对成纱条干的影响3.2.1胶辊质量对成纱条干的影响(1)对胶辊的质量要求
圆整度好,包覆物分子结构均匀,偏心、弯曲符合工艺要求具备适当的硬度与优良的弹性,弹性恢复性能好,不易变形
耐老化、耐油、不沾色、使用寿命长
胶辊表面摩擦性能符合工艺要求具有一定的吸放湿性能及抗静电性、不易粘缠纤维回转灵活,动态平衡好,应配置优质滚动轴承胶辊直径符合工艺要求,同台、同列、同档胶辊直径一致(2)胶辊硬度对成纱条干均匀度的影响软胶辊纺纱明显地改善条干均匀度,提高成纱质量,原因是:能够显著地增强罗拉钳口对须条的握持能力;吸振能力强,使钳口动态握持力保持相对稳定;与罗拉组成的钳口线相对比较宽,使钳口线向两端延伸,造成既前冲又后移,有利于改善条干均匀度;对须条的边缘纤维控制能力强,有利于减少纤维的散失,减少飞花,也有利于条干均匀度的提高;可适当减轻加压,有利于延长轴承、罗拉的使用寿命,降低纺纱成本。。对于胶辊的硬度的使用,要视胶辊所在牵伸区的位置和纺纱品种综合考虑。后胶辊硬度=中胶辊硬度>前胶辊硬度化纤纯纺(化纤与天然纤维混纺)胶辊硬度>天然纤维纯纺胶辊硬度(2)胶辊硬度对成纱条干均匀度的影响3.2.2胶圈质量对成纱条干均匀度的影响①上下胶圈厚度配置“上圈薄,下圈厚”②胶圈的弹性和硬度配置弹性:上圈高,下圈低,外层高,内层低硬度:上圈软,下圈硬,外层软,内层硬③胶圈内径与宽度的选择内径:上圈略松,下圈略紧胶圈内径≈0.637×(D+L)mm宽度:一般比胶圈架窄0.75mm~1.00mm为好3.3采用先进的细纱牵伸形式当前国际纺机先进水平的棉纺环锭细纱机牵伸装置型号是:德国的SKF型牵伸、INA-V型牵伸、苏逊HP型牵伸和瑞士立达的R2P型牵伸。四种先进牵伸装置的前牵伸区工艺采取:重加压、小隔距,主要体现:“三小”工艺(小浮游区长度、小胶圈钳口隔距、小罗拉中心距)V形牵伸装置纱条在后罗拉上形成较大的包围弧,须条逐步收狭集束,形如V形而得名;有较长的钳口握持距和较短的非控制区长度,加强了对纤维运动控制;对纤维长短不匀适应性好,减少了位移牵伸产生的牵伸波;综合利用了曲线牵伸和粗纱捻回对纤维的控制能力,使后牵伸区的牵伸倍数可适当提高,从而加大了细纱机的总牵伸能力。4车间温湿度对条干均匀度的影响4.1温度和相对湿度对纤维性能和条干均匀度的影响(1)温度和相对湿度与纤维回潮率的关系(2)温度和相对湿度与纤维强力的关系(3)温度和相对湿度与纤维伸长率的关系(4)温度和相对湿度与纤维柔软性的关系(5)温度和相对湿度与纤维导电性的关系(6)温度和相对湿度与条干不匀的关系(1)温度和相对湿度与纤维回潮率的关系在相对湿度一定时,车间温度越高,纤维或纱线的回潮率越低。在温度一定时,相对湿度越大,纤维的回潮率就越大。车间温度高时(夏季),相对湿度可偏高掌握;车间温度低时(冬季),相对湿度可偏低掌握;(2)温度和相对湿度与纤维强力的关系相对湿度对纤维强力的影响对棉、麻纤维来说,纤维吸湿后,水分子进入,有利于大分子沿拉伸力方向重新排列,增进了纤维的整列度,因此强力增加。棉、麻和蚕丝以外的其他各种纤维则完全相反,相对湿度增大,纤维强力降低;因为水分子进入纤维内部减弱了长链分子的作用力,促使分子间起滑移作用。温度对纤维强力的影响一般来说,温度高时,纤维分子的动能增大,分子间的吸引力减弱,强力下降。相对湿度对纤维伸长率的影响
纤维吸湿后,由于分子间的距离增大,在外力作用下,极易产生相对位移,因此相对湿度的增加使纤维的伸长随之增加。温度对纤维伸长率的影响温度对常见纤维伸长率的影响较小(3)温度和相对湿度与纤维伸长率的关系(4)温度和相对湿度与纤维柔软性的关系温度对纤维柔软性的影响温度高时,纤维的柔软性增大对于棉纤维,一般温度在20~27℃时,棉蜡软化而不粘,有利于牵伸过程的正常进行,对条干有利。对于合成纤维,温度过高易粘罗拉、胶辊;而温度过低,柔软性降低,对条干不利。相对湿度对纤维柔软性的影响增大相对湿度时,纤维柔软性大为改善,对牵伸过程和条干均匀度有利。(5)温度和相对湿度与纤维导电性的关系温度对纤维导电性的影响纤维的导电性随着温度增高而增强温度过低,易发生静电现象而绕罗拉、胶辊对于合成纤维,温度过高,抗静电油剂易挥发发粘,故夏天纺合成纤维的车间温度比纺纯棉为低。相对湿度对纤维导电性的影响相对湿度增大,纤维的导电性能增大,可减少静电但相对湿度又不宜过高,否则会造成绕罗拉、胶辊,对条干均匀度不利温度对条干不匀的影响温度高,纤维柔软、静电现象少,但温度过高对纤维性能及丁腈橡胶又有影响。相对湿度对条干不匀的影响回潮率较高时,棉块不易开松,除杂效率降低;回潮率较低时,纤维易打碎和损伤,短绒增多。回潮率较高时,梳理机分梳除杂效率低,棉网易下垂,生条均匀度差;回潮率较低时,棉网两边易出现破洞等问题,严重时会产生静电而绕花,恶化生条条干。回潮率较高时,棉条和粗纱在牵伸时纤维易伸直平行,减少静电现象和飞花,条干不匀可获得改善;但棉条和粗纱回潮率太高,易产生绕胶辊、绕胶圈、绕罗拉现象,也易发生”干扰”等现象,进而恶化条干。(6)温度和相对湿度与条干不匀的关系温度和相对湿度的控制除满足各车间工艺要求及保证半制品一定的回潮率要求外,在生产过程中温度和相对湿度条件的变化,还会导致牵伸力的变化。纺纱“出硬头”定义成因4.2温度和相对湿度与牵伸力的关系4.2温度和湿度与牵伸力的关系(1)在相对湿度一定的条件下,温度升高,牵伸力降低,如下图所示。图1各种温度条件下牵伸力的曲线图(相对湿度65%)图2各种温度条件下所对应的相对湿度对牵伸力的影响4.2温度和湿度与牵伸力的关系(2)在温度一定时,相对湿度增加,牵伸力减少。图3各种相对湿度条件下所对应的相对温度对牵伸力的影响4.2温度和湿度与牵伸力的关系(3)不同温度条件下,相对湿度在34%~76%的范围内,相对湿度增加,牵伸力降低;在30℃和40℃时,相对湿度增加,牵伸力降低的比例变缓。相对湿度很高时,纤维间粘性大,相互间表面摩擦也大,牵伸力反而增加,见右图。(4)不同相对湿度条件下,温度上升牵伸力降低,但温度越高牵伸力减小比例有变缓的倾向,见右图。图2各种温度条件下所对应的相对湿度对牵伸力的影响4.3.1纺纱生产对温度和相对湿度的控制要求清花车间的相对湿度要求低一点,以利开松、除杂、改善棉卷结构,提高棉卷均匀度。梳棉车间的相对湿度可与清花车间接近或稍低,以使棉卷呈放湿状态,保持纤维内湿外干。并粗车间相对湿度可比清、梳车间高些,熟条和粗纱的回潮率一般比生条高0.3%~0.5%。细纱车间的相对湿度低些,减少“三绕”现象,有利于减少细纱断头、纱疵,改善条干不匀。4.3纺纱生产对温度和相对湿度的控制要求4.3.2纺纱车间温度和相对湿度的控制范围纺纯棉时,各车间半制品细纱回潮率控制范围及温度和相对湿度控制标准可参考表1、表2.4.3纺纱生产对温度和相对湿度的控制要求原棉棉卷生条熟条粗纱细纱8%~9%7.5%~8.5%6%~7%6.5%~7%6.8%~7.2%6%~6.5%表1棉纺各车间半制品及成品回潮率控制范围车间冬季夏季温度(℃)相对湿度(%)温度(℃)相对湿度(%)清棉20~2250~6031~3355~60梳棉22~2550~6031~3350~60精梳22~2460~6528~3060~65并粗22~2460~6530~3260~65细纱24~2750~5531~3355~60表2棉纺各车间温度和相对湿度控制范围4.3.2纺纱车间温度和相对湿度的控制范围化纤纺纱各车间的吸放湿规律与涤棉混纺各车间温湿度控制范围参见表3、表4.纤维种类清棉梳棉并粗细纱粘胶纤维吸湿放湿吸湿放湿合成纤维吸湿放湿放湿放湿棉纤维放湿放湿吸湿放湿表3化纤及棉纤维纺纱各车间吸放湿规律4.3.2纺纱车间温度和相对湿度的控制范围车间冬季夏季温度(℃)相对湿度(%)温度(℃)相对湿度(%)清棉20~2260~6528~3060~65梳棉21~2355~6028~3055~60并条、粗纱、精梳21~2355~6028~3055~60细纱23~2550~5530~3250~55表4涤棉混纺各车间温度和相对湿度控制范围第三节降低纱线重量不匀率和重量偏差纱线重量不匀率各工序测试的纱条长度细纱的重量不匀引起的纱线降等主要分野重量不匀降等指细纱一组试样中,有1、2个或数个特轻或特重的管纱,去掉这几个管纱,重量不匀率正常。突发性强,持续时间短,降等严重,由上等将为二等,甚至直接将为等外品,常发于末道并条、粗纱和细纱工序。普遍不匀降等指细纱重量试验数据中无野重量,但大多数重量都不同程度偏离标准,综合影响的结果是造成重量不匀降等。影响周期长,影响因素较隐蔽,需大量试验分析才能弄清原因,降等表现为由上等降为一等品。概述重量偏差(百米重量偏差)重量不匀率与重量偏差的关系重量偏差控制不当会使重量不匀率增大,反之,重量不匀率大时,重量偏差的控制就较困难。重量不匀率和重量偏差的重要性1控制棉卷的重量不匀率和重量偏差(1)降低纤维原料的性能差异原棉需要在分级室存放一段时间,降低原料中各成分的回潮率差异;回卷混入量不宜过多,否则会导致棉卷重量不匀率的进一步恶化。(2)提高纤维的开松度和开松均匀度若原料无法得到良好的开松,纤维卷中纤维块与纤维束分布不匀,则会因纤维块与纤维束的密度差异导致制成的清棉棉卷在长度方向上产生差异。(3)控制储棉箱内储棉高度和密度棉箱的储棉量高度一般控制在棉箱总储棉高度的2/3~3/5之间,减少储棉高度的波动,保持储棉密度的稳定。加工化纤要比技工棉时的换仓压力偏大掌握;若FA028多仓混棉机为10仓,不出现空仓的光电管高低位置应在棉仓储棉高度的1.25m处,但实际高度要略高一点。(4)
确保天平装置动作正确灵敏清棉机的天平调节装置,是对出棉量进行积极控制的均匀机构;天平调节装置作用的好坏,直接影响棉卷的均匀度和正卷率,因此务必保证它能正常工作,且动作正确灵敏;应根据棉卷的轻重、原棉和温湿度等变化进行正确的调节。1控制棉卷的重量不匀率和重量偏差(5)采用自调匀整装置在国产A076型、F1071型、FA104型成卷机上可采用FLT-200型微电脑清棉变频自调匀整仪,取消锥轮等一系列机械零件,保留天平罗拉及天平杠杆等部件。1控制棉卷的重量不匀率和重量偏差(6)保证各单机的定量供应所有机台的出棉量必须与制成棉卷重量保持一定的关系,一般使喂入量略大于输出量。(7)控制好纤维卷的伸长率首先要保证上包原棉回潮率相近,控制好抓棉小车下降动程,以便既能保证机台供应,又能取得较小的抓取棉块;其次要求自停装置安装良好,棉卷罗拉直径磨灭程度及棉卷压钩加压等要一致。1控制棉卷的重量不匀率和重量偏差(8)减少车间温湿度的波动(9)其他措施控制清棉机上尘笼集棉比在2/3~3/5范围内,防止粘卷,改善棉卷的横向不匀;加强挡车工操作水平,避免因操作不当引起棉卷的重量不匀和重量偏差。1控制棉卷的重量不匀率和重量偏差2控制生条的重量不匀率降低生条的重量不匀率<4%生条的重量不匀率分为内不匀率和外不匀率2.1控制好生条重量的外不匀率2.1.1控制好梳棉机台间落棉率差异<0.5%减少梳棉机落棉差异是改善生条外不匀率的主要因素2.1.2梳棉机采用开环或混合环自调匀整装置梳棉机采用自调匀整装置是改善生条重量不匀率的根本保证,特别是改善生条重量的外不匀率相当显著。2.2控制好生条重量的内不匀率生条重量内不匀率的影响因素棉卷均匀度、梳棉机机械状态和挡车工操作等。降低生条内不匀率的措施严格操作规程控制好车间的温湿度尽量减少抄针次数合理配置压辊处的张力牵伸3控制好熟条重量不匀和重量偏差3.1控制熟条重量不匀率3.1.1确保机台牵伸机构工作状态良好加强对牵伸机构的维护与管理,如确保加压装置加压的稳定性和加压量的一致性,及时做好清洁工作,保证胶辊回转的灵活性等。3.1.2采用轻重条搭配如果两眼同样以轻条、重条和轻重适中的棉条相互搭配(即轻重条搭配法)喂入,则两眼输出棉条间的重量差异可达到较小程度,使外不匀率得到显著改善。熟条的重量偏差控制包括单机台各眼间的重量偏差控制(有利于降低细纱重量不匀率和重量偏差)同一品种全部机台的重量偏差控制(有利于降低细纱重量偏差)以细纱重量偏差的波动范围为±2
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