《牵伸与并合》PPT课件.ppt
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1、第七章 牵伸与并合,重点与难点:1.牵伸的实质,摩擦力界、控制力、引导力、牵伸力、握持力的概念;2.实施牵伸的条件;3.摩擦力界的形成、影响因素、布置的原则与要求;4.牵伸装置的类型、特点。,第一节 牵伸基本原理,须条变细方法:纤维层的横向分割和须条抽长拉细(牵伸)。牵伸方式有:气流牵伸和罗拉牵伸。牵伸主要发生在并条、粗纱、细纱等工序。,一、牵伸的实质实质:纤维在纱条轴向产生相对位移,使其分布在更长的片段上。表面现象:将须条抽长拉细。牵伸目的:(1)抽长拉细纱条(提高支数,减少定量);(2)提高纤维平行伸直度。,二、实现罗拉牵伸的基本条件1、须条上必须有积极握持的两个钳口(加压);2、两个钳口
2、之间应保持一定距离(隔距),此距离必须与须条内的纤维长度相适宜;3、两个钳口要有相对运动(速度差),且输出钳口的表面速度要大于喂入钳口的表面速度。,三、牵伸倍数,纤维集合体被抽长拉细的程度(被牵伸的程度)用牵伸倍数E表示。在实际罗拉牵伸过程中,又有实际牵伸倍数和机械牵伸倍数之分,其比值称为牵伸效率。,1、机械牵伸:根据机械传动计算的牵伸。E V2/V1V2前罗拉表面线速度,V1后罗拉表面线速度。2、实际牵伸:纱条喂入线密度与输出线密度的比值。D H1(喂入纱条号数)/H2(输出纱条号数)G1(喂入定量)/G2(输出定量),四、牵伸效率理想状态:钳口与须条间无滑溜,牵伸过程纤维无损耗,D=E。牵
3、伸效率:实际牵伸值与机械牵值之比的百分率。在实际牵伸过程中,纤维散失,罗拉打滑,须条的回弹收缩及捻缩等 实际牵伸机械牵伸 通常,牵伸效率1,即E实E机。为了控制纺出须条的定量,降低须条的重量不匀率,必须根据实际情况调整机械牵伸倍数:,五、总牵伸和部分牵伸,总牵伸倍数E:最前与最后罗拉间的牵伸倍数。部分牵伸倍数e:相邻两对罗拉间的牵伸倍数。例:V3V2 V1 e1=V2/V1;e2=V3/V2;则,总牵伸倍数等于各部分牵伸倍数之积。,牵伸分配:根据工艺要求按总牵伸倍数来分配部分牵伸倍数的大小,一般前区牵伸大,后区牵伸小。,第二节 摩擦力界,一、摩擦力界的形成(一)摩擦力界概述简单的牵伸区是由二对
4、罗拉组成的。罗拉与皮辊形成积极的钳口。其间纤维受到垂直的压力,且有相对运动的趋势。便在纤维与机件,纤维与纤维间产生了摩擦力。纤维相对滑移时总阻力 T0=T+Cg式中:T纤维间摩擦力T=P,纤维间摩擦系数,P纤维间挤压力。Cg纤维间的抱合力(cohesion),与纤维的伸直度、表面性质等有关。,1概念:牵伸过程中纤维与纤维之间、纤维与牵伸部件之间摩擦力作用的空间称为摩擦力界。纤维间摩擦力所产生的摩擦力界称内摩擦力界。纤维与机件间摩擦力所产生的摩擦力界称外摩擦力界。摩擦力界是一个空间力场,可以用F=Q(X,Y,Z)表示。2摩擦力界强度:摩擦力界中在某点作用于纤维单位长度上的平均摩擦力叫做摩擦力界强
5、度。,摩擦力界,3.摩擦力界分布,由于各点强度不同,形成一个分布称为摩擦力界强度分布,简称摩擦力界分布。由前式可看出P(x)的分布为须条所受平均正压力的分布,一定程度上可近似代表摩擦力界的分布。一般将摩擦力界分布分界为两个平面分布:纵向摩擦力界分布:沿须条长度方向的分布横向摩擦力界分布:罗拉钳口下垂直于须条方向的分布对摩擦力界分布要求:纵向按一定形态分布横向分布均匀即可,摩擦力界,(二)罗拉钳口的摩擦力界1、纱条纵向摩擦力界的分布,摩擦力界,罗拉中心线O1O2处平均正压力 P(x)最大。摩擦力界外延:纤维是半弹性半塑性物体,产生力的传递P(x),向罗拉加压点外扩展并控制纤维运动。,2横向摩擦力
6、界分布弹性胶辊中凹中间高、两边低分布较为均匀,二、影响摩擦力界分布的因素(一)影响纱条纵向摩擦力界分布的因素,m1-正常情况下,罗拉钳口下纵向摩擦力界分布曲线;m2-上罗拉压力增大时,罗拉钳口下纵向摩擦力界分布曲线;m3-罗拉直径增大时,罗拉钳口下纵向摩擦力界分布曲线。,罗拉钳口下纵向摩擦力界分布曲线,1、压力P:P,强度峰值,摩擦力界向外扩展。2、罗拉直径:皮辊直径,皮辊与纤维接触边缘外移,若P不变压力分布范围峰值,长度扩展3、纱条定量:定量须条宽度,厚度摩擦力界长度,峰值,(二)影响罗拉钳口下横向摩擦力界分布的因素(1)纱条截面形状:扁平,圆形。(2)罗拉表面性质(甲)金属上罗拉(乙)皮辊
7、硬度较大(丙)皮辊硬度小,甲 乙 丙,三、理想摩擦力界的分布要求纱条横向上分布尽量均匀,纵向要求一定的分布形态。应使其既能满足作用于个别纤维上力的要求,同时又能满足于整个牵伸须条上力的要求。,三、理想摩擦力界的分布要求,摩擦力界布置:既满足个别纤维的受力要求,又满足整个牵伸须条的受力要求。后钳口的摩擦力界向前扩展,逐渐减弱加强慢速纤维对浮游纤维的控制快速纤维顺利滑出前钳口的摩擦力界应高而狭稳定发挥快速纤维对浮游纤维的引导作用,保证纤维集中在前钳口附近变速,第三节 纤维在牵伸区中的运动分析,一、牵伸区内纤维分类1、被控制纤维-受前罗拉或后罗拉握持的纤维。2、浮游纤维-未被前罗拉或后罗拉握持的纤维
8、。3、前纤维-被前罗拉握持的纤维。4、后纤维-被后罗拉握持的纤维。5、快速纤维-以前罗拉速度运动的纤维。6、慢速纤维-以后罗拉速度运动的纤维。,二、控制力和引导力1、控制力以后罗拉速度运动的慢 速纤维对浮游纤维的作 用力。2、引导力以前罗拉速度运动的快速纤维作用于浮游纤维上的力。当引导力大于控制力时,就能使浮游纤维由慢速变为快速,故浮游纤维的运动主要取决于作用在该纤维上的引导力和控制力的大小。,三、纤维变速点分布与纱条不匀,变速点牵伸过程中纤维头端变速的位置,纤维在牵伸区中受力和运动状态的不同变速位置不同变速点距离前钳口形成一种分布(变速点分布)纤维变速点分布影响因素:摩擦力界分布纤维长度均匀
9、度,(一)理想情况下牵伸(纤维变速)及纱条不匀,1、假设条件(须条均匀)(1)纤维都是平行伸直的;(2)都是等长的;(3)每根纤维都是头端到达前钳口或某固定位置变速。经牵伸后两根纤维头端移距为a1=aE。,理想牵伸,设头端相距a0,随V2运动,当A纤维到达前罗拉钳口时,以V1运动,t时间后B纤维也以V1运动(t=a0/V2)。则两纤维头端距:a1=V1t=V1a0/V2=Ea0(正常移距),纤维头端在前钳口变速时的移距,由上可看出:纱条内任两根纤维头距比原来增大E倍;纱条按E被均匀地抽长拉细了,但条干均匀度没有恶化。,纤维头端在前钳口变速时的移距,a1=V1t=V1a0/V2=Ea0,2、结论
10、(1)经理想牵伸后,须条中纤维之间的头端移距增大到原来的E倍,纱条截面内的纤维根数减少E倍。(2)纱条经过牵伸后,仍然能够保持牵伸前所具有的结构。(3)纱条的不匀率没有因牵伸而增加而是不匀率的波长增大了E倍。推广:若纤维同在牵伸区中的某一位置(不一定在钳口)变速不产生新的不匀。,当A在X2-X2变速,B在X1-X1时等式右边第二项取“”,(二)实际情况下牵伸(纤维变速)及纱条不匀(实际移距a1)A开始变速到B开始变速(B运动到X2-X2)的时间t t=(a0+X)/V2 t时间内B的位移S S=V1*t=V1(a0+X)/V2=(a0+X)E a1=S-X=(a0+X)E-X 即a1=a0E+
11、(E-1)X,牵伸后纤维头端距离a1为:a1=a0E x(E-1),式中:a0E为正常移距;X(E-1)即为移距偏差。移距偏差:在牵伸过程中,由于纤维不在同一位置变速,则牵伸后纤维的头端距离与正常移距产生的偏差称为移距偏差。“”形成细节;“”形成粗节。因此,实际牵伸过程中纱条的不匀是纤维在不同截面上变速产生移距偏差而引起的。,如何改善不匀:在牵伸过程中,x 趋于0,即要求变速点分布范围要窄,所以变速点的位置尽可能向前钳口集中。措施如下:工艺参数方面牵伸装置方面,a1=a0E x(E-1),影响某根浮游纤维变速的关键是作用在该根纤维上的力,即促进纤维加速的力和阻止纤维加速的力的综合效果.,实验结
12、果纤维长度越短,变速点越分散。罗拉隔距小,变速点分布靠近前钳口且集中。罗拉隔距大,变速点分散。理论:变速点分散使纤维头端移距偏差离散性增大,纱条不匀率增加。牵伸倍数增大,纤维头端移距偏差增大,纱条不匀率也增加。,变速点分布特点,四、牵伸区内纤维数量分布-变细曲线(一)变细曲线定义牵伸过程中,由后罗拉钳口到前罗拉钳口方向,须条截面中的纤维根数逐渐减少,须条逐渐变细的规律曲线。变细曲线反映了:(1)牵伸区中快速、慢速纤维的分布;(2)牵伸区中纤维运动情况;(3)牵伸区中纤维的变速点分布情况。,(二)变细曲线的求得1、变细曲线的实验分析方法:把正常运转的机器停下,取下牵伸装置的每个上罗拉,标记出相当
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