[纺机工艺]牵伸区中须条的宏观力学分析
对于牵伸区中整根须条而言,受这样一对作用的力:受到前罗拉钳口握持力下抽拔快速纤维而对须条施加的摩擦力,即为握持力;及在牵伸过程中所有快速纤维从慢速纤维中抽拔出来而受到的阻力的总和,即为牵伸力。牵伸力实质是须条牵伸时受到的张力。保证牵伸顺利进行,握持力必须大于牵伸力。否则,须条就发生牵伸不开、在前钳口打滑、造成牵伸效率下降、输出条不匀率增大,甚至出“硬头”等不良后果。
(一)影响牵伸力的因素
1.牵伸倍数
当喂入须条线密度不变时,牵伸力与牵伸倍数的关系:在牵伸倍数为1时,因不发生牵伸,牵伸力为零。随着牵伸倍数的提高,须条呈紧张状态,牵伸力迅速上升。当牵伸倍数接近Ec时纤维间开始产生滑动。当牵伸倍数超过Ec时,牵伸力随前钳口下纤维数量的减少而下降。在Ec处,牵伸力最大,该牵伸倍数称为临界牵伸倍数。
在临界牵伸附近牵伸过程较复杂,当喂入须条的特数、罗拉隔距及纤维平行伸直程度等情况变化时,临界牵伸倍数的数值及对应的最大牵伸力亦随之变化。由于临界牵伸附近牵伸力波动大,在实际生产中,应避开此区域,否则影响须条均匀度。
当输出须条线密度不变而喂入须条的线密度改变时,牵伸力与牵伸倍数的关系:牵伸倍数大,即意味着喂入须条变粗,慢速纤维增加,后钳口对须条的摩擦力界向前扩展,虽然前罗拉握持的纤维数量不变,但每根快速纤维抽出时受到的阻力增加,牵伸力亦相应增加。
2.摩擦力界
牵伸区中摩擦力界分布对牵伸力的大小有很大影响,包括罗拉隔距、胶辊加压以及喂入须条的厚度等。
罗拉隔距的大小与牵伸力有密切的关系:在隔距很大时,隔距稍减小对牵伸力影响很小。随着隔距继续减小,牵伸力逐渐增大。当隔距减小到一定程度(Rc)以后,因有部分快速纤维的尾端还未能脱离后钳口,所以前罗拉钳口不仅要克服纤维之间的摩擦阻力,还要将部分纤维从后钳口抽出,引起牵伸力急剧上升。
当胶辊上加压增加时,摩擦力界的强度和幅度都相应增加,因而牵伸力也增大。
当喂入须条厚度增加、宽度变窄时,牵伸区相应增大。
3.其他因素
纤维的长度、细度、平行伸直程度以及车间温湿度,都影响纤维之间的接触情况,因而也影响牵伸力。纤维长而细,则同样粗细的须条截面中纤维根数多,且纤维在较大长度上受到摩擦阻力,牵伸力大。纤维的平行伸直度愈差,牵伸力是波动的,一般说来,牵伸力不匀率愈高,纱条不匀率也愈高。所以,应设法使牵伸力保持稳定。
(二)握持力及其影响因素
握持力是指罗拉钳口对须条的摩擦力。对前罗拉来说,握持力太小,会使胶辊打滑,须条产生不匀。对后罗拉而言,握持力太小,纤维有可能从后钳口抽出而提前变速,或者胶辊打滑,同样影响须条不匀。
胶辊上加压大小是决定握持力的主要因素。此外,胶辊磨损中凹、胶辊对须条的摩擦系数、胶辊芯子缺油回转不灵活、罗拉沟槽棱角磨光等,都影响到握持力的大小。
(三)须条定量
须条定量增加时,压在钳口下的须条的厚度与宽度均有所增加,使摩擦力界分布的长度扩展,但因须条单位面积上的压力减小,故使摩擦力界分布的峰值降低。
牵伸区中部的须条摩擦力界强度还因罗拉隔距的大小变化而有所不同。隔距小时,其摩擦力界强度较强;隔距大时,其中部的摩擦力界强度较小。